Центраторы. Центратор наружный для труб: виды, характеристика Внутренние центраторы для труб

Главная

Выгребная яма

Идеальное качество сварного шва особенно важно при проведении трубоукладочных работ. С этой целью были разработаны центраторы для сварки труб. По-настоящему важность такого специального оборудования могут оценить разве что только профессиональные сварщики, занимающиеся проведением магистральных и местных трубопроводов. Ведь «на глазок» абсолютно точно совместить кромки труб крайне сложно.

Нетрудно догадаться, что кроме главной задачи механические приспособления для точного центрирования трубных торцов и образования плотных стыков решают еще одну задачу. Данное оборудование, поддерживающее точное примыкание кромок друг к другу не только перед, но и во время сварки, позволяет существенно ускорить этот процесс.

Назначение и функциональные особенности центраторов

Высококачественная сборка трубопровода начинается вовсе не с качественной сварки. Как бы хорошо ни была выполнена указанная операция, без предварительно проведенной регулировки соосности двух соединяемых фрагментов труб трудно надеяться на положительный результат.

Особо важна точность стыковки цилиндрических магистральных труб, предназначенных для транспортировки природного газа, перекачки нефтепродуктов, химических веществ и других материалов, опасных для здоровья человека. В этом случае наличие приспособлений для безупречной сварки является не приятным дополнением для удобства работников, а насущной необходимостью.

Точное совпадение металлоконструкций по общей оси обеспечивается именно контрольно-фиксирующим приспособлением в виде центратора.

Сварные стыки труб: а – поворотный, б – неповоротный, в – горизонтальный.

Диапазон рабочих размеров труб, обслуживаемых данным оборудованием, весьма обширен. В частности, центраторы для , в зависимости от своей конструкции и габаритов, способны обрабатывать изделия в пределах их диаметров от 25 мм до 6000 мм.

Любой центратор для сварки выполняет еще одну важную функцию. Благодаря жесткому захвату трубного корпуса это устройство предотвращает крайне нежелательное дрожание и колебание обрабатываемого объекта. Если этим условием во время сварки пренебречь, то при малейшей нагрузке в будущем полученный шов может лопнуть. Наверное, не стоит описывать последствия образования малозаметных микротрещин на стыках и их уязвимости при первых же рабочих нагрузках.

В настоящее время все самые востребованные центраторы разделяются на внешние (наружные) и внутренние. Их названия полностью отвечают месту монтажа указанного оборудования: наружные механизмы крепятся на внешней стороне трубы, внутренние выполняют свои функции, находясь в трубных полостях.

Вернуться к оглавлению

Отличительные особенности наружных центраторов

Наружный центратор представляет собой своего рода большой зажим, который способом обхвата цилиндрической конструкции удерживает концы двух труб в фиксировано-соосном положении. По сравнению с внутренним центратором наружный вариант более легок в установке и удобен в эксплуатации.

Еще одной немаловажной характеристикой данного типа центраторов является их способность технически выправлять края трубы, по какой-то причине приобретшие вид неправильного эллипса. Без устранения такого дефекта практически невозможно обеспечить высококачественный и максимально прочный сварочный шов.

В зависимости от толщины стенок труб и их общих диаметров наружные центрирующие устройства подразделяются на несколько групп.

Технически самой простой категорией таких центраторов является категория звенных устройств. Внешне они напоминают многогранник, снабженный внутренней системой колец-звеньев. В зависимости от типа свариваемого объекта эти звенья могут быть либо одинаковой, либо разной длины, а их количество зависит от диаметра трубы.

Данный тип центраторов применяется для работ с трубами диаметром 50-1500 мм. Закрепляется такое приспособление на корпусе трубы с помощью специальных прижимов.

Наружные звенные центраторы гидрофицированные представляют собой продвинутый вариант стандартных звенных устройств. Они отличаются от «основы» тем, что их затягивают на трубе не руками, а с помощью ручного домкрата. Благодаря этому центратор обжимает металлический цилиндр с большим усилием, что положительно сказывается на качестве работы. Отлично стыкует друг с другом трубы в диапазоне диаметров от 72 см до 162 см.

