Использование электродуговой сварки встречается в нашей жизни повсеместно, характерно оно надёжным соединением металлических труб между собой.
Поэтому в нашей специфике широко используется в системе отопления, ибо там, где высокое давление и предельные температуры, конкуренцию этому материалу не составит никакой другой.
В такой системе предусмотрено использование безшовных труб, а сварка их между собой предусматривает особую технологию, соблюдать, которую требуется неукоснительно. Заключается она в проваре корня шва.
При сваривании труб и элементов оборудования на обычном водопроводе, или скажем канализации — всё гораздо проще. Описываемое же мною ниже, напрямую касается системы пара, и аналогичен ему процесс монтажа на газопроводе высокого давления. Интересует Вас, уважаемый посетитель такая информация? Тогда приглашаю ознакомиться, я постарался изложить всё простым языком.
Вид сварного шва
Итак, имеем две трубы одного, либо различного диаметра, рассмотрим и тот, и тот вариант. В первом случае состыкуем трубу с отводом, а во втором — нам необходимо врезать трубу диаметром 76 миллиметров, в трубу диаметром 133 миллиметра.
Для того, чтобы нам добиться абсолютной (не побоюсь этого слова) герметичности сварного соединения сварной шов будет двойным. Вначале провариваем так называемый — корень шва, а затем его перекроем вторым.
Разобьём весь процесс на несколько этапов, каждый из них важен и производится без «косяков», ежели что то пошло не так, лучше на начальной стадии добиться «идеальности». В нашем случае не пройдёт весёлая присказка: «Может не потечёт».
1. Подготовка свариваемых поверхностей
Включает в себя доскональную подгонку их друг к другу. На обоих стыкуемых поверхностях снимается фаска, в идеале под 45 градусов к оси трубы. Снять её необходимо с условием оставления торца плоским, шириной в 2-3 миллиметра.
Здесь и далее, чтобы особо не подыскивать подходящих слов, для наглядности снабжаю пост фотоснимками и видеороликом.
На этом фотоснимке нанесена разметка на конце трубы, придерживаясь линии которой нам необходимо вырезать элемент, называется это у нас — «сделать усы», либо — «вырезать рыбку».
А здесь снимок, как выглядит вырезанная и обработанная поверхность заготовки.
2. Состыковка свариваемых поверхностей
На этом фото представлен стык на прихватках. Обе плоскости поверхностей имеют фаски и не соприкасаются между собой, имея зазор в 2-3 мм, необходим он (зазор) для провара корня шва.
Важно что бы свариваемые элементы были соосны, ни о каком смещении относительно друг друга не может быть и речи, иначе стык будет забракован.
Выставляем и прихватываем между собой.
В случае не одинакового зазора между поверхностями, что имеет место быть при неровном резе трубы, дорабатываем при помощи болгарки с отрезным диском, добиваемся равномерности по всему периметру.
Сварка корня шва
Всё готово к провару на первый раз, чем и занимается далее сварщик.
По завершении обкатки стыка, настаёт черёд работы монтажника.
3. Выбор корня шва
Заключается в обработке места сварки по всей окружности, до металлического блеска. Буквально — не должно остаться и намёка на неровность канавки, и уж тем более остатков шлака.
Все края и неровности сглаживаются, а поверхности по обе стороны от шва зашлифовываются так же до металлического блеска, миллиметров по двадцать в каждую сторону. Я делаю это при помощи всё той же болгарки, с установленным на ней зачистным диском.
При выполнении этого этапа мною был замечен дефект — пора, образовалась она на месте «замка» сварки.
Вот наглядный результат:
Если монтажник заметил сей «косяк», необходимо это место вычистить, вплоть до проявления зазора, предусматривая при этом уклоны фасок свариваемых поверхностей.
Указать на наличие поры сварщику, он её «закидает». Затем выбрать подвареное место до металлического блеска. Как писал выше — довести всё до идеальности.
После этого сварной может приступить к следующему этапу.
4. Перекрытие корневого шва
Соблюдая, что написал выше в рамочке, во 2 пункте, он обкатывает стык по кругу. Электроды не экономя, шов получается «жирным».
Затем монтажник обрабатывает шов при помощи всё той же болгарки с зачистным кругом.
В общем выглядит вот так:
Здесь ещё важен такой момент: при зачистке недопустимы «подрезы» свариваемых поверхностей, в предупреждение этому шлифуешь в одном заданном направлении — от трубы к шву.
Здесь красным отмечены места возможного появления «подрезов».
При наличии этого «косяка» — стык забраковывается.
Дополню описание ещё парой фотографий. На них сварной стык трубы с фланцем. Снаружи фланца провар осуществляется в соответствии всему выше описанному процессу, то есть — сварка корня шва, его выборка, перекрытие и зачистка.
Помимо этого свариваем стык ещё и изнутри фланца:
Дефект сварного шва
Порину, и как её убрать мы с Вами посмотрели, а теперь давайте поясню моменты из-за которых велика вероятность её появления.
О первой вероятности должно быть известно каждому сварщику, ибо они проходят специальное обучение.
Вторая и третья характеризуется добросовестностью отношения к исполнению своих прямых обязанностей.
А вот по последнему моменту чуть подробнее:
Доводилось мне столкнуться с этой проблемой, сварщик варит, я выбираю корень, там порина — зачищаю, он опять варит, выбираю — порина, зачищаю, варит — порина. Потом догадались, трубопровод был длинный и с одной стороны имел связь с атмосферой, в общем пока эту связь ватными штанами не заткнули, к положительному результату не пришли.
