Без надежной фиксации труб при стыковке невозможно получить надежное соединение даже, если сварочные работы проводятся рабочим высокого класса. На ручную установку и фиксацию в нужном положении уходит больше времени, чем на наложение шва. Поэтому при монтаже трубопроводов применяют центратор для сварки, который упрощает и сокращает сроки проведения работ.
Особенности и назначение
При вибрации и смещении незакрепленных труб во время соединения шов получается рыхлым, поэтому может треснуть даже при минимальной нагрузке. Поэтому применение центраторов для сварки труб, по которым перекачиваются агрессивные или опасные для здоровья людей вещества является обязательным. Работа с ними возможна при температуре от -45 до +45˚C. Точность совпадения осей при сборке труб под сварку уменьшает коэффициент сопротивления. Поэтому снижается мощность перекачивающих агрегатов.
Центраторы в зависимости от конструктивных особенностей применяют для стыковки диаметров от 25 до 2000 мм. Основой конструкции является тело, дополненное подставкой или крюком и набором зажимных элементов. Их количество можно менять в зависимости от диаметра соединяемых частей. Оборудование крепится на трубопровод с одной или обеих сторон стыка и стягивается натяжным механизмом, плотно соединяя торцы.
Применение
Центраторы имеют обширную сферу применения. Это обусловлено тем, что они рассчитаны на сварку труб различных типов и диаметров. Ввиду этого их применяют при сборке трубопроводов в коммунальной и нефтегазодобывающей сферах. Центраторы служат для фиксации смежных фрагментов трубопровода при сварке.
Актуальность данных инструментов определяется большой сложностью совмещения соединения фрагментов магистральных трубопроводов путем сварки, особенно большого диаметра. Это обусловлено провисанием ввиду малой жесткости соединяемых фрагментов. Этого необходимо избежать, обеспечив соосность. В противном случае значительно снизится качество соединения. Причем нужно учитывать, что соосность далеко не всегда означает параллельность.
Фиксация фрагментов обеспечивает стабильные размеры зоны сварки. К тому же, если используется центратор для сварки, с внутренней стороны стыка не формируются перепады, вызывающие турбулентность потока и повышающие сопротивление при эксплуатации трубопровода. То есть названные дефекты ухудшают гидравлические параметры, вследствие чего требуется более мощное насосное оборудование.
Точное позиционирование обеспечивает одинаковую ширину сварочного шва по окружности в отсутствии подрезов, непроваров, наплывов, что повышает прочность. К тому же благодаря этому допустимо применение механизированной сварки.
Наружные центраторы для сварки труб
Их маркировка состоит из букв ЦН и числа, обозначающего максимально допустимый диаметр в мм. К распространенным типам относятся:
- Многозвенные центраторы справляются с диаметром до 2 м. Собраны из элементов, соединенных шарнирами. Звенья стягиваются вручную натяжным винтом или гидроцилиндром.Внутренние центраторы чаще используются для стыковки труб больших диаметров
- Арочные разновидности состоят из двух клемм с откидными элементами, которые во время работы накладываются друг на друга, а затем стягиваются ручным или гидравлическим механизмом. Рассчитаны для работы с трубами диаметром до 0,9 м. Они более долговечны, чем предыдущий вариант, так как нет шарниров, пальцы которых быстро изнашиваются. Число арок выбирается в зависимости от диаметра труб.
- Цепные разновидности быстро приводятся в рабочее положение, поэтому применяются для прокладки новых и ремонта аварийных трубопроводов диаметром до 1,4 м. Однако натягивать цепь можно только вручную.
- Эксцентриковые устройства похожи на арочные, но клеммы стягиваются эксцентриковым зажимом. При работе, от работника требуется высокое мастерство, так как неправильно зафиксированный эксцентрик может отсоединиться во время сварки. К недостаткам относится быстрый износ, из-за чего ослабляется усилие прижима. Сфера применения ограничена диаметрами 0,4 — 0,5 м.
- Центраторами струбцинного типа стыкуются трубопроводы бытового назначения с небольшим диаметром. Из достоинств отмечается компактность, прижим ручной рычажным механизмом. Форма струбцин бывает прямоугольной или дугообразной.
- Пружинные типы незаменимы для стыковки обсадных труб под землей, когда бурят скважины. Бытовой вариант применяется для прокладки металлических, полимерных трубопроводов и с ППУ.
