Цель работы: научиться рассчитывать объём сварочно-монтажных работ на трассе.

Основные теоретические положения:

Сварка - технологический процесс неразъемного соединения частей изделия путем местного сплавления или совместного пластического деформирования металлов этих час­тей по их примыкающим поверхностям, в результате чего возникает прочное сцепление ме­таллов, основанное на межатомном взаимодействии. Неразъемное соединение двух метал­лических частей, выполненное сваркой, называется сварным соединением. Сварное соеди­нение состоит из основного металла, околошовной зоны и сварного шва. Основной металл – металл соединяемых частей.

Околошовная зона (зона термического влияния) - участок, примыкающий к сварно­му шву, со структурой и свойствами металла, изменившимися в результате сварочного на­грева по сравнению со структурой и свойствами основного металла.

Сварной шов - конструктивный элемент сварных соединений, образованный затвер­девшим расплавленным металлом. Часть металла, полученная за один проход источника тепла, называется слоем. Сварной шов, образованный несколькими слоями, называется многослойным или многопроходным.

Сварной шов может выполняться в нижнем, вертикальном и потолочном положени­ях.

Сварка, выполняемая при одностороннем перемещении источника тепла относи­тельно сечения соединяемых деталей, называется односторонней, при двустороннем пере­мещении - двусторонней.

Все способы сварки трубопроводов делятся на две группы - плавлением и давлени­ем. Сварка плавлением - сварка, осуществляемая местным сплавлением металлов, без при­ложения давления.

Сварка давлением - сварка, осуществляемая совместным пластическим деформиро­ванием металлов путем приложения давления.

Ручная дуговая сварка - сварка плавлением, осуществляемая с нагревом металла электрической дугой и характеризуемая ручным выполнением двух главных рабочих дви­жений - подачи электрода и перемещения дуги относительно изделия.

Применяется для сварки неповоротных (монтажных) стыков трубопроводов, «кату­шек», «захлестов», «кривых», при изготовлении различных узлов трубопроводов (тройни­ков, отводов, заглушек, «гребенок» и др.), а также для прихваток и сварки корневого слоя шва поворотных стыков, ремонта дефектных участков шва.

Автоматическая сварка под флюсом - дуговая сварка с использованием плавящегося электрода, гранулированного (зернистого) флюса, слой которого полностью закрывает ду­гу, и механизированными подачей электрода и перемещением дуги относительно изделия.

Автоматической сваркой под флюсом на специальных трубосварочных стендах со­единяют трубы диаметром 219 мм и больше и длиной 12 м в секции длиной 24-36-48 м (длина секции зависит от диаметра труб, характеристик грузоподъемного механизма и транспортных средств, дорожных условий).

Сварка в защитных газах - электродуговая сварка, осуществляемая с вдуванием в зо­ну дуги через электродержатель струи защитного газа. Основное преимущество процесса сварки в защитных газах - повышение вязкости и поверхностного натяжения расплавленно­го металла, благодаря чему становится возможной сварка швов на весу, без каких-либо подкладок, в различных пространственных положениях. Электродуговой сваркой в среде СО₂ (плавящимся электродом) сваривают корневой слой поворотных стыков труб и полно­стью неповоротные стыки.

Сварка порошковой проволокой - дуговая сварка, при которой электрическая дуга горит между изделием и плавящимся электродом, представляющим собой проволоку, изго­товленную из гонкой металлической оболочки с запрессованными в ней порошкообразны­ми веществами, играющими ту же роль в повышении устойчивости сварочной дуги и улучшении качества металла шва, что и электродное покрытие. Применение порошковой проволоки перспективно для сварки неповоротных стыков труб в трассовых условиях.

Представляют большой интерес лучевые способы сварки плавлением (электронно­лучевая, фотонная, лазерная и др.). Источники нагрева обладают значительно большей ин­тенсивностью по сравнению с электрической дугой, и хотя эти способы еще не нашли применения в трубопроводном строительстве, они по мере решения ряда технологических и технических проблем смогут успешно конкурировать с традиционными электродуговыми процессами.

Сварка давлением - сварка, осуществляемая совместным пластическим деформиро­ванием металлов путем приложения давления. Способы сварки давлением, в отличие от способов сварки плавлением, обеспечивают образование сварного соединения одновремен­но по всему сечению соединяемых изделий. Все большее применение находит в трубопро­водном строительстве стыковая сварка оплавлением с нагревом током, протекающим через контакт свариваемых поверхностей, до расплавления тонкого слоя на них и последующим осевым сжатием.

