Подкладные кольца для трубопроводов для чего
Особенности сварки труб и их способы
Любое строительство металлических трубопроводов не обходиться без создания неразъемных соединений. Лучшим и зарекомендовавшим себя способом соединения труб есть сварка. Она обеспечивает быстрое и надежное создание технологических трубопроводов. Рассмотрим ее поподробнее
Сварка труб – технологический процесс, который позволяет получить герметичный, прочный и долговечный стык труб. Этот рабочий процесс требует наличие сварочного оборудования, сварочных материалов и высокой квалификации работников. При этом он пожароопасный и взрывоопасный цикл. Следовать технологии сварочных работ и охране труда стоит неукоснительно.
Особенности сварки труб
Любая сварка труб подразумевает такие технологические операции – разработка чертежей, подготовка, сборка и сварка. Если трубопровод находится под давлением, то сварку проверяют избыточным давлением.
Разработка рабочих чертежей делается конструкторами заводов, научных институтов, конструкторских бюро и частных фирм. Для разработки сварки труб конструктор должен иметь соответствующее образование и сертификат, который разрешает проектирование трубопроводов.
Всякая сварка труб производится на основании схемы трубопровода, чертежей деталей и узлов сборки, технологической карты.
Подготовка к сварочным работам — закупка труб, деталей и оборудования, материалов. Доставка их на место сварки труб. Любые трубы должны иметь сертификат, где указывается марка, качество и материал изготовления труб.
Перед сваркой труб, все трубы проходят входной контроль. Их проверяют на толщину стенки, дефекты (зазоры, трещины, форму). При невозможности исправления дефектов трубы не используют для сварки.
Если трубы пришли в смазке, то их очищают. При необходимости трубы “протавливают” в специальных растворах, так убирают коррозию, получают хорошее качество сварки труб.
Перед самой сваркой на трубах снимают фаску. После нее трубы готовы к сборке.
Сборка труб встык может производиться как на месте монтажа трубопровода, так и в сборочно-сварочных цехах.
Сварка труб выполнятся двумя технологическими способами
Первый способ – сварка труб с подкладным кольцом. На один участок трубы сварочной прихваткой закрепляют кольцо, а затем стыкуют второй участок трубы. После сборки сваркой заполняют место стыковки труб. В данном случае кольцо служит вместо обратного сварочного валика.
Второй способ — сварка труб встык с обратным валиком сварочного шва. Обратный валик – сварочный шов, который находится внутри труб. От него зависит прочность сварочного соединения.
При любой сварке труб важное значение — правильный режим сварки.
Если выбрать большую силу тока, то можно сделать некачественный и неровный обратный валик шва.
Если выбрать малую силу тока, то не будет провара и обратного валика шва.
Любая сварка труб включает в себя обработку наружного катета шва. Его обрабатывают угловыми шлифмашинками. Так снижают сварочные напряжения и деформации в сварочном соединении.
Сборка стыков труб
При сборке стыков с односторонней разделкой кромок и свариваемых без подкладных колец и подварки корня шва смешение внутренних кромок не должно быть выше, чем установлено технической документацией на трубопровод.
Подготовленные кромки и прилегающие к ним участки должны был, зачищены механическим способом до металлического блеска и обезжирены на ширину не менее 20 мм с наружной и не менее 10 мм с внутренней стороны.
При сборке стыков труб под сварку следует пользоваться центровочными приспособлениями, предпочтительно инвентарными, непривариваемыми к трубам.
Прямолинейность труб в стыке (отсутствие переломов) и смещение кромок проверяют линейкой длиной 400 мм, прикладывая ее в трехчетырех местах но окружности стыка.
Последовательность сборки стыка с подкладным кольцом:
Приварка подкладного кольца
Корневой шов сваривают электродами диаметром 2,5-3,0 мм. Размеры подкладного кольца: ширина 20-25 мм, толщина 3-4 мм.
Перед прихваткой и началом сварки качество сборки должен проверять сварщик. Качество сборки стыков трубопроводов под давление выше 2,2 MПа или диаметром более 600 мм независимо от рабочего давления проверяет мастер или контролер. При контроле качества сборки стыков паропроводов с рабочей температурой 450°С и выше необходимо убедиться в наличии заводского номера плавки, номера трубы.
Конструкция стыков трубных элементов по РД 153-34.1-003-01
Подготовленные кромки свариваемых деталей
Наружный диаметр, мм
Разделка без скоса кромок и без подкладного кольца
V-образная разделка без подкладного кольца
V-образная разделка с подкладным кольцом
Двухскосная разделка без подкладного кольца
Чашеобразная разделка без подкладного кольца
Допустимые смещения (несовпадения) внутренних диаметров стыкуемых трубных элементов по РД 153-34.1-003-01
| Характер отклонения и эскиз стыкуемых элементов | Толщина стенки, мм | Давление рабочей среды, кгс/см 2 (МПа) | Диаметр, мм | Допустимое отклонение, мм |
 | S ≤ 4 | Р 200 | n1≤0,2S | |
| S > 4 | Р 200 | 0,15S< n1 ≤2 | ||
| Не нормирована | Р ≥ 22 (2,2) | Не нормирован | (0,02S+0,4) ≤ n1 ≤ 1 | |
 | Не нормирована | Не нормировано | Dp2-Dp1 ≤ 2 | n1 ≤ 1 |
 | Не нормирована | Не нормировано | Не нормирован | При n ≤ 6 фигурное подкладное кольцо размером n1≤1 |
Правила выполнения прихваток
Прихватки ставят всегда только с наружной стороны трубы и тщательно зачищают. Нельзя ставить прихватки в местах пересечения торца трубы и продольных швов. В процессе сварки прихватки нужно полностью переплавить или удалить механическим способом.
