В данном материале мы подробно проанализируем особенности дугового соединения труб, обсудим оптимальные электроды для различных типов трубопроводов и предоставим рекомендации по выполнению сварочных работ.
Как провести сварку протекающей трубы электросваркой? Ремонт водопровода под давлением!
Электросварка водопроводных труб является одним из самых надежных методов, для достижения необходимой герметичности системы циркуляции. Швы, выполненные с использованием данной технологии, обладают высокой стойкостью к давлению, механическим нагрузкам и коррозии.
К сожалению, несмотря на соблюдение всех технологических стандартов, трубы могут начать протекать в процессе эксплуатации. Это может происходить из-за внешних нагрузок, для которых металлические конструкции не были рассчитаны, а также из-за естественного старения и износа материала.
В такой ситуации необходимо немедленно принимать меры для ликвидации течи в уже используемом трубопроводе.
Необходимость сварочных работ
Сварка трубы, содержащей воду, может понадобиться в следующих ситуациях:
- Когда возникают течи из-за превышения допустимых нагрузок или некачественно выполненных монтажных работ. В таких случаях отключение водоснабжения не всегда целесообразно, особенно когда речь идет о магистральных трубопроводах, обслуживающих большие жилые районы.
- При необходимости врезки. Полное отключение всей системы требует значительных временных затрат, поэтому зачастую ограничиваются только отключением циркуляционных насосов. Этот шаг способствует снижению давления в системе и упрощает выполнение сварочных работ.
Основные трудности
Сварка труб под давлением представляет собой сложную задачу, и не каждый специалист готов взяться за ее выполнение.
К основным трудностям можно отнести:
- поток жидкости мешает достижению необходимой температуры сварочной ванны, что затрудняет обеспечение хорошего сцепления между наплавляемым металлом и основой;
- контакт воды с раскаленным металлом приводит к образованию большого количества пара, что создаёт плохие условия видимости для сварщика – маска запотевает, ему приходится отвлекаться на её протирание, теряя время;
- существенные трудности возникают при сварке труб, расположенных на высоте, под потолком – вода может стекать на сварщика, и удерживать тяжелое оборудование становится неудобно.
Корректное выполнение сварочных работ
Технология сварки трубопроводов, осуществляемая с учётом основных требований, обеспечивает долгосрочную работу всей системы. Важно также соблюдать уклоны, необходимые для естественного движения теплоносителя, чтобы избежать необходимости переделывать работу.
Следует обеспечить достаточное пространство между стенами и трубами, чтобы сварщику было удобно качественно обварить стыки. Для надежного проплавления оставляют зазор между краями в 1–2 мм, в который затекает расплавленный металл.
Сварка магистральных трубопроводов выполняется в несколько проходов для гарантии герметичности. По аналогичному принципу монтируются и газопроводы. Сначала сварщик выполняет корневой шов электросваркой, что позволяет сформировать обратный валик, свидетельствующий о хорошей проплавке краев. Затем последующие слои добавляются с помощью автоматов с присадочной проволокой и слоем флюса.
Для более качественного монтажа магистрального трубопровода используется лазерная сварка в цехах, в то время как на месте выполняются лишь последние стыки. При ручной сварке на трубах работы начинаются с самой нижней части окружности (если трубы расположены горизонтально) и поднимаются вверх. Наплавленный металл накладывается в виде полочек, выводя шов до самой верхней точки. Это действие повторяется с обеих сторон. Завершать шов необходимо на цельном металле, чтобы предотвратить появление пор и свищей.
Когда может понадобиться сварка трубы с водой?
К сожалению, даже при строгом соблюдении всех вышеописанных правил может возникнуть необходимость в сварочных работах на уже запущенном в эксплуатацию трубопроводе. Чаще всего такие ситуации связаны с ошибками, допускаемыми предыдущими сварщиками. Например, плохое зрение могло помешать специалисту качественно заварить стык, что и стало причиной течи. Если этот трубопровод обеспечивает водоснабжение большого района, который и так долгое время был отключен, повторное отключение может вызвать массу жалоб. Поэтому возникает необходимость в выполнении сварки под давлением.
