Монтаж холодильных установок

Пайка

В холодильной технике применяют паяные соединения медных трубопроводов между собой, медных трубопроводов с латунными штуцерами запорной арматуры и приборов КИПиА, медных трубопроводов со стальными трубопроводами, арматурой, бобышками. В каждом случае необходимо для получения качественного и герметичного шва подобрать нужную температуру пламени, выбрать соответствующие припой и флюс. В этом разделе разобраны наиболее часто встречающиеся в практике монтажа случаи.

Устройство и настройка паечного поста были описаны выше, здесь приводится информация о строении паечного пламени. При сгорании в струе кислорода пропан-бутано-вой смеси образуется пламя, состоящее из трех зон. Ядро — зона с температурой около 1000 °С, здесь пропан-бутановая смесь, выходя из сопла горелки, нагревается и частично распадается, при этом раскаленные твердые частицы углерода ярко светятся, оболочка ядра — наиболее яркая часть пламени. Средняя — восстановительная зона — наиболее высокотемпературная часть пламени (до 2200 °С), здесь происходит первая стадия сгорания пропан-бутановой смеси за счет первичного кислорода, поступающего из баллона. В результате этого получается смесь, состоящая из окиси углерода и водорода, смесь активна по отношению к кислороду и способна восстанавливать металлы из окислов, отчего зона и называется восстановительной. Факел — третья зона пламени с температурой 2000-1500 °С, в факеле происходит вторая стадия горения пропан-бутановой смеси за счет поступления кислорода воздуха. Разлагающиеся двуокись углерода и вода выделяют кислород, который совместно с СО и парами воды окисляет паяемый металл. Для образования нормального пламени необходимо, чтобы соотношение кислорода и пропан-бутана составляло 3,4-3,8.

Форма ядра нормального пламени (рис. 2.30) близка к цилиндрической, резко очерчена, на конце плавно закругляется. Когда давление кислорода уменьшается, ядро становится длиннее, когда ядро резко и многократно удлиняется — это явный признак, что кончается кислород в баллоне. Средняя зона более темная по сравнению с ядром, ее длина достигает 25 мм. В точке, отстоящей от конца ядра на 2,5 длины ядра (3-6 мм) достигается максимальная температура. Деталь, подвергающаяся пайке должна, находиться в зоне с наивысшей температурой для эффективного нагрева.

В холодильной технике применяют окислительное пламя, характеризующееся избытком кислорода в пламени. Рабочая зона такого пламени не имеет восстановительных свойств и становится окислительной, ядро пламени при этом имеет конусообразную форму и бледную окраску, длина уменьшается, очертания менее выразительные. Длина средней зоны и факела также уменьшается, пламя имеет синевато-фиолетовую окраску и горит с шумом. Окислительное пламя имеет более высокую температуру по сравнению с нормальным, но недостатком является высокая окислительная способность избыточного кислорода.

При пайке пламя по отношению к паяемой детали следует держать на расстоянии в соответствии с толщиной паяемых деталей, ядро при этом должно находиться в 3-6 мм от поверхности детали (рис. 2.31). В начале пайки следует разогреть детали для того, чтобы растекся припой, нагревают вначале наиболее массивную деталь, если паяется сталь с медью, то нагревать следует сталь. Необходимо знать, что стенка медной трубы небольшого диаметра (всего 1—2 мм) и пламенем, особенно ядром, можно легко прожечь стенку, поэтому нельзя долгое время нагревать одно и то же место. Для наложения припоя следует считать подходящим моментом начало появления у меди вишневого цвета, что говорит о разогреве до 600 °С. Предваряется это состояние побежалостью на меди, по ней проходит нечто вроде волны, после чего вскоре следует ожидать появления вишневого цвета. Ни в коем случае не стоит проверять готовность трубы к пайке припоем, так как капля припоя может налипнуть на стенку трубы и ее очень трудно будет расплавить, потому что нагреваться будет уже не одна капля, а капля вместе со стенками.

Паяные соединения могут располагаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, косые соединения редки. Наиболее распространенным и простым является вертикальный шов. Такие швы характерны для горизонтальных трубопроводов, при пайке трубопроводов, соединяемых муфтой или вставляемых друг в друга, при пайке трубопровода и отвода или калача, при пайке трубопровода и присоединительного патрубка на компрессоре или аппарате.

