Как проверить качество и герметичность сварного шва трубы?

При строительстве протяженных трубопроводов образуется большое количество сварных соединений, от качества которых во многом зависит работоспособность системы. Дефекты сварного шва возникают из-за низкого качества труб, нарушения технологии сварки, недостаточной квалификации работника. Они приводят к ухудшению внешнего вида, снижению прочностных характеристик трубопровода, его долговечности. Могут быть поверхностными и внутренними, для выявления которых требуются специальные методы и оборудование. Чтобы проверить трубу на трещины и другие дефекты без нарушения целостности шва, применяют методы неразрушающего контроля.

Разновидности дефектов сварных швов

Появляются в результате затекания расплавленного металла на холодные участки трубы, находящиеся в околошовной области. Могут иметь вид отдельных капель или протяженных образований.

• слишком большой сварочный ток;
• неправильное движение электрода;
• неправильный угол наклона труб при их соединении.

Сопровождающие явления: неравномерный провар шва, наружные и внутренние трещины.

Представляют собой канавки, появляющиеся на околошовных участках. Негативные последствия – снижение сечения шва, избыточные напряжения, провоцирующие образование трещин с возможным полным разрушением сварного соединения.

Отверстия, через которые протекает расплав из сварочной ванны.

• недостаточная скорость сварочного процесса;
• слишком большой зазор между торцами соединяемых труб;
• превышение силы тока.

Внимание! Трещины – наиболее опасный вид брака. Могут образоваться в любой точке шва или околошовной области. Располагаются продольно или поперечно.

Подразделяются на микротрещины и трещины. Причины появления: неправильная технология сварки или повышенное содержание вредных примесей.

Особенно опасными являются остатки шлака на поверхности швов, ускоряющие коррозию стали.

Внутренние дефекты. Могут располагаться по отдельности, цепочками, группами. Этот вид брака снижает прочность. Цепочки пор провоцируют разгерметизацию системы.

Ультразвуковая дефектоскопия

Принцип действия ультразвуковых дефектоскопов основан на том, что в среде одинаковой структуры звуковая волна движется в постоянном направлении. При возникновении препятствия волна меняет направление – отражается.

Основные способы ультразвуковой дефектоскопии: эхолокация, теневой, зеркальный, зеркально-теневой, дельта.

Магнитный способ

Заключается в намагничивании исследуемой зоны и изучении магнитного рассеивания при возникновении структурных неоднородностей. Различают следующие подвиды способа:

• Порошковый. Для его реализации применяют опилки железа, которые рассыпают на поверхности сварного шва. При создании магнитного поля частицы железа формируют картину магнитного спектра и сигнализируют о наличии глубинных трещин и пор.
• Индукционный. В этом случае используются искатели, подающие звуковой или визуальный сигнал при рассеивании магнитного потока.
• Магнитографический. Рассеивание потока регистрируется на магнитной ленте, находящейся на шовной поверхности. Поиск дефектов осуществляется сравнением полученных результатов с эталоном.

Как проверить сварной шов на герметичность?

Существует несколько способов проверки герметичности собранного трубопровода.

Герметичность сварного шва проверяется с помощью керосина, имеющего свойство проникать через внутренние поры и трещины. На сварной шов наносят водный меловой раствор с дальнейшим просушиванием. На сторону, противоположную поверхности, обработанной мелом, наносят керосин (в большом количестве). Если сварной шов поврежден, керосин проступит на меловом покрытии.

Проверка воздухом, подаваемым под давлением. Швы смазывают мыльной водой. При подаче сжатого воздуха на негерметичном шве появляются мыльные пузыри.

С помощью газоэлектрического искателя

Этот способ используется для проверки ответственных трубопроводных систем. Для его реализации применяют высокопроницаемый газообразный гелий. Появление газа фиксируется специальным щупом, а его количество определяется с помощью электронного блока.

Как проверить трубы системы «теплого пола»?

Перед укладкой чистового пола обязательно проводят проверку тепловых труб на герметичность. Способ определяется материалом трубопровода.

Проверку металлопластиковых труб проводят в течение суток холодной водой, подаваемой под давлением в 6 бар. Если давление не изменилось, то считается, что система успешно прошла испытание.

