Сварка трубопроводов
..pdfV, г/с
Рис. 3.22. Зависимость скорости расплавления электродной проволоки от силы тока:
1,3,5 —ток прямой полярности; 2,4, 6 —ток обратной полярности; 1,2 — флюс АН-22, проволока Сварке-08ХМ диаметром 3 мм; UA= 48 В; 3, 4 — флюс АН-348А, проволока Сварке-08ГА диаметром 4 мм; (7Д= 50 В; 5, 6 —проволока диаметром 4,7 мм; (УА= 40 В
электродной проволоки больше при сварке током обратной по лярности. Уменьшение глубины проплавления при сварке на од них и тех же режимах в случае применения прямой полярности по сравнению с обратной полярностью позволяет форсировать ре жим сварки за счет увеличения силы сварочного тока и, следова тельно, повысить производительность расплавления электродной проволоки. При использовании тока прямой полярности режим сварки изменяется в сторону увеличения сварочного тока на 100 А, а скорость сварки устанавливается по верхнему пределу диапазо на скоростей, приведенных в табл. 3.15.
Производительность процесса заполнения разделки стыка можно увеличить, одновременно повышая ток дуги и скорость сварки. Вероятность образования прожогов корневого слоя шва возрастает. Уменьшить глубину проплавления при увеличении силы тока можно за счет применения электродной проволоки по-
102
Диаметр трубы, мм
720-820
1020-1220
т ш
720-1220
1220-1420
Режимы двусторонней автоматической сварки труб на базах БТС
Толщина стенки, мм
7,5-11
11-18
18и более
9-11
11-26
15,7-17,5
17,5-20,5
7,5 и более
15,7 и более
Вид раздел ки по табл.
3.13
а
б
в
а
б, в, г
б
б, в, г
Поряд |
|
|
|
Угол |
Смещение |
ковый |
Сварочный Напряжение, |
Скорость |
наклона |
электрода |
|
номер |
ток, А |
В |
сварки, м/ч |
электрода |
с зенита |
слоя |
"вперед", |
(надира) |
|||
|
Наружная сварка |
|
град. |
трубы, мм |
|
|
|
|
|
||
1 |
400-700 |
40-44 |
35-45 |
30 |
30-50 |
1 |
550-650 |
40-44 |
30-40 |
30 |
30-50 |
После |
600-700 |
44-46 |
35-40 |
30 |
20-40 |
дующие |
700-750 |
42-44 |
35-45 |
30 |
30-50 |
1 |
|||||
После |
750-800 |
44-46 |
45-55 |
30 |
20-40 |
дующие |
600-700 |
40-44 |
35-45 |
15 |
50-70 |
1 |
|||||
1 |
700-800 |
42-44 |
40-50 |
15 |
50-70 |
После |
700-800 |
44-46 |
35-45 |
15 |
40-60 |
дующие |
44 —46 |
50-55 |
15 |
60-80 |
|
1 |
90О-950 |
||||
2 |
750-800 |
46-48 |
45-50 |
15 |
60-80 |
1 |
900-950 |
44-46 |
45-50 |
30 |
40-60 |
2 |
750-800 |
46-48 |
40-50 |
30 |
70-90 |
Внутренняя сварка |
|
|
|
|
|
1 |
500-700 |
42-46 |
35-45 |
20 |
15—20 (по или |
|
|
|
|
|
против |
1 |
750-800 |
42-46 |
40-50 |
20 |
вращения) |
15—20 (по или |
|||||
|
|
|
|
|
против |
|
|
|
|
|
вращения) |
Примечания: 1. Полярность обратная, проволока диаметром Змм при вылете электрода 40 —50 мм.
2. При сварке труб с толщиной стенки 9 мм и более можно применять ток прямой полярности, при этом ток увели чить на 100А, а скорость сварки установить по верхнему пределу диапазона скоростей данной таблицы.
вышенного диаметра, так как при этом снижается плотность тока в активном пятне дуги и тепловой поток, поступающий в изделие, рассредоточивается.
