Сварочное оборудование - различные устройства (машины, аппараты, вспомогательные приспособления), служащие для осуществления процесса сварки

3. Сварочное оборудование - различные устройства (машины, аппараты, вспомогательные приспособления), служащие для осуществления процесса сварки.

Сварочная машина - устройство для осуществления сварки ПЭ труб нагретым инструментом встык и состоящее из группы основных и вспомогательных технологических узлов.

Сварочный аппарат - устройство для осуществления сварки с зн и состоящее из единого технологического узла, служащего для подачи требуемого напряжения (силы тока) в течении заданного времени.

Вспомогательные приспособления - инструменты, служащие для подготовки трубных деталей к сварке и не входящие в комплект сварочного оборудования.

Все машины должны иметь разрешение Росгортехнадзора к эксплуатации.

Все сварочное оборудование по степени автоматизации делятся на три группы.

1) с высокой степенью автоматизации - имеющие компьютеризированную программу, задачи основных параметров, контроля их в процессе сварки, управление процессом сварки, регистрацию результатов

2) со средней степенью автоматизации - имеющие частично компьютеризированную программу

3) оборудования с ручным управлением - где управление процессом сварки - вручную.

Выпуск отечественного оборудования находится в стадии освоения.

Завод «Газаппарат» с 198 5 г выпускает машины УСПТ-09 для стыковой сварки труб 0 до 225мм

АО «Электронно-гидравлическая автоматика» создан опытный образец полностью автоматизирован

АСПТ-1, серийно пока не выпускается.

Контрольные вопросы: 1. Что такое сварка? 2. Какие виды сварки применяют? 3. Когда применяется сварка встык? 4. Когда применяется сварка с зн? 5. Какие подготовительные операции выполняются перед сваркой? 6. Как проверяется готовность оборудования? 7. Что входит в подготовку места работы? 8. Как осуществляется крепление труб? 9. В чем заключается механическая обработка?

ТЕСТ

1. Если по значение МК8 полиэтилен имеет марку ПЭ 100, то он будет работать под давлением

а) > 8 МПа

б) > 6,3 МПа

в)> 10 МПа

2. SDR - это:

а) отношение наружного диаметра к толщине стенки

б) отношение внутреннего диаметра к толщине стенки

в) все ответы верны.

3. МRS-это:

а) минимальная длительная прочность

б) максимальное рабочее давление

в) все ответы верны.

4. По мировым стандартам коэффициент запаса прочности принимается:

а) 2

6)2,5

в) все ответы верны.

5. При тестировании образцов внешний вид трубы сравнивается:

а) с эталоном Госстандарта

б) с контрольным образцом

в) все ответы верны.

6. При тестировании образцов стойкость при постоянном внутреннем давлении подтверждает значения:

а) МОР

б)МRS

в) все ответы верны.

7. Стойкость образцов к медленному распространению трещин определяют:

а) нанесением У-образного надреза

б) нанесением удара по контрольному образцу

в) все ответы верны.

8. При тестировании изменение длины трубы после прогрева, допустимая величина изменения трубы должна быть не выше:

а) 3%

б) 5%

в) все ответы верны.

9. Стойкость к газовым составляющим это испытание проводится:

а) 1 раз в 12 месяцев

б) 1 раз в 3 года

в) все ответы верны.

10. Трубы поставляют на объект в бухтах длиной:

а) 50-200 м

б) 250-2500 м

в) все ответы верны.

11. Трубы поставляются в катушках:

а) 50-200 м

б) 250-2500 м

в) все ответы верны.

12. Детали газопроводов разделяют:

а) по назначению

б) по способу присоединения

в) все ответы верны.

13. Детали газопроводов используют для:

а) изменения диаметра

б) соединения «полиэтилен-сталь»

в) все ответы верны.

14. Качество труб контролируется:

а) входным контролем

б) изготовителем

в) все ответы верны.

15. Трубы, применяемые при строительстве, должны соответствовать:

а) мировым стандартам

б) Госстандартом России

в) все ответы верны.

Тема 4. Специальные методы контроля качества сварных соединений

Способы испытаний сварных соединений

1. Методы контроля качества сварных соединений подразделяются на обязательные (или экспресс) методы, проводимые при строительстве лабораториями СМО и специальные, которые рекомендуются к использованию отраслевыми испытательными центрами в случае необходимости, подтверждения результатов экспресс методов проведения углубленных исследований и других целей.