Прихватка собранных под сварку элементов трубопровода должна ставиться с использованием тех же сварочных материалов, которые приготовлены и для сварки. Рекомендуется тот же способ сварки, что и для корневого шва. Если для него выбрана автоматическая или механизированная сварка, то прихватки следует ставить ручным дуговым или ручным аргонодуговым способом. Это делает сварщик, допущенный к сварке стыков труб соответствующей марки стали, который и будет сваривать данный стык.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Подкладные кольца
Съемные подкладные кольца ( рис. 92, б) применяют при сварке труб из аустенитных сталей диаметром ПО мм и более. Съемные кольца окантовывают медью, чтобы сварной шов не приварился к кольцу и не препятствовал его снятию. Внутренние диаметры стыкуемых частей труб в этом случае обрабатывают до одинакового диаметра. Затем съемное кольцо вставляют в конец трубы так, чтобы медная окантовка оказалась на стыке. Кольцо закрепляют распорным конусом, а через другую трубу протягивают цепь или канат. Эту трубу ( или фасонную часть, арматуру) надвигают на кольцо до образования на стыке труб требуемого зазора, после чего стык сваривают; затем вытаскивают распорный клин и секторы разъемного кольца канатом. [31]
Плавающие подкладные кольца из проволоки прихватываются и привариваются к трубе при помощи арго-нодуговой ручной сварки вольфрамовым электродом или электродуговой ручной сваркой. Зазор между кольцами и стенкой трубы должен быть не более 0 5 мм. Технология сварки аустенитных сталей освещена в специальной литературе. [32]
Остающиеся подкладные кольца изготавливаются, как правило, из того же материала, что и свариваемые трубы. [35]
Остающиеся подкладные кольца устанавливают плотно. [37]
Однако остающиеся подкладные кольца создают дополнительные сопротивления для движения газа или жидкости по трубопроводу, особенно в трубопроводе малого диаметра. Поэтому на некоторых стройках используют съемные медные, керамические и другие кольца и подкладки. Однако вследствие того, что такие подкладки трудно устанавливать, а особенно извлекать из длинных секций трубопроводов, они не получили широкого применения. [38]
Однако остающиеся подкладные кольца создают дополнительные сопротивления для движения газа или жидкости по трубопроводу, особенно в трубопроводах малых диаметров. Поэтому на некоторых стройках применяют съемные кольца и подкладки, изготовленные из меди, керамики и других материалов. [39]
Применять остающиеся подкладные кольца можно не во всех случаях, так как наличие их несколько уменьшает живое сечение трубопровода и в отдельных случаях создает условия для значительного увеличения гидравлического сопротивления трубопроводов. [41]
Однако остающиеся подкладные кольца создают дополнительные сопротивления для движения газа или жидкости по трубопроводу. [42]
Кольцо подкладное для защиты сварного шва трубопровода
Заявляемое техническое решение относится к монтажу систем трубопроводного транспорта и кольцевых стыков емкостей, а именно, к соединительным деталям трубопроводов и может быть использовано при сооружении и ремонте трубопроводов, предназначенных для транспортирования нефти, нефтепродуктов, газов, различных агрессивных сред а также для транспортирования воды в системах холодного и горячего водоснабжения коммунального хозяйства. Кольцо подкладное для защиты сварного шва трубопровода выполнено из листового металла методом пластической деформации, например, на профильных вальцах, имеющее профильные углубления, в которых установлены герметизирующие элементы, в виде термоплавких уплотнений, выполненных, например, из полиэтилена, не менее двух радиальных валиков и плавкую вставку, зафиксированную в центральном профильном углублении термостойким материалом на основе флюса для сварки.
Заявляемое техническое решение относится к монтажу систем трубопроводного транспорта и кольцевых стыков емкостей, а именно, к соединительным деталям трубопроводов и может быть использовано при сооружении и ремонте трубопроводов, предназначенных для транспортирования нефти, нефтепродуктов, газов, различных агрессивных среда, а также для транспортирования воды в системах холодного и горячего водоснабжения коммунального хозяйства.
Известно «Подкладное разрезное кольцо с расплавляемой вставкой» полезная модель RU 128913, выполненное, например, из трубы или из полосы, отличающееся тем, что торцы разрезного кольца имеют Z-образную форму, верхняя и нижняя полки которых установлены с перекрытием одной полки другой, а по наружному диаметру разрезного кольца выполнена канавка, в которую вставлена расплавляемая вставка, выполненная из сварочной проволоки.