Ну вот вроде и всё, что хотел рассказать, буду закругляться. Если будете соблюдать всё описанное, в итоге получите стык — идеальный. Никакой «светила», не найдёт причин забраковать, а рентген покажет соответствие стандартам.
Вот обещанный в начале статьи видеоролик, на сколько смог смонтировал понятным:
Я не тешу своё самолюбие, и совершенно не считаю себя «мастером пера», поделился лишь тем, что знаю из своего опыта. Интересующемуся же более глубокими познаниями в данной сфере, могу порекомендовать изучение книги, скачать можно кликнув на картинку расположенную ниже.
Книга не бесплатна, но и цена не велика, всего то 84 рубля, мало того есть возможность прочесть фрагмент для ознакомления, и совершить покупку, лишь при условии, что заинтересовала. Книга состоит из 510 страниц и имеет 234 иллюстрации.
В благонадёжности распространителя можете не сомневаться, «кидка» по перечислении денег не будет, проверял лично.
Гостям блога рекомендую подписаться на получение новых статей блога, для этого надо лишь ввести адрес своей электронной почты в форму, которая откроется при прокрутке страницы в самый низ.
Полезные ссылки:
Размеры глубины «усов» для труб различного диаметра.
Герметичная резьба на паропроводе высокого давления.
Монтаж разводки водопровода из полипропилена.
Если появились вопросы, или есть чем дополнить статью, милости прошу в графу комментарии.
Всем успехов в монтаже, с уважением Андрей.
Кликни по иконке, если считаешь, что эта информация будет полезна твоим друзьям.
Поделиться с друзьями в сети:
Сварные трубы – технология, применение, достоинства
ХХI век – это век трубопроводов. Труб для нефте- и газотранспортных артерий требуется много, и одними только бесшовными изделиями не обойдешься. Бесшовные трубы при всех своих многочисленных достоинствах обладают еще и одним очень существенным с точки зрения потребителя недостатком – они дороги в производстве.
Между тем, главное достоинство бесшовных труб – способность выдерживать огромные давления – востребована далеко не всегда. Во многих трубопроводных сетях давление в трубах никогда не достигает тех сотен атмосфер, которые делают необходимым использование бесшовных труб.
Опять же – технологии обработки металлов не стоят на месте и прочность сварных швов в наше время позволяет сварным трубам держать давление в разы большее, чем тридцать-сорок лет назад.
Поэтому нет ничего удивительного в том, что сварные трубы сохраняют свои позиции и кое-где даже выигрывают в конкуренции с бесшовными. Во всяком случае, сейчас до половины труб больших диаметров являются сварными.
Этого уже достаточно для того, чтобы дополнительно разобраться с тем, какими бывают сварные трубы, какие технологии применяются при их производстве и в каких отраслях экономики их можно использовать наиболее успешно.
Прямо или по спирали?
- И только с появлением электросварки шовные трубы и делятся на прямошовные и спиралешовные.
- Название «прямошовные» говорит само за себя: такой метод изготовления труб связан с тем, что стальную полосу – штрипс – разогревают до придания металлу пластичности и пропускают через два ряда валков, которые сворачивают металл «в трубочку» — так что остается только соединить его края электросваркой.
- Это довольно простая и дешевая технология, но при ее использовании возникают некоторые проблемы, а именно:
- — для изготовления труб разного диаметра будут необходимы заготовки-штрипсы разной ширины.
- — при остывании заготовки в сварном шве будут возникать напряжения, которые существенно снизят его прочность.
- — если такая труба все же не выдержит подаваемого по ней давления, то ее разрыв произойдет именно по шву и на всю длину отрезка трубы, что будет создавать дополнительные проблемы при ликвидации аварии.
- Другой вариант производства сварных труб – это соединение стальных полос при помощи спиралевидного шва. При таком технологическом варианте сам шов получается гораздо длиннее, чем при прямошовном соединении, но зато появляется целый ряд преимуществ:
- — изменение диаметра выпускаемых труб может быть произведено при помощи простой переналадки производственной линии; достаточно будет просто поменять угол подачи ленты.
- — при сварке трубы из металлической ленты не требуется сильно разогревать всю металлическую полосу; это снижает возможность изменения свойств металла при нагреве-охлаждении и уменьшает возможность внутренние напряжения в нем.
- — при спиралевидной сварке образовавшийся шов сам по себе становится элементом, придающим дополнительную прочность конструкции
- — если такой шов все же не выдерживает и расходится, то расходится не «вдоль», а «наискось», что уменьшает размеры того отрезка трубы, который придется заменить.
Плюсы и минусы сварных или электросварных труб
Разумеется, что все технологические проблемы и энергозатраты при производстве прямо- и спиралешовных труб не идут ни в какое сравнение с теми усилиями, которые производитель должен затратить на производство бесшовных труб. Отсюда и главное достоинство этого вида стального проката – относительная дешевизна.
Другим несомненным достоинством сварных труб является их большой диаметр, который может в 100 и более раз превышать толщину стенок. Это делает трубы более легкими, а значит и удобными при транспортировке. Кроме того, именно большой диаметр сварных труб делает их незаменимыми при строительстве магистральных нефте- и газопроводов.
