Сварка соединительными деталями с закладным нагревателем (ЗН)
Сварку труб соединительными деталями с закладными нагревателями проводят:
- при прокладке новых газопроводов преимущественно из длинномерных труб (плетей) или в стесненных условиях;
- при реконструкции изношенных газопроводов методом протяжки в них полиэтиленовых труб (в том числе профилированных);
- при соединении труб и соединительных деталей с разной толщиной стенки, или при толщине стенки менее 5 мм, или изготовленных из разных марок полиэтилена;
- для врезки ответвлений в ранее построенные газопроводы;
- при строительстве особо ответственных участков газопровода (стесненные условия, пересечение дорог и пр.).
Для сварки труб с помощью соединительных деталей с закладными нагревателями применяют сварочные аппараты, работающие от сети переменного тока напряжением 230 В (190-270 В), от аккумуляторных батарей или от передвижных источников питания (миниэлектростанций).
Технологический процесс соединения труб с помощью соединительных деталей с закладными нагревателями включает:
- подготовку концов труб (очистка от загрязнений, механическая обработка — циклевка свариваемых поверхностей, разметка и обезжиривание);
- сварку стыка (установка и закрепление концов свариваемых труб в зажимах позиционера (центрирующего приспособления) с одновременной посадкой детали с ЗН, подключение детали с ЗН к сварочному аппарату);
- сварку (задание программы процесса сварки, нагрев, охлаждение соединения).
Для исключения неправильного распределения тепла внутри соединения, приводящего к сильному расплавлению полиэтилена, не рекомендуется превышать величину косого среза торца трубы а, указанную в таблице ниже. Очистку концов труб от загрязнений производят так же, как при выполнении сварки встык. Концы труб, защищенных полипропиленовой оболочкой, освобождаются от нее с помощью специального ножа. Длина очищаемых концов труб должна быть, как правило, не менее 1,5 длины раструбной части применяемых для сварки деталей.
Механическую обработку поверхности концов свариваемых труб производят на длину, равную не менее 0,5 длины используемой детали. Она заключается в снятии слоя толщиной 0,1—0,2 мм с поверхности размеченного конца трубы. Для труб диаметром до 75 мм, а также для удаления заусенцев с торца трубы, как правило, применяется ручной скребок (цикля). Для труб диаметром более 75 мм, а также для труб, изготовленных из ПЭ100, независимо от диаметра рекомендуется использовать механический инструмент (торцовочную оправку), которая обеспечивает быстрое и равномерное сняти оксидного слоя с поверхности труб. Кольцевой зазор между трубой и соединительной деталью не должен, как правило, превышать 0,3 мм, и после сборки на трубе должны быть видны следы механической обработки поверхности.
Схема соединения труб муфтой с закладным нагревателем
а - подготовка соединяемых элементов; б,в,г-этапы сборки стыка; д-собранный под сварку стык; 1-труба; 2-метка посадки муфты и механической обработки поверхности трубы; 3-муфта; 4-закладной нагреватель; 5-клеммы токопровода; 6-позиционер; 7-токопроводящие кабели сварочные аппарата
Величина косого среза торца трубы
а — максимальный допуск косого среза трубы; е — максимальный зазор между двумя концами труб в муфте
Для правильной центровки соединения после механической обработки на концы свариваемых труб наносят метки глубины посадки муфты (соединительной детали), равные половине ее длины. Не рекомендуется превышать величину зазора между торцами труб в муфте е (см. рис. выше), указанной в таблице ниже.
Рекомендуемые допуски и зазоры
|
Диаметр, мм |
26-40 |
50 |
63 |
75 |
90 |
110 |
125 |
140 |
160 |
180 |
200 |
225 |
250 |
280 |
315 |
|
а |
2 |
2 |
3 |
3 |
4 |
5 |
6 |
6 |
7 |
7 |
8 |
8 |
9 |
9 |
10 |
|
е |
- |
5 |
7 |
8 |
9 |
11 |
13 |
14 |
16 |
17 |
18 |
20 |
22 |
23 |
24 |
Свариваемые поверхности труб после циклевки и муфты обезжиривают путем протирки салфеткой из хлопчатобумажной ткани, смоченной в спирте или других специальных обезжиривающих составах, которые полностью испаряются с поверхности.