Целям устранения нежелательной эллипсности труб служит модернизованный вариант звенных гидрофицированных центраторов. Он предполагает использование в данном приспособлении электрического или пневматического домкрата. Группа цепных центраторов объединяет приспособления, работа которых основана на применении цепи, затягиваемой вокруг свариваемых труб. Достоинством данного вида является его универсальность. Цепные центраторы способны работать с трубами самых разных диаметров в пределах от 90 мм до 1000 мм.

Эксцентриковые центраторы применяются для сварки труб большого сечения. Основу их составляют две стальные дуги. В отличие от звенных центраторов, в которых фиксация звеньев осуществляется специальными крюками, дуги в эксцентриковых устройствах при настройке под заданную трубу стягиваются дополнительной регулировочной перемычкой. Стоит отметить, что один и тот же центратор с эксцентриком может использоваться в работе с трубами нескольких диаметров. Этот фактор делает указанное приспособление более удобным, но и более дорогостоящим.

Вернуться к оглавлению

Особенности устройства и применения внутренних центраторов

Этот тип центрирующих приспособлений относится к технически более сложному, в сравнении с наружными центраторами, монтажному вспомогательному оборудованию. Воздействие на стенки труб указанные центраторы осуществляют изнутри свариваемого цилиндра.

Принципиально функционирование данного оборудования выглядит следующим образом. К жимкам – рабочим органам внутреннего центратора, расположенным в два ряда по всему внешнему диаметру приспособления – посредством гидравлической системы передается определенное усилие. С заданной силой сжатия жимки распирают изнутри трубные торцы.

Таким образом, трубы надежно фиксируются в определенном, соосном друг к другу положении до момента окончания сварки. Благодаря большому гидравлическому усилию, подаваемому на жимки, указанное оборудование хорошо справляется с уже упомянутой выше технологической задачей: корректирует эллипсоидное сечение трубы в сторону правильной цилиндрической конфигурации.

При установке внутри трубопровода такой центратор закрепляется на краю одной трубной секции, а другая секция надвигается на приспособление. В момент фиксации обеих секций между торцами труб остается заданный технологический зазор, необходимый для проведения сварки.

Внутренний центратор перемещается в полости трубопровода при помощи специальной механической штанги. Для протягивания механизма, который обычно отличается достаточно большим весом, применяют различную спецтехнику (в том числе трактора).

Перемещение происходит по всей протяженности трубопровода, поэтому данное вспомогательное оборудование предназначено, как правило, для продолжительного процесса трубоукладки. При этом сварка производится практически без существенных перерывов.

Внутренние центраторы хорошо ведут себя при значительных перепадах температур. Их успешно эксплуатируют в температурном диапазоне от -40 до +45°С.

Роль качественных материалов при укладке трубопровода сложно переоценить. От качества сварного шва напрямую зависит работоспособность всей системы. Чтобы обеспечить качественную сварку шва трубы, используются специальные приспособления – центраторы. В данной статье речь пойдет о том, что такое центраторы для сварки труб, и особенностях их применения.

В полной мере оценить достоинства центраторов могут только профессиональные сварщики, которым по долгу службы приходится укладывать различные трубопроводы. Все дело в том, что точная сварка труб требует твердой руки и невероятной концентрации – а добиться этого удается далеко не всегда.

Чтобы избавиться от этой проблемы, применяются центраторы, которые не только обеспечивают точное соединение труб, но и существенно упрощают это занятие, позволяя избежать огромного количества лишних и не очень эффективных действий.

Назначение и устройство центраторов

Монтаж трубопровода – это сложный процесс, включающий в себя несколько этапов. Сварка является всего лишь одним из этих этапов, не более того. До начала сварки требуется качественная регулировка соосности соединяемых частей труб, от которой зависит качество будущей конструкции.

Высокая точность стыковки требуется любым системам, но особенно важным этот параметр становится при обустройстве трубопроводов, по которым будут транспортироваться опасные вещества – природный газ, нефтепродукты, химические вещества и прочее сырье.

При таких исходных данных наличие устройств для качественной сварки является не опцией, а необходимостью. Для совмещения отдельных элементов конструкции относительно оси используется центратор – специальное контрольно-фиксирующее приспособление.

Центраторы могут работать с самыми разными размерами труб. Правильно подбирая модели устройств в зависимости от габаритов трубопровода, можно сваривать элементы диаметром от 25 до 6000 мм. Фактически, при необходимости не составит особых проблем найти приспособление для обработки любой трубы, каких бы размеров она не была.