Перечень обязательных н специальных методов контроля.

Обязательные методы контроля

№ Наименование п/п		Применение при способе сварки
1 2 3 4	Внешний осмотр Испытание на осевое растяжение Ультразвуковой контроль Пневматические испытания Испытание на сплющивание Испытание на отрыв	Сварка деталей с зн, встык Встык Встык С зн, встык Деталями с зн Деталями с зн(для Седловых отводов^
Специальные методы испытаний:
Т" 2. 3.	Испытание на статический изгиб Испытание при постоянном внутреннем давлении Испытание на длительность растяжения Испытание на стойкость к удару		встык встык, с зн встык сзн(для седловых отводов)

Десять методов контроля включает:

• внешний осмотр - соединения, выполненные любым способом сварки, путем поиска внешних дефектов

• испытание на осевое растяжение - характеризует качества шва по типам разрушения

• ультразвуковой контроль - позволяет определять внутренние дефекты (поры, посторонние включения)

• пневматические испытания - проводимые при сдаче газопровода в эксплуатацию и которому подвергаются вместе с трубами и сварные соединения

• испытание на сплющивание - применяется для соединений муфтового типа, при котором определяется процент отрыва сварного шва

• испытание на отрыв - определяется характер разрушения

• испытание на статический изгиб - фиксируется угол изгиба образца, при котором появляются первые признаки разрушения

• испытание на стойкость и к постоянному внутреннему давлению - при котором определяются способность соединения выдержать постоянное внутреннее давление в течение заданного времени при пониж. и повыш. I

• испытание на длительную прочность - в растворах поверхностно активных веществ (ПАВ) - выполняется для определения длительной несущей способности сварных соединений, эта методика выявляет невидимые дефекты и позволяет сравнивать стыки сваренные, например, при различных режимах сварки для определения оптимального режима

• испытание на стойкость к удару - которому подвергаются соединения, выполненные при помощи седловых кранов и при котором определяется способность образца выдержать внутреннее давление после нанесения по нему ударов В условиях строительного производства используют только экспресс методы, так как для них не требуется дорогого оборудования и не требуется длительного времени проведения испытаний в отличии от специальных методов.

Для предупреждения дефектов при строительстве газопровода используют системный подход к проведению контроля включающий в себе:

- предупредительный контроль - на стадии подготовки к строительству и заключается в изготовлении допустимых стыков, на основании оценки которых сварщик допускается к работе.

- пооперационный контроль - осуществляется исполнителем работ в процессе выполнения всей цепочки технологических операций.

- приемочный контроль - в процессе строительства при технадзоре со стороны заказчика и эксплутационной организации, а также в форме актов при приемки объекта.

Специальные методы контроля

На каждом этапе используют сразу несколько методов контроля, так как 100% гарантию качества один из контроля не дает.

В этом отношении экспресс методы уступают специальным.

Большое внимание уделяется также квалификации сварщиков.

Выполняют допустимые стыки:

1стык - для автом.

3 -5 штук - на не автоматическом оборудовании

Стыки подвергаются визуальным и механическим испытаниям.

3. Специальные методы испытания позволяют определить дополнительные показатели (кратковременной и длительной прочности) сварных соединений.

1) Испытанием на статический изгиб подвергают соединения выполненные сварочным нагревательным инструментом в стык. Испытывают образцы полоски, вырубленные по периметру в количестве 5 штук. Скорость деф. 50 мм/м.

Результат положительный если образец выдерживает без разрушений не менее 160°

2) Испытание на стойкость к удару - заключаются в нанесении удара па, ающим грузом цилиндрической формы на поверхность крышки седлового отвода с последующим определением герметичности. Результат положительный если на образцах нет видимых разрушений и нарушений герметичности.

3) Испытание длительное растяжение проводится для определения несущей способности сварных соединений сваркой в стык.

Оптимальный способ обнаружения микро трещин главная характеристика сварного шва.

Берется 6 образцов сварного соединения и,6 образцов выполненных на оптимальном режиме сварки.

Все образцы подвергаются статическому усилию с помощью специального приспособления. Испытания проводят до появления трещин у 50% образцов. Результаты образцов сравнивают по среднему времени до появления трещин.

Испытание пройдено если время образцов не ниже времени контрольных образцов.