Технология изготовления прямошовных труб позволяет формировать не только круглые, но и профильные трубы (прежде всего квадратные и прямоугольные).
Эти достоинства в условиях рыночной экономики перевешивают все минусы, но эти минусы все-таки есть. В чем же они состоят?
Во-первых – сварные трубы выдерживают давление на порядок меньшее, чем бесшовные. Об этом можно судить даже по нормам ГОСТов.
Если от бесшовных труб с минимальной толщиной стенок ГОСТ требует выдерживать давление в 20 мегапаскалей (то есть около 200 атмосфер), то ГОСТ-10705 предельно допустимым для сварных труб давление в 16 мегапаскалей (160 атмосфер). То есть шовные трубы на 25% менее устойчивы к таким нагрузкам.
Во-вторых – сварные трубы, в отличие от бесшовных, не поддаются изгибанию. Если надо изменить направление газо- или водопровода, собранного из 
сварных труб, то обязательно придется пользоваться фитингами.
В-третьих – сама технология производства сварных труб требует использования таких сортов стали, которые хорошо поддаются сварке – то есть должны изготавливаться из низколегированных углеродистых сталей, сравнительно мало устойчивых к коррозии. Таких, как стали марок 17Г1с и 09Г2С.
- Это обстоятельство заставляет производителей сварныхтруб использовать различные способы предотвращения коррозии, к которым относятся:
- — оцинковка внутренних и внешних поверхностей (для сталей ст3 и ст20)
- — покрытие внешних поверхностей гидроизоляцией
- — покрытие внешних поверхностей тепло и гидро-изоляцией
Области применения и ГОСТы
- Поскольку главным достоинством (кроме дешевизны) сварных труб является большой диаметр при тонких стенках, то они применяются в бытовых водопроводах, различных металлоконструкциях – но больше всего используются прежде всего в крупных строительных проектах.
- Способность сварных труб выдерживать высокое давление жидкости дает возможность использования их для прокладки как магистральных, так и локальных коммуникаций, распределительных веток, местных технических водоводов и в сфере ЖКХ.
- Соответственно и стандарты, определяющие их параметры настроены соответственно:
| ГОСТ, наименование | ||
| ГОСТ 10705-80 | ГОСТ 10706-76 | ГОСТ 20295-80 |
| Трубы стальные электросварные | Трубы стальные электросварные прямошовные | Трубы стальные электросварные для магистральных нефтегазопроводов |
| Марки стали | ||
| Углеродистые Ст1-3сп/пс Качественные 08, 10, 20 | Углеродистые Ст3сп/пс Категории 3-5 |
|
| Размеры (наружный диаметр) | ||
| от 10 мм. до 530 мм. | от 478 мм. до 1420 мм. | от 159 мм. до 820 мм. |
| Области применения электросварных труб | ||
| Сооружение трубопроводов общего назначения для холодной и горячей воды, бытового газа | Сооружение трубопроводов подачи воды и теплотрасс | Сооружение магистральных трубопроводов – нефтепроводов и газопроводов высокого давления |
Соответственно, правила реализации сварных труб тоже будут зависеть не только от желаний клиента, но и от параметров самих изделий. Внешний диаметр труб варьируется в пределах до1620 мм, а толщина стенок в соответствии с диаметром — до 20 мм.
- Классифицируются трубы по внешним геометрическим показателям следующим образом:
- 1-трубы диаметром менее 70 мм при толщине стенки не менее 3 мм;
- 2-трубы диаметром от 70 до 219 мм при толщине стенки не менее 4 мм;
- 3-трубы диаметром более 219 мм при толщине стенки не менее 5 мм.
- Сейчас почти все сварные трубы изготавливаются стандартной мерной длины:
- — 6 м до 76 диаметра
- -11,7 и 12 метров для всех диаметров более 76.
- Наиболее востребованными являются стальные электросварные трубы для производства водопроводов, а также электросварная труба ГОСТ 10704 91, используемая для строительства металлических конструкций.
- Сварные трубы достаточно универсальны и доступны по цене, но при их выборе нужно быть особенно внимательным в расчетах гидравлической нагрузки.
- Видео по теме:
Недостаточно прав для комментирования
Размеры сварочных швов при сварке труб
Гост 16037-80 на сварные соединения ручной дуговой сваркой
Ручная дуговая сварка труб остается одним из самых распространенных способов монтажа трубопроводных систем, являющихся как самостоятельными транспортно-распределительными сетями, так и компонентами технологического оборудования. Высокое качество стыков трубопроводных комплексов — это залог их безопасного функционирования.
Способы сварки, типы стыков, геометрические параметры и типовые размеры, а также способы разделки кромок — все это регламентировано в ГОСТ 16037-80 ручная дуговая сварка соединения сварные. Строгое соблюдение требований стандарта при проектировании, формировании технологического процесса и выполнении сварки стальных трубопроводов обеспечивает должный уровень качества.
Условные обозначения соединений
В стандарте описаны три типа сварных соединений трубопроводов:
- стыковые, обозначаются литерой С
- угловые, литерой У
- нахлесточные, обозначаются литерой Н.
Внутри каждого типа актуальный стандарт детализирует множество подтипов в зависимости от:
- вида сварного шва;
- числа сторон проварки;
- конфигурации подкладки;
- ее съемности;
- без скоса, со скосом одной или двух кромок;
- формы сечения кромок
- формы сечения шовного материала
- способа сварки;
- толщины стенок;
- диаметра трубы.
