Сварка участка трубопровода Ø1220´16 мм протяженностью 100 км с применением процесса Иннершилд

 

5.2.3. Газовые  редукторы

Для газокислородной резки принимаем кислородный редуктор БКО-50-4; редуктор для ацетилена БАО-5-1,5.

Для предотвращения прохождения пламени и обратного удара, возникающего при газопламенной резке металла, в соответствии с требованием ГОСТ Р 50402, к баллонному  редуктору в линиях подачи газа (кислород, ацетилен, пропан) к аппаратуре (резак, горелка) применяем предохранительные затвор ПЗ-1К-01.

Табл. 5.3 - Характеристики редукторов

Модель	БКО-50-4	БАО-5-1,5
Наибольшая пропускная способность, м3/ч	50	5
Наибольшее давление газа на входе, МПа (кгс/см2)	20,0 (200)	2,5 (25)
Наибольшее рабочее давление газа, МПа (кгс/см2)	1,25 (12,5)	0,15 (1,5)
Габаритные размеры, мм, не более	170х170х155	120х150х155
Масса, кг, не более	1.4	0,7

 

5.2.4. Рукава (шланги)

Рукава применяют для подвода газа к горелке или резаку. Их изготавливают из вулканизированной резины с тканевыми прокладками по ГОСТ 9356-75 и применяют для работы при температуре от 50 до —35°С.

Выбираем рукава диаметром 5,5 мм II сорта для кислорода с числом тканевых прокладок – 3, для ацетилена – 2.

6. Выбор оборудования, инструмента и приспособлений

6.1. Источник сварочного тока

Для сварки используется специальный источник сварочного тока- Idealarc DC-400.

При сварке используется сварочная проволока NR-208S.

Табл. 6.1 - Техническая характеристика Idealarc DC

Модель	Idealarc DC
Номинальный режим при ПВ 100%, А/В	400 / 36
Диaпaзoн peгулиpoвки тoкa / нaпpяжeния, А/В	60 – 500 / 12 - 42
Haпpяжeниe xoлocтoгo xoдa, B нe бoлee	54
Haпpяжeниe, В  и пoтpeбляeмый тoк в нoминaльнoм peжимe, А	220/380/440 81/47/40
Вес, кг	215
Гaбapиты (B x Ш x Д), мм	698 x 561 x 840

 

6.2. Механизм подачи проволоки

Mexaнизм пoдaчи LN-23P пpeднaзнaчeн для пoлуaвтoмaтичecкoй cвapки caмoзaщитнoй пpoвoлoкoй oт иcтoчникoв  пocтoяннoгo cвapoчнoгo тoкa c жecткoй внешней xapaктepиcтикoй. Oн пoзвoляeт c кaлибpoвaннoй тoчнocтью peгулиpoвaть вeличину cкopocти пoдaчи cвapoчнoй пpoвoлoки и пpoизвoдить peгулиpoвку вeличины cвapoчнoгo нaпpяжeния.

Cкopocть пoдaчи пpoвoлoки в зoну cвapки нe зaвиcит oт кoлeбaний нaпpяжeний cвapoчнoй дуги. Двуxпoзициoнный пepeключaтeль, pacпoлoжeнный нa гopeлкe, пoзвoляeт ocущecтвлять пepexoд нa cвapку co cкopocтью пoдaчи, пoнижeннoй дo уpoвня 83% oт уcтaнoвлeннoй вeличины. Этo вaжнo, нaпpимep, пpи cвapкe cтыкoв тpубoпpoвoдoв, a тaкжe вeздe, гдe нeoбxoдимo пpoизвoдить cвapку кopня швa или швa нeпocтoяннoгo пpoфиля..

Табл. 6.2 - Техническая характеристика LN-23P

Модель	LN-23P
Питание	От сварочной цепи
Скорость подачи, м/мин	0,76-4,3
Диаметр сварочной проволоки(порошковая), мм	1,7-2,0

 

6.3. Оборудование для правки концов труб

Для правки вмятин для труб диаметром 1220 мм с толщиной стенки 16 мм применяют устройство УПВ-141. В качестве рабочего органа используют гидравлический домкрат с усилием 300 кН.

6.4. Оборудование для зачистки кромок под сварку

Перед сборкой  под сварку кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб шириной не менее 10 мм зачищают до металлического блеска проволочными дисковыми щетками марки ШД-6, приводимыми во вращение высокооборотными шлифовальными машинками. Дисковая щетка марки ЩД-6 предназначена для механической очистки кромок и прилегающих к ним поверхностей от окалины, ржавчины, краски, снятия заусенцев, скругления острых кромок и зачистки швов при сварке стыков труб и других металлоконструкций.

Табл. 6.3 - Техническая характеристика ЩД-6

Показатели	ЩД-6
Ширина ворса, мм	6
Длина ворса, мм	35
Диаметр проволоки, мм	0,6-0,8
Материал проволоки	сталь пружинная
Максимальная частота вращения, с-1	125
Наружный диаметр, мм	160
Диаметр резьбы посадочного отверстия, мм	М14
Масса, кг	0,6

 

6.5. Оборудование для подогрева и термической обработки стыков труб

Перед началом выполнения работ по сварке стыков труб производится сушка или подогрев торцов труб. При температуре воздуха –40 ºС в зависимости от толщины стенки трубы (12 мм) и Сэ (Сэ=0,41) подогрев осуществляется до температуры +100 ºС.

