Зварювання труб: стикування і зварні з'єднання по ГОСТ


Монтаж магістралей будь-якого призначення з трубопрокату здійснюється найчастіше за допомогою зварювальних робіт. Причому зварювання труб у домашніх умовах може здійснюватися двома способами:

  • Дуговим;
  • Газозварювальним.

При цьому обидва види зварювання можна поділити на категорії:

  • Пластична (зварювання тиском);
  • Зварювання плавленням металу електрода і припою.

До кожного з методів з'єднання металу пред'являються певні вимоги, яких слід дотримуватися для отримання високої якості зварного шва.

Важливо: зварювальні роботи проводять в основному промисловим швом, який відповідає СНиП III-Р. 9—62. Дотримання норм та правил дозволяє повчити шов високої якості. При виконанні робіт в основному використовують автоматичне або напівавтоматичне обладнання.

  • Зварювання дугове електричне
  • Відповідність робочого місця зварника за ГОСТ
  • Вибір електродів
  • Газове зварювання
  • Якість зварного шва по ГОСТ

Зварювання дугове електричне

зварювання труб

Цей тип з'єднання трубопроводу виконується при змінному або постійному струмі

Цей тип з'єднання трубопроводу виконується при змінному або постійному струмі. Так, якщо мова йде про зварювання труб при використанні постійного струму, то до зварюваної труби приєднують плюсової провід, який підключений паралельно до плюсового полюса зварювального апарату. А другий провід підключають до електроду і мінусового полюса обладнання. Така зварювання називається зварюванням з прямою полярністю. Якщо де дроти з'єднуються в зворотному (протилежному) порядку, то таке виконання робіт називають зварюванням із зворотною полярністю.

Важливо: з точки зору економічної вигоди більш зручною вважається дугове зварювання при змінному струмі. В цьому випадку відбувається менше споживання електроенергії. Крім того в цьому разі обслуговування устаткування є більш простим у відміну від догляду за обладнанням постійного струму.

Зварювання труб за допомогою методу електродугового застосовується по ГОСТ найчастіше для з'єднання елементів трубопроводу, які мають внутрішній просвіт не менше 80 мм і товщину стінок від 3 мм. Електродугове зварювання вигідно відрізняється також і від газового зварювання тим, що для цієї операції передбачено меншу кількість витратних матеріалів, які в свою чергу мають меншу вартість.

Принцип такого способу з'єднання полягає в безперервному горінні дуги, яка формується між електродом і плавким кромкою металу. При горінні душі формується постійна температура близько 3500 градусів за Цельсієм. Завдяки цьому метал трубопроводу плавиться і заповнює собою зазор між двома елементами зварюваної магістралі.

Важливо: при зварюванні рух електрода відбувається спочатку по напрямку до зазору, потім уздовж або поперек зазору. У результаті виходить рівна зварний шов товарного виду.

Варто знати, що в залежності від товщини стінок трубопроводу залежить глибина (кількість шарів) зварного шва. Згідно ГОСТ зварний шов слід виконувати таку кількість шарів:

  • Для труби зі стінками до 3 мм формують шов в один шар;
  • Для трубопроводу зі стінками 4-5 мм шов роблять 2 шари;
  • Труба з товщиною стінок 6-9 мм — шов в три шари;
  • Товщина стінок 10-12 мм — шов товщиною в 4 шари;
  • Стінки 13-15 мм — шов в 5 шарів.

Відповідність робочого місця зварника за ГОСТ

зварювання труб

Оператор, що виконує з'єднання трубопроводу за допомогою зварювання повинен мати добре обладнане робоче місце

Оператор, що виконує з'єднання трубопроводу за допомогою зварювання повинен мати добре обладнане робоче місце. На ньому повинні знаходитися всі інструменти та комплектуючі для виконання якісного зварювання:

  • Сам зварювальний апарат;
  • Ящики для електродів і недогарків;
  • Зубило та молоток для зняття шлаку зі зварювального шва;
  • Гнучкий зварювальний кабель потрібного перерізу, якісно ізольований.
  • Захисний костюм, рукавиці та шолом.

При цьому варто знати, що маска виготовляється з фанери або спеціальної фібри, що дозволяє захистити обличчя і очі від ультрафіолету, бризок розплавленого металу і інфрачервоного випромінювання. Вага захисної маски становить близько 600 гр. в області очей оператора розташовується світлофільтр, покритий зовні звичайним склом. Така вставка захищає очі оператора від шкідливого випромінювання, що утворюється при зварюванні.

Крім перерахованих інструментів і костюма зварник повинен мати електротримач, який за ГОСТ повинен відповідати таким параметрам:

  • Вага — не більше 0,5 кг;
  • Ізоляція від струму;
  • Мати захист від перегрівання в умовах тривалого застосування;
  • Крім того, хороший електротримач дозволяє змінювати електроди під будь-яким кутом в процесі виконання робіт.

