Jakie techniki spawania rur są obecnie stosowane?

Spawanie rur jest stosowane w różnych sektorach, w tym w budownictwie, przemyśle naftowym i gazowym, wodnym, produkcyjnym i energetycznym. Jest to kluczowy i wyspecjalizowany proces wytwarzania.

Producenci muszą zrozumieć wiele procesów spawania, aby wytwarzać swoje towary w najlepszy i najbezpieczniejszy możliwy sposób. Zastosowanie, materiał, temperatura, dostępność materiału wypełniającego i inne czynniki odgrywają ważną rolę w określeniu, które podejście jest najlepsze. Aby pomóc Ci lepiej zrozumieć ten problem, poniżej przedstawiono pięć procedur spawania rur oraz różnice między nimi.

Dlaczego spawamy rury?

Spawanie to wydajna technologia łączenia, która oferuje producentom szereg korzyści. Spawanie eliminuje potrzebę stosowania łączników między odcinkami rur, dzięki czemu produkcja jest mniej pracochłonna i bardziej opłacalna.

Spawane rury mają lepszy przepływ, ponieważ złączki zwiększają opór przepływu płynu przez rurę. Ta uproszczona część jest również mniej podatna na przecieki i pęknięcia. Rury spawane są również bardzo łatwe i szybkie w naprawie, ponieważ nie wymagają demontażu ani ponownego montażu.

Poniżej przedstawiono pięć metod spawania rur:

Spawanie łukiem metalowym w osłonie (SMAW)

Ręczne spawanie łukiem (MMA lub MMAW), spawanie łukowe w osłonie topnika, a nawet spawanie rurowe i elektrodowe to nazwy spawania SMAW.

W tej technice elektroda jest topiona przez ciepło wytwarzane przez łuk elektryczny. Ten stopiony materiał jest ostrożnie nakładany na części metalowej rury, aby je połączyć. Podstawową zaletą spawania metodą SMAW jest to, że nie wymaga żadnego topnika ani gazu osłonowego — jest łatwe, przenośne i wymaga minimalnego wyposażenia.

Jednak ze względu na zmniejszoną część podejście SMAW jest mniej produktywne niż inne. Spawacze muszą również sprawdzić, czy ich spawarki są wyposażone w odpowiednią elektrodę do materiału.

Spawacze muszą również wziąć pod uwagę stabilność łuku, głębokość wtopienia, szybkość osadzania metalu i możliwości pozycjonowania podczas wykonywania spoiny wysokiej jakości. Istotny wpływ na te czynniki ma skład chemiczny powłoki topnika na elektrodzie.

Spawanie łukowe z metalem gazowym (GMAW)

Spawanie gazem w osłonie obojętnej (MIG) i spawanie w osłonie gazu aktywnego (MAG) to dwie techniki spawania łukiem (GMAW). Stosują one gaz osłonowy wzdłuż elektrody, ogrzewając dwa łączone odcinki metalowych rur.

Ponieważ jest wykonywany przy użyciu częściowo lub całkowicie zautomatyzowanych urządzeń, proces ten jest szybszy, bardziej wszechstronny i bardziej produktywny niż SMAW. Zapewnia również doskonałe tempo osadzania, minimalne ryzyko uwięzienia żużla i niskie wytwarzanie oparów.

Jednak, aby utworzyć wysokie spoiny, ta technika wymaga dodatkowej kontroli ze strony spawacza. Jego narzędzia wymagają również stałego napięcia i bezpośredniego zasilania. Nie da się tego zrobić na zewnątrz bez osłon, ponieważ gaz spawalniczy może być rozpraszany przez wiatr.

Spawanie łukowe drutem proszkowym (FCAW)

Technika spawania łukowego z rdzeniem topnikowym (FCAW) łączy drut elektrodowy z metalowymi odcinkami rur, wykorzystując ciepło wytwarzane przez łuk elektryczny. Ten łuk elektryczny jest używany do stopienia zarówno stale podawanego drutu, jak i metalowej powierzchni.

Ta metoda jest podzielona na dwie podkategorie: FCAW samoosłonowe i FCAW osłonięte gazem. Technika z osłoną gazową wykorzystuje półautomatyczne urządzenia do zwiększania prędkości i wydajności, jednak wiatr może zakłócać działanie gazu osłonowego i powodować problemy z porowatością. Nie wykorzystując gazu osłonowego, podejście samoosłonowe pozwala tego uniknąć, chociaż ogólnie jest mniej produktywne.

Zaletą spawania FCAW jest to, że lepiej nadaje się do spawania na wolnym powietrzu i grubszych materiałów. Jest również bardziej przenośny i dostępny niż metoda GMAW. FCAW pokonuje GMAW pod względem szybkości stapiania i stabilności łuku. Wymaga również mniejszego przygotowania i czyszczenia rur metalowych niż inne metody.

Wadą stosowania tego podejścia jest to, że uwalnia toksyczne gazy, które mogą zmniejszać widoczność spoiny podczas pracy. Wytwarza również więcej dymu niż inne metody. Porowatość może wystąpić, jeśli gaz nie rozproszy się przed stwardnieniem spoiny. Inną wadą jest ilość powstającego żużla, który musi być usuwany z każdej warstwy spoiny. Nie zaleca się spawania cieńszych materiałów rurowych.

Spawanie łukiem krytym

Jest to półautomatyczna technika spawania z niewidocznym łukiem spawalniczym. Podczas tego procesu między stale zasilaną elektrodą a metalową rurą powstaje łuk elektryczny. Łuk pokryty jest warstwą sproszkowanego topnika. Kiedy ten topnik się topi, działa jak przewodnik między metalem a elektrodą, chroniąc strefę spawania.

W rezultacie łuk elektryczny jest „zanurzony” pod warstwą topnika. Ponieważ śledzenie jest trudne, jest to technika trudniejsza do wykonania. Zapewnia jednak największą szybkość stapiania ze wszystkich dostępnych technik spawania rur, a także dobre, wolne od wad spawanie.

Ta technika jest odpowiednia do zastosowań, które wymagają spoin czołowych wzdłużnych i obwodowych, a także dla wykwalifikowanych spawaczy. Jest najczęściej stosowana w produkcji materiałów na rury przewodowe i zbiorniki ciśnieniowe.

Spawanie wolframem w osłonie gazów obojętnych (TIG)

Spawanie wolframem w osłonie gazów obojętnych (TIG), znane również jako spawanie łukiem wolframowym w osłonie gazów (GTAW), jest najczęściej stosowaną techniką spawania metali nieżelaznych. Tworzy spoinę za pomocą stałej elektrody topliwej. Ta procedura trwa dłużej niż nawet SMAW.

Spawanie TIG jest niezwykle wszechstronne, ponieważ może być stosowane do szerokiej gamy metali. Generuje również wysokiej jakości spoiny, dzięki czemu idealnie nadaje się do ważnych i precyzyjnych zadań spawalniczych.

Ponieważ jednak jest całkowicie ręczny, jego jakość w dużym stopniu zależy od umiejętności spawacza. Ponadto charakteryzuje się niższymi wskaźnikami osadzania oraz większymi kosztami sprzętu i robocizny niż inne techniki.

Pomoce spawalnicze przydatne podczas spawania rur: