13.3.3. Cварочно-монтажные работы

Хорошее качество сварных соединений достигается строгим соблюдением технологической дисциплины, применением высококачественных сварочных материалов, увеличением доли контроля сварных соединений неразрушающими методами.

Опыт изучения качества сварных соединений, выполненных различными способами, показывает, что наибольший процент дефектов связан с ручной сваркой, особенно с ручной сваркой специальных стыков (врезка арматуры, трубных деталей и узлов, установка заплат). Автоматическая сварка позволяет значительно улучшить качество сварных соединений и повысить темпы производства сварочных работ.

На строительстве магистральных трубопроводов наибольшее распространение получила технологическая схема, при которой на специальных трубосварочных базах с применением автоматической сварки под флюсом подготовляются плети из трех труб, которые далее вывозятся на трассу и свариваются в нитку ручной, контактной сваркой или автоматами порошковой проволокой.

13.3.3.1 Сварочные материалы

К сварочным материалам относятся электроды для ручной дуговой сварки, проволока для сварки под флюсом и порошковая самозащитная проволока.

Сварочные материалы обеспечивают защиту зоны сварки от воздействия окружающей среды, регулирование химического состава и структуры металла шва, очищение металла шва от неметаллических составляющих, окислов, шлака и газов. Кроме того, сварочные материалы обеспечивают устойчивость протекания процесса сварки, заполнения разделки свариваемых изделий присадочным металлом, формирование поверхности шва, удержание сварочной ванны на свариваемых поверхностях, создают возможность удаления с поверхности сварных швов образовавшегося шлака.

В соответствии с ГОСТ 9466—75 электроды классифицируют по назначению, технологическим особенностям, виду и толщине покрытия, химическому составу стержня и покрытия, характеру шлака, механическим свойствам металла шва и способу нанесения покрытия. Все типы электродов должны обеспечивать: стабильное горение дуги и хорошее формирование шва; получение металла шва заданного химического состава; равномерное расплавление электродного стержня и покрытия, достаточную прочность последнего; минимальное разбрызгивание электродного металла; легкую отделимость шлака; минимальную токсичность при изготовлении и сварке; сохранение физико-химических и технологических свойств в течение требуемого периода.

Сварочные материалы - электроды, проволока, флюсы, защитные газы и т.п. хранятся в сухих отапливаемых складах, где должны поддерживаться примерно постоянные температура и влажность воздуха независимо от времени года, суток и климатических условий. Тем не менее, даже при соблюдении правил упаковки, хранения и транспортировки необходима специальная подготовка сварочных материалов к сварке.

Большинство покрытий электродов обладает гигроскопичностью. В отсыревшем покрытии, например, целлюлозного типа, происходят необратимые структурные изменения, резко ухудшающие сварочно-технологические свойства электродов.

Следовательно, электроды должны быть доставлены на трассу в герметичной упаковке. Продолжительность хранения электродов в раскрытых пачках на монтажной площадке не должно превышать 4 ч. Без предварительной сушки или прокаливания электроды можно применять сразу после вскрытия герметичной упаковки только при положительной температуре окружающего воздуха. Если упаковка повреждена, а также, если сварку приходится выполнять при отрицательной температуре (независимо от условий хранения, транспортировки и состояния упаковки), электроды перед сваркой необходимо прокаливать в течение 1 ч при определённой температуре, установленной для каждого вида покрытия.

13.3.3.2. Подготовка труб к сборке

Современные методы сварки позволяют получать качественные сварные соединения при условии обеспечения незначительных смещений кромок труб (2 - 3 мм) во время сборочных операций. Причинами несовпадения кромок при сборке стыков могут являться раз-нотолщинность стенок и эллиптичность цельнотянутых труб, значительные отклонения по длине окружности сварных труб, наличие местных вмятин, связанных с транспортировкой и разгрузкой, а также выхваты, вызванные неправильной обработкой концов труб. Эти отклонения вызывают необходимость дополнительной подгонки концов труб при сборке в трассовых условиях.

Сборочные операции могут производиться на сварочной базе при вращении стыкуемых труб и в неповоротном положении, на трассе в неповоротном положении (при сборке секций в нитку, при сборке захлестов, установке задвижек и т. п.), а также с помощью сварочной головки в неповоротном положении (при прессовых методах сварки).

Сборка стыков труб под сварку включает следующие виды работ: подготовку труб (правка концов и очистка поверхности свариваемых кромок), установку труб, центровку и стяжку труб, проверку сопряжений кромок и сборочных баз, подгонку сопрягаемых элементов и деталей; закрепление свариваемых кромок.

Трубы, изготавливаемые на металлургических заводах, доставляют на трассу в различное время года и разными транспортными средствами, поэтому при транспортировке, хранении и погрузочно-разгрузочных работах они могут покрыться ржавчиной, изменить точную форму и т. п., что требует перед сборкой и сваркой выполнить подготовительные работы.

Очистку внутренней полости труб от возможных загрязнений, снега, льда и случайных предметов выполняют до сборки. На механизированных линиях загрязнения и случайные предметы удаляются ершом, который укрепляют на центраторе. В процессе прохода трубы через центратор ерш удаляет их автоматически. Попавшие внутрь трубы камни, грунт и посторонние предметы могут нарушить технологический процесс сборки и сварки при сооружении трубопровода, а также причинить вред готовой линии во время её продувки и эксплуатации.

Очистку изоляции осуществляют с концов труб на участке 100 мм в том случае, если трубы изолированы на заводе. Битумная мастика вначале снимается режущим приспособлением, а затем - бензином или другими растворителями.

Правку деформированных концов труб глубиной до 3,5 % диаметра трубы выполняют с помощью безударных приспособлений. Вмятины на концах труб диаметром 720, 820 и 1020 мм с толщиной стенки до 11 мм выправляют, применяя приспособление типа ПВ. В качестве рабочего органа используют автомобильный домкрат с усилием 50 кН. Для правки вмятин на трубах диаметром 630 - 1420 мм с толщиной стенок до 22 мм применяют устройство УПВ-141. В качестве рабочего органа используют гидравлический домкрат с усилием 300 кН. Для труб из стали с временным сопротивлением разрыву до 539 МПа допускается правка вмятин и деформированных концов при положительной температуре без подогрева. При отрицательной температуре окружающего воздуха проводят местный подогрев до 100 - 150 ^оС. Правку труб из стали с σ_в > 539 МПа осуществляют с местным нагревом до 150 - 200 °С при любых температурах окружающего воздуха. Участки труб с вмятинами глубиной более 3,5 % диаметра, а также с резкими деформированными краями, имеющими надрезы, обрезают газокислородной резкой или механическим способом.

13.3.3.3. Газокислородная резка

Процесс газокислородной резки основан на сгорании металла в струе кислорода и удалении этой струей образующихся окислов (рис. 13.15). Поверхность разрезаемого изделия нагревается пламенем газокислородной смеси, проходящей через канал резака. При нагреве поверхности металла до температуры воспламенения через канал подается «режущий» кислород, который быстро окисляет подогретый металл. Образовавшиеся в верхнем слое реза жидкие окислы выдуваются кислородом, окружающий его металл остается твердым. Вытесненные струей расплавленные окислы нагревают нижележащий слой металла, обеспечивая условия для его интенсивного окисления и т. д. В результате процесс окисления распространяется на всю толщину заготовки. Расплавленные окислы удаляются струей режущего кислорода из зоны реза.

	Рис.13.15. Схема процесса газокислородной резки: 1 - горючая смесь;2 - кислород; 3 - пламя для подогрева; 4 – окислы
	Рис. 13.16. Схема разделки кромок трубы для ручной дуговой сварки а – при толщине стенки S < 16 мм; б – при S > 16

Обрезка поврежденных кромок, вырезка катушек и дефектных стыков из трубопровода, сварка захлестов и в других случаях разделку кромок труб обычно делают непосредственно в полевых условиях. Чаще всего для этой цели применяют ручную или механизированную газокислородную и воздушно-плазменную резку. Затем поверхность реза зачищают при помощи ручных шлифмашинок абразивными кругами.

