Защо подготовката на краищата на тръбите е важна

Подготовката на краищата на тръбите - рязането, скосяването и почистването на краищата на тръбите преди заваряване - е един от най-критичните фактори, определящи качеството на заваръчния шев в тръбопроводните системи. Правилната подготовка на краищата осигурява пълно проникване, адекватно сплавяне и здраво полагане на заваръчния метал. Лошата подготовка на краищата е водеща причина за заваръчни дефекти, включително липса на проникване (когато заваръчният метал не достига до корена), непълно сплавяне (когато заваръчният метал не успява да се свърже със стената на тръбата), порьозност (газ, уловен в заваръчния шев) и шлакови включвания. Тези дефекти могат да доведат до преждевременна повреда на заваръчния шев под налягане или циклично натоварване.

Индустриалните стандарти установяват специфични изисквания за подготовка на краищата. ASME B31.3 (Технологични тръбопроводи) изисква заваръчните краища да бъдат подготвени според геометрията, определена в ASME B16.25 (Заваръчни краища за челно заваряване). AWS D10.12 (Заваряване на тръби) предоставя указания за ъгли на скосяване, коренови повърхности и вътрешно подравняване. Тези стандарти уточняват, че ъгълът на скосяване трябва да бъде 30-37.5 градуса, с коренова повърхност (земя) от 1.6 mm (1/16 инча) за повечето дебелини на стените. Вътрешните и външните повърхности, съседни на скосяването, трябва да бъдат чисти и без дефекти, които биха могли да повлияят на качеството на заваръчния шев.

Сравнение на методите за рязане на тръби

• Кислородно-горивно рязане: Най-икономичният метод за въглеродна стомана, кислородно-горивното рязане използва контролирана химическа реакция между кислорода и стоманата за рязане. Подходящо е за дебелини на стените от 3 mm до 300 mm и се използва широко при полеви монтажи. Качеството на срязаната повърхност е умерено, изисква последващо шлайфане или машинна обработка за подготовка на заваряването. Кислородно-горивното рязане не е подходящо за неръждаема стомана поради образуването на огнеупорни хромови оксиди.
•  
• Плазмено рязане: Използва високоскоростна струя йонизиран газ (плазма) за рязане на електропроводими материали. Плазменото рязане е по-бързо от кислородно-горивното и може да реже неръждаема стомана, алуминий и други цветни метали. Качеството на рязане е добро, с тясна зона на топлинно въздействие (ЗТВ). Съвременните плазмени системи с ЦПУ контрол постигат точност на рязане от ±1 mm. Плазмата е предпочитана за рязане на тръби от неръждаема стомана.
•  
• Рязане с лентов трион: Студен метод на рязане, който произвежда отлично качество на крайната повърхност без термична деформация. Лентовите триони са идеални за прецизно рязане по дължина, където се изискват прави краища и минимален бур. Основните ограничения са скоростта на рязане (по-бавна от термичните методи) и цената на остриетата за твърди материали като легирана стомана. Рязането с лентов трион е предпочитано за тънкостенни и прецизни тръби.
•  
• Лазерно рязане: Осигурява най-висока точност и най-тесен разрез от всички методи за рязане. Лазерното рязане постига точност от ±0.1 mm и произвежда ръб почти без бур. То е идеално за тънкостенни тръби (обикновено до 12 mm) и прецизни разрези с малък диаметър. Високите разходи за оборудване ограничават лазерното рязане до специализирани приложения.

Видове скосявания на тръби и ъгли

• Стандартно V-скосяване: Най-често срещаната геометрия на скосяване, с ъгъл на скосяване 30-37.5 градуса и коренова повърхност от 1.6 mm. V-скосяването осигурява добър достъп за заваряване, като същевременно поддържа достатъчна коренова повърхност, за да се предотврати изгаряне. Подходящо е за дебелини на стените от 3 mm до 20 mm. Общият ъгъл (общият ъгъл между двете скосявани повърхности, когато две тръби са подравнени) обикновено е 60-75 градуса.
•  
• Комбинирано скосяване / J-скосяване: Използва се за тръби с дебела стена (25 mm и повече), където стандартното V-скосяване би изисквало прекомерен обем заваръчен метал. Комбинираното скосяване има стандартно V-скосяване във външната част и намален ъгъл (10-20 градуса) или J-образен контур близо до корена. Това намалява обема на заваръчния шев, като същевременно поддържа адекватен достъп до корена. J-скосяванията обикновено се обработват със специализирано оборудване за скосяване.
•  
• U-скосяване: J-скосяване, приложено към двете страни на съединението, създаващо U-образно напречно сечение. U-скосяванията се определят за тръби с изключително дебела стена (50 mm и повече) и за тръби от легирана стомана, където минимизирането на обема на заваръчния шев намалява времето за PWHT. U-скосяването изисква прецизна машинна обработка и обикновено се произвежда в заводски условия, а не на място.
•  
• Квадратно челно / I-скосяване: Без ъгъл на скосяване, използва се само за тънкостенни тръби (до 3 mm / SCH 10 и по-леки). Квадратното челно съединение разчита на пълно проникване от едно заваръчно преминаване и изисква прецизно прилягане с нулева междина. Обикновено се използва в санитарни тръбопроводи от неръждаема стомана за хранително-вкусовата и фармацевтичната промишленост.