Пример обозначения типа С13.
В условное обозначение, кроме типа, входит признак замкнутости линии, способ сварки, параметры катета и вспомогательные символы. В соответствии с ГОСТ 16037 80 используется сварка аргоном, под флюсом и газом.
Работа в атмосфере защитных газов может выполняться как плавким, так и неплавким электродом. Обычно трубы выполняют из углеродистой стали. Для работы в агрессивных средах применяют нержавеющие сплавы.
Реже используются сплавы цветных металлов.
Конструктивные элементы и размеры кромок заготовок и шва
Сварка труб ГОСТ 16037-80 подразумевает следующие основные элементы:
- s: толщина заготовки;
- b: расстояние между кромками заготовок;
- e: ширина шва;
- g: его выпуклость;
- а –общая толщина шва;
- с -притупление кромки;
- В –глубина нахлеста;
- K — катет углового шва;
- Dn – общий диаметр трубы;
- f – размер фланцевой фаски.
Типы сварных швов
- Стыковые швы используются при сварке кольцевых стыков труб в соответствии с ГОСТ. Такие соединения обозначаются С1-С53
- Они выполняются одно- и двухсторонними, с прямолинейным и закругленным скосом кромок и с расточкой.
- В односторонних швах может быть предусмотрена съемная или остающаяся подкладка, а также расплавляемая вставка.
- Соединения секторов на повороте трубопровода выполняется со скосом кромок и обозначаются С54-С55.
- Соединения фланца и трубопровода обозначается как С56
- Пример обозначения углового соединения типа У2.
- Угловые швы обозначаются У5-У21, нахлесточные Н1-Н4
Таблица размеров катета шва
Значения катетов шва в зависимости от типа шва, расстояния между кромками, сварочного метода и размера фланцевой фаски сведены в таблицы для каждого типа отдельно.
Таблица размеров катетов для У21.
Разделка труб под сварку
ГОСТ регулирует виды и характеристики подготовки к сварным работам для различных типов соединений:
Перед началом сварочных работ необходимо проводить подготовку. В нее входит:
- механическая зачистка, выполняется с целью удаления пыли, следов коррозии, оксидной пленки;
- химическая обработка, для удаления масложировых пятен и окисной пленки;
- разделка кромок.
Разделка проводится с помощью механической обработки кромки. При монтаже трубопроводов она выполняется специальными машинами. Во время ремонтных работ допускается выполнение разделки с помощью угловых шлифмашин.
Разделка кромок выполняется при толщине заготовок от 4 мм.
Для угловых соединений под отводы выполняют скашивание одной или обеих кромок под углом 45 о .
Монтаж вентиляционных асбестоцементных труб
Стыки на трубопроводах подразделяются на поворотные и неповоротные.
Сварка стальных трубопроводов ГОСТ 16037 рекомендует применять по возможности поворотные стыки. Они варятся в наиболее удобном и выгодном нижнем сварочном положении, разделка кромок для него выполняется одинаково по всему периметру стыка.
Неповоротный стык приходится варить во всех сварочных положениях, переходящих одно в другое по мере продвижения по шву вокруг трубы.
[stextbox того, как начать монтаж, необходимо обработать кромки и околошовную зону на 20-30мм, очистив ее от механических загрязнений, следов коррозии и масложировых пятен.[/stextbox]Разница между толщиной стенок соединяемых встык труб не должна быть более 10% и не превышать трех миллиметров. При этом ширина зазора должна быть постоянной по всему стыку и находиться в переделах от 2 до 3 мм.
Перед основной электродуговой сваркой торцы труб прихватывают друг к другу:
- трубы до 300 мм в диаметре: 4 прихватки;
- свыше 300 мм- равномерно через каждые 200-300 мм.
Трубы с толщиной стенок 12 мм и более проваривают в три приема. На первом этапе формируют корень шва в виде валика с возвышением 1,5-3 мм, равномерно распределенного по длине стыка. Электрод при этом следует вести возвратно-поступательно.
Фаски под сварку
При соединении толстых трубных заготовок сформированный шов следует делать толще, чем сама деталь. Для формирования соединения с заданными геометрическими параметрами требуется выполнить разделку кромок, сняв фаску. После этого электроду будет обеспечен доступ для качественной проварки шва на всю глубину.
Основными параметрами фаски являются:
- Зазор b. расстояние меду заготовками, до 2-3 мм.
- Притупление C. Не скошенная часть кромки. ее оставляют, чтобы снизить вероятность прожога корня шва..
- Угол скоса β. При двусторонней разделке острый угол принимает значения 15-30 о, при односторонней- до 45о.
- Угол разделки α. Тупой угол равен двойному значению угла скоса, обеспечивает должный доступ к корню шва для сварочного оборудования.
Параметры фаски.
Если значение притупления невелико или его вовсе нет, то прожог предотвращают такими методами, как:
- использование подкладок, препятствующих вытеканию расплавленного металла;
- сварка на флюсовой подушке;
- предварительное подваривание;
- выполнение замка.
Технологам следует обращать особое внимание на корректный расчет и соблюдение оптимальных значений параметров разделки. Это позволяет снизить трудоемкость, экономно расходовать материалы и сохранять контроль над себестоимостью.
