Новая технология односторонней сварки неповоротных стыков трубопроводов

СВАРКА

Ф.Е. дорошенко, к.т.н., ведущий инженер; и.Ю. великанова, руководитель отдела автоматизации ООО «ТК Газстройсервис»; в.Н. Бродягин, к.т.н., главный сварщик ГУП «Мосгаз»

новая технология односторонней сварки неповоротных стыков трубопроводов

Известно, что наиболее сложной проблемой при односторонней сварке трубопроводов является качественное выполнение корневого слоя шва с формированием обратного валика. Для решения этой задачи разработано множество технологических вариантов, таких как сварка неплавящимся электродом в аргоне, сварка на медных и керамических подкладках, ручная дуговая сварка электродами, обладающими хорошими формирующими свойствами, и т.д.

Известно также, что при односторонней сварке трубопроводов различного назначения чаще всего дефекты сварных швов образуются в корневом слое шва или в его сопряжении с первым заполняющим слоем. Это связано с тем, что большое влияние на качество формирования корневого слоя шва влияет точность подготовки и сборки кромок кольцевых стыков. Кроме того, при использовании импульсных и пульсирующих токов часто происходит электромагнитное взаимодействие горелок, одновременно выполняющих кольцевой шов, что сопровождается нарушением устойчивости горения дуг и формирования шва. Характерными являются следующие дефекты корневого слоя шва:

в нижнем положении - недопустимые провисы валика шва, в зоне замков -несплавления, а по периметру стыка -карманы, заполненные пленкой окислов кремния и марганца, что приводит к образованию шлаковых включений и несплавлений между корневым и первым заполняющим слоем шва. В связи с изложенным, продолжается поиск новых технических решений, направленных на повышение качества формирования корневого слоя шва. ООО « ТК Газстройсервис» и ГУП «Мосгаз» провели лабораторные и производственные испытания технологии односторонней сварки кольцевых стыков трубопроводов с использованием металлопорошковой проволоки ОК ТиЬгс^ 14.12 ^АВ). Как показали результаты аттестационных испытаний

этой проволоки, проведенные в АЦ «Сплав», она обеспечивает высокую стабильность горения дуги и высокий уровень вязкопластических свойств сварных соединений.Уникальные свойства металлопорошковой проволоки заключаются в обеспечении высокой вязкости сварочной ванны и возможности стабильного формирования шва в любых пространственных положениях. Указанный комплекс свойств этой проволоки обеспечивает возможность качественного формирования корневого слоя шва с образованием обратного валика при сварке неповоротных стыков трубопроводов. Сварку кольцевых неповоротных стыков выполняли мобильным комплексом Railtrac Orbital W (ESAB) (рис. 1), состоящим из каретки, устройств для

Рис. 1. Схема оборудования Railtrac Orbital W

Рис. 2. Общий вид сварочной головки Railtrac Orbital W (ESAB)t копирующим устройством

Рис. 3. Сварка кольцевого стыка снизу вверх и вид шва, выполненного сверху вниз

52 \\ ТЕРРИТОРИЯ нефтегаз \\

\\ № 5 \\ май \ 2011

\\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\

№ 5 \\ май \ 2011

Рис. 4. Вид шва, выполненного проволокой Filare PZ 6113

крепления и наведения горелки на стык, направляющего кольца соответствующего диаметра, системы управления, а также инверторного сварочного источника питания Origo Mig 4001i (ESAB) c подающим механизмом Aristo Feed 3004 U6 (ESAB).

Конструкция каретки и устройство крепления горелки позволяют легко перенастраивать процесс сварки с одной половины сварного стыка на другую. Система управления процессом сварки состоит из двух цифровых блоков управления и позволяет программировать 5 групп параметров, которые можно переключать с дистанционного пульта во время сварки. Блок управления позволяет проводить сварку на различных режимах, управляя величиной амплитуды и скорости колебаний электрода, временем задержки дуги на кромках, скоростью сварки, силой тока и напряжением дуги. Для поддержания стабильного вылета электрода применяется специальное копирующее устройство (рис. 2).

а)

Рис. 6. Внешний вид шва (а) и вид шва изнутри трубы (б), выполненного металлопорошковой проволокой ОК ТиЬго<1 14.12 ^АБ) в смеси защитных газов на основе аргона

Рис. 5 Вид сварного шва изнутри трубы

Сварка кольцевых неповоротных стыков аппаратурой RaiLtrac Orbital W (ESAB) может выполняться по различным технологическим вариантам:

• все слои шва: корневой, заполняющие и облицовочные - выполняются металлопорошковой проволокой ОК Tubrod 14.12 (ESAB) в углекислом газе;

• все слои шва выполняются металлопорошковой проволокой ОК Tubrod 14.12 (ESAB) в смеси защитных газов на основе аргона;

• корневой слой шва выполняется металлопорошковой проволокой ОК Tubrod 14.12 (ESAB), а заполняющие и облицовочные - рутиловой порошковой проволокой Filare PZ 6113 (ESAB) или ОК Tubrod 15.19(ESAB) в смеси защитных газов на основе аргона. Сварка металлопорошковой проволокой ОК Tubrod 14.12 (ESAB) может выполняться как снизу вверх, так и сверху вниз. Общий вид сварочной головки показан на фотографиях (рис. 2-4), а внешний вид швов, выполняемых по схеме снизу вверх и сверху вниз, - на рис. 3.

На фотографиях (рис. 4) показан внешний вид сварного шва, выполненного рутиловой порошковой проволокой Filare PZ 6113 (ESAB), а на рис. 5 - вид сварного шва изнутри трубы. Экспериментально установлена возможность получения,благодаря высокой проплавляющей способности дуги, надежного сплавления в зонах выполнения «замков» или зонах сопряжения с прихватками, а также в зонах смещения кромок до 1 мм. Установлено, что при зазоре в стыках в пределах 2,5-3,5 мм, притуплении

кромок 0,5-1,0 мм и смещении кромок до 1,0 мм качественное формирование корневого слоя шва обеспечивается в режиме автоматической сварки. При больших отклонениях зазоров в стыке, смещений и притуплений кромок сварку корневого шва следует выполнять в режиме механизированной сварки, при которой обеспечивается возможность оперативного реагирования на изменяющийся параметр стыка путем соответствующего изменения амплитуды колебаний электрода, угла его наклона и скорости сварки. Установлено также, что металлопо-рошковая проволока ОК Tubrod 14.12 ^АВ) диаметром 1,2 мм при сварке в углекислом газе обеспечивает возможность качественного выполнения прихваток при сборке кольцевых стыков трубопроводов,а также ремонта сварных стыков при исправлении участков шва с выявленными дефектами. Полученные результаты исследований и испытаний позволяют рекомендовать технологию односторонней сварки металлопорошковой проволокой ОК ТиЬгоЬ 14.12 (ББАВ) для монтажа трубопроводов различного назначения.

ООО «ТК ГАЗСТРОйСЕРВИС» 127434, г. Москва, Дмитровское ш., д. 9а, стр. 5 Тел.: +7 (495) 225-48-98 многоканальный www.gazss.ru

WWW.NEFTEGAS.INFO

\\ сварка \\ 53