Увеличение диаметра электродной проволоки позволяет по высить токовую нагрузку, а следовательно, максимально допусти мые токи при сварке (рис. 3.23). Увеличивая силу тока до 1100 А и применяя электродную проволоку диаметром 4 мм, во избежа ние опасности прожогов одновременно необходимо увеличивать скорость сварки до 90 м/ч (см. табл. 3.9). Применение проволоки диаметром 4 мм позволяет увеличить производительность процес са сварки стыков на 20 %. Двусторонняя автоматическая сварка под флюсом позволяет полностью исключить применение ручной сварки при изготовлении трубных секций на базе. Производи тельность поворотной сварки на таких базах по сравнению с база ми, на которых используют ручную дуговую сварку для выполне ния корневого слоя шва, увеличивается в 1,5—2 раза. Это достига ется за счет уменьшения объема наплавленного металла при ис-
I, А
Рис. 3.23. Максимально допустимые сварочные токи в зависимости от длины вылета и диаметра электрода:
1, 2 —проволока диаметром 3мм; 3, 4 —проволока диаметром 4мм; / — прямая полярность; II —обратная полярность
Рис. 3.24. Макрошлиф образца из допускного и контрольных стыков: 1 — ось первого (наружного) слоя шва; 2 — ось внутреннего слоя шва; 3 —условная ось стыка; а —перекрытие наружного и внутреннего слоев шва (а > 3 мм при толщине стенки менее 12 мм и более и а > 2 мм при толщине стенки менее 12мм); с —смещение осей наружных и внутрен них слоев шва от условной оси стыка (с = ± 1 мм); hHи Лв —глубина про плавления соответственно первого (наружного) и внутреннего слоев шва; Вв — ширина внутреннего шва
пользовании разделки кромок с повышенным притуплением, фор сирования режимов сварки и полной механизации всех техноло гических процессов.
Применение двусторонней сварки под флюсом в трубопро водном строительстве сокращает число стыков, подлежащих ре монту, в результате устранения дефектов, характерных для руч ной сварки первого прохода шва: непровара, несплавления и др. Важным преимуществом двусторонней сварки является также от сутствие предварительного подогрева стыков.
Перед сваркой на базе изменяют форму концов труб в соот ветствии с табл. 3.16. Рекомендуемое число наружных слое^
взависимости от диаметра и толщины стенки труб приведено
втабл. 3.17. Режимы двусторонней автоматической сварки под флюсом труб различных диаметров приведены в табл. 3.15, 3.18, Геометрические размеры швов, определяемые по макрошлифам,
Типы разделки кромок труб для двусторонней автоматической сварки под флюсом
Толщина Тип разделки кромок Диаметр труб, мм стенки трубы,
мм
До 1020 (включи- |
7,5—11 |
тельно) |
|
30 °—5 °
До 1020 (включи- |
11,1 —18 |
тельно) |
15,3—18 |
1220 |
15,3-18 |
1420 |
|
720-820 |
18,1-22 |
1020 |
18,1-21 |
1420 |
18,1-20 |
1020 |
21,1-31,9 |
1220 |
19,7-31,9 |
1420 |
20,1-31,9 |
Рекомендуемое число наружных слоев шва при двусторонней автоматической сварке под флюсом кольцевых стыков труб
|
Толщина |
Минималь |
|
Толщина _ |
Минималь |
|
Диаметр |
ное число |
Диаметр |
ное число |
|||
стенки |
наружных |
стенки |
наружных |
|||
труб, мм |
труб, мм |
|||||
трубы, мм |
слоев, |
трубы, мм |
слоев, |
|||
|
|
|||||
|
|
не менее |
|
|
не менее |
|
720 |
7,5-11,5 |
1 |
1220 |
21,5-24 |
3 |
|
|
11,5-15 |
2 |
|
24-28 |
4 |
|
|
15-17,5 |
3 |
|
|
|
|
|
17,5-22 |
4 |
1420 |
15,7-18 |
2 |
|
820 |
8-11,5 |
1 |
||||
|
11,5-15 |
2 |
|
18-20,5 |
2 |
|
|
15-17,5 |
2 |
|
20,5-24 |
3 |
|
|
17,5-22 |
3 |
|
24-28 |
4 |
|
1020-1220 10,5-11,5 |
1 |
|
28-32 |
5 |
||
|
11,5-15 |
2 |
|
|
|
|
|
15-21,5 |
2 |
|
|
|
|
должны соответствовать данным табл. 3.19, 3.20 [2, 16, 18]. Макрошлиф образца из допускного и контрольных стыков
приведен на рис. 3.24.
