Назначение и применение центраторов для сварки труб

Последствия неправильной сварки

В случае неправильного выбора центратора или несоблюдения правил работы с ним может возникнуть целый комплекс последствий, которые называются дефектами сварки. К ним относятся:

• трещины;
• поры, небольшие полости;
• непровары в результате неполного охвата поверхности металла сварочным аппаратам;
• различные отклонения структуры шва – излишняя выпуклость, смещения, подрезы и другие.

Все эти дефекты неизбежно приведут к тому, что труба не прослужит долго. Последствия усугубляются характером эксплуатации и внешними факторами:

• перепад давлений внутреннего содержимого (воды, нефти, газа и др.);
• перепад температур (внутренних и внешних);
• влияние коррозии.

Проникая в микротрещины, вода и воздух значительно ускоряют процессы разложения металла (коррозии). Это приведет к тому, что труба вскоре даст течь, давление в системе упадет, соответственно, может случиться и прорыв. Поэтому грамотный выбор центратора труб и правильная его эксплуатация на всех этапах сварочных работ – неотъемлемое условие при монтаже трубопроводов всех типов.

Наружные и внутренние

Устройства могут применяться при сварке труб практически любых диаметров. Если габариты небольшие (обычно от 20 до 2000 мм), то устройство крепится вокруг трубы, и тогда речь идет о наружном центраторе.

Наружный центратор

По сути это зажим для труб, который обхватывает их поверхности и обеспечивает неподвижное положение во время проведения монтажных и сварных работ.

Пример использования этого оборудования в работе можно посмотреть здесь.

Наружные центраторы для сварки труб по сравнению с внутренними имеют свои неоспоримые преимущества:

1. они легкие и обладают небольшими габаритами, поэтому их можно легко перемещать в любые места;
2. позволяют работать при любых погодных условиях (от -60 до +60 градусов по Цельсию);
3. обеспечивают качественную сварку не только 2 труб, но и целых водопроводов;
4. монтируется на трубы и демонтируется с них легко и быстро.

Единственным существенным недостатком такого устройства является то, что сварочные работы приходится вести с небольшими перерывами – сначала шов делается на свободной поверхности, затем устройство передвигается и делается новый шок и так далее.

Внутренний центратор

Если же требуется сделать сварку труб больших диаметров (как правило, более 2000 мм), то в работе используются внутренние трубные центраторы, которые крепятся не поверх них, а ставятся прямо внутрь, плотно упираясь в поверхность.

Расположение внутреннего трубного центратора выглядит следующим образом.

Поскольку такое оборудование предназначено для монтажа широких трубопроводов, то и его габариты весьма большие. Соответственно, транспортировать внутренние устройство можно только на транспорте.

Однако у них есть и свое неоспоримое преимущество в сравнении с наружными – поскольку они устанавливаются внутрь трубы, то сварочные работы могут вестись беспрерывно.

Монтажные работы всегда осуществляются с использованием дополнительного подъемного оборудования, как показано на видео.

Стандартная комплектация оборудования представлена следующими элементами:

• штангу;
• жимы для труб;
• кабель;
• манометр для контроля давления;
• электроприводный насос;
• фары.

Принцип работы механизма основан на гидравлическом домкрате (показан на рисунке мелким и крупным планом), который приводится в движение за счет электричества, поэтому его часто называют электрогидравлический центратор труб.

Это устройство выполняет две важные функции:

• Обеспечивает максимальный упор для предотвращения колебаний трубы по время сварочных работ.
• Устраняет прогиб монтируемой трубы, который может произойти в результате опускания грунта или из-за тяжести самой трубы.

Важнейшая техническая характеристика устройства – диаметр центрируемых труб, от которого зависит и масса самого центратора. Эти данные приведены в таблице ниже.

Что такое центратор?

Каждый сварщик знает, что надежное закрепление свариваемых элементов – залог хорошего результата. Если трубы, подготовленные для сварки, не отцентрованы и не закреплены надежно, они могут вибрировать и колебаться в процессе работы. Это приведет к тому, что шов выйдет объемным, слабым и ненадежным. При малейшей нагрузке он может дать течь, а то и лопнуть.

Подобная халатность не допустима даже при монтаже бытовых трубопроводов малого диаметра с незначительным давлением и отсутствием внешней нагрузки. Что же касается промышленных, особенно подземных, магистралей, такая безответственность, в дальнейшем может обойтись очень дорого.