Трубы для стыковки поступают с заводов на трассу с разделкой кромок, предназначенной для ручной дуговой сварки. Эта разделка (рис. 13.16) для труб любого диаметра при толщине стенки более 4 мм имеет угол скоса кромок 25 - 30° и притупление 1 - 2,6 мм. При толщине стенки 16 мм и более трубы большого диаметра поставляются и с комбинированной разделкой кромок в соответствии с рис. 13.16,б.

Перед сваркой внутренняя полость трубы очищается от грунта, снега, льда, грязи и посторонних предметов. Для обеспечения возможности пропуска внутреннего центратора трубы очищаются на всю длину и особенно тщательно на расстоянии одного метра от торцов. На расстоянии 10 - 20 мм от торца трубы ее внутреннюю и наружную поверхности, а также кромки очищают от ржавчины и окалины до блеска металлическими щетками и абразивными кругами, приводимыми во вращение ручными электрическими высокооборотными машинками. Перед зачисткой кромок, покрытых праймером или специальным покрытием, эти вещества смывались с трубы бензином или специальным растворителем на участке не менее 40 - 50 мм от торца, поскольку попадание этих веществ в сварочную ванну приводит к образованию в сварном шве дефектов.

Поврежденные при транспортировке концы труб, имеющие вмятины, обязательно выправляют безударными разжимными устройствами, специальными ручными или гидравлическими домкратами или ударным инструментом с местным подогревом до 150 - 250 °С (особенно при отрицательной температуре окружающего воздуха). Концы труб с вмятинами глубиной более 3,5% от диаметра, резкими вмятинами любой глубины, а также при вмятинах с надрывами и надрезами, с забоинами глубиной более 5 мм обрезают. Правку кромок труб после газокислородной и воздушно-плазменной резки производят с подогревом до 150 - 200 °С.

Забоины на кромках глубиной не более 5 мм ремонтируются сваркой. Концы труб с забоинами глубиной свыше 5 мм, забоинами с острыми краями, надрезами и надрывами обрезают. В зависимости от марки трубной стали и температуры окружающего воздуха при правке и ремонте забоин требуется подогрев. Царапины, риски и задиры глубиной 0,2 мм и менее на теле трубы зашлифовывают. Трубы с глубиной названных дефектов более 0,2 мм также отбраковывают. Во избежание попадания в сварочную ванну влаги стык, подготовленный к сварке, обязательно просушивается, если по технологии сварка стыка выполняется без подогрева.

Сборка стыков труб является весьма ответственной операцией, от которой часто зависит качество сварки. При сборке необходимо совмещать оси соединяемых труб, обеспечивать совпадение свариваемых кромок; а также требуемый по технологии сварки зазор равномерно по всему периметру стыка. Сборка и центровка стыкуемых труб выполняется при помощи центраторов. Для труб диаметром 529 мм и более при сборке применяют только внутренние центраторы; трубы диаметром менее 529 мм, как правило, собирают при помощи наружных центраторов.

Зазор между кромками собираемых труб зависит от толщины стенки и типа применяемых электродов. Кромки совмещают таким образом, чтобы после сборки смещение их не превышало 20% от толщины стенки труб, но не более 3 мм. Соединение разностенных труб на трассе допускаются при условии, если разность толщин стенок стыкуемых труб при толщине 12 мм и менее не превышают 2,5 мм или 3 мм при толщине стенки более 12 мм.

При разностенности свариваемых труб (до 1,5 толщины) допускается непосредственная сборка и сварка труб при специальной подготовке торца более толстой трубы (рис. 13.17).