Трубопровод из сшитого полиэтилена проверяют холодной водой при давлении, превышающем рабочее в 2 раза, но не менее 6 бар. Давление будет падать. Через полчаса необходимо восстановить проверочное давление. Эта процедура повторяется 3 раза. После третьего раза доводят давление до проверочного и оставляют на сутки. Если после этого протечки не появились, а давление упало не более чем на 1,5 бара, то система считается работоспособной.

После опрессовки трубопровода с холодной водой под давлением проводится дополнительная проверка системы «теплого пола» при максимальной рабочей температуре. Систему разогревают на 30 минут. После этого проверяют на герметичность все цанговые соединения. При необходимости их подтягивают.

Внимание! Стяжку можно заливать после остывания системы. Трубы обязательно должны быть под давлением.

Как правильно варить трубы отопления электросваркой — советы специалистов

В автономных системах отопления, где используется котел с высокотемпературным теплоносителем для соединения труб наиболее часто применяется электрическая сварка. Этот способ соединения стыков труб герметичный и надежный, что особенно важно при сильных термических нагрузках.

Разновидности сварных швов и соединений

Электросварка – способ соединения металлических фрагментов (профилей, труб) методом локального расплавления металла. Он нагревается до нужной температуры с помощью электрической дуги с помощью сварочного аппарата, преобразующего переменный ток в постоянный.

Электрическая дуга образуется на электроде – металлическом стержне. В области действия дуги создается особая среда, которая одновременно плавит металл, но не дает ему контактировать с воздухом и окисляться.

С помощью сварки можно создать герметичное соединение двух труб, при котором вероятность протечки, как при фланцевых или муфтовых стыках. Для этого важно выполнить качественный сварной шов путем сплавления металла на кромках обоих отрезков труб. Сварщики используют несколько основных типов швов, в зависимости от типа металла, толщины свариваемых элементов и их взаимного расположения:

• встык – наиболее распространенный способ сварки труб, при котором они располагаются друг напротив друга, соединяясь сечениями;
• в тавр – два фрагмента трубы располагаются перпендикулярно в форме буквы Т;
• угловое — детали располагаются относительно друг друга под углом 45 или 90 градусов;
• внахлест – один отрезок трубы развальцовывается и надевается поверх другого, затем сваривается.

Важно! Стальные трубы для системы отопления и водоснабжения свариваются встык или угловым соединением. Это дает наиболее надежный и прочный шов.

Кроме способа соединения, различают еще и несколько видов сварного шва, которые используются в тех или иных случаях:

• горизонтальный шов – выполняется при взаимном вертикальном расположении труб (чаще всего используется в установке систем водоснабжения и отопления);
• вертикальный – соединение выполняется при взаимном горизонтальном расположении труб, при котором мастер делает вертикальные движения электродом (снизу вверх, сверху вниз и т.д.);
• потолочный – во время сварки электрод находится под свариваемой деталью, сварщику приходится держать руку над головой;
• нижний – в противоположность потолочному, электрод находится сверху соединяемых деталей.

Самый удобный способ сварки – с помощью нижнего шва, при котором специалист хорошо видит рабочее поле и может поворачивать фрагменты труб для более быстрой и продуктивной работы.

Потолочный шов обычно не используется при обустройстве инженерной системы с нуля, т.к. этот способ достаточно неудобен (сварщик быстро устает, плохо видит рабочее поле, на него могут попадать капли расплавленного металла). Потолочный шов обычно используется для ремонта, когда изношенный или деформированный фрагмент трубы вырезается, а взамен ему приваривается новый.

Несколько советов по выполнению качественной сварки

Качество сварки зависит от правильной подготовке к сварным работам, выбору электродов и технологии процесса, который несколько отличается при соединении стыков.

Выбираем подходящие электроды

От того, какой электрод применяется для сварки, во многом зависит качество сварного шва. Он представляет собой тонкий металлический стержень с особым покрытием. Внутренняя часть электрода служит проводником для создания электрической дуги, а покрытие обеспечивает ее стабильность, а также участвует в создании сварного шва.

По типу сердцевины электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся. В первом случае в основе изделия находится стальная проволока, во втором – вольфрамовый, угольный или графитовый стержень.