Известен «Узел сварного соединения трубопровода» полезная модель RU 126418, содержащий свариваемые трубы, устанавливаемую в них втулку, на наружной поверхности втулки расположены профильные углубления, в которых установлены герметизирующие элементы и центрирующее кольцо, отличающийся тем, что профильные углубления на втулке образованы за счет наличия не менее двух радиальных валиков, сформированных путем прокатки, а центрирующее подкладное кольцо имеет радиальную проточку с зафиксированной в ней расплавляемой вставкой.
Известное устройство сложно в изготовлении, что не всегда экономически оправдано.
Задачей заявляемого технического решения является улучшение эксплуатационные показателей, технологическая универсальность и экономичность.
Поставленная задача выполняется следующим образом:
Кольцо подкладное для защиты сварного шва трубопровода выполнено из листового металла методом пластической деформации, например, на профильных вальцах, имеющее профильные углубления, в которых установлены герметизирующие элементы, в виде термоплавких уплотнений, выполненных, например, из полиэтилена, не менее двух радиальных валиков и плавкую вставку, зафиксированную в центральном профильном углублении термостойким материалом на основе флюса для сварки.
Кольцо подкладное для защиты сварного шва представлено на Фиг. 1, общий вид в разрезе.
На Фиг. 1 изображен узел сварного соединения, где:
Расплавляемая вставка 3 служит для формирования корня шва, усиления шва во всех пространственных положениях и фиксации подкладного кольца 2 внутри трубопровода 1, а также осуществляет легирование металла шва за счет выбора материала расплавляемой вставки 3 (материал вставки выбирается в зависимости от марки стали основного трубопровода, например, для Ст20 вставка выбирается из проволоки СВ08Г2С), обеспечить формирование обратной поверхности шва с усилением во всех пространственных положениях, способствует изменению направления действия и силы поверхностного натяжения на наружной поверхности сварочной ванны. Термоплавкие уплотнители 5, выполненные из, например, полиэтилена плавятся при соприкосновении с термоактивными зонами и формирует защитное покрытие на внутренней поверхности трубопровода при воздействии температуры. Материал при расширении заполняет внутреннюю полость ячеистой структурой, наружный слой которой в контакте с нагретыми поверхностями окрашивает узел изнутри, за счет плавления частиц антикоррозионного покрытия входящих в состав полимер, что делает защиту узла надежной.
Заявляемое подкладное кольцо 2 в отличии от известных устройств выполнено методом пластической деформации, т.е. без снятия стружки, при котором пластически деформируется только поверхностный слой деталей. В результате улучшаются эксплуатационные показатели, главным достоинством метода является технологическая универсальность и экономичность.
1. Кольцо подкладное для защиты сварного шва трубопровода, имеющее профильные углубления с установленными в них герметизирующими элементами и не менее двух радиальных валиков, образующих центральное углубление с размещенной в нем плавкой вставкой, отличающееся тем, что оно выполнено из листового металла путем его пластической деформации на профильных вальцах, в качестве герметизирующих элементов использованы термоплавкие уплотнения, причем плавкая вставка зафиксирована в центральном углублении термостойким материалом на основе флюса для сварки.
2. Кольцо по п.1, отличающееся тем, что термоплавкие уплотнения выполнены из полиэтилена.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Наилучшие результаты в этом отношении могут быть получены при применении точеных подкладных колец по типу приведенных ка фиг. [16]
Многие нефтяные предприятия производят сварку коротких труб в двух-трубкп с применением подкладных колец для предотвращения образования внутреннего грата. [17]
Одним из таких случаев, например, являются трубопроводы, построенные с применением подкладных колец при сварке стыков. [21]
Наряду с большими достоинствами по сравнению с ручной дуговой сваркой, способ сварки под флюсом с применением подкладных колец имеет существенный недостаток, заключающийся в значительном расходе металла, идущего на изготовление колец, и в уменьшении пропускной способности трубопровода из-за остающихся колец. [23]
Сварку труб со стенкой толщиной более 4 мм производят встык с V-образной подготовкой кромок, а труб диаметром больше 100 мм производят с применением подкладного кольца ( фиг. [26]
Обеспечение минимального непровара в корне шва, недостижимого при сварке покрытыми электродами, а также полного провара при условии дополнительного поддува аргона внутрь трубы позволяет рекомендовать аргоно-дуговую сварку для выполнения наиболее ответственных соединений в тех случаях, когда применение подкладных колец исключено. При этом рационально применение комбинированной сварки: наложения корневых швов ручной аргоно-дуговой сваркой с последующим заплавлением оставшейся части разделки сваркой покрытыми электродами. [28]
Возможность обеспечения минимального непровара в корне шва, недостижимого для сварки покрытыми электродами, а также полного провара при условии сварки с дополнительным поддувом аргона внутрь трубы позволяет рекомендовать аргоно-дуговую сварку для выполнения наиболее ответственных соединений в тех случаях, когда применение подкладных колец исключено. [30]