Рис. 13.17. Схема стыка труб со стенками разной толщины, например S и 1.5S. Угол скоса конца толстостенной трубы должен быть в интервале 20 – 30о.

Соединение труб с большей разностью толщин стенок осуществляется путем вварки между стыкуемыми трубами переходников или вставок промежуточной толщины. Сварка захлесточных стыков разностенных труб не допускается.

Сборка стыков на внутренних центраторах выполняется, как правило, без прихваток. В тех случаях, когда применение внутренних центраторов технически невозможно (например, при сборке захлестов), используются наружные центраторы. Сборка на наружных центраторах выполняется с прихватками. Число прихваток по периметру стыков зависит от диаметра трубы и составляет обычно 2 - 4 шт. Прихватки располагают равномерно по периметру стыка. Длина прихваток 69 - 80 мм, толщина - не менее 4 мм.

13.3.3.4. Предварительный подогрев

Подогрев металла является одной из важнейших технологических операций, позволяющих регулировать термический цикл при сварке. Известно, что структура и свойства сварного соединения в значительной мере определяются скоростью охлаждения металла в интервале температур 800 - 500 °С.

При быстром охлаждении металла шва и зоны термического влияния возникает опасность образования закалочных структур, обладающих высокой прочностью и низкой пластичностью и склонных к образованию холодных трещин. При заданной толщине стенки трубы скорость охлаждения околошовной зоны можно регулировать, изменяя начальную температуру стыка предварительным подогревом. Это особенно важно при сварке корня шва электродами с целлюлозными покрытиями, когда скорость охлаждения максимальна по сравнению со сваркой других слоев шва, уменьшена погонная энергия сварки (скорость сварки целлюлозными электродами вдвое превышает скорость сварки электродами основного типа) и увеличена склонность к образованию холодных трещин вследствие увеличения содержания водорода в металле шва.

Введение подогрева уменьшает скорость охлаждения металла шва и околошовной зоны и не только способствует образованию благоприятных структур в околошовной зоне, но и при сварке целлюлозными электродами создает условия для активизации диффузии водорода.

Температуру предварительного подогрева выбирают в зависимости от марки стали (эквивалента углерода С_экв), толщины стенки трубы, температуры окружающего воздуха и применяемых для сварки электродов. Также учитывается время охлаждения стыка от окончания предварительного подогрева до начала сварки. С учетом всех факторов, влияющих на свойства металла в зоне нагрева, рекомендуется принимать её ширину от 100 - 150 до 300 - 400 мм.

При нагреве температуру измеряют на границе заданной зоны нагрева; при охлаждении ее замеряют регулярно с интервалом не более 10 мин на расстоянии 10 - 15 мм от торца трубы. При сварке термоупрочненных труб во избежание увеличения зоны разупрочнения температура нагрева кромок перед сваркой не должна превышать 250 °С. При сварке труб из сталей различных марок или разностенных труб температуру предварительного подогрева устанавливают по ее более высокому значению. При соединении секций или отдельных труб в непрерывную нитку, сварке переходов через естественные и искусственные преграды, сварке захлестов, вварке катушек, крановых узлов, отводов и др. широко применяют ручную дуговую сварку покрытыми электродами. Технология ручной дуговой сварки определяется прежде всего материалом свариваемых труб. Сварочные материалы выбирают в зависимости от марки стали трубы и условий эксплуатации трубопровода. При заданных сварочных материалах технология сварки определяется диаметром и толщиной стенки трубы. От толщины стенки трубы зависит число слоев, которые необходимо наложить для заполнения разделки стыка:

Толщина стенки трубы, мм Число слоев шва

4 - 6 2

7 - 11 3

12 - 14 4

15 - 18 5

18 - 22 6

23 - 25 7

При толщине стенки трубы более 25 мм число слоев увеличивается на один через каждые 2 - 2,5 мм.

