Сварка труб нагретым инструментом в раструб

 Контактную сварку враструб и контактную раструбно-стыковую сварку следует осуществлять с соблюдением такой последовательности операций (рис. 3.3): подготовка заготовок к сварке (обрезка конца трубы, снятие на ней фаски, установка ограничительного хомута), надвигание раструба соединительной детали на дорн нагревательного инструмента, вдвигание конца трубы в гильзу нагревательного инструмента, оплавление свариваемых поверхностей, удаление нагревательного инструмента (технологическая пауза), соединение свариваемых заготовок, охлаждение сварного соединения.

 При контактной сварке враструб ограничительный хомут следует устанавливать на трубу таким образом, чтобы расстояние от торца трубы было на 2 мм меньше длины раструба. При контактной раструбно-стыковой сварке ограничительный хомут для придания круглой формы трубам, имеющим эллиптическое сечение, устанавливают на расстоянии от торца трубы, на 2-3 мм превышающем длину раструба.

 Оплавление свариваемых поверхностей следует производить с помощью нагревательного инструмента. Для облегчения контроля за оплавлением торца трубы при раструбно-стыковой сварке допускается использование нагревательного инструмента, гильза которого имеет смотровой зазор величиной 3-6 мм (рис. 3.4, зазор «С»). Шероховатость рабочих поверхностей инструмента не должна превышать R_а = 0,8 по ГОСТ 2789-73 и ГОСТ 2.309-73. Основные размеры инструмента должны соответствовать данным, приведенным на рис. 3.4 и в табл. 3.5.

 Вылет концов труб из зажимов сварочного оборудования должен составлять не более 1,5 длины раструба.

Режимы сварки должны соответствовать табл.3.6 .

При сварке враструб вдвигать трубу в раструб следует до упора ограничительного хомута в торец раструба. При раструбно-стыковой сварке вдвигать трубу необходимо до упора ее торца в торец внутреннего выступа соединительной детали.

Рис. 3.3 Последовательность процесса сварки труб враструб:

а - раструбной; б - раструбно-стыковой; I - подготовка труб и деталей к сварке; II - нагрев и охлаждение труб и деталей; III - соединение труб и деталей; 1 - раструб соединительной детали; 2 - конец трубы; 3 - ограничительный хомут; 4 - нагревательный инструмент; 5 - сварной шов; 6 - зона оплавленного материала

Таблица 3.5 Размеры гильзы и дорна

Примечание: 1. Вариант I - для деталей из ПЭВД диаметром от 16 до 63 мм типа С, диаметром от 76 до 110 мм типа СЛ и диаметром 140 мм типа Л; вариант II - для деталей диаметром от 16 до 63 мм типа Т и диаметром от 75 до 110 мм типа С.

2. Размеры D₁ и d₁ следует выполнять по 3 классу точности.

Таблица 3.6 Рекомендуемые параметры режимов сварки

Рис. 3.4 Инструмент для раструбной (а) и раструбно-стыковой (б) сварки:

1 - гильза; 2 - дорн; 3 - поверхность для оплавления торца трубы; 4 - поверхность для оплавления внутренней полки соединительной детали; 5 – электроспираль

Сварка с помощью соединительных деталей

С закладными нагревателями

Сварку труб соединительными деталями с закладными нагревателями производят:

- при прокладке новых газопроводов, преимущественно из длинномерных труб (плетей) или в стесненных условиях;

- при реконструкции изношенных газопроводов методом протяжки в них полиэтиленовых труб (в том числе профилированных);

- при соединении труб и соединительных деталей с разной толщиной стенки или при толщине стенки менее 5 мм, или изготовленных из разных марок полиэтилена;

- для врезки ответвлений в ранее построенные газопроводы;

- для вварки трубной вставки в полиэтиленовые газопроводы;

- при строительстве особо ответственных участков газопровода (стесненные условия, пересечение дорог и пр.).

