1.4 Подготовительные работы

Подготовка труб под сварку включает: резку труб и обработку кромок под сварку согласно чертежам, очистку поверхности свариваемых кромок, центровку стыка.

Угол скоса кромок труб проверяют шаблоном в нескольких точках по окружности. Допускаемое отклонение от заданного угла не должно превышать значений. Торцы труб должны быть перпендикулярны к ее продольной оси. Проверяют перпендикулярность угольником и линейкой. Отклонения замеряют по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Отклонение от перпендикулярности для труб с условным проходом более 250 мм — 2 мм. Нельзя сваривать трубы, кромки которых покрыты ржавчиной, маслом, краской или грязью, так как ухудшается устойчивость горения дуги, появляется пористость и понижается прочность сварного соединения. Очищают кромки и концы труб от ржавчины, окислов и других загрязнений с наружной и внутренней сторон на ширину 15—20 мм от сварного стыка; при этом пользуются стальными щетками, шарошками, шлифовальными машинками и приспособлениями.

Следующим этапом выполнения подготовительных работ является выбор центратора. Центратор– это приспособления, используемые для центрирования торцов труб перед их соединением и сваркой. Они позволяют значительно ускорить и упростить стыковку двух цилиндрических труб, что особо актуально при монтаже трубопровода.

Центратор ЦЗН 720 предназначен для соединения и стыковки труб перед сваркой. По конструкции центратор представляет собой цепь из унифицированных звеньев, заканчивающуюся замыкающим звеном(крюком). Для установки и фиксации центратора на трубе используется прижимной механизм с уборной шайбой

2 РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Технология сварки захлестного стыка нефтепровода

Технология выполнения ручной дуговой сварки предусматрива­ет способ возбуждения дуги, перемещения электрода в процессе сварки, порядок наложения швов в зависимости от особенностей сварных соединений. В данном проекте используется стыковое соединение С17.

Возбуждение дуги осуществляется при кратковременном при­косновении конца электрода к изделию и отведении его на рассто­яние 3-5 мм. Технически этот процесс можно осуществлять двумя приемами: касанием электрода впритык и отводом его вверх; чирканием концом электрода, как спичкой, о поверхность изделия.

Технология выполнения ручной дуговой сварки осуществляется при строительстве трубопроводов, проводится с использованием ручного метода дуговой сварки. Применяя этот способ, можно соединить отдельные детали в секции, выполнять переходы через преграды, производить сварку захлестов, сварку различных деталей.

В зависимости от того, какой марки применялась при изготовлении труб, а также от условий, в которых будет использоваться трубопровод, выбираются приспособления для сварки труб и вид сварочных материалов.

Наиболее жесткие требования предъявляются к качеству корневого шва. При его выполнении необходимо следить за равномерным проплавлением кромок деталей, в результате которого должен образоваться равномерный по высоте валик.

Наружная поверхность этого шва должна иметь мелкочешуйчатую структуру и отличаться плавностью сопряжения с боковой поверхностью разделки.

Заполняющие слои сварного шва должны надежно проплавлять кромки деталей и сплавляться между собой. После выполнения каждого слоя необходимо проведения тщательной зачистки шва от образованного шлака.

В зависимости от типа используемых электродов, можно выделить три наиболее часто применяемые схемы сварки.

Последовательность наложения сварных швов при соединении труб диаметром более 700 мм. При сварке особенно важно смещение замыкающих участков в смежных слоях шва (так называемых замков). Они должны отстоять друг от друга не менее чем на 60 - 100 мм, а в потолочной части удобнее заканчивать заварку шва на расстоянии 50 - 70 мм от нижней точки трубы. При невозможности выполнить сварку неповоротных стыков потолочным швом применяют комбинированный способ сварки стыка со вставкой , при котором нижнюю часть шва заваривают с внутренней стороны, а затем заваривают верхнюю часть шва с наружной стороны . Электроды применяют такие же, что и при сварке поворотных стыков. Однако соединение неповоротных стыков является особо ответственной сваркой и выполняется высококвалифицированными сварщиками.

Технология сварки захлестного стыка отличается тем что здесь нет подварочного слоя.

2.1.1 Расчет параметров режима РДС

Производим расчет режима ручной дуговой сварки.

1. Площадь наплавки стыкового шва с V- образной разделкой кромок определяется по формуле:

2. При сварке многопроходных швов необходимо определить число проходов по формуле:

При ручной сварке многопроходных швов первый проход выполняется электродами диаметром 3-4 мм, так как применение электродов большого диаметра затрудняет провар корня шва. При определении числа проходов следует учитывать, что сечение первого прохода не должно превышать 30-33~мм и может определено по формуле:

,

,

Площадь наплавки последующих проходов определяется по формуле:

,

где, d_эл- диаметр электрода, мм.

При сварке многопроходных швов стремятся сварку проходов выполнять на одних и тех же режимах, за исключением первого прохода.

3. Диаметр электрода назначается в зависимости от толщины свариваемого изделия. Примерное соотношение между диаметром электрода и толщиной свариваемых элементов приведено ниже.

Таблица 5.3 – Зависимость диаметр электрода от толщины основного металла.

Толщина свариваемого изделия, мм	1-2	3	4-5	6-12	13 и более
Диаметр электрода, мм	1,5-2,0	3	3-4	4,0-5,0	5,0 и более

4. Расчет силы сварочного тока I_св , при ручной сварке производиться по диаметру электрода и допускаемой плотности тока:

где, i – допустимая плотность тока, А/мм.

Допустимая плотность тока зависит от диаметра и вида покрытия. Чем больше диаметр электрода, тем меньше допустимая плотность тока, так как ухудшающие условия охлаждения. Вид покрытия оказывает влияния на скорость плавления электрода, а следовательно, на нужную плотность тока в связи с их различной теплопроводностью и характером протекания металлургических процессов.

Величина допускаемой плотности тока (в А/мм²) в электроде при ручной дуговой сварке:

Таблица 5.4 – Выбор диаметра электрода на тип покрытия.

Вид покрытия	Диаметр электрода, мм.
	3	4	5	6
Кислое, рутиловое	14-20	11,5-16	10-13,5	9,5-12,5
Основное	13-8,5	10-14,5	9-12,5	8,5-12,0

Для приближенных расчетов сварочный ток может быть определен по эмпирической формуле:

где, d_эл- диаметр стержня электрода, мм.

k- коэффициент, принимаемый в зависимости от диаметра электрода:

Таблица 5.5 – Коэффициент, применяемый в зависимости от диаметра электрода.

d мм	1-2	3-4	5-6
k А/мм	25-30	30-45	45-60