В зависимости от типа рекомендуемых электродов существуют три наиболее распространенные схемы сварки стыка:

- электродами с фтористо-кальциевым покрытием;

- электродами газозащитного типа;

- сварка корня шва и «горячего» прохода электродами газозащитного типа, а заполняющих и облицовочного слоев - электродами с фтористо-кальциевым покрытием.

Сварку электродами с фтористо-кальциевым покрытием выполняют снизу вверх с поперечными колебаниями, амплитуда которых зависит от ширины разделки стыка. Каждый сварщик выполняет определенный участок шва, положение которого зависит от числа сварщиков, работающих одновременно на одном стыке. На трубах большого диаметра их может быть четыре. Как правило, два сварщика выполняют сварку снизу от надира и идут вверх по периметру в направлении по циферблату часов 6 - 3 - 12 и 6 - 9 - 12. При этом в потолочной части стыка замок следует смещать на 50 - 60 мм от нижней точки окружности трубы. В двух смежных слоях замки должны отстоять друг от друга не менее чем на 50 мм.

Последовательность наложения слоев при сварке снизу вверх электродами с фтористо-кальциевым покрытием приведена на рис. 13.18, а.

Рис. 13.18. Схема последовательности наложения слоев при сварке: снизу вверх (а) и сверху вниз (б); I и II – порядок наложения участков сварного шва

На рисунке дана схема выполнения сварки лишь двух слоев; все последующие нечетные слои выполняют по схеме первого слоя, все четные слои по схеме второго слоя. В зависимости от пространственного положения электрода рекомендуются значения тока, приведенные в табл. 13.4. Если зазор в стыке превышает установленную величину, то сварку выполняют при минимальной силе тока. Если зазор в стыке оказался меньше заданного, то сварку выполняют при силе тока, соответствующей максимальному значению в рекомендуемом диапазоне или превышающей его на 10 - 20 А, но в этом случае для сварки используют только половину длины электрода.

Таблица 13.4. Зависимость сварочного тока (в А) от пространствен-ного положения электрода фтористо-кальциевого типа

Диаметр электрода, мм	Пространственное положение
	нижнее	вертикальное	полупотолочное и потолочное
3; 3.25	100 - 130	100 - 130	90 - 110
4	170 - 220	160 - 180	150 - 180
5	100 - 130	180 - 200	Сварку не ведут
Примечание. Ток постоянный, полярность обратная.

При использовании электродов газозащитного типа сварку корня шва выполняют сверху вниз без колебательных движений, опираясь концом электрода на кромки свариваемых труб. Сварку выполняют на постоянном токе обратной или прямой полярности при напряжении холостого хода источника питания не менее 75 В. Сила сварочного тока при сварке электродами диаметром 3,25 мм не должна превышать 110 А, а при сварке электродами диаметром 4 мм в нижнем и полувертикальном положениях - 160 А, в остальных положениях - 140 А. Скорость сварки 16—22 м/ч. Изменяя в процессе сварки угол наклона электрода от 40 до 90°, сварщик сохраняет образующееся при сквозном проплавлении кромок технологическое окно, через которое он наблюдает за оплавлением кромок. По окончании сварки корневой слой необходимо немедленно обработать абразивным кругом и в течение 5 мин выполнить сварку горячего прохода.

При сварке целлюлозными электродами стыка двумя сварщиками в направлении по циферблату часов 12→3→6 и 12→9→6 действуют те же правила смещения замков, что и при сварке фтористо-кальциевыми электродами. Схема наложения слоев при сварке сверху вниз приведена на рис. 13.18 б. Наиболее эффективной является комбинированная схема сварки, при которой корень шва и «горячий» проход выполняют сверху вниз, а заполняющие и облицовочный слои - снизу вверх. Эту схему широко использовали при строительстве системы газопроводов поточно-расчлененным методом крупными бригадами сварщиков. При таком методе сварки головная группа сварщиков состоит из двух звеньев, одно из которых выполняет корневой слой шва, а второе - «горячий» проход.

