Отчеты о проверке сварных швов редко обвиняют сам сварной шов в плохом соединении; они обвиняют-подгонку, а подгонка-начинается с конца трубы. Угол скоса, поверхность корня, размер фаски и прилежащий угол задаются перед первой дугой, и они определяют, проникает ли корневой проход, заполняет ли металл шва соединение и соответствует ли готовый сварной шов радиографическому стандарту, требуемому нормами.
В этой статье описываются стандартные типы фасок, допуски, которые регулируют их, варианты-подготовки концов для различных процессов сварки, а также контрольные точки, которые покупатель должен указать в заказе на заказ.
Стандартная геометрия фаски
По умолчанию подготовка сварного шва для трубы для стыковой-сварки представляет собой одинарную V-образную фаску: угол скоса 30 градусов с каждой стороны, что дает внутренний угол 60 градусов, с внутренней поверхностью (уступом) примерно 1,6 мм и зазором у корня, установленным слесарем перед сваркой. Геометрия существует для того, чтобы сбалансировать две противоположные потребности: достаточное отверстие для электрода или проволоки, чтобы достичь корня, и достаточно земли, чтобы предотвратить прогорание корневого прохода.
| Функция скоса | Типичное значение | Влияние на сварной шов |
| Угол скоса (каждая сторона) | 30 градусов (±2,5 градуса) | Контролирует доступ к корню |
| Включенный угол | 60 градусов | Устанавливает объем металла сварного шва. |
| Корневая грань (земля) | 1,6 мм (±0,8 мм) | Предотвращает запись-при корневом проходе |
| Корневой зазор | 2–3 мм типично | Обеспечивает проникновение корней |
| Прямоугольность конца трубы | В пределах 1 мм для большинства характеристик | Сохраняет равномерный зазор вокруг стыка |
Приведенные выше значения являются типичными диапазонами; контрольные числа взяты из спецификации процедуры сварки (WPS) и применимых норм, и каждый размер на подготовленном конце должен измеряться по этой WPS, а не по памяти.
Типы фасок и когда каждый из них используется
Разная толщина стенок и способы сварки требуют разной подготовки:
- Одинарный V-образный скос:значение по умолчанию для толщины стенок примерно до 19 мм; одна сторона скошена, другая сторона стыка ее зеркально отражает.
- Двойной V-образный скос:используется на более тяжелых стенах, чтобы сбалансировать объем сварного шва с обеих сторон и контролировать искажения.
- Одинарный U- или J-образный скос:предпочтителен для толстостенных-сплавных и никелевых труб, где U-образный профиль уменьшает объем металла сварного шва и риск несварения--корня корня.
- Сложный скос:предназначен для очень толстых секций стен, работающих в условиях высокого-давления и кислой среды.
- Квадратный край (без фаски):используется только для тонкостенных-труб, где полное проникновение достигается без открытия.
Правило не только техническое, но и экономическое: тип фаски определяет объем наплавленного металла, а объем наплавленного металла определяет часы работы, расход наполнителя и контроль деформации. Толстые-линии стенок оправдывают более дорогостоящую U-образную подготовку, поскольку уменьшенный объем сварного шва окупается за меньшее количество проходов.
Методы подготовки концов и их особенности
Концы труб подготавливаются путем механической обработки, шлифования или термической резки, и каждый метод оставляет след, влияющий на качество сварного шва:
- Обработанные концы (фаскорезной станок или токарный станок):максимально последовательная геометрия; стандарт для труб из сплавов, дуплекса и никеля, где важен контроль размеров.
- Шлифование:приемлемо для ремонта углеродистой стали и подготовки поля, но возможны вариации по высоте и углу наклона.
- Кислородная-топливная или плазменная резка:быстро обрабатывается углеродистой сталью, но оставляет после нагрева-край и оксидную окалину, которую перед сваркой необходимо отшлифовать до чистого металла; никогда не приемлема в качестве окончательной поверхности для сплавов.
Для нержавеющих, дуплексных и никелевых сплавов термическая резка без последующей механической обработки или шлифования термически-края является бракованной обработкой, поскольку на обрезанной кромке образуются выделения карбидов и оксидов, которые делают начало сварки хрупким.
