Меню

Орбитальная сварка стальных труб

Что такое орбитальная сварка

Для монтажа трубопроводов в полевых условиях используется орбитальная сварка. Это автоматизированный процесс соединения бесповоротных стыков. Труба проваривается головкой, закрепленной на вращающемся устройстве. Специальный зажим плотно фиксирует аппарат в рабочей зоне. Для работы необходимы навыки оператора. Сварщик выбирает необходимый режим в зависимости от размера, толщины стенки, химического состава сплава. В процессе работы следит за параметрами.

Особенности орбитальной сварки

Дуга в автоматическом режиме проворачивается по всей окружности, труба равномерно проваривается со всех сторон. Стыковая сварка труб орбитальными аппаратами незаменима в труднодоступных местах, где сложно проварить неподвижную заготовку.

Сварочный автоматизированный процесс представляет собой ручную или аргонодуговую электросварку с использованием тугоплавкого вольфрамового электрода и наплавочной проволоки. При зажигании дуги кромки оплавляются, создается ванна расплава. Присадка образует на месте стыка аккуратный валик. Головка проходит по всей окружности (орбите). Заготовки при работе не вращаются, остаются неподвижными.

Область применения

Автоматы для орбитального соединения трубных стыков используют:

  • для линейного монтажа трубопроводов;
  • крепления фланцев;
  • соединения отрезков трубного проката с отводами, тройниками, другой трубной арматурой;
  • сварки трубной доски теплообменников.

Орбитальная сварка труб минимизирует процент брака, увеличивается скорость монтажа трубопроводов, сборки котлов и теплообменников. Упрощается ремонт ТЭС, ТЭЦ, обслуживание нефтепроводов, газовых магистралей, инженерных коммуникаций.

Преимущества и недостатки

Стыковая сварка орбитальными автоматами обеспечивает герметичность трубопроводов за счет качественных швов. Металл проваривается по всей окружности равномерно. Преимущества орбитальной сварки труб:

  • снижается риск дефектов шовного валика;
  • регулирование дуги снижает область разбрызгивания ванны расплава;
  • соединение частей трубопровода, трубных досок можно производить в любом пространсвенном положении;
  • широкий диапазон свариваемых сплавов: углеродистых и легированных сталей, цветного металла;
  • возможность работать с присадкой и без нее;
  • отсутствие окалины на шве;
  • процесс протекает без образования дыма.
  • высокая стоимость аппаратов;
  • сложность ремонта и обслуживания оборудования;
  • низкая скорость тонких трубопроводов (головка медленно движется по небольшой орбите).

Оборудование для орбитальной сварки труб

У аппарата для сварки трубопроводов имеется:

  • источник электропитания – инвертор, выдающий от 30 до 400 А, подключаемый к однофазной сети напряжением 220 В или трехфазной 380 В, с ним просто контролировать силу рабочего тока;
  • вольфрамовый электрод;
  • соединительная головка, образующая шов;
  • клещевая система крепления, фиксирующая головку на трубе;
  • система подачи газа с регулируемым соплом для проволоки;
  • блок управления, регулируется:
  • частота вращения головки;
  • скорость подачи прутка;
  • расход инертного газа (объем впрыскивания);
  • угол наклона электрода.

Некоторые модели оснащены печатающим устройством, информацию о режиме работы можно вывести на бумагу.

Оборудование для орбитальной сварки применяется при монтаже труб с наружным диаметром от 17 до 170 мм. Выпускают аппараты для аргонодуговой и ручной дуговой сварки в защитной атмосфере трех основных типоразмеров (величина свариваемых труб указана в мм): 17–50; 33–90; 60–170. По согласованию с заказчиком некоторые производители делают фиксирующие клещи другого размера. Верхний предел увеличивают до 275 мм. Разработаны модели для тонкого трубного проката, минимальный наружный размер – 1,6 мм.