Методи за скосяване

Ръчните машини за скосяване (наричани също инструменти за скосяване или инструменти за подготовка на заваръчни краища) са преносими устройства, които могат да бъдат донесени при тръбата на полето или в цеха. Те обикновено използват въртяща се режеща глава, която преминава по края на тръбата, за да произведе постоянен ъгъл на скосяване. Стационарните машини за скосяване са фабрично инсталирано оборудване, което обработва краищата на тръбите в производствена линия, предлагайки по-висока производителност и точност. Автоматичните скосяващи машини за тръби са специализирани за тръби с голям диаметър и могат да скосяват, обработват челно и да контруват в една настройка. Кислородно-горивното скосяване понякога се използва за груби полеви работи, но произвежда повърхност, която изисква шлайфане преди заваряване поради грубото покритие и втвърдената ЗТВ.

Видове краища на тръби

• Прав край (PE): Краят на тръбата е срязан квадратно без скосяване. Използва се за муфи с гнездо, резбови връзки и когато тръбата е механично свързана, а не челно заварена.
•  
• Скосян край (BE): Краят на тръбата е скосян под стандартен ъгъл (30-37.5 градуса) за челно заваряване. Това е стандартната подготовка на краищата за повечето технологични и енергийни тръбопроводи съгласно ASME B16.25.
•  
• Резбов край (TE): Краят на тръбата е с резба NPT (Национална тръбна резба) или други стандарти за резби за механични резбови връзки. Резбовите краища са често срещани при по-малки размери (до 2") за приложения с ниско до умерено налягане.
•  
• Набразден край: В близост до края на тръбата се изрязва жлеб за механични съединители с жлеб (тип Victaulic). Набраздените краища позволяват бърз механичен монтаж без заваряване, често срещани в противопожарни и временни тръбопроводни системи.
•  
• Край с гнездо: Краят на тръбата е разширен или снабден с гнездо за съединения с гнездо за заваряване съгласно ASME B16.11. Съединенията с гнездо за заваряване се използват във високонапорни тръбопроводи с малък диаметър.

Разлики в рязането според материала

Тръбите от въглеродна стомана приемат всички методи за рязане, като кислородно-горивното е най-икономично за полеви работи. Тръбите от неръждаема стомана изискват студено рязане или плазмени/лазерни методи, тъй като кислородно-горивното рязане е неефективно (неръждаемата стомана не поддържа реакцията на окисление). Освен това прекомерното топлинно въздействие по време на рязане може да причини сенсибилизация на аустенитна неръждаема стомана (утаяване на хромови карбиди по границите на зърната между 425-870°C), намалявайки устойчивостта на корозия. Ако се използва термично рязане върху неръждаема стомана, ЗТВ трябва да се отстрани чрез шлайфане или срязаният ръб трябва да се подложи на разтварящо отгряване. Тръбите от легирана стомана (P11, P22, P91) изискват предварително загряване преди рязане (обикновено 150-200°C за P11/P22, 200-300°C за P91), за да се предотврати втвърдяването и напукването в ЗТВ.

Почистване и инспекция на краищата на тръбите

Преди заваряване краищата на тръбите трябва да бъдат почистени, за да се отстранят масло, грес, ръжда, валцова накип и други замърсители. Методите за почистване включват избърсване с разтворител, четкане с телена четка и шлайфане. Почистената зона трябва да се простира най-малко на 25 mm от заваръчното съединение. След почистване трябва да се проверят размерите на краищата: допустимото отклонение на външния диаметър, дебелината на стената, ъгълът на скосяване (обикновено измерван с транспортир за скосяване), ширината на кореновата повърхност (1.6 ± 0.8 mm) и вътрешното подравняване за прилягане.

Нашите услуги за предварителна обработка

ManufacturerPipe предлага фабрични услуги за предварителна обработка, които спестяват време за монтаж на място и осигуряват постоянно качество. Предоставяме услуга за рязане по дължина с точност от ±2 mm за дължини до 12 метра. Нашето съоръжение за групово скосяване обработва множество тръби едновременно с постоянен ъгъл съгласно ASME B16.25. Също така прилагаме предпазители за краища, за да предотвратим повреда по време на транспорт. Персонализирана обработка на краища, включително двойни скосявания и специални ъгли, е налична за специфични изисквания на проекта.

Нуждаете се от предварителна обработка на тръби?

Свържете се с нашия екип за услуги по рязане по дължина, скосяване и подготовка на краища за вашия тръбопроводен проект.

Продуктови категории

• Тръби от неръждаема стомана
• Тръби от въглеродна стомана
• Тръби от легирана стомана
• Поцинковани тръби