При подготовке стыковых соединений вид фаски зависит от толщины деталей:
- 3-25мм: одностороння фаска;
- 26-60мм: двухсторонняя;
Для угловых устанавливаются следующие границы:
- 3-20мм: одностороння;
- 21-50 мм: двухстороння.
Исходя из геометрической формы профиля поперечного сечения, выделяют такие типы разделки:
- обычный скос, профиль представляет собой трапецию,
- Х-образная, два скоса сделаны навстречу друг другу таким образом, что профиль поперечного сечения двусторонней разделки визуально напоминает очертания буквы Х;
- U-образная, профиль поперечного сечения криволинейный и напоминает очертания буквы U.
ГОСТ на сварку труб рекомендует применять U-образную разделку при больших толщинах заготовок, с целью снизить площадь сечения шва и, следовательно, снизить расход материалов и повысить скорость работы.
Форму разделки выбирают, руководствуясь толщиной труб:
- 3-25мм: Х-образная или V–образная;
- 26-60мм- U–образная;
- более 60 мм- специальные формы.
Они представляют собой:
- уступы;
- сложные криволинейные профили, призванные сохранить доступ электрода к корню шва и понизить площадь поперечного сечения.
Для разделки используются следующие способы:
- Газовый резак. Характеризуется низкой точностью и недостаточным качеством поверхности. Требует дополнительной обработки механическими способами.
- Мехобработка. Строгальная или фрезерная обработка дает достаточную чистоту и форму поверхности. Долбежная обработка также требует финишной мехобработки.
Как правильно сварить трубы пропиленовые трубы
При разделке кромок труб большого диаметра используются специальные торцовочные аппараты. Во время ремонтных работ на магистралях отопления разделка часто выполняется вручную шлифмашинами.
Заключение
ГОСТ на сварку трубопроводов – важный регламентирующий документ, устанавливающий условия на подготовку и проведение работ. Он определяет методы сварки, типы соединений, статус разделки и конструктивные параметры для каждого из них.
Трубопровод служит не один год. Он также должен выдерживать давление жидкости или газа. Строгое соблюдение требований гост 16037 на сварку трубопроводов необходимо для обеспечения прочности, долговечности и герметичности сварных соединений.
Источник
Геометрические размеры сварного шва
Закристаллизовавшийся отрезок расплавленного металла, образовавшийся в месте соединения двух металлических деталей или конструкций – это классический сварочный шов, который имеет определенные геометрические размеры как в сечении, так и по длине.
Они зависят от типа соединения, метода выполнения сварки, геометрии разделки торцевых кромок соединяемых изделий и некоторых других факторов. Эти элементы сваренных деталей делятся на два вида: стыковые и угловые.
Их не следует путать с типами сварочных соединений, которые классифицируются как стыковые, угловые, тавровые и внахлест.
Во всех таких конструкциях присутствуют рабочие швы, на которые действуют основные нагрузки соединения. От правильного расчета этих элементов соединения зависит прочность всей конструкции в целом.
На качество сварки влияет множество факторов, в том числе и геометрические характеристики, такие как ширина, длина, вогнутость, выпуклость и другие особенности стыковки деталей.
Для соединенных под прямым углом деталей, основным геометрическим параметром является размер катета сварного шва, от которого зависит прочность сварки.
Нормативные документы
Основными документом, регламентирующими геометрию сварочных швов является ГОСТ 5264-80, по которому и рассчитываются главные геометрические характеристики, с использованием математических формул.
Размеры сечения и длинны по ГОСТ 5264-80 зависят от вида соединения, толщины деталей конструкции, геометрии обработки торцевых кромок. Кроме того при расчете геометрических параметров сварочных соединений учитываются и другие нормативные документы: СНиП II-23-81, инструкции и технические регламенты.
Среди всех геометрических характеристик сварных швов основными являются минимальная длина, ширина, глубина, размер катета и некоторые другие.
Геометрические характеристики
Как уже было сказано выше, геометрия швов зависит от вида соединения. Основные геометрические размеры сечений стыковых и угловых сварочных швов представлены на следующем рисунке:
- где S – толщина деталей;
- е – ширина сварного шва;
- g – выпуклость;
- m – вогнутость;
- h – глубина проплавления;
- t – толщина сварного шва;
- b – зазор в соединении;
- k – катет углового шва;
- p – высота;
- a – толщина.
На геометрические размеры влияет тип соединения и толщина свариваемых изделий. Эти показатели приведены в следующей таблице.
Таблица с типами сварных соединений
Из представленной информации понятно, что все геометрические размеры сварных швов и соединяемых деталей связаны между собой. Особняком стоит длина этих элементов сварных конструкций. Она зависит только от нагрузки на соединение и совершенно не зависит от геометрии сечения шва.
Минимальная длина сварного шва должна обеспечивать прочность соединения, при превышении максимального значения общей нагрузки на 20%. Часто проварка изделий осуществляется по всей длине контакта, но во многих случаях сварка выполняется короткими отрезками, обеспечивающими необходимую прочность соединения.
Для строительных конструкций расчет длины сварного шва по СНиП II-23-81 осуществляется исходя из этих критерий.
С чем соединена слуховая труба
Расчет геометрии стыкового шва
Методика проверки швов для этого вида полностью расписана в следующих нормативных документах: СНиП II-23-81 п.11.1 и СП 16.13330.2011 п.14.1.14. В этих документах представлены разные способы расчета, но все они являются производными от следующей математической формулы:
Формула расчета геометрии стыкового шва
- где N – максимальная сила растяжения или сжатия;
- t – минимальная толщина свариваемых деталей;
- lw – длина шва;
- Rwy – сопротивление нагрузке;
- γс – табличный коэффициент.
