Anglinio plieno vamzdžių suvirinimas yra viena iš labiausiai paplitusių ir kritinių operacijų tokiose pramonės šakose kaip naftos ir dujų, statybos bei gamybos. Šis išsamus vadovas apima viską, ką reikia žinoti apie anglinio plieno vamzdžių suvirinimą, nuo pagrindinių sąvokų iki pažangių metodų.

 

Kas yra anglinio plieno vamzdis?

Anglinio plieno vamzdis yra pagamintas iš anglinio plieno, lydinio, kurį daugiausia sudaro geležis ir anglis. Anglies kiekis paprastai svyruoja nuo 0,05% iki 2,0%, o tai lemia vamzdžio mechanines savybes, stiprumą ir suvirinamumą.

 

Anglinio plieno vamzdžiai skirstomi pagal anglies kiekį:

• Mažai anglies turintis plieninis vamzdis (anglies kiekis ≤ 0,30%) – Puikus suvirinamumas, plačiai naudojamas bendrosios pramonės reikmėms
• Vidutinio anglingumo plieninis vamzdis (anglies kiekis 0,30% – 0,60%) – Didesnis stiprumas, suvirinant reikia išankstinio pašildymo
• Didelio anglingumo plieninis vamzdis (anglies kiekis ≥ 0,60%) – Didelis kietumas ir stiprumas, sunkiai suvirinamas

 

Anglinio plieno vamzdžių tipai

 

Besiūliai ir suvirinti vamzdžiai

Tipas	Gamybos būdas	Pritaikymas
Besiūlis vamzdis	Formuojamas pramušant karštai valcuotą plieną	Aukšto slėgio reikmės, naftos ir dujų perdavimas
Suvirintas vamzdis	Gaminamas valcuojant ir suvirinant plieno plokštes	Vandens vamzdynai, konstrukcinės reikmės

 

API 5L anglinio plieno vamzdis

Amerikos naftos instituto (API) specifikacija API 5L yra standartas linijiniams vamzdžiams, naudojamiems naftos ir dujų transportavimui. Ji apima įvairias klases, tokias kaip X42, X52, X60, X65 ir X70, kurių kiekviena turi skirtingus stiprumo reikalavimus.

 

 

 

Anglinio plieno vamzdžių suvirinimo metodai

1. Suvirinimas dengtuoju lankiniu būdu (SMAW)

Taip pat žinomas kaip suvirinimas elektrodu, SMAW yra universaliausias ir plačiausiai naudojamas metodas suvirinant anglinio plieno vamzdžius.

Privalumai:

• Maža įrangos kaina

• Puikiai tinka lauko ir vėjuotomis sąlygomis
• Tinka visoms padėtims
• Nešiojamas ir lankstus

Įprasti elektrodai: E6013, E7018, E8018

 

2. Suvirinimas volframo elektrodu inertinėse dujose (GTAW/TIG)

TIG suvirinimas suteikia aukštos kokybės, tikslius suvirinimo siūlus su puikia išvaizda.

 

Privalumai:

• Puiki suvirinimo kokybė ir tikslumas

• Nesusidaro šlakas
• Puikiai tinka plonasieniams vamzdžiams
• Tikslus šilumos kiekio valdymas

Geriausiai tinka: Aukšto slėgio sistemos, kritinės reikmės, nerūdijančio plieno ir lydinių suvirinimas

 

3. Suvirinimas lydžiuoju elektrodu apsauginėse dujose (GMAW/MIG)

MIG suvirinimas pasižymi dideliu efektyvumu ir gera suvirinimo kokybe.

Privalumai:

• Didelis suvirinimo greitis

• Lengva išmokti ir valdyti
• Minimalus valymas po suvirinimo
• Tinka automatizuotoms reikmėms

Geriausiai tinka: Vidutinio ir storo sienelės vamzdžiai, serijinė gamyba

 

4. Suvirinimas po fliusu (SAW)

SAW yra labai efektyvus metodas storasieniams anglinio plieno vamzdžiams.