Сварка трубы, содержащей жидкость, может потребоваться также в случае экстренной врезки, когда времени на опорожнение системы нет, и все, что можно сделать, — это отключить насосы для снижения давления в системе. Или ситуация такова, что площадь всех водопроводных коммуникаций достаточно велика, и ждать, пока система опустошится, будет слишком долго или экономически нецелесообразно (например, спускать 20 000 литров воды ради одного шва). Сложности с выполнением сварных соединений может добавлять наличие жидкости в области работ, вызванное специальным уклоном, который предусмотрен для естественного самотека. В этом случае даже после спуска системы вода будет продолжать стекать и мешать сварочным работам.
Как выбрать электроды для правильной сварки труб?
Перед началом сварки труб отопления или любых других объектов необходимо обеспечить наличие подходящих электродов. Их качество напрямую влияет на надежность соединения, герметичность конструкции и сам процесс сварки.
Электроды представляют собой тонкие стальные стержни со специальным покрытием, которое обеспечивает устойчивую дугу во время работы и формирует сварной шов, защищая металл от окисления.
Электроды классифицируются по типу сердцевины и внешнего покрытия.
В зависимости от типа сердцевины, электроды делятся на:
- расходные материалы с неплавящейся сердцевиной из графита, электротехнического угля или вольфрама;
- с плавящейся сердцевиной, состоящей из проволоки, толщина которой изменяется в зависимости от типа проводимых работ.
По типу внешнего покрытия электроды делятся на следующие группы:
- С целлюлозным покрытием (марка С). Эти электроды предназначены для качественной сварки труб большого диаметра и используются для монтажа газо- и водопроводов.
- С рутилово-кислотным покрытием (RA). Эти электроды применяются для сварки металлических труб отопления или водоотведения. В процессе образуется шов, покрытой легким слоем шлака, который можно легко удалить.
- С рутиловым покрытием (RR). Данные электроды позволяют получать аккуратные сварные швы со шлаком, который легко удаляется с поверхности. Их применяют для угловых стыков, а также при наваривании вторых и третьих слоев металла.
- С рутилово-целлюлозным покрытием (RC). Эти электроды подходят для сварки труб в любых плоскостях, например, при выполнении длинного вертикального шва.
- С основным покрытием (B). Это универсальные расходные материалы, подходящие для работы с толстостенными трубами или деталями, которые используются при отрицательных температурах. Они обеспечивают получение качественного пластичного шва, который не подвержен растрескиванию или деформации.
Перед началом сварочных работ рекомендуется проконсультироваться с опытными сварщиками по поводу их предпочтений в отношении марок электродов. При этом список рекомендаций может быть достаточно большим, а выбор расходных материалов может варьироваться в зависимости от региона или магазина.
Рекомендуем статьи по металлообработке
Цена и качество расходных материалов находятся в прямой зависимости. С дешевыми электродами трудно качественно выполнить сварку труб и получить надежный сварной шов. Поэтому на этих расходниках не стоит экономить.
Способы правильной сварки труб
Существует несколько методов правильной сварки полипропиленовых и других труб электродуговым способом:
- встык – при этом элементы трубопровода располагаются друг напротив друга;
- в тавр – здесь отрезки труб располагаются перпендикулярно друг другу (в виде буквы Т);
- внахлест – в данном случае одна из труб развальцовывается, чтобы надеть её на другую;
- угловым образом, при котором элементы располагаются под углом 45° или 90° относительно друг друга.
При выполнении правильной сварки труб образуются следующие виды швов:
- горизонтальные (при вертикальном расположении трубопроводов);
- вертикальные (если трубы находятся в вертикальном положении);
- потолочные (при размещении электрода над головой сварщика в нижней части заготовки);
- нижние (в таких случаях сварщику приходится наклоняться).
При необходимости соединения стальных труб используется стыковой метод. При этом место соединения должно обязательно быть проварено по толщине стенки заготовки. Для этой цели лучше всего подходит нижний поворотный шов.
Чтобы получить качественное сварное соединение, следует соблюдать следующие рекомендации:
- Во время сварки электрод следует держать под углом 45° или чуть меньше. Это позволит сократить количество расплавленного металла, попадающего внутрь свариваемого элемента трубопровода.
- При сварке в тавр или встык нужно использовать электроды диаметром 2-3 мм. Качественное сварное соединение достигается при силе тока от 80 до 110 ампер.
