Монтаж холодильных установок

Ручная дуговая сварка

Прежде чем производить сварку, следует подготовить кромки свариваемых деталей под сварку. Без разделки кромок возможна сварка трубопроводов с толщиной стенки лишь до 5 мм, при большей толщине стенки трубопроводов необходимо разделывать кромки для доступа сварочной дуги вглубь и полного проплавления кромок на всю их толщину. Сварные стыки в холодильной технике встречаются стыковые и угловые, здесь не рассматривается сварка металлоконструкций, имеется ввиду лишь сварка трубопроводов холодильных систем. Стыковые швы встречаются при сварке труб друг с другом, труб и отводов, переходов, заглушек, фланцев; угловые швы характерны для ввар-ки бобышек под приборы КИПиА. Для получения качественного стыкового шва угол разделки кромок должен составлять не более 45°, разделка кромок V-образная. Притупление составляет 2 ± 1 мм, что обеспечивает правильное формирование шва и предотвращает прожоги в корне шва. Зазор равен 1-2 мм, что необходимо для проварки корня шва.

На серийных отводах, переходах, заглушках, фланцах и трубах разделка кромок выполнена, поэтому разделку необходимо проводить лишь на разрезанных участках труб.

Угловое соединение не требует разделки кромок, бобышка при этом должна быть выполнена, как и для впаивания е уступом, входящим в отверстие в трубе, что позволит сформировать надежный и герметичный шов, бобышку запрещено вваривать в сварной шов, в отвод разрешается вваривать одну бобышку диаметром Ду не более 25 мм (исходя из требований прочности).

По количеству наложенных слоев сварные соединения в холодильной технике бывают однослойными и многослойными. Многослойные редко бывают более двух слоев, двухслойный шов более надежен и долговечен, но и более дорог, поэтому применяется только для ответственных соединений, например нагнетательных трубопроводов компрессора.

Виды сварных соединений приведены на рис. 2.47.

Сущность сварки состоит в том, что расплавленные кромки трубопровода или бобышки соединяются между собой и возникает так называемая сварочная ванна, которая при остывании образует металл шва (рис. 2.48, 2.49). Вблизи границы оплавленной кромки находится зона сплавления размером всего несколько мкм, но она сильно влияет на прочность соединения. Расплавление кромок производят сварочной дугой, которая представляет собой устойчивый электрический разряд в сильно ионизированной смеси газов и паров материалов, применяемых при сварке. Для того чтобы образовалась сварочная дуга, сварщик касается металла концом электрода и быстро отводит его на 2-4 мм, при этом образуется дуга, длину которой поддерживают опуская электрод по мере оплавления. Для образования дуги сварщик может использовать способ возбуждения дуги чирканьем, т.е. провести электродом по поверхности металла и быстро отвести. В обоих случаях возбуждение дуги начинается с короткого замыкания, от которого плавится металл. Образуемые пары при отводе электрода заполняют разрядный промежуток, возникает ионизация и начинается горение дуги. Устойчивой является дуга, горящая равномерно, без произвольных обрывов, требующих повторных зажиганий.

Конец электорода при сварке нагревается до температуры 2500 °С, и металл электрода переносится в сварочную ванну. Перенос происходит в виде капель, во всех пространственных положениях, весьма интенсивно — от 1 до 10 капель в секунду. Для ручной дуговой сварки покрытым электродом характерен крупнокапельный перенос. Часто возникают брызги расплавленного электродного металла, что происходит при электрическом взрыве перемычки между отделяющейся каплей и концом электрода под действием электромагнитных сил.

В сварочной ванне образуется сварочный шлак, защищающий жидкий металл от вредного воздействия воздуха и улучшающий качество шва. Вредные примеси — сера и фосфор — приводят к горячим трещинам и охрупчиванию шва, поэтому в покрытие вводят добавки, очищающие металл от вредных примесей, что называется рафинированием. Поры образуются при выделении из жидкого металла газов, это происходит при использовании влажных электродов, наличии влаги, окалины и ржавчины на свариваемых деталях.

Сварочная ванна может быть условно разделена на две части: в передней происходит расплавление металла за счет подвода теплоты, во второй — остывание за счет отвода теплоты окружающим холодным металлом, кристаллизация и формирование шва. Кристаллизация происходит при переходе металла из жидкого состояния в твердое.

Горячие трещины возникают при температуре окончания затвердевания металла (более 1200 °С), обычно проходят по границам кристаллов, холодные трещины (образуются при температуре ниже 300 °С) возникают на границах кристаллов и распространяются в течение времени по металлу шва и околошовной зоне. Трещины бывают поперечные, продольные в шве и околошовной зоне и поперечные по толщине свариваемого металла.