При таком виде соединения оно проваривается на всю длину контакта, следовательно длина шва равна длине стыков свариваемых деталей, уменьшенной на 2t, удвоенную толщину металла. Ширина шва зависит от формы разделки кромок и толщины деталей. Схемы расчетных варианты соединений встык показаны на следующих рисунках.
- Схемы расчетных варианты соединений встык
- Если в ходе сварочных работ используются материалы в соответствии с приложением 2 СНиП II-23-81 в расчет не производится, только осуществляется визуальный контроль качества выполненных соединений.
Расчет геометрии углового шва
Расчет геометрических размеров угловых сварных швов при воздействии нагрузки, проходящей по оси центра тяжести производится по выбранному сечению, наиболее опасному в этом соединении. Это может быть расчет по сечению металла шва или границ сплавления материалов. На ниже приведенном рисунке представлены оба сечения.
Схема геометрии углового шва
В таком виде сварных соединений действуют напряжения различного характера, но доминирующей нагрузкой является срезающая сила. Проверка угловых сварных швов производится по следующим формулам.
- Формула расчета по металлу шва
- Формула расчета по границе сплавления
- где N – максимальная сила растяжения или сжатия; βf и βz – табличные коэффициенты для стали; kf – длина катета сварного шва; lw – длина; Rwf – расчетное сопротивление на срез; Rwz – то же но в зоне сплавления; γс – табличный коэффициент условий эксплуатации; γwf и γwz – то же, но для разных условий эксплуатации.
Главной геометрической характеристикой всех угловых швов является размер их катета, т. е. толщина по границам сплавления. Размер катета зависит от толщины деталей, материала и способа сварки. Выбрать значение этого геометрического параметра можно в нижеприведенной таблице.
Таблица минимальных катетов углового шва
Для стальных конструкций с предельными характеристиками текучести материала выше 590 Н/кв.мм или толщине соединяемых деталей свыше 80 мм, значение минимального размера катета следует брать в специальных ТУ.
Для конструкций четвертой группы, размер катета углового шва следует сокращать на 1 мм для деталей с толщиной не более 40 мм и уменьшать на 2 мм для деталей толще 40 мм.»
Инструменты для контроля размеров швов
Измеритель геометрических параметров сварных швов – это специализированный инструмент, с помощью которого можно произвести замер основных характеристик этих элементов сваренных конструкций.
Среди всего разнообразия таких измерительных инструментов можно выделить следующие группы изделий: шаблоны, универсальные измерители и устройства, специализированные на замере одного параметра.
В набор профессионального сварщика состоит из нескольких таких инструментов, позволяющих произвести замер как подготовленных к сварке деталей, так и самого сварного шва.
Заключение
Выше представленная информация актуальна для соединений, выполненных с использованием ручной электродуговой сварки. Размеры сварного шва при полуавтоматической сварке рассчитываются по другим методикам. Следует заметить, что все геометрические размеры сварных швов жестко завязаны на толщину свариваемых деталей и максимальную нагрузку, которую должна выдержать вся конструкция!
Источник
Про ГОСТ 16037-80 Соединения сварные стальных трубопроводов подробно
Отдельные строительные и промышленные объекты имеют повышенную важность для обеспечения нормального функционирования экономики и жизнедеятельности общества. Требования к качеству и безопасности таких объектов определяются на государственном уровне. Для этого разрабатываются специальные стандарты системы ГОСТ Р.
Это в полной мере относится и к трубопроводам, которые используются для транспортировки топлива и иных материалов. Для контроля параметров сварных соединений стальных трубопроводов применяется стандарт ГОСТ 16037-80. Действующая официальная редакция этого документа была опубликована в 2005 году издательством ФГУП «Стандартинформ».
Это государственное предприятие является подведомственным Росстандарту.
Статус стандарта
Рассматриваемый нормативный документ был разработан в 1980 году. Это ясно из кодового обозначения стандарта, которое сформировано с использованием специальной системы, принятой для такого типа документации.
В свою очередь, это значит, что анализируемый ГОСТ был составлен еще во времена СССР.
Поэтому неудивительно, что он имеет статус межгосударственного: ведь он одновременно применялся во всех республиках, входящих в состав Союза.
Документ относится к группе B05. Согласно постановлению Госкомитета по стандартам СССР от 24 апреля 1980 г. N 1876 он вступил в действие 1 июля 1981 года.
При этом в соответствии с протоколом N 5-94, принятым Межгосударственным советом по вопросам стандартизации, сертификации и метрологии, ограничения по сроку его действия были сняты.
Теперь он может действовать в течение неограниченного времени – до тех пор, пока не возникнет потребность в серьезном пересмотре содержащихся в нем требований. На текущий момент он имеет статус действующего. В 1990 году для учета обновленных требований к этой категории продуктов в текст стандарта был внесен ряд изменений.
Сфера применения
Интересующий нас нормативный документ был принят вместо ГОСТ 16037-70, разработанного десятью годами ранее. Прежний стандарт имел более узкую сферу применения: его действие распространялось только на швы сварных соединений трубопроводов из стали. Обновленный документ стал применяться для следующих видов продуктов:
- сварные соединения трубопроводов;
- типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений труб с трубами;
- типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений труб с арматурой.