Подготовить детали к пайке следует как можно тщательнее, удалив с них окислы, ржавчину, остатки масла, бумаги и скотча, влагу, любое из перечисленных загрязнений может повлиять на качество шва. Для получения долговечного и надежного соединения труба должна входить в присоединяемую деталь на длину не менее своего диаметра, зазор между ними в идеале должен находиться в пределах 0,025-0,125 мм, но качественные соединения, не имеющие динамических нагрузок, возможны при зазорах 1 мм и более.

Пайка начинается с прогрева места соединения, преимущественно необходимо разогревать ту деталь, в которую вставляется трубопровод, т. е. муфту, патрубок компрессора. Прогревают вначале факелом, затем переходят к прогреву средней зоной. В зависимости от диаметра трубопровода и номера наконечника горелки место пайки прогревают целиком или секторами, трубопроводы диаметром свыше 28 мм приходится паять секторами. Пламя при этом на небольших трубопроводах диаметром до 22 мм удобно направлять снизу, свыше 22 — удобно направлять перпендикулярно от себя, однако каждый пайщик выбирает на основе личного опыта более удобное для его комплекции направление пламени.

Когда детали прогреты до состояния, близкого к появлению вишневого цвета, что при достаточном количестве произведенных паек определяется безошибочно, наносят припой. При пайке меди и латуни флюс не требуется, при пайке стали со сталью, медью или латунью пруток припоя вносят в пламя и быстро окунают во флюс. На прутке припоя остается флюс, после чего его можно наносить на шов, на серебряных припоях часто флюс уже нанесен на припой. Баночки для флюса должны быть стеклянными или лучше металлическими, так как раскаленный пруток прожигает дно. При сильном загрязнении меди и латуни рекомендуется небольшое количество флюса П 209 нанести на припой. Припой следует наносить без усилия, перпендикулярно к шву таким образом, чтобы он затек на всю длину соединения. Припой течет в сторону нагрева, поэтому необходимо нагревать ту деталь, в которую вставлена труба. Если больше будет разогрета труба, то припой тонким слоем растечется по ней. Когда припой затечет по всему шву, при этом шов просматривается под припоем, следует немного отвести среднюю зону, действуя только факелом, и понизить температуру шва. Делается это для того, чтобы позволить припою приобрести вязкость сметаны, и затем поверх скелетного шва, не нарушая его, нужно наложить дополнительный слой припоя. Расход припоя при этом повышается, но взамен пайщик получает дополнительную гарантию герметичности шва. Автор рекомендует холодильщикам именно такую пайку; этот способ, как показала практика, при серьезных нагрузках на паяное соединение работает надежнее скелетной пайки. Соединение с дополнительным слоем припоя настолько надежно, что чаще ломается не место пайки, а труба рядом с ним.

Шов не должен иметь наплывов, впадин и капель, припой должен лежать ровно. Если детали были плохо и неравномерно прогреты, припой не затек в соединение, могут появиться поры, шов будет иметь низкую устойчивость к вибрации и практически наверняка впоследствии даст течь. Обычно стыки стали с медью получаются наименее качественными, имеют большое количество наплывов и пор.

Шов после пайки необходимо осмотреть, в труднодоступных местах пользуются зеркалом, темное место освещают. Любая пора может быть сквозной, поэтому нужно устранить все неровности, при исправлении шва нет необходимости нагревать все соединение, так как припой может потечь и пайку придется формировать заново, достаточно нагреть лишь бракованный участок. После пайки шов необходимо очистить от остатков флюса, наиболее просто это сделать мелкой шкуркой либо кордщеткой.

Горизонтальные соединения трубопроводов могут быть двух типов, когда верхняя труба входит в нижнюю и когда нижняя труба входит в верхнюю. Со швом, когда верхняя труба входит в нижнюю или на вертикальном участке трубы стоит муфта и необходимо паять верхний шов, практически не возникает трудностей. Разогрев более массивную деталь, наносят припой, он прекрасно под воздействием нагрева и силы тяжести затекает в соединение. Напротив, когда производят пайку нижнего шва у муфты или нижняя труба входит в верхнюю, припой не течет вверх, поэтому пайщик может лишь прогревать верхнюю деталь и тем самым поднимать по трубе припой. При этом необходимо держать пруток припоя перпендикулярно к трубе, так как если подавать пруток снизу вверх, то капля припоя может попасть на руку, или сверху вниз, то припой может нагреться и большой каплей остаться на трубе.

