Общие сведения
Соединения труб делятся на два типа: неразъемные и разъемные. К неразъемным соединениям относятся раструбные и сварные соединения. К разъемным – муфтовые и фланцевые. Сварка сейчас по праву считается самым популярным и надежным способом при производстве и установки технологических трубопроводов. Сварка целесообразна при соединении стеклянных, пластмассовых и стальных элементов. Сварочные соединения гарантируют стыкам хорошие прочностные характеристики, жесткость и долговечность. Сварное соединение выполняется посредством проведения сварочных работ.
Виды сварки
Сегодня существует две большие группы, которые классифицируют виды сварочных работ.
К пластической сварке относятся:
электродуговая сварка в сфере защитных газов;
электродуговая сварка под флюсом;
электродуговая сварка ручного типа;
электрошлаковая сварка;
газовая сварка.
К сварке плавлением относятся:
холодная сварка;
газопрессовая сварка;
прессовая сварка;
сварка трением;
термитная сварка;
контактная сварка;
сварка ультразвуком.
При производстве и установки технологических трубопроводов чаще всего применяют газовую и электродуговую сварку ручного типа с использованием металлических электродов, электродуговую сварку под флюсом и в сфере защитных газов в автоматизированном и полуавтоматизированном режимах и стыковую электроконтактную сварку. Кроме того, сейчас наблюдается тенденция интенсивного внедрения порошковой сварки. Популярной также становится голая электродная сварка проволоками. Стыковая сварка под воздействием высокочастотных элементов также стремительно набирает обороты.
Электродуговая сварка, в основе которой лежит воздействие тока (переменного или постоянного), наиболее часто применяется в процессе производства трубопроводов и считается оптимальным вариантом. Если говорить о сварочных работах, которые производятся на основе постоянного тока, то их можно выполнять двумя способами, а именно используя принцип прямой и обратной полярности. Первый способ – это когда один конец провода подсоединяется к изделию, а другой – к самой машине, к ее полюсу со знаком плюс. Второй способ – это, соответственно, наоборот, когда плюс подсоединяется к изделию, а минус – к машине.
С точки зрения экономической практичности и выгоды оптимальной является сварка на основе переменного тока. Дело в том, что указанный способ существенно снижает расходы электрической энергии, сокращает затраты на стоимость необходимого оборудования, а также обеспечивает наиболее простой уход за ним, нежели за машинами, работающими на постоянном токе.
Сварные соединения и швы
Что касается самих сварных соединений, то их следует отличать от швов и разделять их между собой. Нужно понимать, что эти два понятия имеют абсолютно разную смысловую нагрузку, но, тем не менее, они неразрывно связаны между собой. Сварным швом называется то место, в котором плавится материал под воздействием высоких температур во время сварочной работы. После остывания самого материала происходит затвердевание и кристаллизация шва. Сварные соединения – нечто более обширное. В соединения входит не только шов, но и близлежащие зоны. Это и зона, подвергшаяся тепловому воздействию во время выполнения сварочных работ, и зона сплавления, и часть материала, расположенная в непосредственной близости от подвергшейся термовоздействию зоны. Свойства швов напрямую влияют на прочность и форму материала в том месте, на которое воздействовали сварочные работы. Свойства соединений же определяются качеством шва и близлежащих зон, которые непосредственно подверглись воздействию сварки. Так, свойства соединений напрямую влияют на интенсивность и распределение усилий в области сваривания. Еще следует знать, что в одном соединении зачастую бывает более одного шва.
Сварочные соединения
При проведении сварочных работ технологических трубопроводов различают стыковые, нахлесточные и угловые соединения. Все существующие сварные соединения имеют свою область применения и целесообразны в определенных случаях. Вид сварного соединения всегда определяется специалистом индивидуально.
Наиболее популярным считается стыковое соединение благодаря высокой прочности. К указанному виду относится ситуация, когда имеет место торцевое прилежание элементов и расположение их в одной плоскостной поверхности. В стыковых соединениях шов может располагаться в продольном или поперечном направлении. Продольные стыки чаще всего используют при производстве отдельных элементов и труб из листа, а поперечные стыки принято выполнять при соединении между собой труб и деталей.
Нахлесточным называется сварное соединение, когда сваренные элементы располагаются параллельно относительно друг друга, а также частично друг друга перекрывают. Такой вид соединения применяется для облегчения сборки и сварки швов, которые выполняются при установке конструкций. Нахлесточное соединение отличается меньшей прочностью, нежели стыковое. При выполнении нахлесточных соединений, как правило, дополнительно расходуются трубы и необходима предварительная раздача концов трубы по диаметру. Этот способ применяется при работе с трубами, выполненными из неметаллов или из цветных металлов. Нахлесточное соединение при работе с трубами из черного металла считается нецелесообразным.
Угловое соединение подразумевает под собой угловое расположение элементов по отношению друг к другу и их сваривание в том месте, в котором примыкают края. Такое соединение целесообразно выполнять при соединении отдельных деталей непосредственно с трубопроводом или при производстве специальных сварных деталей. В свою очередь, угловое соединение подразделяется на две категории, а именно – со скосом или без скоса кромок. Данная разновидность сварного соединения применяется, например, при присоединении плоских фланцев и штуцеров.
Виды швов
Все швы по способу сварного соединения подразделяются на односторонние, двусторонние и односторонние с подкладным кольцом. Сваривание односторонним швом применяется в случаях, если величина условного прохода не превышает 500 миллиметров. Двусторонний шов целесообразен при работе с трубами, где условный проход превышает 600 миллиметров. Двусторонний шов предполагает подварку изнутри корня шва в целях повышения прочности. Подкладные кольца используются гораздо реже, потому что уменьшают величину проходного сечения и способствуют повышенному гидравлическому давлению. В зависимости от того, как шов располагается в плоскости пространства, различают и различные положения сварки. Сварочные работы могут выполняться в разных условиях, и в зависимости от этого они также бывают поворотные и неповоротные. Чаще всего при сваривании элементов и поворотных стыков используется нижний шов, так как это максимально практично и удобно. Независимо от того, какой конкретно способ сварки применяется, к самому шву предъявляются одни и те же требования. Так, сварной шов технологических трубопроводов обязательно должен отличаться прочностью, пластичностью и плотностью.