- Для надежного соединения внахлест следует увеличить силу тока до 120 ампер, при этом электроды также должны быть диаметром 2-3 мм.
- Сварочный шов должен возвышаться на 3 мм над уровнем свариваемой заготовки, после чего можно считать работу завершенной.
Правильная сварка профильных труб выполняется точковым методом: для начала свариваются две точки, находящиеся на противоположных сторонах профиля, затем добавляются две другие точки до полного прогрева всей трубы. После этого формируется сварочный шов по всему периметру заготовки.
Подготовительные работы
Перед началом сварки необходимо выбрать подходящие трубы, провести их диагностику и обработать стыки. Требования к свариваемым трубам таковы:
- Единые размеры, включая равную толщину стенок;
- Круглая форма, без дефектов, неровных торцов или отклонений от правильной окружности;
- Соответствие химического состава металла требованиям ГОСТ и другим нормативам.
Необходимо обязательно проверять наличие сертификата на используемые трубы, особенно если речь идет о трубопроводе для питьевой воды.
После выбора подходящих изделий необходимо перейти к последующим этапам обработки. Процесс включает в себя несколько этапов:
- Проверка среза трубы – он должен соответствовать углу в 90°;
- Зачистка торцов и соседних участков (шириной не менее 10 мм) от масла, ржавчины и прочих загрязнений, полировка до блеска;
- Обезжиривание поверхности.
Следующий шаг – изменение формы торца. Кромки должны быть с раскрытием 65º и притуплены на 2 мм. Обработка может проводится вручную, с применением фаскоснимателя или шлифмашины; также возможно использование специализированного оборудования, что, однако, рекомендуется только для профессиональных мастеров или крупных мастерских.
Процесс электросварки
Для тех, кто ранее не имел опыта сварки, лучше сначала потренироваться на ненужных обрезках, чтобы избежать повреждений основной конструкции.
При сварке круглых труб шов должен быть непрерывным; инструмент не следует отнимать от изделия в течение всего процесса. Если требуется сделать поворотные и неповоротные стыки, электросварка производится в несколько слоев:
- При толщине стенок трубы до 6 мм – достаточно 2 швов;
- Для труб в диапазоне от 6 до 12 мм необходимо наложить уже 3 шва;
- Для изделий с большей толщиной потребуется 4 шва.
Важно: наложение каждого следующего слоя возможно только после полного остывания предыдущего. В промежутках обязательно нужно удалять образовавшийся шлак.
Выбор тока и полярности зависит от химических и физических характеристик материала, толщины стенок и оболочки расходных материалов. Эти данные указаны в технической документации к электродам.
Силу тока можно определить самостоятельно: она обычно зависит от диаметра стержней электродов. Чтобы узнать силу тока в амперах, необходимо умножить длину стержня на 30 или 40. После этого можно установить нужное значение на сварочном оборудовании.
Точных требований к скорости выполнения сварки не существует – обычно этот аспект приходит с опытом. Для предотвращения появления дефектов не следует оставлять дугу на одном месте слишком долго.
Методы и приемы дуговой сварки труб
Проработка корня шва
Как сваривается корень шва под просвет? Для начала трубы необходимо прихватить в нескольких местах, с шагом в 90 градусов в точках крепления. После того как будет наварена первая точка, соединяемые части можно ещё немного подвинуть для более точной подгонки. Процесс проработки корня шва будет удобнее, если зафиксировать трубы в полупотолочном положении.
Далее, снизу стыка делается отметка, от которой, начиная сварку, нужно отступить на 1-3 см. Дуга зажигается не прямо на трубе, а с её внешнего края. Обратный валик получится только в том случае, если дуга во время сварки будет находиться внутри конструкции.
В процессе продвижения электрода следует поддерживать его положение относительно поперечной плоскости. Очень важно добиться оплавления обеих кромок. При необходимости проход можно повторить.
Если вы заметите, что корневой шов провисает, это может означать, что электрод движется слишком медленно или ток установлен слишком высоко. Когда корень готов, его необходимо зачистить до состояния металлического блеска.
Проработка горизонтальных швов
Для успешной сварки горизонтальных стыков требуется достаточный опыт и сноровка, поскольку соединение двух труб является довольно сложной задачей. При выполнении горизонтальной сварки рекомендуется использовать метод накладывания отдельных, маленьких по сечению валиков.