Вибір електродів

зварювання труби

Якість зварювання повністю залежить від правильно підібраних електродів

Якість зварювання повністю залежить від правильно підібраних електродів. Грамотний вибір електрода дозволяє отримати надійний і герметичний шов, який відповідає встановленим стандартам.

За типом сталі, для якої застосуємо електрод, його можна поділити на такі типи:

  • Е42;
  • Э42А;
  • Э46;
  • Е50;

де буква Е означає слово «електрод», а число позначає тимчасовий опір металу трубопроводу на розрив при утворенні шва.

Крім того, варто знати, що діаметр електрода також підбирається в залежності від товщини стінок труби.

Газове зварювання

зварювання трубопроводів

Принцип виконання газового зварювання полягає у формуванні полум'я від суміші кисню і ацетилену

Цей спосіб з'єднання трубопроводу рекомендовано по ГОСТ застосовувати в тому випадку, якщо метал елементів для зварювання має товщину стінок менше, ніж 3,5 мм і внутрішній діаметр до 8 див. Обумовлено це тим, що газова зварювання менш травматична для металу (механічний вплив на метал) нижче, ніж електродугове зварювання. Крім того, метал, розплавлений в результаті газового зварного з'єднання, має меншу в'язкість і коефіцієнт подовження.

Принцип виконання газового зварювання полягає у формуванні полум'я від суміші кисню та ацетилену. В результаті полум'я плавить метал трубопроводу та спеціальної присадки, яка використовується для формування зварного шва.

Важливо: варто знати, що полум'я газового пальника здатне прогрівати метал на ширину 2,5-3 рази більший, ніж глибина зварного шва.

Важливо: щоб зварити трубопровід з товщиною стінок від 4 мм і більше, необхідно формувати спеціальну крайку-фаску для більш якісного плавлення металу.

Згідно СНиП газове зварювання труб виконується тільки в добре провітрюваному місці, оскільки випаровування газів при зварюванні негативно діє на здоров'я оператора.

Якість зварного шва по ГОСТ

зварювання трубопроводу

При проведенні з'єднання труб методом зварювання будь-якого типу варто контролювати якість шва

При проведенні з'єднання труб методом зварювання будь-якого типу варто контролювати якість шва. Такий процес дозволяє своєчасно виявити дефекти зварних з'єднань і запобігти розгерметизацію трубопроводу. Контроль, відповідно ГОСТ, проводять декількома способами:

  • Візуальний огляд зварного шва на всіх стадіях його формування. Так, при візуальному огляді слід виявляти наявність свищів, тріщин і пропалів в металі. У разі виявлення таких дефектів трубопровід перетравлюють заново, попередньо зрізавши некондиційний ділянку.

Важливо: ділянки стиків, проварені заново і піддавалися виправлення, підлягають обов'язковим фізичним випробуванням.

  • Механічні випробування зварювання труб над сформованим швом і з'єднанням труб. В цьому випадку зварний шов перевіряють на розтяг, згин, ударну в'язкість або розтягнення в залежності від призначення магістралі. Щоб проводити механічні випробування отриманого шва оператор під час зварювання повинен паралельно виконувати зварювання пробних стиків. Саме вони потім служать зразками для проведення механічного контролю.

Важливо: подібним методом перевіряють якість зварювання тільки на тих магістралях, які підвідомчі організаціям Держгіртехнагляду. При цьому випробування проводяться у відповідності з ГОСТ 6996-54.

  • Фізичний спосіб контролю зварювання труб, що передбачає використання рентгенівського, гамма-променів, ультразвукових хвиль та ін. Такі способи випробувань також виконують тільки на трубопроводах особливого призначення. В цьому випадку отримані шви піддають просвічуванню рентген-променями з метою виявлення внутрішніх тріщин, пор, шлаку. При цьому слід знати, що існують не тільки промислові рентген-установки, але і мобільні, для виконання фізичного контролю в монтажних умовах. Подібним чином і в цих же цілях використовують і гамма-промені. При проникненні через зварний шов промінь відкладає свій відбиток на плівку з внутрішньої сторони з'єднання. І якщо виявлені недоліки і дефекти у зварному з'єднанні, то плівка в цих місцях буде більш темною. Фізична перевірка проводиться у відповідності з ГОСТ 7512-55. При цьому відбракування підлягають ділянки трубопроводу з такими дефектами в з'єднанні:
  1. Тріщини будь-якої форми і розміру;
  2. Наявність шлаку в зварному шві і досі, кількість яких перевищує 10% товщини стінки труби;
  3. Наявність непровара в з'єднанні, якщо його об'єм складає від 15% і більше товщини стінки металу.

Важливо: виправляти дефекти зварювання труб можна тільки в тому випадку, якщо при діаметрі труби до 100 мм площа тріщини (дефекту) складає до 20 мм, або при перетині магістралі більше 100 мм площа дефекту до 50 мм. В інших випадках з'єднання повинно бути видалено, а стик заварюється за новою.

  • Пневматичні та гідравлічні випробування.

Важливо: в деяких випадках (в залежності від призначення трубопроводу) зварювання труб може перевірятися на корозійність.