Часто холодильщику необходимо впаять в медную или стальную трубу бобышку для присоединения приборов КИПиА, материал бобышки — сталь или латунь. Бобышки стараются располагать сверху трубы, но в практике автора был случай, когда бобышку нужно было впаять снизу трубы. Пайка бобышки происходит при большем нагреве бобышки как наиболее массивной в соединении детали. Обычно холодильщик сам дает заказ на изготовление бобышек, так как только он обладает информацией о резьбе на присоединяемой накидной гайке или о диаметре припаиваемой импульсной трубки. Для того чтобы произвести качественную пайку, токарю надо дать задание сделать уступ на бобышке, которым она войдет в отверстие в трубе. Такое устройство позволит увеличить поверхность соприкосновения деталей, уменьшить возможные зазоры, что повысит надежность пайки.

Случается, даже при достаточной чистоте поверхности и хорошем прогреве, припой на детали не ложится, что характерно для пайки меди и стали, меди и латуни. Избежать этого можно, если предварительно обслужить детали, тогда припой будет контактировать уже с обслуженной поверхностью и хорошо накладываться. Улучшить качество шва, когда производится пайка меди со сталью или стали и стали, можно применяя в дополнение к серебряному припою меднофосфорный. Наложив серебряный припой, обычно очень текучий и довольно дорогой, получают скелетную пайку, затем меднофосфорным припоем поверх серебряного накладывают еще один слой. Меднофосфорный припой не пригоден для пайки стали, но поверх серебряного припоя он замечательно накладывается и является дополнительной гарантией герметичности.

При пайке медной трубы внутри при нагреве образуется окалина, которую необходимо удалить, так как хлопья окалины в большой системе могут забить фильтры и автоматику. Избежать этого можно, если производить пайку под азотом или механически удалять окалину изнутри трубы.

Схема пайки под азотом такова: к паяемому соединению присоединяют баллон с азотом через редуктор, примерно настроенным на 3 бара. Соответственно должен быть обеспечен проток, так как при пайке под давлением образуются пузыри и поры на припое. Истекающий по трубе азот предохраняет трубу от образования внутри хлопьев окалины. Присоединение баллона с азотом можно произвести через ниппель на конденсаторе, компрессоре или специально оснастить участок трубопровода дополнительным ниппелем, который можно будет использовать впоследствии для пус-коналадки или обслуживания.

При пайке трубопроводов и запорной арматуры или приборов КИПиА необходимо обеспечить отвод теплоты от приборов, так как при нагреве в них могут разрушиться различные детали. Возможно использование теплоотводящих паст, широко предлагаемых производителями, но наиболее простой и проверенный способ — это влажная тряпка, обмотанная вокруг прибора. Она защищает от нагрева испаряя воду, тем самым отводя теплоту, и может защитить прибор от открытого пламени, при небрежности пайщика.

При невозможности установки перехода, когда соединяемые медные трубы сильно разнятся по диаметру, возможна для неответственных соединений обжимка большей трубы по меньшей. Для этого малую трубу вставляют в большую и большую нагревают до вишневого цвета, затем плоскогубцами трубу сжимают сбоку, отчего зазор уменьшается до идеального. При пайке такого соединения нужно учесть, что в месте обжима припой может затекать внутрь, следуя в место наибольшего нагрева, поэтому необходимо создать вначале пробку, остудив припой в месте обжима, и затем сформировать шов снаружи.

При больших зазорах применяют метод кольцевого наложения припоя, когда припой наносят кольцами, что характерно при запаивании больших отверстий, прожженных в трубе ядром пламени. Вначале припой наносят по периметру отверстия; создается козырек, к которому затем накладывают новый, пока отверстие не будет запаяно. При этом каждый козырек охлаждают, отводя пламя, и лишь затем на отвердевший припой наносят новый слой.

Перечисленные методы возможны лишь для неответственных соединений, а в исключительных случаях следует всегда применять переходы и вырезать прожженные участки, так как такой шов менее надежен и является местом возможной утечки.

← Назад    |    Оглавление    |    Вперед →