Технология автоматической сварки в среде защитных газов комплексом оборудования фирмы « Serimer Dasa »

 

Назначение и особенности технологии

 

Оборудование системы «Saturnax» фирмы «Serimer Dasa» предназначено для односторонней двухдуговой автоматической сварки в защитных газах проволокой сплошного сечения неповоротных стыков труб диаметром 325-1220 мм. Сварку корневого слоя производят на медной технологической подкладке, установленной между рядами жимков внутреннего центратора, входящего в состав оборудования. Оборудование оснащено компьютерной системой управления процессом сварки.

 

Особенностями сварочной системы «Saturnax» являются:

- конструкция сварочной головки с двумя горелками, которые могут работать как совместно, так и по отдельности;

- система автоматического мониторинга параметров режима сварки;

- система автоматического регулирования параметров режима сварки с учетом пространственного положения головки;

- система слежения за величиной вылета электрода в процессе сварки;

- блоки управления сварочными головками, позволяющие производить их настройку и калибровку, отображение параметров для различных запрограммированных режимов;

- контрольный блок, позволяющий осуществлять контроль и запись фактических параметров режима;

- пульт дистанционного управления сварочной головкой в процессе сварки. 

 

Состав оборудования

В состав комплекса оборудования для сварки неповоротных стыков труб входят:

- станки для обработки кромок труб под специальную разделку;

- индукционные установки (и кольцевые пропановые подогреватели) для предварительного, сопутствующего и межслойного подогрева стыков;

- направляющие пояса для перемещения сварочных головок по трубе в процессе сварки;

- внутренний пневматический центратор с медным подкладным кольцом, встроенным между рядами жимков;

- контрольный модуль «Saturnax», внутри которого размещаются компьютеризированные блоки управления и контроля, а также сварочные источники питания;  

- двухдуговые автоматы «Saturnax» (сварочные головки) наружной сварки с пультом дистанционного управления;

- агрегаты энергообеспечения постов наружной сварки, установленные на платформе трактора, с газовыми рампами и защитными палатками;

- передвижная мастерская для наладки и ремонта оборудования и хранения запасных частей;

- вспомогательное оборудование.

 

Сварочные материалы

 

Перечень аттестованных марок проволок сплошного сечения для сталей различных прочностных групп приведен в таблице 8.11 настоящего РД.

Требование к смесям газов приведены в таблице 8.8 настоящего РД.

5.5.4 Состав и содержание основных технологических операций

 

До начала работ параметры режима автоматической сварки всех слоев шва стыков труб конкретного типоразмера вносятся в компьютеризированные блоки управления каждой сварочной головки.

Технологический процесс сварки неповоротных стыков труб с применением оборудования включает следующие основные операции:

- раскладку труб на бровке траншеи;

- подготовку на торцах труб специальной разделки кромок кромкострогальными станками и зачистку участков поверхности труб, прилегающих к торцам;

- установку на торце каждой трубы направляющих поясов для сварочных автоматов;

- предварительный подогрев концов труб;

- сборку стыка;

- автоматическую сварку стыка.

 

5.5.4.1 Раскладка труб

 

Трубы или трубные секции укладывают на бровке траншеи на инвентарных лежках под углом к оси траншеи таким образом, чтобы к торцам труб был свободный доступ. Расстояние от грунта до нижней образующей трубы должно быть не менее 450 мм. В процессе раскладки необходимо провести осмотр труб на соответствие требованиям раздела 3.

5.5.4.2 Подготовка и обработка торцов труб

 

Обработку торцов труб следует производить специальными кромкострогальными станками, входящими в состав комплекса оборудования. Схема и геометрические параметры разделки кромок приведены на рис. 5.5.1.

 

                      

 

 

Рис. 5.5.1 Форма и геометрические параметры разделки кромок

Условные обозначения и величины геометрических параметров:

S – толщина стенки трубы, мм;

α = 5 ± 2°;

С = 2,4 ± 0,8 мм;

D = 0,1 ± 0,1 мм;

E = 2,1 ± 0,2 мм;

F = 2,3 ± 0,2 мм;

Β = 4 ± 1°.

 

5.5.4.3 Установку направляющих поясов для автоматов наружной сварки производят с помощью специального шаблона. Направляющие пояса следует устанавливать на торец трубы, обращенный в сторону движения сварочно-монтажной колонны.

 

5.5.4.4 Сборку стыка следует производить на специальном внутреннем пневматическом центраторе, входящем в состав комплекса оборудования. Центратор устанавливают таким образом, чтобы медная технологическая подкладка находилась в плоскости стыка.

5.5.4.5 Перед началом работ следует произвести просушку медного подкладного кольца с помощью газовой горелки путем нагрева его секторов до температуры 20-50 ⁰С.

 

5.5.4.6 Стык следует собирать в соответствии с требованиями    таблицы 5.1.1. Зазоры между элементами медного подкладного кольца и внутренней поверхностью трубы не должны превышать 0,5 мм.

 

5.5.4.7 Сварку всех слоев шва производят методом «на спуск» двумя двухдуговыми головками (автоматами) системы «Saturnax». На стыке одновременно работают две сварочные головки. Каждая головка производит сварку одного из полупериметров трубы (относительно вертикальной оси). За один проход производится сварка двух слоев (валиков) шва. Типовая схема и последовательность сварки кольцевого стыка приведена на рис. 5.5.2.

