Ручная дуговая сварка стыков труб

Отработка технологии и приемов выполнения ручной дуговой сварки плавящимся электродом стыков труб с двухсторонним эмалевым покрытием, собранных без зазора, сводится к получению корневого шва с определенной выходной характеристикой - наличием регламентированного конструктивного непровара, составляющего менее 10 % толщины стенки, но не более 1 мм. При этом, несмотря на указанное ограничение размера непровара, конструктивный элемент на стыковых швах трубопроводов, согласно обычным требованиям нормативных документов, содержащих нормы оценки качества сварных соединений, считается недопустимым дефектом.

Однако наличие такого трещиноподобного концентратора напряжений по всему периметру кольцевого сварного соединения не оказывает значимого воздействия на остаточные сварочные напряжения. Определяющими для расчета поперечных швов с дефектами являются осевые напряжения от внутреннего давления и изгиба. Если данные напряжения возникают только от действия внутреннего давления, то протяженность коррозионных дефектов по окружности трубы для трубопроводов, транспортирующих некоррозионно-активные среды, ограничивается величиной менее 0,5 толщины стенки.

Как известно, при сварке плавящимся электродом в V-образную разделку без зазора при помощи современного сварочного оборудования происходит сжатие столба дуги с уменьшением радиуса активного пятна нагрева до 45 - 50 %. Вся теплота, приходящаяся на активное пятно дуги, вводится только в кромки и распространяется в них по механизму теплопроводности (при всех прочих неизменных параметрах). В данном случае эмалевое покрытие на внутренней поверхности трубы в районе сварного шва с повышением температуры будет переходить в высокоэластичное вязкотекучее состояние, что должно обеспечивать возможность формирования в этом месте защитного (стекловидного) слоя из предварительно нанесенного перед сваркой на заводское эмалевое покрытие специального вещества (шликера) для исключения последующего контакта транспортируемого продукта с металлом сварного соединения.

Такой подход при сварке труб с двухсторонним эмалевым покрытием должен обеспечить решение практической задачи - сформировать на обратной стороне шва гарантированное эмалевое покрытие. Состояние внутреннего покрытия после сварки является важным показателем, определяющим все основные параметры режима при выполнении корневого прохода шва. Рассчитать тепловое воздействие дуги с учетом отражающей способности разделки кромок на силикатно-эмалевое покрытие на внутренней поверхности труб в зоне термического влияния затруднительно, так как при этом необходимо учесть и смоделировать особенности передачи теплоты при данных условиях сборки (форме и геометрии) и сварки. В настоящее время отсутствует описание поведения пятна нагрева дуги (тепловых процессов) в свариваемых кромках при формировании корня шва по V-образной разделке неповоротных стыков, собранных без зазора и при наличии приведенных ограничительных условий. При таких требованиях к сборке и тепловложению обратный валик не формируется и, как следствие, не нарушается сплошность покрытия. Особенность предлагаемого подхода к выбору режимов сварки заключается в том, что текущее состояние дугового процесса смещено в сторону процесса получения конструктивного непровара в стыке.