Подготовительные работы
Прежде чем варить трубу необходимо подготовить металл в зоне стыка. Торцы должны быть отрезаны ровно, иначе наложить надежный шов будет затруднительно. С кромок снимаются фаски, чтобы угол между ними был 65 — 70˚. Поверхности на расстоянии не менее 3 см от торцов зачищаются шлифовальной машинкой или металлической щеткой до блеска снаружи и изнутри. Участки, изменившие цвет после обработки шлифмашинкой удаляются. Заусенцы убираются напильником. Острые края кромок притупляются до 2 мм, иначе они быстро расплавятся. Затем поверхности обезжириваются ацетоном.
Не менее важна и подготовка электродов. Их, перед началом работы, прокаливают в печи при температуре 380 — 400˚C в течение двух часов. Для продолжительного хранения электроды кладут в специальный пенал, в котором поддерживается температура на уровне 80˚С. Контейнер для этой цели можно изготовить самостоятельно из трубы ППУ. Когда нет возможности длительного прокаливания, электроды сушат горелкой в течение полутора минут слабым пламенем. Такой метод запрещен правилами, но в аварийной ситуации выбирать не приходится. Поскольку покрытие электродов быстро высыхает и опять набирает влагу, сушить более двух штук одновременно не следует.
Внутренние центраторы для сварки труб
Гидравлический привод этого оборудования обеспечивает внутреннее центрование труб и устраняет прогибы. Они могут появиться под действием собственного веса или от подвижек почвы. Регулировка скорости движения и усилия прижатия зажимов осуществляется с помощью двигателя постоянного тока, установленного на гидроприводе. На трубопроводах с диаметром до 0,3 м возможно применение ручного привода.
При стыковке внутренним центратором его вставляют внутрь трубы, а вторую с помощью грузоподъемного механизма надвигают. Гидроприводом производится прижатие торцов, стык проваривается. Для предотвращения сильного нагрева труб во время наложения шва используется вентилятор. Оборудование извлекается специальной штангой, затем вставляется в следующий стык. Перемещения производятся до окончания монтажа трубопровода.
Внутренние центраторы чаще используются для стыковки труб больших диаметров
Механизмы с магнитами
Выпускают для сварочных работ устройства с магнитами. Примером можно назвать различные угольники. Основное предназначение – правильное расположение листового материала при их соединении.
Механизмы с постоянным или электрическим магнитом выпускают в виде угольник и некоторых других распространенных форм. За счет воздействия магнита обеспечивается надежная фиксация заготовок относительно друг друга. При этом после завершения работы можно быстро снять конструкцию.
Сегодня при создании фиксаторов могут использовать различные магниты, как постоянные, так и электрические. Последние менее практичны, но обеспечивают оказание большего усилия на заготовки.
Выбор подходящего центратора
Чтобы не ошибиться с выбором, нужно учитывать рекомендации специалистов:
- Для работы с трубами ППУ большого размера внутренние центраторы вне конкуренции.
- При диаметре труб превышающем 0,8 м стыковку рекомендуется производить жесткими арочными или многозвенными устройствами наружной установки. При меньших размерах достаточное усилие прижима обеспечат эксцентриковые варианты.
- Если давление перекачиваемого вещества превышает 5 атм, выбирается центратор с гидравлическим зажимом.
- При повышенных требованиях к качеству сварного соединения (например, эллипсности) выбирается цепной центратор.
- По универсальности первое место занимают приспособления цепного типа.
Приобретение центратора необходимо, если приходится часто заниматься прокладкой или ремонтом трубопроводов. Высокая стоимость дополнительного оборудования многократно окупится за счет снижения расходов на ремонт и увеличения срока службы коммуникаций водо и теплоснабжения. Особенно если они проложены под землей.
Разновидности швов
Независимо от того, какие по назначению варятся трубопроводы, они имеют сварные швы, которые формируются за счет переменного электрического тока по ранее выбранной технологии. На сегодняшний день различают швы под углом, встык и внахлест. Все они обладают своей индивидуальной методикой и особенностями.
Стыковые соединения являются самыми распространенными, так как им свойственно отсутствие деформации металла. Помимо этого, они минимально подвергаются внутреннему напряжению и характеризуются высокой прочностью по отношению к динамическим и статическим нагрузкам. Стыковые швы подразделяются на одинарные, применяемые для труб с сечением до 500 мм и двойные, предназначенные для труб, сечение которых превышает 600 мм.