Их задача – надежно зафиксировать стык трубопровода для обеспечения качественного сварного шва.

Соединение и выравнивание металлических деталей с помощью центратора

Центраторы состоят из тела устройства (натяжного механизма), подставки или крюка и отдельных наборных элементов, изменение количества которых позволяет соединять линииразного, в том числе и малого, диаметра.

Данное оборудование закрепляется вокруг стыка двух подготовленных для сварки труб и плотно притягивают с помощью натяжного механизма.

В остальных случаях используется наружный. Это связано с тем, что внутреннее направляющее устройство более дорогостоящее и значительно сложнее в установке.

Отметим так же, что центратор для сварки ППУ труб большого диаметра – устройство довольно громоздкое и тяжелое. Поэтому его использование требует использования дополнительной техники.

Плюсы и минусы

Как и любое устройство, трубные центраторы имеют свои достоинства и недостатки.

К достоинствам относим:

• широкая функциональность. Не требуется приобретение направляющих отдельно для каждого диаметра;
• возможность работы как с металлическими, так и с трубами ППУ;
• качественная и надежная фиксация соединяемых элементов;
• наличие двух модификаций – внутренний и наружный, что позволяет фиксировать отрезки в любых условиях и рабочих пространствах;
• обеспечение качественных сварных швов, которые являются залогом надежности трубопровода.

Центратор для стыковой сварки ППУ труб Недостатки данного оборудования связаны, в первую очередь, с его громоздкостью.

• довольно высокая цена. Однако, отметим, что если сваркой трубопроводов вы занимаетесь постоянно, центраторы окупят себя за короткий срок;
• сложность конструкции. Работа с данным оборудованием требует определенных знаний и навыков;
• громоздкость и большой вес (когда речь идет о сварке труб стальных и ППУ большого диаметра);
• при соединении отрезков большого диаметра требуется использование спецтехники.

Хотя трубные центраторы и имеют ряд недостатков, однако ничего надежнее для сварки трубопроводов, особенно промышленного назначения, не существует. Данное устройство окупит себя с лихвой благодаря монтажу надежных трубопроводов, которые будут служить годами.

Как выбирать?

Чтобы правильно выбрать модель центратора, нужно учесть условия, в которых устройство будет эксплуатироваться:

Диаметр труб. Каждая модель имеет ограничения по диаметру труб, для которых её можно использовать.

• Материал. Так, трубы, имеющие полиуретановое покрытие, нельзя сваривать с применением наружных центраторов, необходимо использовать внутренние.
• Объем работ. Если планируется произвести сбоку трубопровода на участке частного дома, то достаточно использовать самый простой и дешевый вариант – цепной наружный центратор. Если же оборудование приобретается для проведения масштабных работ, то нужно отдавать предпочтение профессиональным моделям.
• Условия эксплуатации трубопровода. Если магистраль будет использоваться для транспортировки сред под давлением более 5 атм, то нельзя использовать устройства с ручным зажимом, требуется применение оборудования с гидроприводом.

Итак, центратор – это необходимое оборудование для проведения сварочных работ, если трубы соединяются встык. Выбирать модель центратора нужно с учетом того, какие трубы будут свариваться, а также с учетом давления транспортируемой среды.

Внутренние

Внутренние центраторы дают возможность механизировать процесс сборки трубопровода, при этом стык целиком доступен для сварки, шов накладывают непрерывно, без установки прихваток. Применение центраторов значительно облегчает работу сварщика, так как позволяет наложить весь шов сразу и без остановок.

В зависимости от размера труб центраторы могут иметь различную конструкцию:

• центраторы внутренние гидравлические – используются для центровки, как отдельных труб, так и секций, а перемещение устройства от стыка к стыку производится при помощи специальной штанги;
• ручные с распорными клиньями — автоматически центрирует трубы, в том числе и с разными диаметрами;
• ножничные – в зависимости от модели и конструкции могут центрировать трубы не только одинакового, но разного диаметра.

Внутренние более равномерно распределяют разницу периметров относительно друг друга по всему стыку. Они способны исправить незначительные вмятины, отклонения от цилиндричности и приводить торцы к правильной окружности.

Если строиться крупный магистральный трубопровод, то используют самоходные гидравлические центраторы. Они способные перемещаться на большие расстояния посредством дистанционного управления.