 

5.5.4.8 После окончания сварки корневого слоя следует сдвинуть центратор внутрь трубопровода, осмотреть корневой шов изнутри трубы и, в случае необходимости, произвести ручную подварку участков корневого шва с поверхностными дефектами.

5.5.4.9 Интервал времени между окончанием сварки корневого слоя и началом сварки горячего прохода должен составлять не более 10 мин.

 

Рис. 5.5.2 Схема и последовательность автоматической сварки кольцевого стыка

Обозначения: К1, К2 – участки первого прохода (корневого слоя и горячего прохода) на левом и правом полупериметрах трубы. Зп 1.1 – заполняющие слои. Первая цифра обозначает номер прохода, вторая – последовательность сварки в пределах прохода. За один проход производится сварка двух заполняющих слоев. Обл.1 – облицовочный слой. Цифра обозначает последовательность сварки в пределах прохода.

 

5.5.4.10 Для обеспечения равномерного заполнения разделки кромок перед сваркой облицовочного слоя в случае необходимости выполняется корректирующий слой шва. Сварка производится в пространственном положении 2.00-4.00 час и 8.00-10.00 час однодуговым процессом, т.е. с отключением на каждой сварочной головке по одной горелке.    

 

5.5.4.11 Сварка облицовочного слоя выполняется за один проход двумя параллельными валиками. Валики облицовочного слоя должны перекрывать друг друга, обеспечивая плавное сопряжение между собой и с основным металлом трубы. Амплитуду колебаний при сварке облицовочного шва назначают из расчета перекрытия швом разделки по ширине на 1,0¸2,5 мм в каждую сторону.

 

5.5.4.11 Схема сварного шва приведена на рис. 5.5.3.

 

 

 

 

Рис. 5.5.3 Схема сварного шва, выполненного автоматической сваркой с использованием двухдуговых головок системы «Saturnax».

 

Обозначения: 1 и 2 – корневой слой и горячий проход (выполняются за один проход сварочных головок); F1 и F2 – заполняющие слои шва (за один проход выполняются два слоя); S – корректирующий слой (выполняется в случае необходимости в пространственном положении 2.00-4.00 час и 8.00-10.00 час); С1 и С2 – валики облицовочного слоя шва.

 

5.5.4.15 Режимы сварки неповоротных стыков труб диаметром 1020¸1220 мм с толщинами стенок 11 мм и более приведены в таблице 5.5.1.

 

Таблица 5.5.1 – Режимы автоматической сварки в среде защитных газов неповоротных кольцевых стыков труб диаметром 1020¸1220 мм

 

Параметры	Режимы сварки
	Наименование слоя
	1-й проход		Последующие проходы
	Корневой слой (горелка № 1)	Горячий проход (горелка № 2)		Заполня-ющие слои (горелка № 1)	Заполня-ющие слои (горелка № 2)	Корректи- рующий (горелка № 1)	Облицо-вочный слой (горелка № 1)	Облицо-вочный слой (горелка № 2)
1	2	3		4	5	6	7	8
Направление сварки	на спуск	на спуск		на спуск	на спуск	на спуск	на спуск	на спуск
Диаметр проволоки, мм	1,0	1,0		1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Род тока, полярность	=; (+)	=; (+)		=; (+)	=; (+)	=; (+)	=; (+)	=; (+)

 

Продолжение таблицы 5.5.1

 

1	2	3	4	5	6	7	8
Скорость сварки, см/мин (± 10%)	95-170		40-95		55-80	45-90
Скорость подачи прово­локи, м/мин (± 10%)	11-15	9-13	9-14	8-13	9-11	8-10	7-10
Вылет электрода, мм	14 ± 3 (поддерживается автоматически)
Защитный газ Ar/CО2	50/50	50/50	50/50	50/50	50/50	50/50	50/50
Расход газа, л/мин (± 10%)	50-60	50-60	50-60	50-60	50-60	50-60	50-60
Сила тока, А (± 10%)	250-295	220-270	210-270	200-260	210-245	190-240	180-235
Напряжение на дуге, В (± 10%)	24-25,5	24,5-26,0	23,0-26,0	23,5-25,5	23,5-25,5	22,5-24,5	22,5-24,5
Частота колебаний электрода, Гц (± 10%)	200		180		180	200
Амплитуда колеба­ний электрода, мм	устанавливается по ширине разделки
Угол наклона элек­трода, градус	7О 30’ ± 5 О
Примечание – Параметры режимов сварки должны быть откорректированы при подготовке к производственной аттестации технологии. В процессе проведения аттестации все параметры должны быть зафиксированы и при положительных результатах аттестации внесены в операционно-технологическую карту.

 

5.5.4.16 В случае необходимости следует производить зачистку поверхности слоев шва от шлака и брызг металлическими щетками или абразивными кругами.

 

5.5.4.17 После завершения сварки следует осмотреть поверхность облицовочного слоя шва. Выявленные наружные дефекты сварного шва (поры, подрезы и др.) следует удалить путем обработки шлифмашинкой и до проведения неразрушающего контроля стыка выполнить автоматическую сварку на участках вышлифовки. При наличии чрезмерного усиления облицовочного слоя шва его следует сошлифовать до величины, регламентируемой операционной технологической картой. Эти операции следует рассматривать как составную часть технологического процесса работы оборудования системы «Saturnax» и предусматривать при составлении операционных технологических карт.