Для сварки труб соединительными деталями с закладными нагревателями применяют сварочные аппараты, работающие от сети переменного тока напряжением 230 В (190 - 270 В), от аккумуляторных батарей или от передвижных источников питания (мини-электростанций). Аппараты представляют собой силовой понижающий трансформатор и микропроцессорный блок управления, обеспечивающий распознание параметров соединительной детали и назначение параметров режима сварки. Распознание детали осуществляется, как правило, с помощью лазерного карандаша или магнитной карты.

Технологический процесс соединения труб с помощью соединительных деталей с закладными нагревателями включает (рис. 3.5)

- подготовку концов труб (очистка от загрязнений, механическая обработка - циклевка свариваемых поверхностей, разметка и обезжиривание);

- сборку стыка (установка и закрепление концов свариваемых труб в зажимах позиционера (центрирующего приспособления) с одновременной посадкой детали с ЗН, подключение детали с ЗН к сварочному аппарату);

- сварку (задание программы процесса сварки, пуск процесса сварки, нагрев, охлаждение соединения).

Рис. 3.5 -Схема соединения труб муфтой с закладным нагревателем

а - подготовка соединяемых элементов; б, в, г - этапы сборки стыка; д - собранный под сварку стык;

1 - труба; 2 - метка посадки муфты и механической обработки поверхности трубы; 3 - муфта; 4 - закладной нагреватель; 5 - клеммы токопровода; 6 - позиционер; 7 - токоподводящие кабели сварочного аппарата

Для исключения неправильного распределения тепла внутри соединения, приводящего к сильному расплавлению полиэтилена, не рекомендуется превышать величину косого среза торца трубы а (рис. 3.6), указанную в таблице 3.7.

Очистку концов труб от загрязнений производят так же, как при выполнении сварки встык. Концы труб, защищенных полипропиленовой оболочкой, освобождаются от нее с помощью специального ножа. Длина очищаемых концов труб должна быть, как правило, не менее 1,5 длины раструбной части применяемых для сварки деталей.

Механическую обработку поверхности концов свариваемых труб производят на длину, равную не менее 0,5 длины используемой детали. Она заключается в снятии слоя толщиной 0,1 - 0,2 мм с поверхности размеченного конца трубы. Для труб диаметром до 75 мм, а также для удаления заусенец с торца трубы, как правило, применяется ручной скребок (цикля). Для труб диаметром более 75 мм, а также для труб, изготовленных из ПЭ 100 независимо от диаметра, рекомендуется использовать механический инструмент (торцовочную оправку), которая обеспечивает быстрое и равномерное снятие оксидного слоя с поверхности труб. Кольцевой зазор между трубой и соединительной деталью не должен, как правило, превышать 0,3 мм и после сборки на трубе должны быть видны следы механической обработки поверхности.

Рис. 3.6 Схема сборки муфтового соединения

а - максимальный допуск косого среза трубы; е - максимальный зазор между двумя концами труб в муфте

Не рекомендуется превышать величину зазора между торцами труб в муфте е (рис. 3.6), указанный в таблице 3.8

Таблица 3.8

Для правильной центровки соединения после механической обработки на концы свариваемых труб наносят метки глубины посадки муфты (соединительной детали), равные половине ее длины.

Свариваемые поверхности труб после циклевки и муфты обезжиривают путем протирки салфеткой из хлопчатобумажной ткани, смоченной в спирте или других специальных обезжиривающих составах, которые полностью испаряются с поверхности.

Детали с закладными нагревателями, поставляемые изготовителем в индивидуальной герметичной упаковке, вскрываемой непосредственно перед сборкой, обезжириванию допускается не подвергать.

Механическую обработку и протирку труб и деталей производят непосредственно перед сборкой и сваркой. Детали с закладными нагревателями механической обработке не подвергаются.

Сборка стыка заключается в посадке муфты на концы свариваемых труб с установкой по ранее нанесенным меткам, по ограничителю или по упору в позиционере. Рекомендуется для сборки стыков труб, поставляемых в отрезках, использовать центрирующие хомуты и позиционеры, а для сборки стыков труб, проставляемых в бухтах или на катушках, использовать выпрямляющие позиционеры.

