В настоящее время большинство тепловых трубопроводов большого диаметра изготавливаются из спиральных труб из низкоуглеродистой стали. Общее требование: при контроле качества сварных швов вращающихся и неподвижных соединений выборочный контроль должен достигать уровня II или выше. Процесс контроля описывается следующим образом:
Во-первых, подготовка перед сваркой стальных труб большого диаметра.
Материал стальной трубы — Q235, спецификация — спирально-сварная труба 820 мм × 10 мм. Используется дуговая сварка переменным током на сварочном аппарате ZX7-500 и сварочные электроды E4303. Перед использованием просушить при температуре 150℃ в течение 1 часа. Использовать сразу после сварки. Перед сваркой необходимо очистить поверхность трубы шириной 60 мм с обеих сторон от канавки от грязи, масла, ржавчины, влаги и т.д., чтобы восстановить металлический блеск.
Во-вторых, сварка вращающихся соединений стальных труб.
1. Группировка и позиционирование: Группировка и позиционирование при сварке соединений стальных труб являются ключевыми факторами для обеспечения качества сварки и качественной обратной формовки соединений. Если форма канавки, зазор между пластинами и размер закругленных кромок не соответствуют требованиям, легко могут возникнуть дефекты, такие как вогнутость, сварочные узелки и неполное проплавление. При позиционировании при сварке, в зависимости от ситуации со соединением стальной трубы, равномерно распределяют 8-10 позиционирующих пластин (200 мм × 80 мм × 10 мм) вокруг трубы, при этом зазор между пластинами составляет 4 мм. При позиционировании необходимо обеспечить соосность труб, а смещение должно быть <1,5 мм. При сварке позиционирующих пластин следует сваривать в том же направлении, что и угловой шов на пластине трубы, чтобы облегчить удаление.
2. Сварка основного сварного слоя. Она выполняется методом односторонней дуговой сварки и двухсторонней формовки. Используется сварочный электрод диаметром 3,2 мм, сварка производится методом прерывания дуги. Сварочный ток составляет 115–125 А. При сварке строго соблюдается принцип «запуск дуги посередине и ее гашение справа» (то есть, после того, как электрод загорится в центре зазора канавки, он быстро перемещается горизонтально влево от канавки, затем возвращается вправо и гасит дугу вниз). Интервал между этими действиями составляет около 1,5 с. В процессе сварки положение свариваемого изделия регулируется до оптимального состояния путем вращения фитинга трубы, то есть сварка всегда выполняется в промежутке между 8:30 и 10:30 (4:30 и 2:30) стального трубного соединения, а позиционирующие пластины снимаются по одной по мере расширения сварного шва.
3. Сварка заполняющего слоя. По-прежнему используется сварочный электрод диаметром 3,2 мм, сварочный ток 115–130 А, сварка непрерывной дугой. Перед сваркой сначала необходимо очистить сварочный шлак под основным слоем, а затем, вращая фитинг трубы, установить положение сварки в диапазоне от 9 до 11 часов (от 3 до 1 часа). В процессе сварки сварочный электрод перемещается в форме «восьмерки» по принципу слегка более медленной сварки с обеих сторон и более быстрой сварки посередине. Этот метод позволяет получить ровный шов заполняющего слоя без образования глубоких борозд (углов) по обеим сторонам борозд, что предотвращает такие дефекты, как шлаковые включения между слоями. Сварочная дуга должна быть короткой, а сварочный электрод должен перемещаться равномерно, чтобы повысить температуру расплавленной ванны и дать шлаку и порам на предыдущем шве возможность повторно расплавиться, избегая таких дефектов, как шлаковые включения и поры, что способствует сварке поверхностного слоя. Верхняя поверхность шва заполняющего слоя должна быть на 0,5–1,5 мм ниже поверхности трубы, при этом контур борозд должен сохраняться.
4. Сварка защитного слоя. Используйте сварочный электрод диаметром 4 мм и сварочный ток 150–160 А. Процедура сварки аналогична сварке заполняющего слоя. Сварочный электрод следует равномерно перемещать для получения красивого сварного шва. Обе стороны защитного шва должны выступать за край канавки на 2 мм, а высота выступа шва должна составлять около 2 мм.
5. Сварка нижнего слоя. Для обратной стороны с плохой формовкой или несоответствующей техническим требованиям, используйте сварочный пруток диаметром 4 мм и сварочный ток 160–180 А для повторного расплавления сварного шва внутри трубы и выполнения сварки нижнего слоя. Это позволяет обеспечить равномерную ширину и высоту сварного шва внутри трубы, аккуратную формовку и плавный переход. Устраняются дефекты, такие как углубления, сварочные узелки и усадочные отверстия в сварном шве внутри трубы, и выполняются технические требования чертежей.
В-третьих, сварка неподвижных соединений стальных труб.
Форма канавки в неподвижном соединении стальных труб в основном такая же, как и в вращающемся соединении. Разница заключается в том, что в соединении дуга гасится вверх с правой стороны, так что сварка происходит попеременно с разрывной дугой слева и справа. Дуга может быть погашена до тех пор, пока ее площадь не превысит 12 точек и 10 мм. Во время сварки скорость сварки не должна быть слишком высокой, иначе это повлияет на формирование внутренней структуры трубы, а также может вызвать дефекты, такие как шлаковые включения и усадочные отверстия. При смене сварочного электрода операция аналогична сварке вращающейся трубы. Правильное использование угла сварочного электрода и контроль длины дуги являются ключом к обеспечению качества сварки. Углы электродов основного слоя, заполняющего слоя и покрывающего слоя в основном одинаковы, но длина дуги и способ подачи электрода различаются. Форма расплавленной ванны в основном контролируется длиной дуги и способом подачи электрода. Сварка трубы выполняется в два полукруга, при этом точки начала и окончания дуги выбираются на расстоянии 10 мм перед центром полукруга трубы.