Сварку заполняющих и облицовочного слоев шва выполняют несколько пар сварщиков, которые либо работают только на своем стыке, выполняя его до конца, либо каждый сварщик выполняет на каждом стыке только свой участок данного слоя шва, а после его завершения сразу же переходит на следующий стык.

Температура окружающего воздуха оказывает влияние на скорость охлаждения сварочной ванны и металла зоны термического влияния. С понижением температуры скорость охлаждения увеличивается, что имеет ряд последствий. Прежде всего, с увеличением скорости кристаллизации сварочной ванны, уменьшается её объем. Известно, что снижение температуры от 20 до -50 °С сокращает время пребывания сварочной ванны в жидком состоянии примерно на 10%. Это сказывается на дегазации сварочной ванны и количестве неметаллических включений в швах. При уменьшении объема ванны и сокращении времени ее пребывания в жидком состоянии газы и неметаллические включения не успевают полностью выделиться в шлак, что приводит к увеличению числа пор и шлаковых включений в швах.

Увеличение скорости охлаждения сварного соединения может привести к образованию закалочных структур в зоне термического влияния, резко снижающих пластичность металла и повышающих склонность к хрупкому разрушению. Вероятность хрупкого разрушения увеличивается при снижении температуры окружающего воздуха. В этих условиях любой концентратор на­пряжений (дефект в шве или на линии сплавления, а также в металле трубы) имеет тенденцию к развитию, которое может при­вести к протяженному разрушению трубопровода. В связи с этим при отрицательных температурах и использовании высокопрочных сталей избегают ударных воздействий на трубопровод. Например, запрещены удаление шлака пневмоинструментом, а также действия, приводящие к образованию на теле трубы концентраторов напряжений (клеймение ударным воздействием, зажигание дуги на теле трубы, подрезы и т. д.).

При отрицательных температурах увеличивается вероятность образования в швах горячих трещин, что связано с увеличением скорости упругопластической деформации в температурном интервале хрупкости. Влажность воздуха приводит к увлажнению покрытий электродов и флюсов и тем самым сказывается на увеличении содержания водорода в металле шва, которое при повышенной влажности может достигать критической величины (для образования трещин в сварном шве).

Ветер оказывает весьма неблагоприятное влияние на горение дуги: при ручной дуговой сварке он сдувает защитную газовую фазу дуги, при сварке под флюсом - флюс. Исследования качества сварки показали, что при увеличении скорости ветра от 2,5 до 9 м/с содержание в шве элементов-раскислителей (марганца и кремния) снижалось, а содержание в шве азота повышалось (от 0,016 до 0,035%). Металл шва теряет пластичность, в шве появляются поры.

Сварочно-монтажные работы в зимних условиях следует проводить при температурах не ниже -50 °С. При скорости ветра выше 10 м/с, дожде, снеге, метели сварку необходимо выполнять в укрытии (см. рис. 13.18). При отрицательных температурах предпочтительнее применять такие материалы, которые в сочетании с основным металлом дают сварное соединение с высокими значениями ударной вязкости металла шва. При сварке под флюсом, например, самой высокой ударной вязкостью при отрицательной температуре обладают сварные швы, выполненные под флюсом АН-47 сварочной проволокой Св-08ХМ.

Рис. 13.18. Вид на оборудование для сварочных работ в зимнее время с укрытием для защиты от атмосферных воздействий и обеспечения необходимой температуры метал-ла трубы на свариваемом участке (показана установка «Стык» для автоматической сварки неповоротной трубы)

Чтобы при понижении температуры воздуха скорость охлаждения сварного соединения не изменялась, при ручной дуговой сварке поворотных и неповоротных стыков труб в зимнее время необходим предварительный подогрев. Температура стыка во время его сварки должна быть не ниже требуемой по инструкции значений. По окончании сварки стыка нельзя сбрасывать плеть или нитку трубопровода в снег. Если во время сварки стыка (корня шва) был вынужденный перерыв более 3 мин, а после сварки корня шва - более 5 мин, то до возобновления сварки необходимо поддерживать температуру торцов труб на уровне требуемой температуры предварительного подогрева.