Помимо совмещения двух частей трубы, центратор выполняет еще одну функцию, роль которой не уступает предыдущей. Для качественной сварки материалов необходима жесткая фиксация соединяемых элементов. Центратор для сварки труб своими руками имеет специальный захват, полностью исключающий различные колебания и дрожания обрабатываемых деталей. Это крайне важный момент – малейшие движения при обработке труб могут стать причиной образования плохого сварного шва, который разрушится еще при тестовом запуске системы, не говоря уже о рабочих нагрузках.

Все центраторы делятся на два вида:

Внешние . Как следует из названия, такие приспособления устанавливаются с наружной части свариваемых конструкций и надежно их фиксируют.
Внутренние . Этот тип центраторов, соответственно, удерживает соединяемые части трубопровода в неподвижном состоянии изнутри.

Особенности внешних центраторов

Внешний центратор визуально напоминает крупный зажим, который особым образом захватывает обрабатываемые трубы и держит их в заданном положении. Такое устройство отличается удобством установки и простотой эксплуатации от аналогов, которые запускаются во внутреннюю полость трубы.

Кроме того, центраторы, устанавливаемые снаружи, могут не только фиксировать два конца трубы. В круг задач данных приспособлений входит также выпрямление края трубы, если тот из идеально круглого по какой-то причине приобрел форму эллипса. Это очень важная задача – если ее не решить, о хорошем качестве сварного шва можно будет даже не думать.

Наружные центраторы для сварки труб имеют несколько видов, в зависимости от толщины стенок свариваемых элементов и их диаметров:

Звенные . Это один из простейших видов центраторов. При внешнем осмотре данные устройства выглядят как многогранник, внутри которого находятся кольца-звенья. Длина звеньев варьируется в зависимости от размера обрабатываемых объектов, а количество определяется диаметром трубы. Такие устройства используются для соединения труб диаметром от 50 до 1500 мм – отличный центратор для труб малого диаметра.
Гидрофицированные звенные . Такие приспособления являются улучшенной версией предыдущих. Основное отличие заключается в способе фиксации, которая осуществляется не вручную, а при помощи домкрата. В результате сила стяжки получается выше, что напрямую улучшает качество работы. Данные центраторы подходят для обработки труб диаметром от 720 мм до 1620 мм.
Модифицированные звенные гидрофицированные . Еще более доработанная версия центратора. Основным применением данных устройств является выравнивание краев труб, имеющих форму неправильного эллипса. Наружный центратор для труб может управляться пневматическим или электрическим домкратом. Допустимый диаметр свариваемых при помощи такого приспособления труб может варьироваться в пределах от 90 до 1000 мм.
Эксцентриковые . Данная категория устройств рассчитана на соединение труб, имеющих большое сечение. Основным рабочим элементом эксцентриковых центраторов являются две металлических дуги. Если в звенных устройствах для фиксации используются крюки, то дуги в эксцентриковых приспособлениях стягиваются при помощи специальной регулировочной перемычки, что делает их более универсальными (правда, и более дорогостоящими).

Особенности внутренних центраторов для сварки труб

Данные приспособления отличаются конструктивной сложностью по сравнению с наружными центраторами. Внутренние центраторы для сварки труб устанавливаются во внутренней полости свариваемых деталей трубопровода.

Принцип работы такого оборудования не столь прост, как в случае с внешними устройствами. Основным рабочим элементом являются жимки – детали, которые установлены в два ряда на внешней части устройства. При помощи встроенной гидравлики на жимки подается усилие, за счет которого осуществляется распорка и фиксация краев свариваемых труб.

Такое воздействие позволяет удерживать обрабатываемые части трубопровода на одной оси вплоть до того момента, пока сварка шва не будет завершена. Кроме того, давление на трубы изнутри позволяет решать проблему, которая уже упоминалась выше – распрямление изогнутых краев монтируемых деталей.

Чтобы установить трубный центратор во внутренней поверхности трубопровода, одна его часть фиксируется на краю трубы, а на вторую надвигается следующая секция. Фиксация обеих частей свариваемых труб осуществляется так, чтобы между ними оставался требуемый для соединения зазор.

Внутри поверхности трубопровода центратор передвигается посредством специальной штанги. Учитывая немалый вес всей конструкции, для ее перемещения приходится пользоваться спецтехникой (например, тракторами).