При неравномерном нагреве и охлаждении свариваемых деталей возникают термические напряжения и деформации. Наибольшие деформации возникают при сварке коррозионно-стойкой стали, так как ее теплопроводность ниже, а коэффициент термического линейного расширения выше, чем у малоуглеродистых сталей. При переходе из жидкого состояния в твердое металл становится более плотным, и возникает усадка — продольная и поперечная; при этом возникает коробление металла. По окончании формирования шва сварщик должен заварить так называемый кратер — углубление под электродом, заполненное жидким металлом, для этого сварщик доводит шов до конца, возвращается назад и поднимает электрод до обрыва дуги. Расстояние от дна кратера до поверхности основного металла называется глубиной провара.

Так же как и при пайке, существуют горизонтальный шов, вертикальный шов и потолочный шов. Сварка деталей в положениях, отличающихся от нижнего, весьма сложна, поэтому следует участки трубопроводов с такими швами сваривать в нижнем положении и затем в виде заготовок вваривать в магистраль. Необходимо предусмотреть такую последовательность сварки трубопроводов, чтобы исключить или свести к минимуму количество потолочных швов, так как сварщику приходится варить снизу вверх, короткими замыканиями конца электрода на сварочную ванну, выделение шлаков и газов затруднено, что приводит к ухудшению качества шва.

Обычно трубопроводы сваривают с применением прихваток. Разрезанные и разделанные участки трубы и фасонные части собирают в нужной последовательности, затем для их фиксации сварщик накладывает небольшой длины шов, обычно на трубе накладывают четыре симметричных прихватки длиной до 0,5 мм. В случае необходимости фиксированные прихватками детали можно разъединить. Прихватки помогают сварщику получить более качественный шов.

В случае сварки неответственных соединений близких по диаметру трубопроводов возможно применение обниже-ния диаметра трубопровода. Для этого газовым резаком торец трубы нагревают и кувалдой обстукивают по кругу до тех пор, пока их диаметры не совпадут. Также для трубопроводов, предназначенных для воды и хладоносителей, при отсутствии переходов допустимо изготовление сварных переходов, а при отсутствии отводов — сварка трубопроводов под углом, что нетехнологично из-за высокой трудоемкости.

Настоятельно рекомендуется, невзирая на высокую надежность описанных соединений, применять отводы и переходы заводского изготовления.

Дефекты сварных соединений делятся на две группы:
- связанные с металлургическими и тепловыми явлениями: горячие и холодные трещины, поры, шлаковые включения, неблагоприятные изменения свойств металла;
- связанные с квалификацией сварщика: непровары, прожоги, подрезы, незаверенные кратеры.

В холодильной технике недопустимо появление любых дефектов сварных швов на трубопроводах холодильного агента, Следует при их обнаружении удалять дефектные участки отрезными машинами и газовой резкой с последующей заменой этих участков. На трубопроводах можно рекомендовать врезку на место дефекта катушки длиной 100 мм. Подрезы могут быть устранены наплавкой ниточного шва по всей длине дефекта, кратеры и прожоги заваривают. Число исправлений одного и того же участка не должно превышать трех.

Для контроля качества сварных соединений перед началом работ производят проверку квалификации сварщиков, качества сварочных материалов и работоспособность оборудования. Различают: входной контроль, заключающийся в дефектоскопии труб и фасонных частей; пооперационный контроль, заключающийся в правильности сборки деталей под сварку, соблюдении режима сварки; приемочный контроль, результаты которого фиксируют в сдаточной документации. Для проверки качества сварных соединений в холодильной технике применяют следующие виды контроля: в обязательном порядке внешний осмотр, испытания на плотность (фреоновые системы), на плотность и прочность (аммиачные системы) и по желанию Заказчика просвечивание рентгеновскими лучами, ультразвуковую дефектоскопию. Об испытаниях на плотность и прочность будет рассказано в главе, посвященной пусконаладочным работам, а в данной главе излагается краткая информация по нераз-рушающим методам контроля, все более широко используемых при монтаже холодильных систем.

Рентгеновский контроль основан на том, что лучи, пронизывая сварной шов, встречают дефект и меняют свою интенсивность. Для этого рентгеновскую трубку помещают на некотором расстоянии от шва, с противоположной стороны устанавливают кассету с рентгеновской пленкой и усиливающие экраны. После проявки пленки обнаруживаются дефекты, выделяющиеся как более темные пятна. Со стороны рентгеновской трубки устанавливают пластинку того же металла — дефектометр, позволяющий определить размер дефекта и глубину его нахождения в металле. Ультразвуковой метод контроля основан на том, что ультразвуковая волна отражается от границы раздела двух сред, обладающих разными акустическими свойствами.

← Назад    |    Оглавление    |    Вперед →