МЕТАПЛАСТ - ОФИЦИАЛЬНЫЙ ПРЕДСТАВИТЕЛЬ WIDOS ООО «МЕТАПЛАСТ» - ОФИЦИАЛЬНЫЙ ПРЕДСТАВИТЕЛЬ WIDOS GmbH(ГЕРМАНИЯ) В РОССИИ И СТРАНАХ СНГ Widos - производитель сварочного оборудования






Стыковая сварка – качество кроется в деталях

Сварка является способом соединения отдельных труб, позволяющим создавать любые, самые замысловатые системы транспортировки веществ. А когда используются трубы диаметром более шестидесяти сантиметров, пожалуй и основным. Стыковая сварка является одним из простых и доступных вариантов создания прочных и герметичных стыков при монтаже трубопроводов.

Каким образом это осуществляется?

Сама технология выполнения работ достаточно проста, при этом обеспечивает стык, соответствующий всем необходимым требованиям. Стыковая сварка получается вследствие соединения под давлением у двух труб торцов, находящихся в вязко-текучем состоянии. Его обеспечивает специальный нагреватель, прикладываемый к месту будущего стыка. Благодаря тому, что в месте контакта пластмасса находится в расплавленном состоянии, между разными областями вещества происходит взаимная диффузия, и образуется новый участок, состоящий из материалов обоих деталей. После остывания стыка получившееся изделие будет одним целым.

Однако при всей своей внешней простоте стыковая сварка является технологически сложной операцией. Ее суть позволяет понять рисунок, приведенный ниже. Предварительно торцы труб и фитингов, подлежащих соединению, выравниваются для обеспечения максимально возможного плотного контакта с нагревателем. Стыковая сварка производится на деталях, имеющих одинаковые диаметр и толщину стенок.

После выравнивания стыка происходит нагрев соединяемых поверхностей до температуры, обеспечивающей переход материала в расплавленное состояние, но не вызывающей изменение его свойств. Затем расплавленные поверхности соединяются под давлением.

Этапы выполнения сварки

Вся описанная выше процедура соединения труб выполняется с соблюдением определенных требований.

Стыковая сварка предусматривает проведение следующих операций:
-подготовка труб, их очистка и щлифовка;
-нагрев торцов;
-удаление нагревателя из места стыковки труб;
-сварка;
-охлаждение.

Каждый из перечисленных этапов работ чрезвычайно важен и непосредственно влияет на качество в целом. Уже из приведенного описания, объясняющего, что собой представляет стыковая сварка, становится ясно, что такие параметры, как режимы давления, температуры и времени выполнения операций имеют решающее значение в обеспечении качества.

Подготовка к сварке

В первую очередь производится торцевание, создающее ровную плоскость, обеспечивающую хороший контакт с нагревателем. Для этого одна труба жестко фиксируется в центраторе сварочного аппарата, тогда как аналогично закрепленная вторая труба может перемещаться вдоль оси аппарата. При перемещении трубы может быть создано контролируемое усилие.

После закрепления труб их торцы обрабатываются торцевателем, являющимся по сути дела дисковым рубанком. После такой обработки края труб должны стать ровными, вследствие чего будет обеспечено их хорошее контактирование с нагревателем. По завершении обработки убирают стружку, в первую очередь, попавшую внутрь трубы. Кроме того, необходимо проверить совпадение труб, когда выполняется стыковая сварка, оно должно быть достаточно точным и допускается различие не более десяти процентов от их толщины.

Нагрев и давление

Несмотря на ранее предпринятые усилия, между стыкуемыми поверхностями будут оставаться зазоры, являющиеся препятствием для передачи тепла от нагревателя в тело трубы. Для обеспечения необходимого теплового контакта, в самом начале, когда выполняется стыковая сварка, необходимо с усилием прижать трубы к нагревателю. В этом случае оплавленные неровности будут выдавлены наружу и примут форму круглого валика, называемого грат. Заодно расплавленным материалом будут заполнены все неровности на поверхности нагревателя.

В данном случае важно давление, при котором проводится стыковая сварка. Правильно подобранное его значение на начальном этапе обеспечит быстрый прогрев материала и доводит стык до вязко-текучего состояния, что позволяет в дальнейшем получить шов хорошего качества. Но в том случае, если усилие будет чрезмерным, то возможно выдавливание непрогретого материала. Об этом свидетельствует форма образовавшегося грата, соответствующее отличие вариантов показано на приведенном рисунке.