При этом область применения межгосударственного нормативного документа не распространяется на соединения, используемые для производства самих труб, которые изготавливаются из листовой или полосовой стали. Требования этого межгосударственного стандарта стали обязательными к применению при производстве этого типа продуктов.
Структура документа
В отличие от многих других подобных стандартов, ГОСТ 16037-80 не имеет разделения на содержательные блоки. Он содержит общий список пунктов, включающий 16 позиций. В их число входят разделы, касающиеся следующих вопросов:
- сфера применения стандарта;
- условные и другие обозначения;
- требования к основным типам сварных соединений;
- требования к конструктивным элементам и их размерам;
- правила применения сварных соединений при производстве особых типов продуктов, например, тройников и крестовин из труб;
- правила выполнения сварки деталей, имеющих неодинаковую толщину;
- допустимая степень шероховатости обрабатываемых поверхностей;
- правила выбора материала для изготовления подкладок и муфт;
- допустимые параметры зазоров между элементами;
- порядок выполнения угловых швов;
- дополнительные требования.
Текст документа снабжен многочисленными таблицами, сформированными для более удобного восприятия количественных параметров, используемых в ходе производства трубопроводной продукции. При этом внутри таких таблиц наиболее важные элементы показаны в виде графических схем, демонстрирующих формы сечения деталей, порядок их соединения и проч.
Дополнительные нормативные документы
В тексте интересующего нас межгосударственного стандарта встречается несколько отсылок к другим нормативным документам, которые регулируют определенные характеристики используемых в производстве изделий, а также параметры материалов, из которых они выполняются, и проч. В числе таких документов фигурируют:
- ГОСТ 2789-73, устанавливающий допустимую степень шероховатости поверхностей – действующий;
- ГОСТ 1050-88, определяющий требуемые параметры сортового калиброванного проката – недействующий. Вместо него сейчас применяется ГОСТ 1050-2013.
Остальные параметры технологического процесса, ориентированного на выполнение сварных соединений для стальных трубопроводов, регулируются положениями самого ГОСТ 16037-80.
Гост 16037-80 на сварные соединения ручной дуговой сваркой
Ручная дуговая сварка труб остается одним из самых распространенных способов монтажа трубопроводных систем, являющихся как самостоятельными транспортно-распределительными сетями, так и компонентами технологического оборудования. Высокое качество стыков трубопроводных комплексов — это залог их безопасного функционирования.
Способы сварки, типы стыков, геометрические параметры и типовые размеры, а также способы разделки кромок — все это регламентировано в ГОСТ 16037-80 ручная дуговая сварка соединения сварные. Строгое соблюдение требований стандарта при проектировании, формировании технологического процесса и выполнении сварки стальных трубопроводов обеспечивает должный уровень качества.
Условные обозначения соединений
В стандарте описаны три типа сварных соединений трубопроводов:
- стыковые, обозначаются литерой С
- угловые, литерой У
- нахлесточные, обозначаются литерой Н.
Внутри каждого типа актуальный стандарт детализирует множество подтипов в зависимости от:
- вида сварного шва;
- числа сторон проварки;
- конфигурации подкладки;
- ее съемности;
- без скоса, со скосом одной или двух кромок;
- формы сечения кромок
- формы сечения шовного материала
- способа сварки;
- толщины стенок;
- диаметра трубы.
Пример обозначения типа С13.
В условное обозначение, кроме типа, входит признак замкнутости линии, способ сварки, параметры катета и вспомогательные символы. В соответствии с ГОСТ 16037 80 используется сварка аргоном, под флюсом и газом.
Работа в атмосфере защитных газов может выполняться как плавким, так и неплавким электродом. Обычно трубы выполняют из углеродистой стали. Для работы в агрессивных средах применяют нержавеющие сплавы.
Реже используются сплавы цветных металлов.
Конструктивные элементы и размеры кромок заготовок и шва
Сварка труб ГОСТ 16037-80 подразумевает следующие основные элементы:
- s: толщина заготовки;
- b: расстояние между кромками заготовок;
- e: ширина шва;
- g: его выпуклость;
- а –общая толщина шва;
- с -притупление кромки;
- В –глубина нахлеста;
- K — катет углового шва;
- Dn – общий диаметр трубы;
- f – размер фланцевой фаски.
Типы сварных швов
- Стыковые швы используются при сварке кольцевых стыков труб в соответствии с ГОСТ. Такие соединения обозначаются С1-С53
- Они выполняются одно- и двухсторонними, с прямолинейным и закругленным скосом кромок и с расточкой.
- В односторонних швах может быть предусмотрена съемная или остающаяся подкладка, а также расплавляемая вставка.
- Соединения секторов на повороте трубопровода выполняется со скосом кромок и обозначаются С54-С55.
- Соединения фланца и трубопровода обозначается как С56
- Пример обозначения углового соединения типа У2.
- Угловые швы обозначаются У5-У21, нахлесточные Н1-Н4
Таблица размеров катета шва
Значения катетов шва в зависимости от типа шва, расстояния между кромками, сварочного метода и размера фланцевой фаски сведены в таблицы для каждого типа отдельно.
Таблица размеров катетов для У21.
Разделка труб под сварку
ГОСТ регулирует виды и характеристики подготовки к сварным работам для различных типов соединений:
- стыковых;
- угловых;
- нахлесточных.