Важным условием получения качественных сварных соеди нений является соблюдение временного интервала между выпол нением наружных слоев и подварочного слоя шва при односто ронней или внутреннего слоя шва при двусторонней сварке.
Время, в течение которого стык может оставаться несваренным изнутри трубы, не более, мин:
Односторонняя сварка |
|
Подварка после сварки: |
|
корня шва .. |
40 |
всех слоев шва .. |
90 |
Двусторонняя сварка при температуре: |
|
положительной.............. |
60 |
отрицательной................ |
30 |
Режимы двусторонней автоматической сварки под флюсом термически упрочненных труб и труб из бейнитных сталей
|
|
|
|
|
|
Смещение |
Диаметр |
Толщина |
Порядко |
Сварочный Напряже |
Скорость |
электрода |
|
вый номер |
сварки, |
с зенита |
||||
труб, мм |
стенки, мм |
слоя |
ток, А |
ние, В |
м/ч |
(надира) |
|
|
|
|
|
|
трубы, мм |
|
|
Наружная сварка |
|
40-80 |
||
820-1420* |
8-15,1 |
1 |
550-750 40-44 |
40-45 |
||
|
|
Последую |
650-700 |
46-48 |
45-50 |
40-60 |
1420“ |
18-20,5 |
щие |
700-850 40-44 |
45-55 |
60-80 |
|
1 |
||||||
|
|
Последую |
600-650 |
46-48 |
45-50 |
40-60 |
|
20,6-32 |
щие |
850-950 40-44 |
45-50 |
60-80 |
|
|
1 |
|||||
|
|
Последую |
750-800 |
46-48 |
55-60 |
40-60 |
|
|
щие |
|
|
45-50 |
40-60 |
|
|
Облицо 700-750 46-48 |
||||
|
|
вочные |
|
|
|
|
|
|
Внутренняя сварка |
|
|
||
820-1420 |
8 -32 |
1 |
600-800 |
44-46 |
45-50 |
По или |
|
|
|
|
|
|
против |
вращения 15-20
Примечания. Полярность обратная, проволока диаметром 3 мм при вылете электрода 40—45 мм.
‘Термически упрочненные трубы. “Трубы из бейнитных сталей.
Таблица 3.19
Ширина наружного шва при двусторонней автоматической сварке под флюсом
Диаметр |
Толщина |
Ширина |
Диаметр |
Толщина |
Ширина |
труб, мм |
стенки, мм |
шва, мм |
труб, мм |
стенки, мм |
шва, мм |
720 |
7,5-11,5 |
18±3 |
1220 |
21,5-24 |
22±4 |
|
11,5-15 |
20±3 |
|
24-28 |
24±4 |
|
15-17,5 |
20±3 |
|
|
|
|
17,5-22 |
22±4 |
1420 |
15,7-18 |
22±4 |
820 |
8-11,5 |
18±3 |
|||
|
11,5-15 |
20±3 |
|
18-20,5 |
22±4 |
1020-1220 10,5-11,5 |
18±3 |
|
20,5-24 |
24±4 |
|
|
11,5-15 |
20±3 |
|
24-28 |
30±4 |
|
15-21,5 |
22±4 |
|
28-32 |
32±4 |
для односторонней автоматической сварки под флюсом по ручной подварке типа ССТ-ПАУ и БНС (полумеханизированные базы);
для двусторонней автоматической сварки под флюсом типа БТС (механизированные базы).
В зависимости от диаметра труб на полумеханизированных базах применяют различное оборудование, выпускаемое про мышленностью [24, 28].