Внутренние (распорные) центраторы обеспечивают наиболее точное совпадение кромок труб, так как за базу считают внутреннюю поверхность трубы. Достаточно мощные механизмы могут осуществлять выравнивание кромок и используются как расширители. Они повышают степень механизации и производительность сборки практически всех участков трубопровода.

Некоторые другие виды центраторов для сварки труб

Кроме описанных выше двух наиболее распространенных категорий центраторов в общий перечень разновидностей данной техники входят и другие категории, менее популярные и более специфические. Здесь можно упомянуть такие центраторы, как:

• арочные;
• центраторы-струбцины;
• пружинные (для обработки обсадных труб в различных скважинах);
• центраторы для пропиленовых труб.

Таким образом, описанное вспомогательное оборудование для организации качественных сварочных работ представляется очень важным для строительной сферы. От правильности выбора и использования указанных приспособлений зависит в конечном счете прочность, надежность сварных соединений и, как следствие, длительность эффективной эксплуатации многочисленных трубопроводов.

Центраторы скважинные

Центраторы представляют собой устройства, выполняющие опорно-центрирующую функцию. Чаще всего они применяются там, где происходит бурение скважин для забора нефти и газа. Данные устройства устанавливаются на бурильную колонну либо действующий в забое двигатель, направляя их в нужную сторону, что позволяет выпрямить ось скважинного ствола, а при необходимости даже изменить направление скважины.

В зависимости от специфики применения центраторы делятся на два вида: колонные и передвижные. Первые соответственно устанавливаются на колонну, а вторые – на двигатель. При этом колонные центраторы используются при бурении глубоких ровных скважин, а передвижные – при создании наклонных скважин.

Помимо центрирующей и опорной функции, колонные центраторы также выполняют калибровку скважины. Их следует использовать при бурении наиболее глубоких скважин, когда долото попадает под серьезную нагрузку. Колонные центраторы производятся из хромо-никелиевой стали в расчете на труднейшие геологические условия.

Особое отличие колонных центраторов заключается в исполнении: они имеют монолитную конструкцию. При этом их комплектуют тремя специальными лопастями, прошедшими процедуры армирования и прессовки. Они расходятся в стороны, касаясь стен скважины. Для повышения стойкости центратора лопасти обрамляются дополнительным вооружением на концах. Это свойство также гарантирует длительное сохранение центрирующих возможностей устройства. В комплексе армирование и вооружение позволяет повысить прочность и долговечность изделия.

Если колонные центраторы необходимо установить на соединение между упрочненными бурильными трубами (УБТ), то их производят с двумя типами замков – внешней и внутренней резьбой. Для монтажа центратора над долотом оба замка делаются изнутри. Последний тип колонного центратора может снабжаться режущим элементом для калибровки поверхности скважины.

При необходимости изменения направления скважины используются передвижные центраторы. Они изготавливаются на базе анализа поставленной технологической задачи. При этом учитывается необходимый уровень стабилизации ствола скважины и угол изменения её наклона. Такие центраторы состоят из главной муфты, лопастей и цанги. Шесть армированных лопастей располагаются на поверхности муфты. А цанга, имея обычную коническую резьбу, вкручивается в муфту. Обычно это необходимо, чтобы закрепить передвижной центратор на двигателе. При повороте муфты цанга начинает сжиматься, надежно закрепляя корпус двигателя. С этой же целью на внутренней поверхности цанги делают продольные полосы из сплава вольфрама и кобальта.

Резьба цанги имеет ступенчатый тип, благодаря чему при достижении максимального вкручивания происходит заедание. Как правило, степень усилия для этого должна достигать 100-500 кН, а различна из-за момента свинчивания, который обычно равен от 23 до 56 кН.м.

Как видно, передвижные центраторы имеют довольно простое строение, выполняя при этом очень ответственную задачу. Именно простота устройства гарантирует удобство при выполнении работ и необходимый уровень надежности.

Непременно стоит отметить маркировку, проставляемую на центраторах. Она зависит от типа пород, через которые способно проходить устройство. Например, маркировка МС говорит о возможности прохода центратора через мягкие пласты пород, имеющие прослойки средней жесткости. Маркировка С обозначает центраторы, работающие с породами средней жесткости, а буквой Т маркируются центраторы для максимально твердых пород.