По типу защитного покрытия электроды делятся на:

• целлюлозные – маркировка «С» — используются для трудоемких и сложных сварочных работ с трубами большого диаметра, на протяженных технологических магистралях;
• рутилово-кислые – «RA» — наиболее используемый тип электрода для сварки инженерных сетей водоснабжения и отопления;
• рутиловые – «RR» — также могут использоваться для сварки труб водоснабжения и отопления, отличаются большей толщиной и лучшим качеством сварного шва;
• рутилово-целлюлозные – «RC» — дают более прочный шов при использовании вертикального способа соединения;
• универсальные – «В» — подходят для сварки труб различных диаметров и толщины, в широком температурном диапазоне.

Еще одна классификация электродов для сварки – диаметр стержня. От него зависит сила электрической дуги, способная справиться с трубопрокатом определенной толщины:

• 3 мм – электроды подходят для сварки труб толщиной до 5 мм;
• 4 мм – электроды позволяют сваривать толщиной до 10 мм, а также делать многослойные швы металла.

Внимание! Кроме толщины и материала изготовления электрода для качественной сварки нужно учитывать еще и силу тока, которая зависит от способа соединения труб. Например, для простого соединения встык подойдет дуга от 80 до 110 ампер, а для сварки внахлест потребуется переключить аппарат на 120 ампер.

Как выполнить правильный шов

Чтобы сделать качественный шов, необходима правильная подготовка трубы к сварке. Качество кромки труб является определяющим для прочного и герметичного шва.

Например, для сварки встык срез трубы должен быть строго под прямым углом. Перед началом работы его тщательно зачищают наждачной бумагой на 1 см от края трубы, затем удаляют масла, краски, металлической пыли и обезжиривают.

Техника сварки зависит от формы сечения, толщины и диаметра соединяемых труб. Простые круглые трубы для систем отопления свариваются простым непрерывным швом, двигая электрод вдоль поверхности трубы до тех пор, пока два фрагмента не будут полностью сварены.

Для относительно тонкого трубопроката (до 6 мм) подойдет двухслойный шов, при толщине от 6 до 12 мм применяется трехслойная сварка. Массивные и толстые фрагменты трубопровода соединяются четырьмя и более швами.

Швы выполняются поочередно, один за другим. Следующий шов можно начинать только после остывания предыдущего. Чтобы добиться качественного и красивого шва, нужно периодически снимать образующийся в месте сварки шлак, слегка постукивая по трубе молоточком.

Особенности сварки поворотных и неповоротных стыков

Для выполнения качественного поворотного стыка (там, где две трубы соединяются под определенным углом) можно использовать специальный вращатель, который фиксирует и обеспечивает максимально удобный доступ сварщику.

При отсутствии аппарата придется поворачивать трубу вручную, обрабатывая электродом участок сечения трубы 60-110 градусов.

При ручном выполнении поворотного стыка диаметр труб сначала проваривается на 2/4 с внешней стороны в два слоя, затем разворачивают и доваривают стык, используя все три-четыре слоя.

Неповоротный стык делать намного легче: совместить два фрагмента трубы и сделать несколько точек сварки (например, в виде воображаемого креста, или только с двух противоположных сторон). Варить трубу, начиная с нижней точки, двигая электрод к верхнему участку.

Как проверить надежность соединения

Герметичность сварки можно проверить только одним способом – пропустить через трубу воду или газ под давлением и проверить визуально на наличие протечек рабочей среды. Например, если выполняется сварка труб системы отопления, можно присоединить участок трубы к системе и наполнить ее водой. Если на участке сварного шва не покажутся капли воды, сварка выполнена качественно.

Правила техники безопасности при сварке

Процесс сварки с помощью электрического тока несет в себе три потенциальных опасности:

• получение электротравмы при соприкосновении с проводами или электродами под напряжением;
• ожог кожи расплавленным металлом;
• ожог сетчатки глаза дуговой вспышкой.

Чтобы избежать нежелательных последствий, стоит позаботиться об электроизоляции: использовать специальные резиновые коврики и галоши, заземлить сварочный аппарат, изолировать токопроводящие жилы.

Важно использовать средства индивидуальной защиты – специальные перчатки, а также защитный шлем или щиток для лица.