1 - стрелочный индикатор. 2 - рычаг для передачи силы; 3 - прибор учета времени, 4 - ксштролы/ьш фул 5 обраюц; 6 - испытательная среда; 7-теплошояярованная ванна. 8-насос для циркуляции жидкости

4) Испытание при постоянном внутреннем давлении - проводится аналогично испытанию труб на стойкость постоянному внутреннему давлению.

Контрольные вопросы: 1. Какие методы контроля качества ПЭ сварных соединений бывают? 2. Перечислить специальные методы контроля?

Тема 5. Экспресс методы контроля сварных соединений полиэтиленовых газопроводов

Экспресс методы для сварки в стык

1. Для стыковых соединений экспресс методом контроля относятся:

- внешний осмотр и пневматические испытания (все соединения)

- испытания на осевое растяжение и ультразвуковой контроль На количества шва влияют следующие факторы:

- сварочное оборудование

- правильность подготовки труб

- соблюдение параметров

- климатические факторы

Визуальный контроль достаточно полноценен, так как он охватывает 100% шва, размер граней, его конфигурация и т.д. Недостаток - выявляет только крупные дефекты и не «видят» дефекты, не сопровождающие внешними признаками.

Механические и пневматические испытания выявляют в основном скрытые дефекты типа протяженных или сквозных непроваров, мелкие дефекты данные способы не видят.

Внедряемый в настоящее время ультразвуковой контроль направлен на выявление мелких дефектов, площадь которых превышает 0,5 - 1,00мм.

Таким образом

1) наиболее информативными методами контроля являются визуальный и ультразвуковой

2) небольшие внутренние дефекты, имеющимися в распоряжение экспресс методами обнаружить сложно

Визуальный контроль сварных соединений и измерительный контроль геометрических параметров должен производится в 100% объеме на всех сварных соединениях. К внешнему виду сварных соединений предъявляются следующие требования:

1) размеры валиков шва должны соответствовать нормам

2) валики должны быть симметричны, равномерно распределены по окружности

3) цвет валика и трубы должен быть один, не иметь трещин, пор и т.д.

4) смещение кромок 10%

- впадины между валиками не должны быть ниже наружной поверхности трубы

- угол излома сварных труб не должен превышать 5%

Механические испытания на растяжения проводятся в лабораториях контроля качества на разрывных машинах.

Основным критерием является характеристика разрушений (3 типа)

Сварные стыки ПЭ газопроводов считаются выдержавшие испытания, если не менее 80% образцов имеют разрушения первого типа, остальные 20% -второго типа. Разрушения третьего типа не разрешаются.

Ультразвуковой метод выявляет геометрические размеры дефектов, их форму, положение.

Мнении специалистов различных стран о необходимости УЗК неоднозначны (Россия применяет)

В настоящее время появились УЗ дефектоскопы, позволяющие обнаружить дефекты 8 до 1,0мм².

СП 42-105-99 договариваются допустимые размеры этих трещин.

Для контроля стыков рекомендуется применять дефектоскоп, позволяющий запоминать и хранить информацию. К ним относятся КСП 1.03 (Арзамасский приборостроительный завод), УД - 10, УД - 4 (АО «Вниист»), Еросп - Ш («Рапатептз» США). Результаты контроля стыков оформляются протоколом.

Экспресс методы для сварки деталей с закладными нагревателями

2. Для соединений выполняемых деталями экспресс методам контроля относятся:

- внешний осмотр и пневматические испытания (для всех соединений)

- испытания на сплющивание (для муфт) и на отрыв (для седловых отводов), используются в основном только при оценки квалификации сварщика. По технологии - сварка с зн - более проста. На качества шва влияют:

- тип детали, в режиме сварки которой заложено изменение параметров варки от I

- точность ввода значений

- пневматические факторы

- неточность в подгоне труб

Внешнему осмотру подлежат все соединения пори этом внешний вид должен соответствовать следующим требованиям:

1) трубы за пределами соединительной детали должны иметь

следы механической обработки

- индикаторы сварки деталей должны быть в выдвинутом положении

- угол излома до 5°

2) поверхность не должна иметь следов температурной

деструкции

Визуальный осмотр в данном случае не может быть критерием отбраковки, так как при этом способе сварки практически ничего не видно.

В основном о качестве шва судят по распечатке параметров сварки. Для испытания на сплющивания берут образцы сегмента и сжимают. Определяют % отрыва. Испытание пройдено если С<60%

С=(Хс1/У)*100%

Хс1 - длина трещины после испытания;

V - длина зап. сварки

Испытание на отрыв седловых отводов производится плавным отделением отвода от ПЭ трубы. Скорость деформации должна составлять 100±2мм/мин. Результат положительный если разрушение носит вязкий характер со следами отрыва материала от поверхности на не менее 80% площади сварки.