Перед началом сварочных работ необходимо проводить подготовку. В нее входит:
- механическая зачистка, выполняется с целью удаления пыли, следов коррозии, оксидной пленки;
- химическая обработка, для удаления масложировых пятен и окисной пленки;
- разделка кромок.
Разделка проводится с помощью механической обработки кромки. При монтаже трубопроводов она выполняется специальными машинами. Во время ремонтных работ допускается выполнение разделки с помощью угловых шлифмашин.
- Разделка кромок выполняется при толщине заготовок от 4 мм.
- Для угловых соединений под отводы выполняют скашивание одной или обеих кромок под углом 45о.
- Стыки на трубопроводах подразделяются на поворотные и неповоротные.
Сварка стальных трубопроводов ГОСТ 16037 рекомендует применять по возможности поворотные стыки. Они варятся в наиболее удобном и выгодном нижнем сварочном положении, разделка кромок для него выполняется одинаково по всему периметру стыка.
Неповоротный стык приходится варить во всех сварочных положениях, переходящих одно в другое по мере продвижения по шву вокруг трубы.
[stextbox id=’alert’]До того, как начать монтаж, необходимо обработать кромки и околошовную зону на 20-30мм, очистив ее от механических загрязнений, следов коррозии и масложировых пятен.[/stextbox]Разница между толщиной стенок соединяемых встык труб не должна быть более 10% и не превышать трех миллиметров. При этом ширина зазора должна быть постоянной по всему стыку и находиться в переделах от 2 до 3 мм.
Перед основной электродуговой сваркой торцы труб прихватывают друг к другу:
- трубы до 300 мм в диаметре: 4 прихватки;
- свыше 300 мм- равномерно через каждые 200-300 мм.
Трубы с толщиной стенок 12 мм и более проваривают в три приема. На первом этапе формируют корень шва в виде валика с возвышением 1,5-3 мм, равномерно распределенного по длине стыка. Электрод при этом следует вести возвратно-поступательно.
Фаски под сварку
При соединении толстых трубных заготовок сформированный шов следует делать толще, чем сама деталь. Для формирования соединения с заданными геометрическими параметрами требуется выполнить разделку кромок, сняв фаску. После этого электроду будет обеспечен доступ для качественной проварки шва на всю глубину.
Основными параметрами фаски являются:
- Зазор b. расстояние меду заготовками, до 2-3 мм.
- Притупление C. Не скошенная часть кромки. ее оставляют, чтобы снизить вероятность прожога корня шва..
- Угол скоса β. При двусторонней разделке острый угол принимает значения 15-30 о, при односторонней- до 45о.
- Угол разделки α. Тупой угол равен двойному значению угла скоса, обеспечивает должный доступ к корню шва для сварочного оборудования.
Параметры фаски.
Если значение притупления невелико или его вовсе нет, то прожог предотвращают такими методами, как:
- использование подкладок, препятствующих вытеканию расплавленного металла;
- сварка на флюсовой подушке;
- предварительное подваривание;
- выполнение замка.
Технологам следует обращать особое внимание на корректный расчет и соблюдение оптимальных значений параметров разделки. Это позволяет снизить трудоемкость, экономно расходовать материалы и сохранять контроль над себестоимостью.
При подготовке стыковых соединений вид фаски зависит от толщины деталей:
- 3-25мм: одностороння фаска;
- 26-60мм: двухсторонняя;
Для угловых устанавливаются следующие границы:
- 3-20мм: одностороння;
- 21-50 мм: двухстороння.
Исходя из геометрической формы профиля поперечного сечения, выделяют такие типы разделки:
- обычный скос, профиль представляет собой трапецию,
- Х-образная, два скоса сделаны навстречу друг другу таким образом, что профиль поперечного сечения двусторонней разделки визуально напоминает очертания буквы Х;
- U-образная, профиль поперечного сечения криволинейный и напоминает очертания буквы U.
ГОСТ на сварку труб рекомендует применять U-образную разделку при больших толщинах заготовок, с целью снизить площадь сечения шва и, следовательно, снизить расход материалов и повысить скорость работы.
Форму разделки выбирают, руководствуясь толщиной труб:
- 3-25мм: Х-образная или V–образная;
- 26-60мм- U–образная;
- более 60 мм- специальные формы.
Они представляют собой:
- уступы;
- сложные криволинейные профили, призванные сохранить доступ электрода к корню шва и понизить площадь поперечного сечения.
Для разделки используются следующие способы:
- Газовый резак. Характеризуется низкой точностью и недостаточным качеством поверхности. Требует дополнительной обработки механическими способами.
- Мехобработка. Строгальная или фрезерная обработка дает достаточную чистоту и форму поверхности. Долбежная обработка также требует финишной мехобработки.
При разделке кромок труб большого диаметра используются специальные торцовочные аппараты. Во время ремонтных работ на магистралях отопления разделка часто выполняется вручную шлифмашинами.
Заключение
ГОСТ на сварку трубопроводов – важный регламентирующий документ, устанавливающий условия на подготовку и проведение работ. Он определяет методы сварки, типы соединений, статус разделки и конструктивные параметры для каждого из них.
Трубопровод служит не один год. Он также должен выдерживать давление жидкости или газа. Строгое соблюдение требований гост 16037 на сварку трубопроводов необходимо для обеспечения прочности, долговечности и герметичности сварных соединений.
Загрузка...
