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.
Недостатки:
- 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.
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.