Для обеспечения непрерывного оплавления, торцы деталей сближаются с возрас­тающей по определенному закону скоростью, равной в любой момент времени скорости оплавления. Процесс оплавления сопровождается образованием жидких металлических пе­ремычек между свариваемыми поверхностями и их интенсивным выбросом. В момент сдавливания (осадки) тонкий слой жидкого расплавленного металла, защищающий основ­ной металл от окисления, вытесняется из стыка и в соприкосновение приходят поверхно­сти, свободные от окислов, в результате чего создается одна из главных предпосылок для получения качественных сварных соединений. Электроконтактная сварка оплавлением обеспечивает получение качественных сварных соединений при сравнительно невысоких энергозатратах (удельная мощность не превышает 1 кВт/см²) и высокой производительно­сти (60-70 стыков труб диаметром 530 мм в смену при наращивании трубопровода в непре­рывную нитку).

От выбора сварочных материалов, знания их свойств, характеристик и особенностей зависят не только прочность и надежность трубопровода, а и производительность сварочно-монтажных работ. Сварочные материалы, применяемые в трубопроводном строительстве, можно разделить на две основные группы: материалы для ручной дуговой сварки (электро­ды); материалы для механизированных способов сварки (флюсы, сварочная проволока, са­мозащитная порошковая проволока, защитные газы).

Металлические электроды, предназначенные для дуговой сварки стали разных марок, имеют специальные покрытия (обмазки), которые повышают устойчивость (стабиль­ность) горения дуги, защищают жидкий металл сварочной ванны от действия азота и ки­слорода воздуха, раскисляют металл шва (удаляют из него кислород); легируют шов необ­ходимыми элементами для придания ему специальных свойств.

ГОСТ 9467-60 установлены следующие типы покрытий электродов для сварки кон­струкционных сталей: рудно-кислое (Р); рутиловое (Т); фтористо-кальциевое (Ф); органи­ческое (О). В трубопроводном строительстве применяют в основном фтористо-кальциевое и органическое покрытия электродов.

Сварочная проволока - один из основных присадочных материалов, определяющих качество сварного соединения при механизированных способах сварки. В зависимости от химического состава основного металла и требований, предъявляемых к сварным соедине­ниям в трубопроводном строительстве, применяют три типа сварочных проволок (ГОСТ 2246-70): малоуглеродистые кипящие марок Св-08, Св-08А и Св-08АА; малоуглеродистые полуспокойные и спокойные марок Св-08ГА, Св-10ГА, Св-08Г2С; низколегированные марок Св-08ХМ Св-08МХ.

Указанные марки проволок, за исключением Св-08Г2С. применяются для автомати­ческой сварки под слоем флюса. Проволока марки Св-08Г2С рекомендуется для сварки в среде углекислого газа.

Освоена и выпускается промышленностью омедненная сварочная проволока. Мед­ное покрытие обеспечивает стабильный подвод тока к сварочной проволоке, что сущест­венно повышает устойчивость сварочных режимов и резко сокращает расход токоподводящих деталей.

Порошковые проволоки делятся на две группы: порошковые проволоки для сварки в среде защитного газа (СО₂): самозащитные порошковые проволоки.

Порошковые проволоки для сварки в среде углекислого газа наиболее целесообраз­но применять в стационарных условиях при повышенных требованиях к вязко-пластическим свойствам сварного соединения.

Самозащитные порошковые проволоки выпускаются с заполнителями фтористо-кальциевого и рутило-силикатного типов. Они являются перспективными для сварки тру­бопроводов и конструкций в монтажных условиях.

Для сварки малоуглеродистых сталей рекомендуются самозащитные порошковые проволоки с рутило-силикатпым заполнителем ПП-1ДСК, ПВС-1, ПВС-1л; для сварки низ­колегированных сталей - ПВС-3. Коэффициент наплавки указанных марок проволок равен 135г/А.ч.

 

Положение сварки	Кп
Нижнее, сварка поворотных стыков
Вертикальное, горизонтальное, сварка неповоротных стыков	1,1
Потолочное	1,2

 

Задание:

1. Определяем расход электродов и сварочной проволоки:

Мэ=Мн·Кэ·Кп, кг,

где М_н - масса наплавленного металла, кг.;

К_э - коэффициент потерь или расход электродов и проволоки на 1 кг. наплав­ленного металла;

К_п - коэффициент, зависящий от положения сварки.

 

При ручной дуговой сварке труб можно также руководствоваться усредненными нормами расхода, приведенными в табл. 1 и 2.

Таблица 1. 10.