Орбитальная сварка труб

Прокладка трубопроводных магистралей и выполнение множества других производственных операций не обходятся без орбитальной сварочной установки. Она способна в автоматическом режиме формировать высокого качества швы. На рынок поставляются установки для работы с трубами разного диметра.

Трубопроводы строятся чаще всего в «полевых» или близких к ним условиях. Для выполнения работ как нельзя лучше подходит орбитальная сварка – это оригинальная технология, основанная на применении специфического оборудования. Дуга поворачивается на 360 градусов механическим путем вокруг неподвижных заготовок. Вариант соединения, когда заготовки не перемещаются и не проворачиваются, является единственно приемлемым в укладке трубопроводных магистралей. Процесс создания бесповоротных стыков выполняется в автоматическом режиме.

Что такое орбитальная сварка

Соединение между двумя трубами проваривается сварочной головкой, которая закреплена на станине. Кстати, основание не является статическим и вращается. В рабочей области аппарат надежно фиксируется зажимом. Для выполнения работ нужен квалифицированный оператор, обладающий навыками управления подобным оборудованием. Рабочие параметры установки выбираются, исходя из диаметра труб, состава металла и толщины стенок. Протекание производственного процесса должно тщательно контролироваться. Важно сохранить оптимальными рабочие параметры оборудования.

Дуга постепенно проворачивается сразу после завершения рабочего цикла. Благодаря этому стык проваривается по всему периметру равномерно без пропусков. Орбитальная сварка является оптимальным выходом в случаях, когда нужно соединить металлы в труднодоступных местах, оставив при этом заготовки неподвижными.

Автоматизированный процесс выполнения сварочных работ основан на использовании ручной или аргоновой сварки. В качестве расходных материалов используется тугоплавкий вольфрамовый электрод и присадочная проволока. Высокая температура электрического разряда оплавляет кромки, благодаря чему создается ванночка расплава. Посредством плавления присадочной проволоки в месте стыка образуется валик. Сварочная головка перемещается и постепенно проходит по всему периметры соединения. Заготовки остаются неподвижными.

Область применения

В силу того, что орбитальная сварка дает возможность получать высококачественное сварное соединение различного размера с высокой точностью выполнения работ, она востребована в компаниях фармацевтической и энергодобывающих отраслей. Ее возможностей достаточно для того, чтобы создавать резервуары большого размера. Это обстоятельство делает ее востребованной в химической отрасли. Основное достоинство метода заключается в том, что он позволяет формировать качественные швы, которые служат длительное время даже в условиях агрессивной среды.

Автоматические орбитальные установки применяют для таки работ:

• монтаж трубопроводных магистралей;
• приваривания фланцев;
• соединения трубного проката с запорной арматурой;
• соединение трубных теплообменников.

Благодаря орбитальной сварке увеличивается скорость монтажа трубопроводов, снижается количество брака, упрощается выполнение сложных технологических операций.

Преимущества и недостатки

Стыковочная сварка посредством орбитальных автоматических установок дает возможность получать качественный сварочный шов. Магистрали получают полную герметичность и надежность. По всей окружности трубопровода металл проваривается равномерно, а шов получается одинаково прочным по всему периметру. Основные преимущества сварки труб орбитальной установкой:

• сведен к минимуму риск образования дефекта шовного валика;
• регулировки сварной дуги позволяют уменьшить разбрызгивание расплава;
• соединять трубы и прочие металлические заготовки круглого сечения можно выполнять в любом пространственном положении;
• установка работает как с присадкой, так и без нее;
• диапазон соединяемых металлов очень широк и включает сталь углеродистую, легированную, а также цветные металлы;
• в процессе сваривания нет дыма;
• на сварном шве отсутствует окалина.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими верстаками собственного производства от компании VTM.

Как и в любом производственном процессе кроме положительных есть и отрицательные моменты:

• аппараты орбитальной сварки стоят дорого;
• Установки требуют тщательного ухода и сложное в ремонте;
• невысокая скорость укладки трубопроводов небольшого диаметра.