 

Privalumai:

• Ypač didelis padengimo greitis

• Puiki suvirinimo kokybė

• Minimalus dūmų poveikis
• Didelis produktyvumas

 

Geriausiai tinka: Didelio skersmens, storasieniai vamzdžiai, pramoninė gamyba

 

5. Suvirinimas lydžiąja viela su fliuso šerdimi (FCAW)

FCAW sujungia tiek MIG, tiek elektrodo suvirinimo privalumus.

Privalumai:

• Didelis padengimo greitis

• Puikiai tinka naudoti lauke
• Gilus įsiskverbimas
• Universalios padėtys

 

Anglinio plieno vamzdžių suvirinimo procedūros

 

Išankstinis pašildymas

 

Išankstinis pašildymas yra būtinas vidutinio ir didelio anglingumo plieno vamzdžiams, kad būtų išvengta įtrūkimų.

Anglies kiekis	Rekomenduojama pašildymo temperatūra
< 0,30%	Nebūtina (išskyrus šalto klimato sąlygas)
0,30% – 0,50%	100°C – 200°C (212°F – 392°F)
> 0,50%	200°C – 350°C (392°F – 662°F)

Kodėl pašildyti?

1. Sumažina aušinimo greitį

2. Sumažina šiluminį įtempį

3. Leidžia vandeniliui difunduoti iš siūlės

4. Apsaugo nuo kietųjų zonų susidarymo

 

Terminis apdorojimas po suvirinimo (PWHT)

 

PWHT reikalingas tam tikroms anglinio plieno rūšims, kad:

• Sumažintų liekamuosius įtempius
• Pagerintų atsparumą smūgiams
• Apsaugotų nuo uždelsto įtrūkimo
• Atstatytų mechanines savybes

 

Įprasti metodai:

• Įtempių mažinimas: 550°C – 650°C (1020°F – 1200°F)
• Normalizavimas: 850°C – 950°C (1560°F – 1740°F)

 

Sujungimo paruošimas ir griovelio konstrukcija

 

Tinkamas griovelio dizainas užtikrina visišką sulydymą ir tvirtas siūles.

Sienelės storis	Griovelio tipas
≤ 3mm (0,12")	I formos griovelis
3mm – 12mm (0,12")– 0,47")	V formos griovelis
> 12mm (0,47")	U formos arba dvigubas V formos griovelis

 

Pridedamojo metalo parinkimas

Vamzdžio klasė	Rekomenduojamas pridedamasis metalas
A106 A/B klasė	E7018
API 5L X42-X60	E7018, E8018
API 5L X65-X80	E9018, E10018
ASTM A53	E6013, E7018

 

Dažni suvirinimo defektai ir jų prevencija

 

1. Įtrūkimai

Priežastys:

• Greitas aušinimo greitis
• Didelis vandenilio kiekis
• Didelis anglies ekvivalentas
• Liekamieji įtempiai

Prevencija:

• Tinkamas išankstinis pašildymas
• Naudokite mažai vandenilio turinčius elektrodus
• Kontroliuokite tarpsluoksnio temperatūrą
• Terminis apdorojimas po suvirinimo

 

2. Poringumas

Priežastys:

• Užterštas pagrindinis metalas arba pridedamasis metalas
• Netinkamos apsauginės dujos
• Per didelis suvirinimo greitis
• Drėgmė elektroduose

 

Prevencija:

• Kruopščiai nuvalykite pagrindinį metalą
• Tinkamai laikykite elektrodus
• Optimizuokite dujų srauto greitį
• Užtikrinkite tinkamą lanko ilgį

 

3. Nepilnas sulydymas

Priežastys:

• Nepakankamas šilumos kiekis
• Netinkamas sujungimo paruošimas
• Netinkamas elektrodo kampas
• Per didelis suvirinimo greitis

Prevencija:

• Padidinkite srovę
• Pagerinkite sujungimo prigludimą
• Pritaikykite elektrodo kampą
• Sumažinkite suvirinimo greitį

 

4. Pakraščio išsilydymas (undercut)

Priežastys:

• Per didelė srovė
• Ilgas lanko ilgis
• Netinkamas elektrodo kampas

Prevencija:

• Sumažinkite srovę
• Palaikykite tinkamą lanko ilgį
• Naudokite tinkamą elektrodo manipuliavimą

5. Šlako intarpai

Priežastys:

• Nepilnas šlako pašalinimas tarp sluoksnių
• Netinkama suvirinimo technika
• Netinkamas elektrodo kampas

Prevencija:

• Išvalykite šlaką tarp sluoksnių
• Naudokite teisingą elektrodo kampą
• Užtikrinkite tinkamus suvirinimo parametrus

 

Suvirinimo standartai ir sertifikatai

 

Įprasti standartai

 

• AWS D1.1 – Konstrukcinio suvirinimo kodeksas – Plienas
• ASME IX skyrius – Katilų ir slėginių indų kodeksas
• API 1104 – Vamzdynų ir susijusių įrenginių suvirinimas
• ISO 15614 – Suvirinimo procedūrų specifikacija ir kvalifikavimas

 

Sertifikatai

• WPS (Suvirinimo procedūros specifikacija) – Dokumentuoja konkrečią suvirinimo procedūrą
• PQR (Procedūros kvalifikavimo įrašas) – Išbando ir patvirtina WPS
• Suvirintojo kvalifikacija – Sertifikuoti suvirintojai konkretiems suvirinimo procesams

 

Saugos aspektai

Asmeninės apsaugos priemonės (AAP)

• Suvirintojo šalmas su tinkamu tamsinimo filtru (12-15 širmos numeris)
• Atsparios liepsnai suvirintojo pirštinės
• Odinė prijuostė ir striukė
• Apsauginiai batai su plienine nosimi
• Klausos apsauga

 

Darbo vietos sauga

• Užtikrinkite tinkamą vėdinimą

• Pašalinkite degias medžiagas

• Naudokite ugniai atsparias antklodes

• Šalia laikykite gesintuvą

• Tinkamai naudokite įžeminimo kabelius

 

Elektros sauga

• Patikrinkite kabelius dėl pažeidimų

• Užtikrinkite tinkamą įžeminimą

• Venkite darbo drėgnomis sąlygomis

• Naudokite dielektrines pirštines

 

Geriausia praktika kokybiškoms siūlėms

1. Išvalykite darbo zoną – Pašalinkite rūdis, dažus, alyvą ir nešvarumus

2. Patikrinkite prigludimą – Užtikrinkite tinkamą tarpą ir išlyginimą

3. Kontroliuokite parametrus – Palaikykite pastovų srovės stiprumą ir įtampą

4. Valdykite tarpsluoksnio temperatūrą – Laikykite nurodytame diapazone

5. Vizualiai tikrinkite – Patikrinkite defektus po kiekvieno sluoksnio

6. Dokumentuokite viską – Užrašykite suvirinimo parametrus ir patikrinimų rezultatus

 

Anglinio plieno vamzdžių suvirinimo taikymo sritys

• Naftos ir dujų perdavimo vamzdynai
• Vandens ir nuotekų sistemos
• Konstrukcinio plieno statyba
• Cheminio apdorojimo gamyklos
• Energijos gamybos įrenginiai
• ŠVOK sistemos
• Pramoninė gamyba

 

Išvada

Anglinio plieno vamzdžių suvirinimas reikalauja nuodugnaus medžiagų, suvirinimo procesų ir kokybės kontrolės procedūrų supratimo. Nesvarbu, ar dirbate prie nedidelio gamybos projekto, ar didelio masto vamzdyno, tinkamų suvirinimo procedūrų ir standartų laikymasis yra būtinas norint pasiekti saugias, patvarias ir kodeksą atitinkančias siūles.

Kritinėms reikmėms visada įsitikinkite, kad jūsų suvirinimo procedūros yra kvalifikuotos, o suvirintojai sertifikuoti pagal taikomus standartus.

 

Dažnai užduodami klausimai