В конечном итоге внутренний центратор проходит по всем участкам соединяемого трубопровода. Специфика данного устройства делает его использование оправданным только при длительной прокладке большого трубопровода – в таком случае проведение сварочных работ может выполняться практически непрерывно.

Другие виды центраторов

Помимо уже упомянутых центраторов, имеющих наибольшее распространение, есть и несколько других приспособлений, которые имеют более узкую специализацию:

Арочные центраторы;
Центраторы-струбцины;
Пружинные центраторы;
Центраторы для полимерных труб.

Устройства данных типов не столь популярны, но и для них в строительстве находится применение – в конце концов, для качественного соединения частей трубопровода стоит приложить максимум усилий, чтобы в дальнейшем не испытывать проблем, возникших из-за плохого сварного шва.

Заключение

Такие вспомогательные устройства, как центраторы для сварки труб, являются крайне полезными при проведении масштабных сварочных работ. В борьбе за лучший результат все средства хороши, и центраторы – это одно из подходящих средств, обеспечивающих надежное соединение частей трубопровода и компенсирующих некоторые недостатки исходных материалов.

Обязательным условием для проведения трубоукладочной работы является наличие высококачественного сварного шва. Чтобы добиться такого результата необходимо использоваться центраторы .

Эффективность приспособлений особенно оценена профессиональными мастерами, которые проводят магистральные и местные трубопроводные работы, поскольку на глаз достаточно трудно определить, совпадет ли кромка одной трубы с другой.

Центратор для сварки труб – это специальное приспособление, главной функцией которого является обеспечение нужного совпадения, но не параллельности двух кромок необходимых деталей, прежде чем начинать их сваривать.

Использование центратора для сварки труб.

Благодаря данной процедуре размер в месте выходит стабильным, что позволяет провести механизацию процесса. Помимо того, с применением центратора отсутствует перепад внутренних диаметров на шве.

Благодаря этому не возникает турбулентность в потоке рабочей среды во время перекачки через трубопровод. Также уменьшается коэффициент сопротивления. В результате получается достаточно мощная работа насоса в магистральном трубопроводе.

Любая конструкция центратора, чтобы сварить трубопровод должна иметь:

Надежную фиксацию всех привариваемых деталей друг с другом.
Точное соединение на стыке.
Удобный монтаж и демонтаж.
Долгосрочность, без влияния внешних факторов либо частоты эксплуатации.

Виды центраторов для сварки

Выделяют несколько способов классификации центраторов, чтобы сваривать трубопровод. Их классификация на виды заключается в делении по фиксированию и способу крепления.

Центратор для сварочных работ.

В первом способе оборудования делятся на внутренние и наружные:

Внутренний центратор крепится внутри свариваемых элементов, чтобы зафиксировать в необходимом положении трубу либо другой материал.
Внутренние центраторы трубопроводов также применяют для больших диаметров. Они обладают сложной структурой и подразумевают наличие дополнительного гидравлического насоса, двигателя и специальных крепежных систем.
Внешний центратор огибает шов с внешней стороны трубы.
Он выглядит как большой зажим под универсальное изделие. Отличается простотой и удобством в эксплуатации. Используют для сваривания труб с малейшим диаметром.

Внешние оборудования, в свою очередь, могут делиться на подвиды, в зависимости от способа крепления стыков и размеров труб в диаметре:

цепная конструкция – в наличии присутствует цепь, благодаря которой крепится и фиксируется отрезок для сварочных работ;
звеньевая – представляет собой набор из звеньев, за счет которых регулируется и передвигается труба для более удобного положения ;
эксцентриковая – состоит из пару дуг из металла, перетянутых между собой перемычкой.

К дополнительным видам центраторов трубопровода можно отнести мобильное бытовое устройство с маленьким диаметром, а также внешнее оборудование с пружинной обсадной.

Как выбрать агрегат?

Подбор центратора для сваривания трубопровода является одной из самых трудных задач, чтобы правильно обустроить водопровод, канализацию либо другую коммунальную коммуникацию. Данная конструкция дает возможность ровно соединить одну трубу с другой под правильным углом наклона, благодаря чему шов будет надежным и долговечным.

Чертеж сварки при помощи центратора.