Состав оборудования трубосварочных баз
Диаметр трубопровода, мм.................... |
325+820 |
10204-1420 |
Тип трубосварочной базы.......... .......... |
БНС-81 |
ССТ-ПАУ |
Сборка и сварка первого слоя .... |
........ ЛСТ-81 |
ССТ-141 или ССТ-141А |
Автоматическая сварка под флюсом----ПАУ-502 |
ПАУ-Ю01В |
|
Автоматическая подварка под флюсом.. — |
ТС-17М1 |
|
изнутри трубы |
|
|
Техническая характеристика сборочно-сварочных стендов ССТ |
||
Тип стенда................. |
ССТ-141 |
ССТ-141А |
Диаметр свариваемых труб, мм.. |
.. 1020, 1220, 1420 |
1020,1220,1420 |
Длина свариваемой секции, м, |
36 |
36 |
не более........................................... |
||
Масса секции, кг......................... |
..22000 |
36000 |
Одновременно потребляемая |
16,5* |
115 |
мощность, кВт...................... |
||
Ход роликоопоры манипулятора, мм: |
280 |
|
горизонтальный............... |
±140 |
|
вертикальный.............. |
200 |
200 |
Давление в гидросистеме, МПа .. . |
— |
10 |
Окружная скорость вращения |
— |
0,0281 ±0,00165 |
секций, м /с ........................ |
||
Габаритные размеры, мм............ |
. . 45500x8750x3500 |
51000x11200x7250 |
Масса, кг |
36800 |
45000 |
Производительность (стык/ч) |
|
|
на трубах диаметром, мм: |
1,7 |
4,8 |
1420 |
||
1020 и 1220....... |
..3,4 |
9,2 |
Число сварочных постов............ .. |
6 |
8 |
Численность обслуживающего.. ..7 |
9 |
|
персонала |
|
|
'Без источников сварочного тока.
Диаметр собираемых труб, мм............................................................. |
325 —820 |
Длина собираемых труб, ..................................................................... 10,5—11,8 Длина собираемых секций, ............................................................................<36
Масса секций, кг..................................... |
|
|
• 16000 |
Производительностьна трубедиаметром 530x8 мм, стык/ч............ |
~ |
.............. 9,2 |
|
Одновременно потребляемая мощность,кВт |
........... |
|
72 |
Число постов сборки.............. |
|
|
2 |
Сварочный ток поста, А .................... |
|
|
60—315 |
Источник сварочного тока: выпрямитель.................................... |
|
ВДМ 100IV3 |
|
Габаритные размеры, мм.......................................... |
|
71ОООх12000x3500 |
|
Масса, кг......................................... |
|
|
38500 |
Численность обслуживающего персонала.............. |
|
|
9 |
Техническая характеристика автосварочных установок ПАУ |
|||
Тип сварочной установки... |
ПАУ-502 |
ПАУ-Ю01В |
|
Диаметр свариваемых труб, мм................................ |
325—820 |
1020—1420 |
|
Длина свариваемых секций, м .................................. |
<36 |
|
<36 |
Максимальная масса секций, кг................................ |
16000 |
25000 |
|
Производительность (стык/ч) при сварке |
|
|
|
на трубе (диаметр х толщина, мм): |
|
|
|
530x8................................................. |
7 |
|
— |
1420x17 |
— |
|
4,3 |
Сварочный ток, А ................... |
500* (1250**) |
1250 |
|
Диаметр электродной проволоки, мм................. |
2—3 |
|
3—5 |
Окружная скорость вращения секций,....... |
0,0026—0,026 |
0,005—0,05 |
|
м/с (м/ч) |
(9,3- |
93) |
(18-180) |
Одновременно потребляемая мощность, кВт |
100 |
|
305 |
Скорость перемещения будок, м /с ........ |
— |
0,83 ±0,05 |
|
Габаритные размеры, м ...................... |
........ 55x11x10 |
51x13x4.7 |
|
Масса, кг........ |
11800 |
30500 |
|
*При питании дуги от агрегата АДД-502У1; **При питании дуги от сварочного выпрямителя ВДУ-1201.
Схема полумеханизированной трубосварочной базы, пред назначенной для сборки и сварки труб диаметром 325 —820 мм типа БНС — БНС-81, приведена на рис. 3.26.
Механизированные трубосварочные базы (типа БТС) позво ляют полностью механизировать выполнение сварочно-монтаж ных работ при изготовлении секций труб. В настоящее время оте чественной промышленностью выпускаются базы БТС-142В,