1. Способ работы базового слоя
① Сварка первой половины соединения стальной трубы: Используйте сварочный электрод диаметром 3,2 мм и сварочный ток 115–125 А. При сварке сначала предварительно нагрейте начальную точку (10 мм до 6 часов) длинной дугой. Когда в канавке появится расплавленный металл, похожий на пот, быстро опустите дугу, сначала горизонтально перемещая ее справа налево, затем слева направо и гасите дугу вниз, образуя первое место для расплавленного металла. При повторном зажигании дуги, чтобы избежать вмятины на задней стенке трубы, дугу следует выровнять по внутреннему углу канавки, а сварочный электрод следует максимально приподнять, чтобы дуга полностью воздействовала на стенку трубы. Положение сварки и подъема электрода от 3 до 1 часа или от 9 до 11 часов является вертикальным, при этом длину дуги следует изменять до 2–3 мм (от внутренней поверхности канавки), иначе в стенке трубы образуется большой дефект сварного шва. Положение от 11 до 12 часов (от 1 до 12 часов) близко к плоскому положению сварки, и сварочная операция должна представлять собой попеременную сварку с прерыванием дуги слева и справа, то есть сначала зажигать дугу с левой стороны, после расплавления левой канавки немедленно гасить дугу вверх с левой стороны, а затем зажигать дугу с правой стороны, после расплавления правой канавки немедленно гасить дугу с правой стороны, сохраняя размер расплавленного отверстия в основном одинаковым (лучше всего расплавить около 2 мм с обеих сторон канавки), а наклон электрода аналогичен вертикальной сварке (наклон вниз на 80°–85°). При смене электродного соединения скорость должна быть высокой. Сначала растяните дугу, чтобы предварительно нагреть трубу. Когда вы увидите образование конденсата в расплавленной ванне, быстро уменьшите дугу для сварки. Когда электрод переместится в центр канавки, сознательно прижмите дугу внутрь и удерживайте около 2 секунд. После того, как услышите звук «пуф», возобновите обычную дуговую сварку. Это позволит эффективно избежать дефектов, таких как ямки или некачественные швы в сварном соединении стальной трубы. При герметизации соединения обратите особое внимание на два момента: зашлифуйте начальный шов кольцевого шва под углом; избегайте других швов на расстоянии около 20 мм от герметизированного соединения.
② Сварка второй половины круга: Перед сваркой используйте ручной шлифовальный круг, чтобы придать двум концам первой половины сварного шва плавный наклон, зачистив 5–10 мм в начале и конце, но не повреждая край канавки. Процесс сварки аналогичен сварке первой половины круга. Однако следует отметить, что при сварке второй половины сварного шва на расстоянии около 10 мм от конца первой половины сварного шва и его замыкании дугу нельзя гасить. После замыкания сварного шва электрод следует слегка прижать. Когда услышите звук «зубчатого удара», это означает, что корень шва проплавлен и головка шва соединена. В этот момент дугу нельзя гасить. Электрод следует раскачивать вперед-назад в месте соединения, чтобы увеличить время сварки и заполнить расплавленным железом для полного сплавления шва и предотвращения образования усадки.
2. Сварка заполняющим слоем: электрод заполняющего слоя меняется в зависимости от диаметра трубы. Методы сварки непрерывной дугой, сварочного тока и перемещения электрода аналогичны методам сварки вращающейся трубой.
3. Сварка защитного слоя: Сварка защитного слоя в основном аналогична сварке заполняющего слоя.
4. Сварка нижнего слоя: Сварка нижнего слоя отличается от сварки вращающихся труб и требует сварки во всем положении.
Четвертый этап: обработка после сварки.
После сварки теплопровода проводится рентгеноконтрастная дефектоскопия → испытание под давлением воды → антикоррозионная обработка сварного шва → заделка после нанесения маскирующего или наружно-изоляционного слоя. Этот метод используется для сварки теплопроводов. Процесс прост, легко осваивается, обладает высокой эффективностью сварки, низким процентом ремонта сварных швов, хорошим качеством сварки и легко внедряется.
Пятое, резюме
1. Ключевым моментом при сварке основания является обеспечение качества внутренней формовки трубы путем контроля размера расплавленного отверстия. Если оно слишком большое, легко могут образоваться сварочные узелки; если оно слишком маленькое, легко могут возникнуть дефекты, такие как неполное проплавление. Подходящим является диаметр расплавленного отверстия, равный зазору между группами + 3 мм (1,5 мм расплавленного металла с каждой стороны канавки).
2. При сварке основания положение электрода для гашения дуги ни в коем случае нельзя выбирать в центре зазора канавки. Его следует выбирать с любой стороны канавки или на поверхности сварного шва после сварки, чтобы избежать образования усадочной полости в корне шва.
3. Для сварки заполняющего слоя целесообразно использовать метод сварки стержнем в форме «восьмерки». Это позволяет получить гладкий и аккуратный шов без углов по обеим сторонам канавки и избежать таких дефектов, как межслойные шлаковые включения и поры.
4. Для получения плавного перехода и красивого сварного шва целесообразно использовать для защитного слоя сварочную полосу в форме полумесяца и выполнять сварку с соответствующей скоростью (при высоком присадочном слое скорость сварки немного выше, а при низком — немного ниже).
5. При сварке днища следует уделять внимание мерам вентиляции.
Дата публикации: 08.04.2025