а- растягивающая нагрузка 6- сжимающая нагрузка

Контрольные вопросы: 1. Как осуществляется визуальный контроль (стыковая сварка)? 2. Как проводят испытания на растяжение? 3. В чем сущность ультразвукового контроля? 4. Как проводятся испытания на сплющивание? 5. В чем заключаются пневматические испытания? 6. Внешний осмотр при сварки с зн?

Тема 6. Монтажные работы на полиэтиленовых газопроводах

Подготовительные работы

При строительстве используют хорошо освоенные и зарекомендовавшие себя схемы организации работ, учитывающие специфические особенности, присущие такому материалу, каким является ПЭ.

Использование ПЭ труб позволяет значительно повысить скорость выполнения сварочных работ и соответственно наращивание плети. Одна сварочная бригада за смену сваривает до 250м труб длиной по 6,5м и до 3000м при использовании длинномерных труб. Соответственно под эту скорость должны задаваться скорости выполнения всех подготовительных операций.

К подготовительным работам приступают после получения разрешения на строительство, получение проектно-сметной документации и создания геодезической разбивочной оси заказчика.

Перед началом строительства СМО должна выполнить на трассе следующие работы:

- контроль геодезической разбивки (принимается по акту от заказчика)

- планировку трассы

- земляные работы

- транспортировку труб

- раскладка труб на трассе

- установку сварочного агрегата

• Геодезические знаки устанавливаются на углах поворота трассы (не менее 2 - х на каждое направление)

• на прямолинейных участках через 500 м

• на переходах через реки, овраги и др. препятствия

• в местах ответвлений Уточнение пересечений, оформляется актом разбивки.

Планировка включает в себя корчевку деревьев, расчистку снега и т. д. с таким расчетом, чтобы ширина была не менее 1,5м и на ней можно было разместить оборудование для сварки.

Временные дороги обычно однополосные с уширением для разворотов.

Земляные работы заключаются в рытье траншеи под трубы и устройстве котлованов под колодцы и коверы.

Размеры траншеи принимаются по СНиП 3.02.01-87 и должны быть:

Де +200мм - для труб 0 до 110 мм включительно

Де +300мм - для труб 0 > 110 мм и выше

При этом ширина должна быть не менее 250 мм для труб Де до 50 мм включительно.

Допускается уменьшение ширины траншеи вплоть до диаметра укладываемой трубы при условии, что температура трубы при укладке не была выше +20°С. Летом это условие может быть выполнено путем укладки в холодное время суток.

По СНиП 2.04.08-87 глубина прокладки не менее 1м до верха трубы, а для районов с температурой -40°С - 1,4м. В местах движения транспорта глубину увеличивают на 0,2 - 0,5 м. Для скальных грунтов учитывают подсыпку.

В местах расположения Седловых отводов дно траншеи понижается на 3 -5см поскольку отводы обеспечивают некоторое возвышение отводящей трубы по отношению к трубе основного распределительного газопровода.

Разработку траншей выполняют с помощью роторных, одноковшовых экскаваторов, баровых машин и специальных траншеекопателей.

Отвал устраивается со стороны возможного притока талых или дождевых вод.

На переходах через дороги используют те же методы, что и для стальных газопроводов, преимущество отдается методу прокола с использованием превмопробейников и гидропробойников.

Углы поворота запланированные упругим изгибом выполняют плавным поворотом ножа экскаватора, крутые углы выполняются при помощи отводов.

Длина очищаемого участка трассы на 2 - 3 смены.

К моменту укладки газопровода необходимо произвести проверку глубины вскрытой траншеи согласно проектным отметкам, окончательную зачистку и выравнивание дна траншеи вручную.

Перед укладкой трубы отбраковывают (сварщик).

Трубы раскладывают на трассе в зависимости от принятой схемы проведения работ.

Все подготовительные работы по сооружению газопровода из ПЭ труб должны быть отражены и оформлены в журнале производства работ.

Транспортировка и хранение

1) Трубы мерной длины связывают в пакеты по 3-5 т, пакеты скрепляют в двух местах на расстоянии 2-2,5 м. Трубы в бухтах скрепляются в 6 местах

2) Соединительные детали упаковываются в ящики, пакеты, мешки

3) Транспортировка автомобильным транспортом (в основном) длина свешиваемого конца не более 1,5 м. Опорки поверхности транспорта должны быть деревянными, резиновыми, или др. мягкими материалами.