Подгонка-Up: где скос встречается с партнером
Подготовленный конец имеет значение только по отношению к своему партнеру. При проверке посадки- сравниваются два скошенных конца на предмет соосности, однородности зазора и несоответствия внутренней поверхности (высокое-низкое), и каждый из этих показателей измеряется перед прихваточной сваркой:
- Внутреннее выравнивание:внутренний высокий-низкий уровень выше предела WPS создает выступ, который задерживает шлак и приводит к недостаточному--плавлению; предел обычно составляет 1,5 мм для большинства спецификаций, более жесткий для сплавов и ползучести.
- Равномерность зазора:корневой зазор должен находиться в пределах полосы WPS по всей окружности; зазор, который закрывается с одной стороны, препятствует проникновению корневого прохода.
- Чистота фасок:Перед сваркой необходимо удалить масло, ржавчину, влагу и оксиды с обеих сторон чистящей ленты.
На практике большинство коренных дефектов — это дефекты подгонки,-обнаруженные после сварки. Измерение соосности и зазора перед первым проходом – это вся профилактика.
Что указывать в заказе на поставку
Покупатели труб и фитингов должны явно указать требования к конечной-подготовке в заказе на покупку:
- Укажите тип и угол скоса (например, одинарная V, 30 градусов, 1,6 мм) в соответствии с WPS проекта.
- Требуйте механической обработки концов для изделий из сплавов, дуплекса и никеля, если в проекте не допускается шлифовка концов.
- Требуются торцевые заглушки или защитные приспособления для скошенных концов, чтобы сохранить подготовленную поверхность при транспортировке.
- Укажите требования к чистоте (отсутствие масла, ржавчины и оксидов в зоне сварки).
- Укажите пределы прямоугольности и допусков на поверхность, чтобы приемочный контроль имел измеримую приемлемость.
Подготовка концов трубы является самым дешевым контролем качества при сварке, поскольку она происходит до появления дуги, когда коррекция требует нескольких минут, а не повторных рентгенограмм. Определение фаски, обработки и чистоты на PO - и измерение посадки-перед корневым проходом - — это дисциплина, которая обеспечивает высокое качество сварки и низкую степень ремонта в рамках проекта.
Часто задаваемые вопросы
Какой стандартный угол скоса при сварке труб?
При препарировании с одинарной V-образной формой по умолчанию используется угол скоса 30 градусов с каждой стороны для внутреннего угла 60 градусов, с поверхностью корня около 1,6 мм и зазором между корнями 2–3 мм. Точные значения берутся из спецификации процедуры сварки, а не из памяти.
В чем разница между углом скоса и корневой гранью?
Угол скоса — это наклонный срез на каждом конце трубы, открывающий соединение для доступа к электродам; корневая поверхность (площадка) – это небольшая плоская поверхность на внутреннем крае, которая поддерживает корневой проход и предотвращает-прожог. Для обеспечения прочного корня оба размера должны находиться в пределах допусков WPS.
Когда вместо V-образного фаска используется U-образный или J-образный скос?
На толстостенных-сплавных и никелевых трубах, где U- или J-образный профиль уменьшает объем металла сварного шва и снижает риск несваривания--корня. Более дорогая подготовка окупается за меньшее количество проходов и лучшее качество корня на тяжелых секциях.
Могу ли я заварить конец трубы, разрезанный кислородно--топливом или плазмой?
Обрезанные концы углеродистой стали необходимо отшлифовать до чистого металла, чтобы удалить оксидную окалину и термически-край перед сваркой. Для нержавеющих, дуплексных и никелевых сплавов термическая резка без последующей механической обработки или шлифования является бракованной обработкой, поскольку она содержит осадки карбидов и оксидов.
Что такое внутренний высокий-низкий уровень и почему это важно?
Внутреннее высокое-низкое значение – это несоосность внутренних поверхностей двух свариваемых концов трубы. Выше предела WPS (обычно около 1,5 мм в большинстве спецификаций) образуется выступ, который задерживает шлак и приводит к недостаточному--проплавлению. Его измеряют до прихватки, а не после.