Виды орбитальных головок, удерживающих горелку на фиксированном расстоянии от свариваемого металла:

  • Закрытого типа рассчитана на соединение труб небольшого диаметра. Стык располагается в камере, заполненной защитным газом. Такие головки считаются самыми надежными, они образуют герметичный шов, не содержащий окислов.
  • Открыто типа, аргон или другой инертный газ или специальная смесь поступает в рабочую зону под давлением. Такие головки используют на толстостенных трубах, где стык заваривается за несколько циклов. Горелка для удобства наклоняется под нужным углом до 45°.

Для трубных досок, головки созданы для ремонта теплообменников, регулировка процесса происходит в автоматическом режиме, оператору достаточно установить клещевое крепление.

Предусмотрена система предварительного прогрева электрода и свариваемого металла до необходимой температуры, имеется система охлаждения, по замкнутому контуру циркулирует вода.

Технология сварки

Для выравнивания концов применяют отрезные станки, обеспечивающие вертикальную ровную кромку. Толстостенные трубы подготавливают к работе в заводских условиях: производят разделку кромок, срезают под углом 30°. Тонкостенный прокат заплавляют без присадки.

До орбитальной сварки труб проводятся подготовительные работы. Производится очистка концов от заусенцев, загрязнений. Подготовленные отрезки центруют, укладывают на установленном расстоянии друг от друга. Для орбитальной сварки труб малого диаметра достаточно приобрести съемную головку. Она крепится на универсальных зажимных системах. Поверхность стыка делят на сектора, для каждого задаются индивидуальные режимы с учетом давления собственного веса заготовки в нижней части. Расплавленный металл не должен провисать сверху. Параметры рабочего тока, скорость подачи присадочного прутка устанавливает оператор в зависимости от марки стали, формы заготовки. Орбитальный аппарат крепится в области стыка.

Читайте также:  Из чего можно сделать трубу для вытяжки

Сваривание металла производится автоматически. После заделки всех секторов оборудование отключается самостоятельно.

Орбитальные аппараты узкоспециальные. Их приобретают для монтажа трубопроводов большой протяженностью, для ремонта теплообменников и котлов. Это наиболее перспективный метод монтажа трубного проката. В быту подобное оборудование применять нецелесообразно из-за длительного периода окупаемости.

Источник

Орбитальная сварка. Особенности, оборудование и основные сферы применения данного типа соединения металлов

Орбитальная сварка – это особый, один из самых сложных методов соединения металлов, при котором сварочная дуга движется вокруг стыка статической заготовки на 360 0 . Свое название она получила за счет того, что голова, двигаясь, огибает трубу по орбите.

Основной особенностью является то, что оборудование для неразъемного соединения неповоротных стыков может вращаться вокруг изделия, которое, в свою очередь, остается неподвижным. Основной сегмент процесса – сварка электродами, неплавящимися в среде инертных газов (аргон с гелием или водородом, чистый аргон).

Основные ГОСТы, применимые к данному виду работ

ГОСТа, который в полной мере мог бы описать все процессы, связанные с орбитальной сваркой, нет. Поэтому для глубокого изучения всех аспектов необходимо ознакомиться со множеством документов и государственных стандартов. Некоторые стандарты:

Сферы применения

Благодаря тому, что можно получить надежный шов высокого качества, точное соединение труб разнообразного диаметра и размера, орбитальная сварка нашла применение на энергодобывающих и фармацевтических предприятиях. Помимо этого, есть возможность соединять емкости больших размеров, что необходимо в химической промышленности, так как качественные швы – это залог долгой службы в условиях контакта металла и жидкой агрессивной среды.

Основные принципы работы

Оборудование для сварки дорогостоящее, и представляет собой полностью автоматизированную систему, которая практически не требует человеческого вмешательства, следовательно, обеспечивает высокое качество соединения любых металлов.