Угловые соединения считаются подводом стыковых. Их выбирают, когда нужно закрепить детали под углом. Такие швы получают двумя способами: без скоса и со скосом кромки. Угловые соединения не такие прочные, как стыковые, но все же имеют хорошее качество. Швы внахлест отлично подходят для стыковки пластиковых труб. Их редко используют при варке металлических элементов. Это поясняется тем, что соединения получается не слишком надежными.
Как выбрать
При выборе устройства необходимо оценить несколько характеристик:
Иногда для проведения бытовых сварочных работ лучше воспользоваться таким устройством, но его покупка может быть экономически нецелесообразной, так как требуется сварить, например, 4-5 швов. Тогда может возникнуть вопрос, как сделать хороший центратор для сварки труб дома? Можно его заменить разнообразными бытовыми приспособлениями, которые есть в наличии у мастера:
- упорами, работающими по принципу верстака;
- фиксирующими призмами с механическим прессом;
- верстаками, оборудованными специальными подставками для труб;
- цепными тисками.
Для фиксации небольших по диаметру трубопроводов можно обойтись струбцинами и обычными слесарными тисками.
Проведение работ с использованием специальных приспособлений значительно повышает степень их безопасности. Мастер может не опасаться, что свариваемые элементы сдвинутся
Это важно, когда часть работ приходится выполнять под трубопроводом
Оборудование для рабочей зоны
Зависит от характера выполняемых сварочных работ и размеров заготовок. Например, при сварке крупногабаритных конструкций используют коленные подъемники с люлькой для оператора и оборудования. Установки могут перемещаться по направляющим или по поверхности грунта, для управления в корзине находится пульт.
В бытовых условиях необходим металлический стол, оснащенный экранами для защиты от раскаленных капель металла и шлака. Предусматривают стул для сварщика и комплект приспособлений для фиксации деталей. Не допускается ведение работ на огнеопасном напольном покрытии. Стены помещения окрашивают материалами светло-серого цвета (для поглощения ультрафиолетового спектра). Над столом предусматривают лампы (уровень освещения от 80 Лк) и вытяжку с электрическим вентилятором (производительность 40 м³/час).
Действенный метод сделать сварной шов ровным и герметичным
Не секрет, что имеется особые устройства, приспособленные для исполнения идеально ровного реза поперечного сечения труб. Но, кроме того в случае если рез сделан максимально ровно, совместить обе трубы срезами для качественного сваривания будет фактически нереально.
В следствии сварной шов окажется неровным и, как следствие, соединение будет не хватает герметичным. Решением данной неприятности может послужить внутренний либо наружный центратор для труб.
Особенности функционирования
Как железные трубы, так и их ППУ аналоги, перед свариванием нужно прислонить друг к другу максимально ровно, дабы на стыке не было зазора.
Сделать такое совмещение срезов своими руками фактически нереально. Более того, совмещение срезов на порядок усложняется с повышением диаметра труб. Исходя из этого, в ходе сборки канализационных систем и других трубопроводов без применения фитингов для канализации, употребляются особые центраторы.
Прибор обхватывает две совмещаемые трубы и разрешает максимально точно присоединить их друг к другу, фиксируя в таком положении. По окончании выполняется сварка с гарантированно высоким качеством шва. После этого устройство демонтируется, и трубопровод может употребляться по назначению.
Основные разновидности
По окончании того как мы определились с тем, для чего употребляется центрующее оборудование рассмотрим то, какие конкретно разновидности устройств, представлены в продаже.
Все центраторы, каковые сейчас возможно купить в соответствующих магазинах подразделяются на две основные категории – внутренние и наружные.
- Устройства наружного типа обозначаются сокращением ЦН и предназначены для установки и применения на внешней стороне труб. Устройства для того чтобы типа, независимо от габаритов, несложны в применении, легко устанавливаются и создают стремительную и действенную центровку. Устройства наружного типа представлены широким списком оборудования (эксцентриковые, звенные, гидравлические и другие конфигурации).
- Внутренние центраторы обозначаются сокращением ЦВ и являются гидравлические установки. Устройства данного типа изнутри распирают края труб, сдвигая их срезы друг к другу. Преимуществом оборудования есть возможность применения на трубах разного диаметра.