Процесс сборки включает:

- надевание муфты на конец первой трубы до совмещения торцов муфты и трубы, закрепление конца трубы в зажиме позиционера (см. рис. 3.5, б);

- установку в упор в торец первой трубы и закрепление конца второй трубы в зажиме позиционера (см. рис. 3.5, в);

- надвижение муфты на конец второй трубы на 0,5 длины муфты до упора в зажим позиционера (см.рис. 8, г) или до метки, нанесенной на трубу;

- подключение к клеммам муфты токоподводящих кабелей от сварочного аппарата (см. рис. 8, д).

В случае если муфты имеют внутренний ограничитель (кольцевой уступ), то сборка труб производится до упора торцов труб в кольцевой уступ и собранное соединение закрепляется в позиционере.

Если свариваемые концы труб имеют овальность больше 1,5 % наружного диаметра трубы или ³ 1,5 мм, то перед сборкой стыка для придания им округлой формы используют инвентарные калибрующие зажимы, которые устанавливают на трубы на удалении 15 - 30 мм от меток или устраняют овальность при помощи специальных приспособлений.

Во избежание повреждения закладных нагревателей (проволочных электроспиралей) надевание детали с ЗН на конец трубы или введение конца трубы в муфту производят без перекосов. Концы труб, входящие в соединительные детали, не должны находиться под действием изгибающих напряжений и под действием усилий от собственного веса. Муфты после монтажа должны свободно вращаться на концах труб от нормального усилия руки.

Трубы сваривают при обеспечении неподвижности соединения в процессе нагрева и последующего естественного охлаждения.

Параметры режимов сварки устанавливают в зависимости от вида и сортамента используемых соединительных деталей с ЗН и (или) сварочных аппаратов в соответствии с указаниями заводов-изготовителей в паспортах изделий. При включении аппарата процесс сварки происходит в автоматическом режиме.

В паспорте детали с ЗН или на штрих-коде указываются время охлаждения сварного соединения до той температуры, при которой это соединение можно перемещать, и время охлаждения до той температуры, при которой возможно нагружение газопровода опрессовочным или рабочим давлением.

Приварку к трубам седловых отводов производят в следующей последовательности:

- размечают место приварки отвода на трубе (рис. 3.6)

- поверхность трубы в месте приварки отвода зачищают с помощью цикли;

- привариваемую поверхность отвода обезжиривают, а если он поставляется изготовителем в герметичной индивидуальной упаковке, вскрываемой непосредственно перед сборкой, то его обезжириванию допускается не подвергать;

Рис. 3.6 Соединение полиэтиленовой трубы и отводов с закладными нагревателями

а - седловой отвод с закладным нагревателем; б - отвод с разрезной муфтой с закладным нагревателем; 1- труба; 2 метки посадки отводов и механической обработки поверхности трубы;  3 отвод; 4 - закладной нагреватель; 5 - полухомут; 6 - винты крепления; F - усилие прижатия отвода при сборке и сварке

- отвод устанавливают на трубу и механически прикрепляют с помощью специальных зажимов, хомутов и т.п. (рис. 3.:)

- если труба в зоне приварки отвода имеет повышенную овальность (больше 1,5 % наружного диаметра трубы или ³ 1,5 мм), то перед установкой отвода трубе придают правильную геометрическую форму с помощью калибрующих зажимов, укрепляемых на трубе на расстоянии 15 - 30 мм от меток (зажимы снимают только после сварки и охлаждения соединения);

- подключают к контактным клеммам токоподвода сварочные кабели;

- производят сварку;

- после окончания сварки и охлаждения перед фрезерованием трубы производят визуальный контроль качества сварного соединения. Рекомендуется для проверки качества сварки через патрубок приваренного отвода подать избыточное давление воздуха внутрь седлового отвода с одновременным обмыливанием места примыкания основания отвода к газопроводу;

- производят фрезерование стенки трубы для соединения внутренних полостей отвода и трубы после полного охлаждения соединения.

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