Применение надувных систем заглушек при сварки корня шва трубопроводов и экономии газа.

Применение надувных систем заглушек при сварки корня шва трубопроводов, обечаек и других подобных изделий позволяет улучшить защиту и формирование шва и значительно экономить продувочный инертный газ.

Химическая, фармацевтическая, нефтяная и газовая промышленности нуждаются в реакторах и резервуарах для хранения и транспортировки без риска загрязнения твердых веществ и жидкостей. Поэтому существует необходимость в чистых и ровных профилях сварных швов.
Многие компании занимаются производством и проектированием оборудования, которое бы отвечало техническим требованиям касательно чистоты и ровности профилей сварных швов.
Определенная продукция, которая уже не раз с успехом применялась, подтверждает, что атмосфера инертного газа, созданная и сохраняемая под сварным швом во время сварки, позволяет получать качественный профиль корня шва. Данная продукция относится к продукции системы продувки газом. За последнее время в данный вид продукции были внесены значительные доработки и усовершенствования. Например, использование в качестве систем продувки надувных систем заглушек (рис. 1,2,3,4) с каждой стороны шва, которая создает герметичное пространство, заполняемое инертным газом, обычно аргоном. Это позволяет производить сварочные работы с полной защитой корня шва.
система продувки труб с несколькими выходами
Рис.1 – надувная система продувки труб
150 мм – 900 мм (6″ - 36″)
При применении данной системы используется меньше инертного газа, так как продуваемый объем локализован. При сварке трубопровода с локализованной продувкой объем используемого газа значительно  меньше, чем необходимо, и составляет 2% от объема используемого газа при  обычной продувки .
Данная система быстро и легко устанавливается. Время продувки значительно сокращено по отношению ко времени продувки другими методами.
Система значительно упрощает процесс продувки инертным газом, и требуется минимум навыков.
 система быстрой  продувки труб
Рис.2– система быстрой  продувки труб
200 мм – 2100 мм (8″ - 84″)
 
Там, где требуется очень быстрая и надежная продувка труб, используется система быстрой продувки труб. Данная система позволяет продувать трубы с очень большим диаметром. Например, при диаметре трубы равным 36″ время продувки составит около 10 мин при содержании кислорода ниже 0,1 %. Соответственно, трубы меньшим диаметром продуваются еще быстрее.
 Жаропрочная надувная система  продувки труб
Рис.3 Жаропрочная надувная система  продувки труб
150 мм – 900 мм (6″ - 36″)
 
При продувке труб, сварка которых производится с предварительны подогревом, используются жаропрочные надувные системы продувки труб.
 Надувная система быстрой продувки труб в поперечном сечении
Рис. 4 Надувная система быстрой продувки труб в поперечном разрезе.
Показывает направление движения газа и специальное отверстие для контроля остаточного содержания кислорода.
 
