Сварочно – монтажные работы

Сварочно – монтажные работы являются одной из основных технологических операций при сооружении трубопроводов.

Качественное выполнение этих работ определяет конечное качество сооружения и его эксплуатационную надежность.

Во всех странах мира, в том числе и в России применяют двухстадийную схему выполнения сварочных работ. На первой стадии отдельные трубы с заводской длиной 12 м и менее на трубосварочных базах сваривают (с поворотом) в 24, 36 и даже 48 метровые секции.

На второй стадии из этих длинномерных секций сваривают непрерывную нить трубопровода.

Условие строительства трубопровода определяет применение различных видов сварки. Наряду с дуговыми методами успешно применяют электроконтактную сварку в промышленных масштабах. При этом в качестве сварочного материала применяется самозащитная порошковая проволока.

В целом методы сварки трубопровода можно разделить на две группы

1. Сварка плавлением.

2. Сварка давлением.

При сварке плавлением металлы соединяют вследствие совместного расплавления кромок свариваемых изделий и присадочного материала (электрода) В их последующей совместной кристаллизации. При этом дополнительные механические усилия для перемещения кромок не требуется.

Широкое применение в трубопроводном строительстве нашли следующие методы электродуговой сварки плавлением:

- Ручная ЭДС.

- Автоматическая ЭДС под флюсом.

- Полуавтоматическая и автоматическая в среде защитного (углекислого) газа.

Сварка давлением осуществляется в результате нагрева кромок свариваемых изделий и последующего сближения свариваемых поверхностей под действием усилия, приложенного вдоль оси труб.

Ручная электродуговая сварка

РЭДС применяется во всех пространственных положениях свариваемых изделий. Его можно сварить, как поворотные стыки труб (при вращении собранных секций), так и неповоротные. Все это является преимуществом такой сварки.

Недостатком РЭДС является низкая производительность (скорость сварки 5 – 10 м/ч) и то, что качество сварки зависит от квалификации сварщика.

Сварка поворотных стыков от неповоротных отличается тем, что свариваемые трубы вращаются вокруг продольной оси, а сварка все время ведется в наиболее удобном положении. Трубу при этом поворачивают на 30º - 90º.

Ручную сварку поворотных стыков ведут на сварочных базах.

На сварочных базах широкое распространение получили полуповоротная сварка, выполняемая двумя сварщиками. Сначала сваривают участки 1 и 2, затем трубы, поворачивают на 90° и сваривают на участках 3 – 4.

Автоматическая электродуговая сварка

При автоматической сварке автоматизируется подача электродной проволоки в дугу и перемещение дуги в направлении сварки.

Флюс защищает зону дуги и расплавленный металл от насыщения азотом и кислородом воздуха, способствует хорошему формированию качественного шва.

Подготовка труб к сварке и сборка стыков труб

Перед сборкой стыков трубы должны быть специально подготовлены, т.е. концы их очищены от грязи, льда (в зимнее время) и грунта, кромки труб выправлены, так как при транспортировке и погрузочно – выгрузочных работах возможно образование вмятин на концах труб и овальности. Для выправки местных вмятин применяют специальные гидравлические домкраты. Если на концах труб имеются глубокие вмятины и трещины, дефектные концы следует обрезать.

При электродуговой сварке внутреннюю и наружную поверхность концов труб на длине не менее 10 мм необходимо тщательно очистить от ржавчины (до металлического блеска).

К электроконтактной сварке трубы должны быть предварительно подготовлены, т.е. концы их на некотором расстоянии по всему периметру должны быть зачищены для подвода тока через медные контактные башмаки.

Сборка труб при электродуговых методах сварки осуществляется с помощью специальных центраторов, наружных и внутренних.

При прессовых методах сварки (электроконтактная, дугоконтактная и др.) стыки труб собирают в специальных сварочных головках.

Электрическая контактная сварка

При электроконтактной сварке обязательно применение механических усилий (осадочные давления) для сближения кромок свариваемых изделий на расстояние действия межатомного взаимодействия. Зона сварки труб нагревается за счет тепла, выделяющегося при прохождении электрического переменного тока через контакт между свариваемыми трубами.

Различают два технологического варианта стыковой электроконтактной сварки:

1) Сварка сопротивлением.

2) Сварка оплавлением.

Электроконтактная сварка сопротивлением осуществляется при нагреве торцов труб до пластического состояния (температура в зоне контакта 1200 – 1300 ºС) с последующей осадкой (при Р_ос= 40÷100 МПа).

Вследствие, плохой защиты от окисления кислородом воздуха сварные соединения, выполненные электроконтактной сваркой сопротивлением, отличаются малой пластичностью и низкой ударной вязкостью. Требуется тщательная обработка и точная подгонка свариваемых поверхностей.

Электроконтактная сварка оплавлением заключается в том, что торцы труб перед их осадкой нагревают до температуры выше температуры точек плавления металлов (оплавления), затем дают осадку труб не менее 10 – 15 мм/сек.

Качество сварных соединений труб при электроконтактной сварке оплавлением выше, чем при сварке сопротивлением.

Производство сварочно – монтажных работ

Различают три метода производства сварочно – монтажных работ при сооружении магистральных газонефтепроводов:

1. Непрерывного наращивания.
2. Поточно – расчлененный.
3. Базовый.

Метод непрерывного наращивания заключается в следующем:

- На трассу будущего трубопровода доставляют отдельные трубы и раскладывают их вдоль бровки траншеи.

- При сборке стыков трубы укладывают на земляные валики. Затем каждую трубу методом неповоротной сварки присоединяют к предыдущей.

При таком методе наиболее эффективным являются различные виды прессовой сварки.

Поточно – расчлененный метод предусматривает расчленение операции при подготовке, сборке, сварке стыков, где каждую операцию выполняют специальные звенья.

Базовый метод предусматривает следующую схему ведения сварочно – монтажных работ: трубы, доставленные ж/д транспортом с заводов разгружают и укладывают в штабеля. Затем трубовозами их доставляют на базы, где монтируют в секции. Наиболее целесообразна секция длиной 36 м (3 х 12). Затем секции труб специальными трубовозами доставляют непосредственно к бровке траншеи, где методом непрерывного наращивания их соединяют в плети.

Каждая сварочная база обслуживает участок от 10 до 40 км. При окончании работ база перемещается на следующий участок.