Детали с закладными нагревателями, поставляемые изготовителем в индивидуальной герметичной упаковке, вскрываемой непосредственно перед сборкой, обезжириванию допускается не подвергать.
Механическую обработку и протирку труб и деталей производят непосредственно перед сборкой и сваркой. Детали с закладными нагревателями механической обработке не подвергаются.
Сборка стыка заключается в посадке муфты на концы свариваемых труб с установкой по ранее нанесенным меткам, по ограничителю или по упору в позиционере. Рекомендуется для сборки стыков труб, поставляемых в отрезках, использовать центрирующие хомуты и позиционеры, а для сборки стыков труб, поставляемых в бухтах или катушках, использовать выпрямляющие позиционеры.
Процесс сборки включает:
- надевание муфты на конец первой трубы до совмещения торцов муфты и трубы, закрепление конца трубы в зажиме позиционера;
- установку в упор в торец первой трубы и закрепление конца второй трубы в зажиме позиционера;
- надвижение муфты на конец второй трубы на 0,5 длины муфты до упора в зажим позиционера или до метки, нанесенной на трубу;
. подключение к клеммам муфты токоподводящих кабелей от сварочного аппарата.
В случае если муфты имеют внутренний ограничитель (кольцевой уступ), то сборка труб производится до упора торцов труб в кольцевой уступ и собранное соединение закрепляется в позиционере.
Если свариваемые трубы имеют овальность более 1,5% наружного диаметра трубы или >1,5 мм, то перед сборкой стыка для придания им округлой формы используют инвентарные калибрующие зажимы, которые устанавливают на трубы на удалении 15—30 мм от меток, или устраняют овальность при помощи специальных приспособлений.
Во избежание повреждения закладных нагревателей (проволочных электроспиралей) надевание детали с ЗН на конец трубы или введение конца трубы в муфту производят без перекосов. Концы труб, входящие в соединительные детали, не должны находиться под действием изгибающих напряжений и усилий от собственного веса. Муфты после монтажа должны свободно вращаться на концах труб от нормального усилия руки.
Соединение полиэтиленовой трубы и отводов с закладными нагревателями
а — седловой отвод с закладным нагревателем; б — отвод с разрезной муфтой с закладным нагревателем;1 — труба; 2 — метка посадки отводов и механической обработки поверхности трубы; 3 — отвод; 4 — закладной нагреватель; 5 — полухомут; 6 — винт крепления; F — усилие прижатия отвода при сборке и сварке
Приварку к трубам седловых отводов производят в следующей последовательности:
- размечают место приварки отвода на трубе;
- поверхность трубы в месте приварки отвода зачищают с помощью цикли;
- привариваемую поверхность отвода обезжиривают, а если он поставляется изготовителем в герметичной индивидуальной упаковке, вскрываемой непосредственно перед сборкой, то допускается не подвергать его обезжириванию;
- отвод устанавливают на трубу и механически прикрепляют с помощью специальных зажимов, хомутов и т.п.;
- если труба в зоне приварки отвода имеет повышенную овальность (более 1,5% наружного диаметра трубы), то перед установкой отвода трубе придают правильную геометрическую форму с помощью калибрующих зажимов, укрепляемых на трубе на расстоянии 15-30 мм от меток (зажимы снимают только после сварки и охлаждения соединения);
- подключают к контактным клеммам токоподвода сварочные кабели;
- производят сварку;
- после окончания сварки и охлаждения перед фрезерованием трубы производят визуальный контроль качества сварного соединения. Рекомендуется для проверки качества сварки через патрубок приваренного отвода подать избыточное давление воздуха внутрь седлового отвода с одновременным обмыливанием места примыкания основания отвода к газопроводу;
- производят фрезерование стенки трубы для соединения внутренних полостей отвода и трубы после полного охлаждения соединения