Оборудование

Качественное оборудование играет ключевую роль в процессе. Несмотря на высокую цену, его можно встретить на всех современных крупных производствах. У аппаратов имеются:

  • инвертор (источник питания), выдающий до 400 А;
  • вольфрамовый электрод;
  • голова;
  • система крепления головы непосредственно на трубе;
  • система подачи газа;
  • блок управления.

Примерная стоимость вольфрамовых электродов на Яндекс.маркет

Основными узлами оборудования для орбитальной сварки являются источник тока и орбитальная голова.

Источник тока

Чаще всего это инвертор, задачей которого является подача электрического тока к месту контакта и контроль за всеми параметрами процесса соединения метала, такими, как:

  • напряжение;
  • сила тока;
  • скорость ведения электрода и подача проволоки;
  • частота вращения головки;
  • количество подачи газа и его расход;
  • диаметр и толщина стенок трубы.

Каждый аппарат соединен с принтером, благодаря которому, можно распечатать информацию о параметрах и настройках.

Её прикладывают к документам о выполненных работах, как доказательство соблюдения стандартов.

Примерная стоимость инверторов на Яндекс.маркет

Орбитальная голова (сварочная)

Существует три основных типа сварочных голов, их использование позволяет соединять металл толщиной до 170 мм:

  1. Закрытая. Применяется в закрытых камерах, наполненных инертным газом для полной защиты всех элементов. Основное достоинство – надежность. При частичном нарушении герметизации стыка качество шва все равно останется высоким, так как кислород не сможет попасть внутрь.
  2. Открытая. Тип сварочных голов применим к толстым трубам, когда есть необходимость в многократном повторении цикла. К достоинствам можно отнести то, что во время всего процесса у оператора есть возможность контролировать длину дуги.
  3. Для трубных досок. Используется для починки теплообменников, которые состоят из большого количества элементов. При этом процесс соединения значительно упрощается, а влияние человеческого фактора снижается.

Процесс сварки

Получить качественные и надежные швы можно только в том случае, если соединяемые элементы прямолинейны и имеют равную толщину. На этапе подготовки концы свариваемых деталей очищают и при необходимости шлифуют. Центруют и укладывают на заранее установленном расстоянии друг от друга. Орбитальный аппарат крепится в месте будущего шва на стыке, разделенным на секторы.

Читайте также:  Хризотилцементные трубы под дорогой

Параметры задает оператор для каждого участка отдельно с учетом формы заготовки и марки стали. Сварка происходит в автоматическом режиме, и по ее окончании оборудование отключается самостоятельно.

Преимущества и недостатки

Технология имеет ряд преимуществ перед другими видами сварки, что объясняет ее популярность:

  1. Минимизация человеческого фактора за счет полной автоматизации процесса.
  2. Высокое качество и надежность шва.
  3. Сварку можно использовать при любом диаметре труб.
  4. Соединение деталей происходит на 360 0 в любом положении.

Как и в любом процессе, помимо положительных аспектов, существует ряд отрицательных сторон:

  1. Дорогостоящая узкоспециализированная технология.
  2. Настройка оборудования занимает много времени и требует специального обучения операторов.
  3. Не подходит для мелкого ремонта.

Источник

Орбитальная сварка труб

Прокладка трубопроводных магистралей и выполнение множества других производственных операций не обходятся без орбитальной сварочной установки. Она способна в автоматическом режиме формировать высокого качества швы. На рынок поставляются установки для работы с трубами разного диметра.

Трубопроводы строятся чаще всего в «полевых» или близких к ним условиях. Для выполнения работ как нельзя лучше подходит орбитальная сварка – это оригинальная технология, основанная на применении специфического оборудования. Дуга поворачивается на 360 градусов механическим путем вокруг неподвижных заготовок. Вариант соединения, когда заготовки не перемещаются и не проворачиваются, является единственно приемлемым в укладке трубопроводных магистралей. Процесс создания бесповоротных стыков выполняется в автоматическом режиме.