4) Хранятся трубы и детали в закрытых не отапливаемых помещениях, исключающих деформацию, попадание нефтепродуктов.

5) Запрещается хранить вместе с трубами легковоспламеняющиеся вещества.

6) Высота штабеля связок труб 2-4 м.

7) Погрузка с помощью мягких строп, перекатки по лага

8) Гарантийный срок хранения 2 года

Схемы сварочных работ

Существует основные 4 организационные схемы проведения сварочных работ.

Трассовая схема - при наличии у сварочной бригады сопровождающего автотранспорта с автом. источником электроснабжения и вспомогательным оборудованием.

Сварка труб мерной длины, уложенных по трассе строительства торец в торец с перемещением сварочной машины от стыка к стыку.

Базовая схема - сварка труб мерной длины в отдельные секции на базе с последующим вывозом секций на трассу. Применяется редко, при невозможности расположить оборудованием 1пл - 12-18м. Может сочетаться с трассовой (1бр. - готовит секции, другая - сварку на трассе).

Стендовая - сварка труб мерной длины, уложенных на трассе рядом со сварочным аппаратом, методом их протаскивания по мере наращивания. Используется если есть возможность протаскивания без повреждения (дополнительные роликовые опоры, смежный наст и т. д.)

Индустриальная - сварка длинномерных труб между собой после их разматывания. Рациональна из-за большой производительности. При длине труб 250 м, производится до 3 км за смену. Не может применяться при температуре ниже +5

Производить: (по технологии) 20-35 соединений на 1 стыковую машину и 12-25 соединений в смену на аппарат.

При увеличении машин: 30-45 соед – встык 25-45 соединений

способ	20/2^	32/40	50	63	90	110	125	140	160	225
встык	-	-	-	+	+	+	+	+	+	+
Сзн	+	+	+	+	+	+	+	±	±	±

Стыковую сварку применяют для межпоселковых из труб мерной длины Сварку с зн - при строительстве внутрипоселковых с использованием седловых отводов и газопроводов из длинномерных труб. ± для стыковки плетей, ремонтных работ

Укладка и засыпка

Организационные мероприятия и последовательность выполнения работ по укладке и засыпке газопроводов принимаются исходя из принятого способа прокладки, который может быть открытым или бестраншейным.

Укладка в траншею газопровода производится не ранее, чем через 30 минут после сварки последнего стыка, чтобы стык остыл и наб"рал прочность.

Перед укладкой трубы осматривают, концы труб должны быть заглушены.

Укладку труб производят с помощью ремней, текстильных строп. Расстояние между опорами зависит от диаметра.

Средняя величина пролетов при укладке
63	75-110	125-160	180-225
8- Юм	10-12м	12-15м	14-17м

Обычно трубы укладывают вручную. Только для труб диаметром более 180 мм в ряде случаев используют автокран.

Возможно совмещение работ по укладке и рытью. В этом случае используют экскаваторы непрерывного действия, оснащенные устройством для укладки.

Во избежании падения плети используют временные перемычки из лесоматериалов.

В летний период газопровод укладывают «змейкой» и присыпают сразу на 15-30 см над верхом, чтобы температура не стала выше температуры траншеи.

Ночью газопровод распрямляется.

Если невозможно укладывать «змейкой» укладывают в холодное время суток.

При поступлении труб в катушках их разматывают либо с подвижной, либо с неподвижной катушки (протаскиванием).

Разматывание труб производят при температуре не ниже +5°С (можно разогревать бухты).

До начала работ по присыпке:

- проверить проектное положение, плотное прилегание по дну, качество подсыпки

- качество изоляции стальных вставок

- устроить подъезд для привоза грунта

- получить письменное разрешение на засыпку

- выдать наряд-задание машинисту

Присыпают сразу после укладки.

Засыпку производят после его испытания. Обязательное трамбование.

Укладывается сигнальная лента.

Также при укладке применяется метод протаскивания и заглубления.

Контрольные вопросы: 1. Какие работы должны выполняться на трассе перед началом строительства СМО? 2. Назовите организационные схемы проведения сварочных работ? 3. Как происходит укладка и засыпка газопровода?

Тема 7. Присоединение полиэтиленовых газопроводов к оборудованию и запорной арматуре

Разъемные соединения