СПОСОБ СВАРКИ ТРУБ С ВНУТРЕННИМ ЭМАЛЕВЫМ ПОКРЫТИЕМ Российский патент 1994 года по МПК B23K31/02 B23K101/06 

Изобретение относится к области защиты внутренней поверхности сварных, швов, сваренных электродуговой сваркой, и может быть использовано при строительстве трубопроводов из труб с внутренним эмалевым покрытием в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Известен способ изготовления трубопроводов из эмалированных труб [1] , при котором на внутреннюю поверхность концевых участков труб на расстоянии 5-10 мм от торцов наносят слой эмалевой пасты, стыкуют торцы труб между собой с зазором по ГОСТ 16037-80 (С-17), производят сварку корневого и последующих швов и дополнительный прогрев (обжиг) участка трубопровода в области сварного шва при температуре оплавления эмали.

Недостатком данного способа является то, что в процессе сварки корневого шва, в зазор, образованный по ГОСТ 16037-80 между торцами свариваемых труб, протекает расплавленный шлак от покрытий электродов, который сразу же застывает на внутренней поверхности сварного шва и препятствует затеканию эмали на его поверхность, что снижает качество защиты внутренней поверхности сварного шва и ведет к преждевременной его коррозии.

Наиболее близким техническим решением является способ сварки труб с внутренним эмалевым покрытием [2] , при котором на трубах в зоне стыка образуют теплоизолирующую прослойку между зоной сварки и внутренней поверхностью трубы, наносят на указанную поверхность труб в зоне стыка эмалевое покрытие, производят сборку под сварку и сварку труб между собой и проводят нагрев области сварного шва при температуре оплавления эмалевого покрытия с одновременным сжатием торцов замка.

Недостатком данного способа является то, что при формировании теплоизолирующей прослойки производят большие материальные затраты на ее изготовление: нужно изготовить трубы с утолщением на концах (высадкой), произвести токарные работы по изготовлению замкового соединения, прочность стыка вместе сварки будет недостаточной по сравнению с прочностью тела трубы и качество защиты сварного шва будет недостаточным из-за стекания эмалевой пасты с торцов замка труб при сварке.

Цель изобретения - снижение трудозатрат и повышение качества защиты внутренней поверхности сварного шва эмалью.

Поставленная цель достигается тем, что теплоизолирующую прослойку образуют из материала свариваемых труб путем стыковки без зазора между торцами их кромки непровара корня шва на величину с до внутреннего диаметра труб по всему периметру, а прочность сварного шва обеспечивают за счет дополнительного нанесения усиления q, величина которого определяется соотношением q/c >1.

Ликвидация зазора между торцами труб с внутренним эмалевым покрытием перед их прихваткой и сваркой полностью исключает проникновение между торцами труб расплавленного шлака от покрытий электродов и от наплывов металла в виде капель, которые образуются при сварке швов в случае стыкования торцов труб с зазором по ГОСТ 16037-80. Непровар корня шва на величину с до внутреннего диаметра труб по всему периметру образует теплоизолирующую прослойку, которая защищает внутреннее эмалевое покрытие при сварке от проникновения шлака на внутреннюю поверхность от выгорания и повреждений.

В этом случае прочность кольцевого сварного шва (если его усиление q выполнять по ГОСТ 16037-80) будет недостаточной. И чтобы сохранить равнопрочность сварного шва, необходимо дополнительно нанести усиление сварного шва против ГОСТ 16037-80 на величину, которая определяется соотношением q/c > 1, где g - дополнительное усиление сварного шва, с - величина непровара корня шва, т. е. величина дополнительного нанесения усиления сварного шва всегда больше величины непровара корня шва.

Способ осуществляют следующим способом:
На внутреннюю поверхность концов свариваемых труб с внутренним эмалевым покрытием наносят эмалевую пасту на участке шириной 5-10 мм, начиная от торцов труб. Затем нанесенную пасту просушивают. Трубы перед электродуговой сваркой стыкуют вплотную без зазора между торцами их кромок и, не снимая осевого усилия, производят прихватку и сварку корневого шва без провара до внутреннего диаметра труб (т. е. до внутреннего эмалевого покрытия) по всему периметру, затем накладывают последующие (заполняющие) швы и дополнительно наносят усиление сварного шва. Величина дополнительного усиления g сварного шва к величине непровара с определяется соотношением q/c > 1, величина дополнительного усиления сварного шва всегда больше величины непровара, которую допустили при сварке корневого шва (при формировании теплоизолирующей прослойки).