Что такое орбитальная сварка

Соединение между двумя трубами проваривается сварочной головкой, которая закреплена на станине. Кстати, основание не является статическим и вращается. В рабочей области аппарат надежно фиксируется зажимом. Для выполнения работ нужен квалифицированный оператор, обладающий навыками управления подобным оборудованием. Рабочие параметры установки выбираются, исходя из диаметра труб, состава металла и толщины стенок. Протекание производственного процесса должно тщательно контролироваться. Важно сохранить оптимальными рабочие параметры оборудования.

Дуга постепенно проворачивается сразу после завершения рабочего цикла. Благодаря этому стык проваривается по всему периметру равномерно без пропусков. Орбитальная сварка является оптимальным выходом в случаях, когда нужно соединить металлы в труднодоступных местах, оставив при этом заготовки неподвижными.

Автоматизированный процесс выполнения сварочных работ основан на использовании ручной или аргоновой сварки. В качестве расходных материалов используется тугоплавкий вольфрамовый электрод и присадочная проволока. Высокая температура электрического разряда оплавляет кромки, благодаря чему создается ванночка расплава. Посредством плавления присадочной проволоки в месте стыка образуется валик. Сварочная головка перемещается и постепенно проходит по всему периметры соединения. Заготовки остаются неподвижными.

Область применения

В силу того, что орбитальная сварка дает возможность получать высококачественное сварное соединение различного размера с высокой точностью выполнения работ, она востребована в компаниях фармацевтической и энергодобывающих отраслей. Ее возможностей достаточно для того, чтобы создавать резервуары большого размера. Это обстоятельство делает ее востребованной в химической отрасли. Основное достоинство метода заключается в том, что он позволяет формировать качественные швы, которые служат длительное время даже в условиях агрессивной среды.

Автоматические орбитальные установки применяют для таки работ:

  • монтаж трубопроводных магистралей;
  • приваривания фланцев;
  • соединения трубного проката с запорной арматурой;
  • соединение трубных теплообменников.

Благодаря орбитальной сварке увеличивается скорость монтажа трубопроводов, снижается количество брака, упрощается выполнение сложных технологических операций.

Преимущества и недостатки

Стыковочная сварка посредством орбитальных автоматических установок дает возможность получать качественный сварочный шов. Магистрали получают полную герметичность и надежность. По всей окружности трубопровода металл проваривается равномерно, а шов получается одинаково прочным по всему периметру. Основные преимущества сварки труб орбитальной установкой:

  • сведен к минимуму риск образования дефекта шовного валика;
  • регулировки сварной дуги позволяют уменьшить разбрызгивание расплава;
  • соединять трубы и прочие металлические заготовки круглого сечения можно выполнять в любом пространственном положении;
  • установка работает как с присадкой, так и без нее;
  • диапазон соединяемых металлов очень широк и включает сталь углеродистую, легированную, а также цветные металлы;
  • в процессе сваривания нет дыма;
  • на сварном шве отсутствует окалина.

Как и в любом производственном процессе кроме положительных есть и отрицательные моменты:

  • аппараты орбитальной сварки стоят дорого;
  • Установки требуют тщательного ухода и сложное в ремонте;
  • невысокая скорость укладки трубопроводов небольшого диаметра.
Читайте также:  Сколько стоит теплоизоляция для труб

Оборудование для сварки труб большого и малого диаметра

Уровень сборки оборудования имеет большое значение в формировании высококачественных швов. Установки орбитального типа встречаются на всех крупных предприятиях. Основные компоненты оборудования:

  • источник питания. Таковым является инвертор, выдающий ток в диапазоне 30-400 ампер. Он может подключаться к бытовой сети или к трехфазной. Инвертор упрощает контроль над силой рабочего тока;
  • соединительная головка, формирующая сварной шов;
  • электрод из вольфрама;
  • система крепления клещевого типа, обеспечивающая фиксацию сварочной головки в районе стыка;
  • блок управления;
  • системы подачи газа и присадочной проволоки.