Предварительный подогрев обязателен зимой при правке вмятин на концах труб. В этом случае место правки нагревают до температуры 100 - 150 °С, а правку выполняют безударными разжимными устройствами. При двухсторонней автоматической сварке под флюсом предварительный подогрев не нужен, однако при температуре ниже 5 ^оС необходима просушка стыка путем нагрева его до 20 - 50 ^оС. Имеются определенные особенности сборки стыков трубопроводов при отрицательных температурах. Прежде всего при температуре сварки -40 °С и ниже трубы под сварку следует собирать с максимальным зазором.

Прихватки выполняют обязательно после предварительного подогрева стыка, при этом длина прихваток должна быть не менее 100 мм, а число их на стыке - не менее четырех. Для сталей, которые не требуют подогрева, при сварке прихваток в зимнее время повышают сварочный ток.

Уменьшения скорости охлаждения сварочной ванны можно добиться не только подогревом, но и увеличением погонной энергии сварки — увеличивая сварочный ток или несколько снижая скорость сварки. Иначе говоря, в рекомендованных диапазонах параметров сварки следует брать максимальные значения сварочного тока при минимальных значениях скоростей сварки.

Можно обеспечить положительную температуру металла сварного соединения в процессе сварки всего стыка, увеличивая число одновременно работающих сварщиков. При сварке труб диаметром 1420 мм на одном стыке могут работать до четырех сварщиков. Чтобы замедлить охлаждение стыка после окончания сварки при низких температурах и сильном ветре, стыки закрывают теплоизолирующими поясами. Такие пояса используют также для предотвращения остывания нагретых концов труб перед началом сварки корня шва в том случае, когда нагрев осуществляли перед сборкой или при задержке начала сварки.

Как уже отмечалось, при отрицательных температурах металл заметно реагирует на концентраторы напряжений, которые могут образовываться в сварных стыках. В связи с этим недопустимы такие дефекты сварки, которые могут вызвать концентрацию напряжений: подрезы, непровары, трещины, различного рода риски на поверхности трубы. Поэтому особое внимание обращают на соблюдение рекомендуемых интервалов времени, в течение которых стык остается неподваренным, поскольку в этом случае в стыке существует концентратор напряжений. При двухсторонней автоматической сварке под флюсом интервал этот при температуре воздуха ниже нуля не должен превышать 30 мин, а при сварке по ручной подварке - 40 мин (если подварку выполняют сразу после сварки корня шва), и 1,5 ч, если её выполняют после завершения сварки всех наружных слоев.

Отмечены случаи, когда увеличение этого интервала сверх рекомендованных значений приводило к образованию в сварном шве продольных трещин и даже к полному разрушению всего стыка. По той же причине при отрицательных температурах не рекомендуется оставлять недоваренные стыки на ночь или надолго прерывать сварку. Поэтому при сварке зимой особое внимание следует уделять организации сварочно-монтажных работ. Они должны выполняться, как правило, в укрытиях, защищенных от атмосферных осадков и ветра. При температуре воздуха ниже -30 °С на трубосварочной базе или в расположении сварочной колонны, ведущей сварку на трассе, должен находится утепленный обогреваемый вагончик, где хранится дневной запас сварочных материалов.

Для бесперебойной работы оборудования и всех механизмов используют специальные сорта масла для гидросистем, антифриз для систем охлаждения. Для обеспечения отбора газа из баллонов при использовании пропановых подогревателей и при резке с применением пропана применяют подогреватели баллонов и емкостей газов, а также осушители газа, которые позволяют избежать образования ледяных пробок в шлангах. При подборе источников питания сварочной дуги в зимнее время предусматривают расположение их в утепленных вагончиках или выбирают такие источники питания, которые предназначены для использования при температуре строительства.