Пример конкретного выполнения способа.

На стальные трубы диаметром 114 мм, толщиной стенки 5 мм и длиной 8 м с внутренним эмалевым покрытием, состоящим из эмали марки 20Ц, наносят эмалевую пасту, приготовленную на основе эмали 20Ц. Эмалевую пасту наносят вручную кистью на участок шириной 5-10 мм, начиная от торцов кромок труб. Затем нанесенную пасту просушивают.

Подготовленные таким образом трубы стыкуют между собой без зазора между торцами их кромок, любым известным способом, и не снимая осевого усилия с этих труб, производят прихватку, а затем к электродуговую ручную сварку корневого шва без провара его до внутреннего диаметра труб по всему периметру на величину с (которая равна в данном случае 2 мм). Затем накладывают заполняющие швы, а для обеспечения его прочности, дополнительно наносят усиление сварного шва q против ГОСТ 16037-80, величина которого определяется соотношением q/c > 1 и для труб 0 114 мм х 5 мм будет равна 2 мм, а ширина сварного шва формируется в зависимости от растекаемости расплавленного металла при его сварке.

Таким образом общая величина усиления сварного шва свариваемых труб ⊘ 114х5 мм будет равна (1,5+0,5 мм - величина усиления по ГОСТ 16037-80 плюс 2 мм дополнительно нанесенного усиления) = 3,5±0,5 мм.

Далее производят дополнительный прогрев сварного кольцевого шва (обжиг) известными способами, до температуры 840-860^оС плавления эмали марки 20Ц.

Качество эмалевого покрытия внутренней поверхности сварного шва труб, сваренных как по известному способу, так и по предлагаемому, оценивают визуально с помощью перископа. Для более детального анализа качества защиты сварного шва из труб вырезают образец со сварным швом (по 60 мм с каждой стороны от сварного шва) и разрезают его вдоль оси визуального осмотра и определения качества защитного покрытия на сплошность с помощью прибора термометра Е-16А.

Получение качественного сплошного ровного эмалевого покрытия на внутренней поверхности сварных кольцевых швов при сварке труб с внутренним эмалевым покрытием позволяет обеспечить надежную защиту трубопроводов от коррозии и тем самым увеличить срок службы трубопроводов, предотвратить порывы в области сварного шва, вызванные корозионными причинами, и снизить трудозатраты при строительстве трубопроводов и при их ремонте.

(56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1268348, кл. В 23 К 31/02, 1986.

2. Авторское свидетельство СССР N 1479249, кл. В 23 К 31/02, 1989.

Использование: при строительстве трубопроводов из труб с внутренним эмалевым покрытием. Сущность изобретения: выполняют стыковку труб без зазора между торцами их кромок. Наносят на концы труб эмалевую пасту. Сварку корня шва выполняют с непроваром на величину c до внутреннего диаметра по всему периметру. Прочность сварного шва обеспечивают за счет дополнительного нанесения усиления q, величина которого определяется соотношением q/c > 1.

СПОСОБ СВАРКИ ТРУБ С ВНУТРЕННИМ ЭМАЛЕВЫМ ПОКРЫТИЕМ , пpи котоpом на тpубах в зоне стыка из матеpиала тpуб обpазуют теплоизолиpующую пpослойку между зоной сваpки и внутpенней повеpхностью тpуб, наносят на внутpеннюю повеpхность тpуб в зоне стыка по всему пеpиметpу эмалевую пасту, пpоизводят сбоpку под сваpку и сваpку тpуб между собой, затем пpоводят нагpев области сваpного шва пpи темпеpатуpе оплавления эмали, отличающийся тем, что, с целью снижения тpудозатpат и повышения качества защиты внутpенней повеpхности сваpного шва, в пpоцессе сбоpки тpубы стыкуют без зазоpа, а сваpку выполняют с непpоваpом коpня шва на величину c и с дополнительным нанесением усиления сваpного шва на величину q меньше c.