Оператору доступны регулировки:

  • скорость подачи металлического прутка;
  • скорость перемещения головки;
  • наклон электрода;
  • расход защитного газа.

Опционально установки комплектуются печатным устройством, позволяющим вывести на бумагу текущие рабочие параметры оборудования.

Орбитальные сварочные агрегаты применяются при монтаже трубопроводных магистралей диаметром от 17 до 170 мм. Производители поставляют на потребительский рынок такое оборудование для аргонодуговой или ручной сварки в трех типоразмерах – 17-50мм, 33-90мм, 60-170мм. При необходимости по предварительному согласованию с заказчиком могут быть изготовлены установки с другим размером захвата. Верхний потолок может быть поднят до 275 мм включительно. В настоящее время освоены модели для монтажа тонкого трубного проката, минимальный размер диаметры которого может составлять 1.6 мм.

На оборудовании устанавливаются орбитальные головки, которые удерживают горелку на оптимальном удалении от рабочей поверхности. Они бывают двух видов:

  1. Закрытые. Предназначены для стыковки труб небольшого диаметра. Соединение двух частей выполняется в защитной среде инертного газа. Это самый надежный тип головок. С их помощью создает герметичный шов, лишенный окислов.
  2. Открытые. Защитный инертный газ в рабочую зону подается под давлением. Головки открытого типа предназначены для использования на магистралях из толстостенных труб. Они дают возможность завершить стык в несколько циклов. Для удобства горелка наклоняется под углом в 45 градусов.

Оборудование имеет вспомогательные системы прогрева электрода и поверхности свариваемого металла. Есть система охлаждения с замкнутым водяным контуром.

Технология сварки

Перед началом сварочного процесса трубу нужно подготовить. Концы выравниваются при помощи отрезных станков, делающих кромку строго вертикальной и ровной. Трубы с толстыми стенками к сварке готовят в заводских условиях. Кромки выравниваются и разделываются под углом 30 градусов. Тонкостенные магистрали сваривают без присадок.

Для орбитальной сварки трубы предварительно следует подготовить. Торцы очищаются от загрязнений, убираются заусеницы. Свариваемые участки магистрали центрируют и устанавливают напротив на некотором удалении. Для работы с трубами малого диаметра достаточно купить специальную головку. Она фиксируется при помощи зажимных систем.

Периметр стыка трубопровода большого диаметра делится на несколько участков. Для каждого из них задается свой режим сварки. Он выбирается с учетом давления, которое создает заготовка под силой собственной тяжести именно на этот отрезок. Расплав не должен провисать. Рабочие параметры установки – скорость подачи прутка, объем потребляемого инертного газа, силу тока и т.п. оператор подбирает самостоятельно, основываясь на форме заготовки и марке стали.

Крепится орбитальный аппарат возле стыка. Сварочные работы выполняются в автоматическом режиме, без участия сварщика. По завершению процесса установка отключается.

Орбитальные сварочные аппараты имеют узкую специализацию. Покупают их для строительства трубопроводных магистралей большой протяженности. Востребовано оборудование так в ремонте котлов и теплообменников. Технология является одной из наиболее перспективных для монтажа труб. В быту такие установки не применяются из-за высокой стоимости и длительного срока окупаемости вложений.

ГОСТы по данному виду работ

Нет специального ГОСТа, который бы в полной мере описал все процессы орбитальной сварки. Но частично можно применять следующие положения:

  • ГОСТ 16037-80. Сварные соединения стальных трубопроводов. Представлена информация о размерах, конструктивных элементах и основных типах;
  • ГОСТ 6996-66. Сварные соединения. Содержат данные о способах определения механических параметров;
  • ГОСТ Р ИСО 857-1-2009. Сварка и родственные процессы. Описываются сварочные процессы. Приведены основные термины и определения;
  • ГОСТ 10157-79. Аргон газообразный и жидкий. Изложены технические условия применения.

Источник

Adblock
detector