На наиболее трудоемких участках строительства трубопроводов сварочно-монтажные работы осуществляются в составе комплексного процесса сборки и сварки поворотных стыков труб в двух- и трехтрубных секциях, и далее сварка неповоротных стыков труб в непрерывную нитку трубопровода. Для сварочно-монтажных работ используются сборочные стенды ССТ141 и полевая установка ПАУ1001В с автоматической сваркой под слоем флюса.

Для сварки отдельных труб в секции на строительстве магистральных трубопроводов используется способ двухсторонней автоматической сварки под слоем флюса на сварочной базе БТС142В, которая состоит из двух технологических линий. Первая линия оснащена двумя станками для обработки торцов под автоматическую сварку и зачистки зоны сварки. На второй линии производятся сборка и сварка труб. Причем процесс сварки второго наружного и внутреннего слоев совмещены, что значительно сокращает общее время сварки стыков.

Применение полуавтоматической оптической дистанционной системы слежения за направлением электрода, а также автоматической системы подачи и уборки флюса исключает тяжелую работу сварщика внутри трубы. Управление процессами перемещения труб и секций, сборки и сварки осуществляется с пультов.

На трассе используют также комплексы «Север-1» для электроконтактной сварки труб. Комплекс состоит из внутритрубной сварочной машины, агрегата для зачистки поясов под контактные башмаки и агрегата для удаления наружного грата. Технологические операции по подготовке труб, сборке, сварке и удалению внутреннего и наружного грата механизированы.

Другим методом автоматической сварки неповоротных стыков труб является сварка порошковой проволокой с принудительным формированием шва на комплексе «Стык», который состоит из самоходных сварочных агрегатов, смонтированных на базе трелевочного трактора ТТ-4, на котором установлены дизельная электростанция с выпрямителями, автономный пост охлаждения, блоки управления сварочными головками (см. рис.13.18). Сварка стыка труб осуществляется двумя сварочными головками, движущимися орбитально снизу вверх. Производительность сварки труб диаметром 1420 мм комплексами «Стык» составляет 3 стыка/ч.

Для ручной дуговой сварки постоянным током неповоротных стыков труб используются самоходные многопостовые источники питания АС81 и УС41, установленные на базе трактора К-701 и Т-130. Контроль качества сварки осуществляется передвижными и полустационарными лабораториями типа РМЛ2В и ЛКС2, а также обеспечивается автоматизацией наиболее трудоемкой операции - панорамного просвечивания сварного стыка, которая легко осуществляется в базовых условиях.

Для контроля сварки трубопровода в нитку используются комплексы контроля типа АКП, имеющие в своем составе сервисную лабораторию и внутритрубное самоходное устройство. Последнее может перемещать источник излучения внутри трубопровода на расстояние до 4 км, обеспечивая при этом остановку в заданной точке трубопровода на уклоне до 20°. Управляется устройство по радиационному каналу связи снаружи трубопровода, что в совокупности с рядом блокировок обеспечивает безопасность обслуживающему персоналу.

Автоматизированный комплекс АКП-145 для панорамного просвечивания труб диаметром 529 - 1420 мм, установленный на самоходной тележке с источником излучения может перемещаться по трубопроводу на 2,5 км и возвращаться обратно.

Для сборки трубопровода в нитку широко применяются внутренние гидравлические центраторы, которые созданы для труб диаметром от 325 до 1420 мм. Самоходный центратор СЦ141 предназначен для сборки стыков на полевых трубосварочных базах, гидравлический центратор ЦНМ141 предназначен для сборки захлёстов и трубных деталей.

Для изготовления плавно изогнутых кривых серийно применяют станки ГТ1421 и ГТ1422 для холодной гибки труб диаметром до 1420 мм. Они хорошо зарекомендовали себя в работе и позволяют проводить качественную гибку труб с радиусом кривизны до 160 м.

После сварке и гидроизоляции трубные плети опускают в траншею и далее осуществляют подготовку к испытанию готовых участков трубопровода.