Сначала с помощью электродов диаметром 4 мм формируется первый валик (в вершине шва). При этом изнутри стыка образуется тонкий валик высотой примерно 1-1,5 мм.
После завершения первого валика, поверхность необходимо тщательно зачистить. Затем накладывается второй валик (при этом направление сохраняется), который должен перекрывать первый.
Далее следует взять электрод диаметром 5 мм, установить повышенное значение силы тока и формировать третий валик, который накладывается в противоположном направлении по отношению к первым двум.
В конечном итоге третий валик должен перекрывать второй на 70%. После этого можно наложить последний валик, направление которого будет аналогичным третьему, но при этом электрод нужно ввести в углубление между предыдущим валиком и верхней кромкой шва.
Проработка повторных стыков
Если в нижнем положении требуется выполнить значительное количество швов, применяют повторный метод дуговой сварки труб. Если соединяемые детали имеют небольшую толщину, первый шов выполняется электродом диаметром 2-4 мм. Для следующих швов используются электроды большего диаметра.
При этом место стыка следует разделить на четыре части. Работы начинаются сверху, с первых двух секторов. Затем конструкцию переворачивают и проваривают место соединения в оставшихся секторах. Второй шов выполняется аналогично.
Сварка стыковых и угловых соединений
Метод стыковой сварки предлагает возможность соединять детали конструкции под любым углом, как с продольными, так и с поперечными швами. Поперечные швы идеально подходят для сварки трубопроводов, так как они позволяют прорабатывать стыки по всей окружности трубы.
Возможны как одинарные, так и двойные швы. Двойные швы чаще применяются в крупногабаритных конструкциях, чтобы получить максимально прочное соединение.
Данный метод предполагает использование подкладных колец, однако это может привести к некоторому уменьшению диаметра трубы. Когда требуется приварить элемент к основной конструкции, выполняется угловое соединение, которое может быть сделано как с скошенной кромкой, так и без нее.
Дополнительные рекомендации по дуговой сварке труб
Для достижения качественных результатов в процессе дуговой сварки труб, учтите несколько дополнительных рекомендаций:
- В труднодоступных местах используйте согнутый электрод и следите за своими действиями через зеркальце;
- После замены электрода шов продолжается с перекрытием на 1-2 см;
- Для прогрева металла электрическим током рекомендуется использовать прямую полярность, а не обратную.
Основными причинами появления дефектов являются неопытность и невнимательность мастеров.
Если сварочный шов выполнен с даже незначительными неровностями, это может привести к его слабости и негерметичности. Неправильно подобранная длина дуги также может вызывать образование пустот в шве и непроверенных участков.
Кроме того, причиной дефектов могут быть и некачественное оборудование, а также брак в самих трубах.
Существуют также общие правила техники безопасности, которые необходимо соблюдать во время сварочных работ:
- проверяйте изоляцию на проводах и деталях аппарата (наличие изоляции обязательно);
- убедитесь в надежности заземления корпуса оборудования;
- не следует работать в сырой одежде; всё должно быть сухим (одежда, рукавицы, маска);
- выполняйте сварочные работы в резиновой обуви или на резиновом коврике для дополнительной изоляции;
- для защиты лица и глаз обязательно носите защитный щиток.
Несоблюдение этих правил может привести к ожогам или ударам электрическим током.
После завершения работы необходимо тщательно проверить качество сварного шва. Визуальный осмотр позволяет выявить такие дефекты, как прожоги, поры, свищи и другие недостатки.
Чтобы протестировать швы на наличие микротрещин, потребуется использование компрессора. Концы трубы закрываются заглушками, а на места сварки наносится мыльная пена.
Затем в трубу под давлением подается воздух, и в местах, где соединения оказались негерметичными, пена начинает пузыриться (из-за поступающего через отверстия воздуха).
Качественная дуговая сварка труб требует не только знания всей необходимой теории, но и достаточно широкого практического опыта. Начинать его лучше с работы над небольшими изделиями, которые не предназначены для монтажа в серьезных трубопроводах.
Итак, мы рассмотрели основы дуговой сварки труб: как она проводится и как избежать типичных ошибок.
Пожалуйста, оцените статью.