Подогрев стыков и концов труб на трассе и трубосварочной базе выполняют подогревателями, работающими на сжиженном или природном газе.

Подогреватель ПС-1424 имеет наружную и внутреннюю модификации и работает от емкости РС-1600.

Табл. 6.4 - Техническая характеристика ПС-1424

Показатели	ПС-1424
Диаметр подогреваемых труб наружными и внутренними подогревателями, мм	1020-1420
Топливо	Пропан
Тепловая мощность, кДж/ч	880000
Время нагрева стыка, мин	10
Расход топлива, кг/ч	19
Давление газа в горелке, МПа	0,07-0,2
Масса пропана в одной емкости, кг	680
Масса всего оборудования, кг	2200
Габаритные размеры, кг	3870х1940х2030

 

6.6. Сварочный агрегат

Сварочный агрегат АС-42А предназначен для обеспечения сварочных работ при строительстве магистральных трубопроводов.

Агрегат рассчитан на установку 4-х источников тока Idealarc DC-400. Питание источников тока и различного вспомогательного оборудования осуществляется от синхронного генератора мощностью 100 кВт, с приводом от двигателя трактора через согласующий редуктор. Применение данного генератора позволяет использовать установку в качестве автономного источника электроэнергии мощностью 100 кВт.

Табл. 6.5 - Техническая характеристика АС-42А

Модель	АС-42А
Трактор	ХТЗ-121
Количество сварочных постов	4
Источник тока	Invertec STT II
Генератор	ГС250М
Мощность генератора, кВт	100
Частота, Гц	50
Удельный расход топлива при номинальной мощности, г/кВт∙ч	287
Масса, кг, не более	10000
Габариты, мм, не более (Д/Ш/В)	8320/2570/3910

 

6.7. Сварочный кабель

Для подачи тока к электродержателю и изделию применяем сварочный кабель сечением 25 мм2 и допустимым током 240 А марки РГДО сечением 13,4 мм2; для подачи тока от электростанции к выпрямителю  кабель сечением 120 мм2 и допустимым током 1000 А марки КРТП с двумя основными жилами сечением 51,2 мм2.

Табл. 6.6 - Выбор сечения сварочного кабеля

Сечение кабеля, мм2	Допустимый ток, А	Сечения кабеля, мм2	Допустимы тока, А
16	140	50	400
25	240	70	600
35	300	95	800
		120	1000

 

6.8. Светофильтры

Для защиты глаз газо- и электросварщика от излучения дуги применяют светофильтры темно-зеленого цвета прямоугольной формы (52´102; 69´121 мм толщиной от 1,5 до 3,5 мм) и круглые (диаметром 49,5 или 50,5 мм).

Тип светофильтра	С-3	С-4	С-5	С-6	С-7	С-8	С-9	С-10	С-11
Сварочный ток, А	15	30	60	150	275	350	600	700	1000

Учитывая максимальную силу тока на основании расчета режима ручной дуговой сварки величиной 182 А применяем светофильтр С-7.

6.9. Сварочные материалы

Порошковая проволока для полуавтоматической сварки NR-208S ø2мм.

 

7. Расчет режима сварки с применением процесса Иннершилд

При сварке трубных сталей необходимую температуру подогрева определяют с использованием эквивалента Сэ по формуле:

 

где С, Мn, Cr, Mo, V, Ti, Nb, Си, Ni, В—массовые доли (%) элементов в металле трубной стали.

Класс стали	Марка стали	Механические свойства			Химический состав, %
		не менее		δ, %	С	Мn	Si	Ti	Nb
		σв, МПа	σт, МПа
X56	09ГБЮ	530	448	18	0,08-0,11	1,1-1,4	-	-	0,06-0,08

 

 

Табл. 7.1 – Режимы предварительного подогрева

Эквивалент углерода металла труб, %	Температура предварительного подогрева (°С) для электродов с целлюлозным покрытием при толщине стенки трубы, мм
	До 8,0	8,1-10,0	10,1-12,0	12,1-14,0	14,1-16,0	16,1-18,0	18,1-20,0	Свыше 20.0
≤0,41	*	**(-10°C)	**(0°C)	***	***	***	****	****
0,42-0,45	*	**(0°C)	***	****	****	****	****	*****
Температура предварительного подогрева (°С) для электродов с основным покрытием и метода STT при толщине стенки трубы, мм
≤0,41	*	*	*	*	**(-35°C)	**(-20°C)	** (-5°C)	***
0,42-0,45	*	*	*	**(-15°C)	**(+5°C)	**	***	***

Примечание. * —без подогрева; **(—10°С) — подогрев до 100°С при температуре окружающего воздуха ниже указанной; *** — подогрев до 100°С независимо от температуры окружающего воздуха; **** — подогрев до 150°С независимо от температуры окружающего воздуха; ***** — подогрев до 200°С независимо от температуры окружающего воздуха.

При толщине стенки трубы 16 мм и температуры окружающего воздуха -20 °С производится подогрев сварного стыка  до 100 °С .

Сварочный ток при ручной дуговой сварке определяются по формуле

 

где dэ – диаметр электрода, мм;  j – допустимая плотность тока, А/мм2

Табл. 7.2 - Допустимая плотность тока при ручной дуговой сварке