ИНЕРТНЫЕ ГАЗЫ ДЛЯ ПРОДУВКИ
В Европе самым распространенным продувочным газом является аргон обыкновенного качества. При продуве необходимо установить скорость потока и давления инертного газа. Так же во время сварки возникает вопрос выбора качества газа, при этом желательно осуществлять контроль содержания кислорода и влаги. Для этой цели создан прибор для измерения содержания кислорода при проведении продувочных работ (рис. 5).
 Монитор для продувки
Рис.5  – Прибор для продувки
Чувствительный прибор для измерения содержания кислорода в продувочном газе осуществляет контроль за содержанием уровня кислорода с точностью до 0,1% и показывает, когда безопасно проводить сварочные работы.
НАЧАЛЬНАЯ СТАДИЯ ПРОДУВКИ
На начальной стадии продувки необходимо обеспечить точки входа и выхода газа. Для этого в системе продувки предусматриваются специальные уплотнения (клапана), которые регулируются на необходимое давление. Газ подается через открытое с одной стороны уплотнение, а выпускается через другое - с противоположной стороны. У аргона более высокая плотность, чем у воздуха, поэтому входное отверстие для газа должно быть на более низкой отметке, чем выпускное отверстие для воздуха.
На сегодняшний день самым эффективным методом продувки газом является надувная система продувки труб.
Система состоит из двух надувных баллонов, изготовленных из резины (каучука), покрытых защитной оболочкой из нейлона. Баллоны размещаются с обоих сторон шва и надуваются при помощи продувочного газа аргона. Такая система более предпочтительна, так как предотвращает возникновение трудностей, которые могут возникнуть из-за попадания различных загрязнений и воды в сварочную зону при использования неподходящих материалов.
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС ПЕРЕД ПРОДУВКОЙ
Подготовительный процесс заключается в замещении воздуха, который находиться в пространстве между заглушками, инертным газом. Время, отведенное на подготовку перед продувкой, обусловлено многими факторами, такими как диаметр трубы, продуваемый объем и максимально допустимый уровень содержания кислорода. Общим заблуждением является то, что увеличение потока продувочного газа сократит время продувки. Это неправильно - увеличение скорости потока газа увеличивает турбулентность и может закончиться нежелательным смешением продувочного газа и воздуха и, в конечном счете, увеличит время продувки. Как правило, скорость потока в начале продувки и время продувки должно позволить изменить продуваемый объем газа до 5 раз. При этом обычная скорость потока газа будет в области 20 л/мин. Например, объем, который необходимо заполнить инертным газом, составляет 100л, соответственно, для качественной продувки нужно прогнать через этот объем 100 х 5 = 500 л инертного газа, при этом время продувки составит 500 : 20 = 25 минут.
Сварные швы, которым требуется зазор между свариваемыми кромками или у которых плохая совместимость кромок, создают нежелательную утечку продувочного газа. Это можно устранить при помощи пленки, которая удаляется по мере выполнения сварочных работ.
Уровни кислорода и влаги в продувочном газе должны быть проверены при помощи специальных приборов в местах выхода газа.
Для таких материалов как нержавеющая сталь уровень остаточного кислорода должен быть равным 0,1%, тогда как при сварке более чувствительных сплавов, у которых основу составляет титан или другие активные металлы, уровень содержания кислорода должен быть не выше 0,01%.
ПРОЦЕСС ПРОДУВКИ
Как только в локализованном пространстве качество газа достигло необходимого уровня, скорость потока газа может быть снижена до 5 л/мин, после этого можно проводить сварочные работы. Важно правильно определить скорость потока газа у входного отверстия, так как чрезмерная скорость потока может вызвать в трубе увеличение давления, что создаст нарушение геометрии корня шва в сторону формы вогнутой линии. В худшем случае может произойти выплеск расплавленного металла сварочной ванны.
На швах, которые не закрыты должным образом, чтобы избежать загрязнений, допустимо применять более высокую скорость потока. Однако по мере того, как швы завариваются, скорость потока газа необходимо сократить, чтобы избежать чрезмерного повышения давления.
 
ЗАТРАТЫ
Точные данные по затратам на сварку одного шва предоставить сложно, так как на стоимость влияют в большой степени диаметр трубы и толщина стенок. Однако, согласно отчетам пользователей, потребление газа может быть сокращено на 90%, а время продувки будет составлять несколько минут для трубы диаметром около 1 метра.
Исходя из вышеприведенного анализа очевидно, что в тех случаях, когда производится несколько сварочных работ при одинаковых диаметрах труб, можно значительно сократить расходы при использовании надувной системы продувки труб в качестве средства герметизации. К сокращению затрат можно прибавить технические преимущества надежной герметизации и простоту использования системы. Таким образом, надувная система продувки труб имеет значительные преимущества перед стандартными способами продувки.
По материалам статьи доктора Майка Флетчера.
Доктор Флетчер является экспертом в области сварки и испытаний образцов изделий без разрушения.

Цены на заглушки можно посмотреть на нашем сайте www.z-master.ru или www.z-master.su

Theme by Danetsoft and Danang Probo Sayekti inspired by Maksimer