Оптимальной, например для труб из ПНД, признана величина давления, равная полутора кгс на кв.см. площади торца трубы. Стыковая сварка подразумевает, что после получения полного контакта величина давления может быть снижена вплоть до нуля, хотя наиболее разумным является сохранение минимального усилия прижима, для чего вполне достаточно десятикратного уменьшения прижимной силы. Высота грата будет зависеть от толщины стенок материала. Время отсчета нагрева ведется с момента образования грата.

После того, как образован правильный грат, начинается прогрев материала. Стыковая сварка характеризуется медленным, глубоким прогревом. Согласно теоретическим расчетам для толстостенных материалов необходимо применять меньшую температуру, но более длительное время. Если окружающая температура равняется комнатной, и нагрев ведется до двухсот градусов, то его скорость (для ПНД) составит один миллиметр за десять секунд. Данное значение можно использовать для расчета прогрева труб в зависимости от их толщины.

Удаление нагревателя и стыковка труб

Стыковая сварка подразумевает, что после прогрева нагревательный элемент должен быть удален из зоны стыковки труб. Выполнить это необходимо за минимально возможное время. Дело в том, что при отсутствии подогрева пластмасса начинает остывать, и если задержаться с удалением инструмента, то стыковая сварка станет невозможной.

Однако это не единственная причина, почему подобную операцию нужно выполнить очень быстро. К ним относятся:
-образование пузырьков воздуха в расплавленном материале;
-окисление пластмассы;
-загрязнения в зоне сварки.

Кроме того, если при всех работах, что предусматривает стыковая сварка, происходит перегрев материалов, то даже самые лучшие из них начинают разрушаться и терять свои характеристики. Поэтому и рекомендуется нагрев выполнять при меньшей температуре более длительное время. Однако в таком случае увеличивается возможность окисления пластмассы и образования пузырьков. Избежать подобного помогает сжатие труб со значительным усилием, благодаря чему все эти посторонние включения уходят наружу вместе со слоем расплавленного материала.

В то же время стыковая сварка приводит к снижению прочности шва, что должно компенсироваться увеличением толщины трубы в месте соединения. Для обеспечения не "идеального", а "реального шва", как показано на рисунке, надо сжать нагретые трубы со значительным усилием, следствием чего окажется выдавливание всех примесей наружу, а также увеличение толщины трубы в месте контакта, она будет буквально "раздавлена" на стыке, что и обеспечит ей дополнительную прочность.

Еще одним следствием такого увеличения толщины, которое обеспечивает стыковая сварка, окажется рост ее прочности благодаря компенсации структурного изменения пластмассы. В исходном состоянии молекулы располагаются достаточно хаотично. Но при образовании грата и при остывании пластмасса под воздействием прижима выдавливается в одном направлении (наружу), из-за чего ее молекулы на месте стыка принимают радиальное направление, что снижает прочность материала.

Поэтому для уменьшения влияния такого явления стыковая сварка предусматривает проведение специальной операции – осадки. Она заключается в приложении силы для сжатия не мгновенно, а плавно, за некоторое время, в течение горячий слой успеет отдать часть энергии соседним слоям и перейдет в пластичное состояние.

Охлаждение

При этом полностью формируется шов. Стыковая сварка подразумевает, что время охлаждения определяется материалом и толщиной трубы. Давление прижима сохраняется до тех пор, пока шов остывает до комнатной температуры. Не рекомендуется применение какого-либо дополнительного охлаждения, т.к. оно будет способствовать возникновению внутренних напряжений и в конечном итоге приведет к снижению прочности шва, которую обеспечивает стыковая сварка.

Во многих случаях в сельском хозяйстве, промышленности, и других отраслях требуется изготовление трубопроводов большого диаметра. Для них оптимальным вариантом соединения труб служит стыковая сварка, которая позволяет существенно упростить монтаж, обеспечив при этом необходимые параметры стыка, гарантирующие длительную и надежную работу трубопровода.

 

Техника WIDOS

Основные направления производства техники компании Widos это: полевые машины, цеховые машины, инструменты, пилы, машина для раструбной сварки, машины для сварки листов .

Новые машины в производственной программе WIDOS:
a. электромуфтовый аппараты ESI 2000 и 4000
b. цеховые машины для производства неравнопроходных тройников с гибкими нагревательными элементами
c. цеховые пилы для DA до 2400 мм
d. усиленные машины WIDOS 4911 и 6111 для толстостенных труб

 

 

© 2012 «Метапласт» Статьи
Создание сайта — Web2B