Оборудование для сварки труб большого и малого диаметра

Уровень сборки оборудования имеет большое значение в формировании высококачественных швов. Установки орбитального типа встречаются на всех крупных предприятиях. Основные компоненты оборудования:

• источник питания. Таковым является инвертор, выдающий ток в диапазоне 30-400 ампер. Он может подключаться к бытовой сети или к трехфазной. Инвертор упрощает контроль над силой рабочего тока;
• соединительная головка, формирующая сварной шов;
• электрод из вольфрама;
• система крепления клещевого типа, обеспечивающая фиксацию сварочной головки в районе стыка;
• блок управления;
• системы подачи газа и присадочной проволоки.

Оператору доступны регулировки:

• скорость подачи металлического прутка;
• скорость перемещения головки;
• наклон электрода;
• расход защитного газа.

Опционально установки комплектуются печатным устройством, позволяющим вывести на бумагу текущие рабочие параметры оборудования.

Орбитальные сварочные агрегаты применяются при монтаже трубопроводных магистралей диаметром от 17 до 170 мм. Производители поставляют на потребительский рынок такое оборудование для аргонодуговой или ручной сварки в трех типоразмерах – 17-50мм, 33-90мм, 60-170мм. При необходимости по предварительному согласованию с заказчиком могут быть изготовлены установки с другим размером захвата. Верхний потолок может быть поднят до 275 мм включительно. В настоящее время освоены модели для монтажа тонкого трубного проката, минимальный размер диаметры которого может составлять 1.6 мм.

На оборудовании устанавливаются орбитальные головки, которые удерживают горелку на оптимальном удалении от рабочей поверхности. Они бывают двух видов:

1. Закрытые. Предназначены для стыковки труб небольшого диаметра. Соединение двух частей выполняется в защитной среде инертного газа. Это самый надежный тип головок. С их помощью создает герметичный шов, лишенный окислов.
2. Открытые. Защитный инертный газ в рабочую зону подается под давлением. Головки открытого типа предназначены для использования на магистралях из толстостенных труб. Они дают возможность завершить стык в несколько циклов. Для удобства горелка наклоняется под углом в 45 градусов.

Оборудование имеет вспомогательные системы прогрева электрода и поверхности свариваемого металла. Есть система охлаждения с замкнутым водяным контуром.

Технология сварки

Перед началом сварочного процесса трубу нужно подготовить. Концы выравниваются при помощи отрезных станков, делающих кромку строго вертикальной и ровной. Трубы с толстыми стенками к сварке готовят в заводских условиях. Кромки выравниваются и разделываются под углом 30 градусов. Тонкостенные магистрали сваривают без присадок.

Для орбитальной сварки трубы предварительно следует подготовить. Торцы очищаются от загрязнений, убираются заусеницы. Свариваемые участки магистрали центрируют и устанавливают напротив на некотором удалении. Для работы с трубами малого диаметра достаточно купить специальную головку. Она фиксируется при помощи зажимных систем.

Периметр стыка трубопровода большого диаметра делится на несколько участков. Для каждого из них задается свой режим сварки. Он выбирается с учетом давления, которое создает заготовка под силой собственной тяжести именно на этот отрезок. Расплав не должен провисать. Рабочие параметры установки – скорость подачи прутка, объем потребляемого инертного газа, силу тока и т.п. оператор подбирает самостоятельно, основываясь на форме заготовки и марке стали.

Крепится орбитальный аппарат возле стыка. Сварочные работы выполняются в автоматическом режиме, без участия сварщика. По завершению процесса установка отключается.

Орбитальные сварочные аппараты имеют узкую специализацию. Покупают их для строительства трубопроводных магистралей большой протяженности. Востребовано оборудование так в ремонте котлов и теплообменников. Технология является одной из наиболее перспективных для монтажа труб. В быту такие установки не применяются из-за высокой стоимости и длительного срока окупаемости вложений.

ГОСТы по данному виду работ

Нет специального ГОСТа, который бы в полной мере описал все процессы орбитальной сварки. Но частично можно применять следующие положения:

• ГОСТ 16037-80. Сварные соединения стальных трубопроводов. Представлена информация о размерах, конструктивных элементах и основных типах;
• ГОСТ 6996-66. Сварные соединения. Содержат данные о способах определения механических параметров;
• ГОСТ Р ИСО 857-1-2009. Сварка и родственные процессы. Описываются сварочные процессы. Приведены основные термины и определения;
• ГОСТ 10157-79. Аргон газообразный и жидкий. Изложены технические условия применения.