Существует две основные особенности в этом выборе:

Необходимо определить сечение труб.
Важно правильно выбирать размер труб с большим диаметром, поскольку он должен быть одинаковым с сечением другой трубы для сваривания. Под работу с малым диаметром понадобится открытое оборудование, для большого – лучше выбирать закрытый агрегат. Последний способ более трудный в управлении, однако надежно фиксирует элементы.
При выборе между цепным, звеньевым либо эксцентричным оборудованием, необходимо руководствоваться своими финансами и планируемым объемом эксплуатации.
Первый вариант достаточно дешевый, многофункциональный, но не надежный. Второй – золотая середина рассматриваемых агрегатов. Самые дорогие и качественные – это эксцентричные устройства. Их особенность заключается в том, что они облегченные снаружи, что позволяет быстрее и качественнее справляться с поставленной задачей.

Итог

Исходя из всего вышесказанного, можно подвести итог, что использование внутренних центраторов для сваривания труб делает процесс организованным и качественным, что немаловажно такой сфере деятельности как строительство.

Благодаря правильному выбору данного изделия и применения всех рекомендаций, результат получится прочным и надежным, что увеличит во времени эффективную эксплуатацию трубопровода.

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.

Виды центраторов

Существует два способа деления трубных центраторов на подвиды. Их подразделяют исходя из области фиксации и способа закрепления.

По области фиксации направляющий механизм для труб ППУ или металлических может быть внутренний и наружный.

Внутренние устройства устанавливают внутри соединяемых отрезков для фиксации в правильном положении труб ППУ или из любых других материалов. Данное оборудование используют, как правило, на трубопроводах большого диаметра. Оно имеет достаточно сложную конструкцию и предусматривает наличие гидравлических насосов, двигателя и фиксирующих механизмов.
Наружный центратор обхватывает сварной стык снаружи. Он представляет собой довольно массивный зажим универсальной конструкции. Он более прост и удобен в применении.

Центратор внутренний

Если внутренние механизмы могут работать только за счет гидравлических насосов, то наружные можно подразделить еще на несколько категорий по способу крепления на стыках труб ППУ или любых других изделий большого и малого диаметра.

цепные. Вокруг стыка с помощью специальных натяжных закрепляется цепь, которая и фиксирует отрезки для сварки;
звеньевые. Данное устройство состоит из набора звеньев, которые могут передвигаться и регулироваться, исходя из диаметра трубы;
эксцентриковые. Такие центраторы состоят из двух металлических дуг, которые стягиваются перемычкой.

Кроме основных, наиболее часто используемых направляющих, существует еще несколько менее популярных устройств:

наружный центратор пружинный обсадной. Используется, как правило, при вертикальном бурении, для соединения труб скважины ППУ. Такое оборудование имеет вид разрезанной по периметру металлической трубы с выпуклостью в местах разрезов. Именно эта выпуклость придает оборудованию пружинный эффект;
мобильные бытовые устройства для соединения труб ППУ малого диаметра.

Установка агрегата

Установка внешних центраторов несколько отличается от внутренних. Она выполняется более просто и быстро.

Процесс сварки металлических труб с помощью внутреннего центратора

Порядок монтажа внутреннего устройства:

Зачищаем соединяемые стыки.
Фиксируем агрегат в одном из элементов.
Фиксируем пружинный центратор возле края одного из отрезков.
Устанавливаем второй элемент вплотную к первому.
Запускаем двигатель. Гидравлические насосы сжимают отрезки, выравнивая по уровню за счет внутреннего диаметра.
Варим стык.

Порядок монтажа наружного устройства:

Подготавливаем стыки.
Устанавливаем агрегат.
Выравниваем отрезки по уровню.
Поджимаем болты центратора.
Проверяем правильность соединения.
Зажимаем натяжные до упора.
Приступаем к сварным работам.

Как выбрать центратор?

Выбор центратора для сварки труб, пожалуй, одна из главных задач при обустройстве водопровода, канализации или теплопровода.