Цели сбора персональной информации пользователя

4.1. Персональные данные Пользователя Администрация может использовать в целях: 4.1.1. Идентификации Пользователя, зарегистрированного на сайте rucentrator.ru для его дальнейшей авторизации, оформления заказа и других действий. 4.1.2. Предоставления Пользователю доступа к персонализированным данным сайта rucentrator.ru. 4.1.3. Установления с Пользователем обратной связи, включая направление уведомлений, запросов, касающихся использования сайта rucentrator.ru, оказания услуг и обработки запросов и заявок от Пользователя. 4.1.4. Определения места нахождения Пользователя для обеспечения безопасности, предотвращения мошенничества. 4.1.5. Подтверждения достоверности и полноты персональных данных, предоставленных Пользователем. 4.1.6. Создания учетной записи для использования частей сайта rucentrator.ru, если Пользователь дал согласие на создание учетной записи. 4.1.7. Уведомления Пользователя по электронной почте. 4.1.8. Предоставления Пользователю эффективной технической поддержки при возникновении проблем, связанных с использованием сайта rucentrator.ru. 4.1.9. Предоставления Пользователю с его согласия специальных предложений, информации о ценах, новостной рассылки и иных сведений от имени сайта rucentrator.ru. 4.1.10. Осуществления рекламной деятельности с согласия Пользователя.

Применение

Центраторы имеют обширную сферу применения. Это обусловлено тем, что они рассчитаны на сварку труб различных типов и диаметров. Ввиду этого их применяют при сборке трубопроводов в коммунальной и нефтегазодобывающей сферах. Центраторы служат для фиксации смежных фрагментов трубопровода при сварке.

Актуальность данных инструментов определяется большой сложностью совмещения соединения фрагментов магистральных трубопроводов путем сварки, особенно большого диаметра. Это обусловлено провисанием ввиду малой жесткости соединяемых фрагментов. Этого необходимо избежать, обеспечив соосность. В противном случае значительно снизится качество соединения. Причем нужно учитывать, что соосность далеко не всегда означает параллельность.

Фиксация фрагментов обеспечивает стабильные размеры зоны сварки. К тому же, если используется центратор для сварки, с внутренней стороны стыка не формируются перепады, вызывающие турбулентность потока и повышающие сопротивление при эксплуатации трубопровода. То есть названные дефекты ухудшают гидравлические параметры, вследствие чего требуется более мощное насосное оборудование.

Точное позиционирование обеспечивает одинаковую ширину сварочного шва по окружности в отсутствии подрезов, непроваров, наплывов, что повышает прочность. К тому же благодаря этому допустимо применение механизированной сварки.

Предмет политики конфиденциальности

3.3. Сайт защищает Данные, которые автоматически передаются при посещении страниц: — IP адрес; — информация из cookies; — информация о браузере — время доступа; — реферер (адрес предыдущей страницы).

3.3.1. Отключение cookies может повлечь невозможность доступа к частям сайта , требующим авторизации.

3.3.2. Сайт осуществляет сбор статистики об IP-адресах своих посетителей. Данная информация используется с целью предотвращения, выявления и решения технических проблем.

3.4. Любая иная персональная информация неоговоренная выше (история посещения, используемые браузеры, операционные системы и т.д.) подлежит надежному хранению и нераспространению, за исключением случаев, предусмотренных в п.п. 5.2. и 5.3. настоящей Политики конфиденциальности.

Выбор подходящего центратора

Чтобы не ошибиться с выбором, нужно учитывать рекомендации специалистов:

1. Для работы с трубами ППУ большого размера внутренние центраторы вне конкуренции.
2. При диаметре труб превышающем 0,8 м стыковку рекомендуется производить жесткими арочными или многозвенными устройствами наружной установки. При меньших размерах достаточное усилие прижима обеспечат эксцентриковые варианты.
3. Если давление перекачиваемого вещества превышает 5 атм, выбирается центратор с гидравлическим зажимом.
4. При повышенных требованиях к качеству сварного соединения (например, эллипсности) выбирается цепной центратор.
5. По универсальности первое место занимают приспособления цепного типа.

Приобретение центратора необходимо, если приходится часто заниматься прокладкой или ремонтом трубопроводов. Высокая стоимость дополнительного оборудования многократно окупится за счет снижения расходов на ремонт и увеличения срока службы коммуникаций водо и теплоснабжения.  Особенно если они проложены под землей.