Центратор для сварки полипропиленовых труб

Именно это оборудование позволит герметично соединить трубы и выдержать правильный угол уклона, что является залогом надежности и долговечности любого трубопровода. Нюансы таковы:

Определитесь, с трубами какого сечения вам придется иметь дело. Для работы с элементами малого диаметра (до 500 мм) вполне подойдет открытый агрегат. Для соединения изделий от 500 мм лучше использовать закрытое устройство. Оно более сложно в управлении, но обеспечивает более надежную фиксацию.
Чтобы выбрать между цепными, звеньевыми и эксцентричными моделями – определитесь с объемом работы и толщиной своего кошелька. Цепные модели – самые дешевые, наиболее функциональные, но наименее надежные. Средними по всем параметрам являются звеньевые устройства. Наиболее дорогие, но наиболее надежные – эксцентричные центраторы. Однако для бытовых трубопроводов выбрасывать 150-200 долларов на вспомогательное оборудование – как минимум не рационально.

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.

Стыковое соединение элементов магистральных трубопроводов, особенно для труб больших диаметров – сложная задача. Малая жёсткость соединяемых участков предопределяет проблемы с провисанием труб, а малейшая их несоосность ухудшает качество соединения, с последующими тяжёлыми последствиями. Поэтому перед соединением смежные участки трубопровода требуется надёжно и правильно зафиксировать. Эту роль и выполняют центраторы для сварки труб.

Эффективность центраторов и их виды

Функция центратора – обеспечить необходимое совпадание (не параллельность!) осей труб перед началом их сварки. Вследствие этого размеры свариваемой зоны получаются стабильными, поэтому процесс можно механизировать. Кроме того, с использованием центраторов исключаются перепады внутреннего диаметра в месте стыка. Следовательно, исчезают очаги возможной турбулентности потока рабочей среды при её перекачке по трубопроводу, а также снижается значение коэффициента сопротивления. В итоге удельная мощность насосного оборудования магистрального трубопровода также снижается.

К конструкции центраторов предъявляются следующие требования:

Надёжность фиксации свариваемых участков между собой.
Точность присоединения стыков.
Удобство монтажа и демонтажа.
Долговечность, причём независимо от условий их использования.

Классификация наиболее распространённых типов центраторов может быть произведена по следующим параметрам:

По технологическому назначению. Выпускаются центраторы для внутреннего и внешнего диаметров труб;
По конструктивному исполнению. Соединяемые участки трубопроводов могут быть прямыми, а могут располагаться и под некоторым углом друг к другу;
По количеству точек фиксации. Для труб сравнительно небольших диаметров возможна односторонняя фиксация, в то время как трубы диаметром свыше 400…600 мм должны фиксироваться с обеих сторон;

Применение центраторов несколько увеличивает себестоимость сварочных работ, но это–единственный недостаток рассматриваемых приспособлений. Кроме того, вес большинства промышленных моделей центраторов может достигать сотен килограммов, поэтому их монтаж и эксплуатация требует применения грузоподъёмных устройств или механизмов.

Наружные центраторы для сварки труб

Такие устройства (обозначаются буквами ЦН с последующим указанием предельного значения внешнего диаметра в мм) представляет собой разъёмную многозвенную конструкцию, которая отличается различным способом соединения свариваемых концов труб. Наибольшее применение получили следующие разновидности наружных центраторов:

Центраторы многозвенного типа , предназначенные для соединения трубопроводов с наружным диаметром до 2000 мм. Состоят из комплекта звеньев, которые соединяются между собой пальцевыми шарнирами. Стягивание звеньев между собой осуществляется либо вручную, при помощи винтового механизма, либо силового гидропривода по типу обычного домкрата. В последнем случае может быть достигнуто большее усилие стягивания, что обеспечит лучшее центрирование.

Центраторы арочного типа , которые представляют собой две клеммы с откидными частями, которые при центрировании накладываются одна на другую, после чего стягиваются вручную или гидравликой. Отсутствие звеньев упрощает конструкцию, и делает её более жёсткой и долговечной. Это связано с тем, что в процессе эксплуатации величина зазоров в звеньях центраторов предыдущего типа как правило, возрастает вследствие износа. Кроме того, исключается выход приспособления из строя вследствие поломки соединяющих пальцев. Количество арочных секций подбирается в зависимости от внешнего диаметра трубопровода. Арочные центраторы применяют для труб диаметром до 900 мм.

Цепные центраторы , прижимным органом которых является цепь. Такие приспособления отличаются наибольшей оперативностью при своей установке, вследствие чего используются не только при прокладке новых, но и ремонте действующих трубопроводов. Стягивание цепи, однако, выполняется вручную, что является недостатком данной конструкции. Цепные центраторы выпускаются для наружных диаметров труб до 1400 мм.

Эксцентриковые центраторы , которые по конструкции несколько напоминают арочные, однако прижим клемм производится при помощи эксцентрикового зажима. Это ускоряет процесс центрирования, однако требует высокой квалификации оператора, производящего стягивание, поскольку при недостаточно прочной фиксации эксцентрик может самопроизвольно отсоединиться. Кроме того, механизм быстро изнашивается, и при этом усилие прижима уменьшается. Ввиду отмеченных особенностей применение эксцентриковых центраторов ограничено трубопроводами сравнительно небольших диаметров – 400…500 мм.

Струбцинные центраторы , применяемые для фиксирования труб небольших диаметров. Они используются главным образом при прокладке бытовых трубопроводов. Такие устройства компактны, и представляют собой ручной рычажный механизм (в некоторых моделях имеется гидрозажим), которым производится прижим участков труб. Форма струбцин определяется внешней конфигурацией труб: струбцины могут быть и прямоугольными, и с дуговыми элементами. При этом нижняя струбцина, как правило – плоская.

Все конструктивные исполнения наружных центраторов для труб используются только совместно с дополнительным оборудованием. К нему относятся подставки, грузозахватные приспособления (крановые крюки), рабочие площадки для центрирования и пр.

Внутренние центраторы для сварки труб

Конструкции таких приспособлений более сложные, поскольку должны обеспечивать соосность внутренних диаметров труб. Внутренние центраторы (обозначаются ЦВ), кроме внешней фиксации, должны обеспечивать ещё и внутреннюю, поэтому применяются при соединении труб, имеющих пенополиуретановое покрытие (ППУ).

Отличительной особенностью таких труб, широко применяемых в магистральных системах водяного отопления и горячего водоснабжения, является наличие защитного слоя пенополиуретановой изоляции, в котором размещается кабель, обеспечивающий дистанционный контроль за состоянием трубопровода. Сверху ППУ-изоляция покрывается термостойкой неметаллической оболочкой, поэтому сварка стыков стальных труб в данном случае возможна только изнутри.

Особенностью использования внутренних центраторов является то, что они могут использоваться в длительном режиме эксплуатации трубопровода. Как правило, они включают в себя гидравлический привод, который обеспечивает не только центровку, но и устраняет прогиб трубы под собственным весом или в результате просадки грунта в месте прокладки трубопровода. Система управления гидроприводом внутреннего центратора базируется на использовании двигателей постоянного тока, поскольку предполагает регулирование скорости перемещения гидрозажимов.

Для труб с внутренним диаметром до 300 мм возможно использование внутренних центраторов с ручным приводом.

Внутренние центраторы действуют так. Приспособление вводится в один из торцов трубы, в то время как второй надвигается при помощи грузозахватного приспособления. Гидравликой создаётся необходимое усилие прижима, после чего производится сварка. В процессе сварки труба сильно нагревается, поэтому обязательным является наличие охлаждающего вентилятора.

К специализированным конструкциям относят центраторы для узких труб. Они имеют пружинный прижим, и являются разновидностью наружных центраторов, используемых при бурении глубоких скважин под воду или нефть.

Выбор подходящего исполнения центраторов для труб

Исходными критериями для выбора считаются:

Материал труб. При использовании труб ППУ однозначно следует ориентироваться на внутренние центраторы.
Диаметр трубы. Для магистральных трубопроводов с внешним диаметром более 800 мм, предпочтение отдают более жёстким конструкциям, например, арочным или многозвенным наружным центраторам. При меньших диаметрам достаточно стабильным прижимом отличаются эксцентриковые исполнения данных приспособлений.
Предельное давление прокачиваемой рабочей среды. При давлениях свыше 5 ат рекомендуется применение центраторов с гидрозажимом.
Технические условия на предельные дефекты сварного соединения (в частности, эллипсность). При повышенных требованиях к данному параметру надёжнее всего ведут себя цепные центраторы.
Универсальность. Здесь цепные центраторы – также вне конкуренции.

Приобретая центраторы для сварки труб, стоит предварительно также ознакомиться с профилем основной продукции производителя. Ориентируясь на экспортные исполнения данных приспособлений, необходимо отметить, что наилучшим качеством обладают изделия фирм Vietz (Германия) и Сlamp (США).

Разделы