МЕТОДЫ СВАРКИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

WELDING METHODS FOR MAIN PIPELINES

Vyacheslav Levchenko

student, Department of Oil and Gas Engineering, Chemistry and Ecology, Far Eastern State Transport University,

Russia, Khabarovsk

Viktor Makienko

scientific supervisor, Doctor of Technical Sciences, Professor, Far Eastern State Transport University,

Russia, Khabarovsk

АНОТАЦИЯ

Магистральные газопроводы – это артерии современной экономики, обеспечивающие транспортировку природного газа на огромные расстояния. От надежности и безопасности этих систем напрямую зависит стабильное энергоснабжение и благополучие целых регионов. Одним из ключевых факторов, определяющих долговечность и безаварийную работу газопроводов, является качество сварных соединений. Поэтому выбор и применение методов сварки для этих ответственных конструкций требует особого внимания и строгого соблюдения нормативных требований.

В данной статье мы рассмотрим основные методы сварки, применяемые при строительстве и ремонте магистральных газопроводов, их преимущества, недостатки и области применения.

ABSTRACT

Main gas pipelines are the arteries of the modern economy, transporting natural gas over vast distances. The reliability and safety of these systems directly affect the stable energy supply and well-being of entire regions. One of the key factors determining the durability and trouble-free operation of gas pipelines is the quality of welded joints. Therefore, the selection and application of welding methods for these critical structures requires special attention and strict compliance with regulatory requirements.

In this article, we will consider the main welding methods used in the construction and repair of main gas pipelines, their advantages, disadvantages and areas of application.

Ключевые слова: магистральные газопроводы, сварка, методы сварки, ручная дуговая сварка (рдс), автоматическая сварка под флюсом (saw), полуавтоматическая сварка в защитных газах (gmaw/mig/mag), автоматическая орбитальная сварка, сварные соединения, качество сварных соединений, требования к качеству, контроль качества, дефекты сварки, нормативные документы (снип, гост), безопасность газопроводов, надежность газопроводов.

Keywords: main gas pipelines, welding, welding methods, manual arc welding (MAW), automatic submerged arc welding (SAW), semiautomatic gas-shielded welding (GMAW/MIG/MAG), automatic orbital welding, welded joints, quality of welded joints, quality requirements, quality control, welding defects, regulatory documents (SNIP, GOST), gas pipeline safety, gas pipeline reliability.

Основные методы сварки магистральных газопроводов:

Выбор метода сварки зависит от ряда факторов, включая диаметр трубы, толщину стенки, марку стали, условия проведения работ и квалификацию сварщиков. К наиболее распространенным методам относятся:

• Ручная дуговая сварка (РДС) покрытыми электродами (SMAW): Этот метод является одним из старейших и наиболее универсальных. Он характеризуется относительно невысокой стоимостью оборудования и простотой применения в полевых условиях. Однако, он требует высокой квалификации сварщиков и обеспечивает сравнительно низкую производительность по сравнению с другими методами. РДС часто используется для сварки труб небольшого диаметра и при выполнении ремонтных работ. Важным преимуществом является возможность работы в сложных погодных условиях, хотя и с некоторыми ограничениями.
• Автоматическая сварка под флюсом (SAW): Этот метод позволяет значительно повысить производительность сварки за счет автоматизации процесса. Под флюсом создается защитная среда, предотвращающая окисление металла шва и обеспечивающая высокое качество соединения. SAW обычно применяется для сварки труб большого диаметра с толстыми стенками, особенно при строительстве новых магистралей. Однако, этот метод требует использования сложного оборудования и не подходит для работы в труднодоступных местах.
• Полуавтоматическая сварка в защитных газах (GMAW/MIG/MAG): Этот метод сочетает в себе преимущества ручной и автоматической сварки. Защитный газ (обычно смесь аргона и углекислого газа) обеспечивает защиту металла шва от окисления. GMAW/MIG/MAG отличается высокой производительностью и возможностью сварки в различных пространственных положениях. Он широко используется для сварки труб среднего и большого диаметра, а также при ремонтных работах.
• Автоматическая орбитальная сварка: представляет собой высокотехнологичный метод, обеспечивающий высочайшее качество сварных соединений. Сварочная головка вращается вокруг трубы, выполняя сварку в автоматическом режиме. Орбитальная сварка позволяет добиться минимальной погрешности и высокой повторяемости результатов. Этот метод часто используется для сварки труб из высокопрочных сталей и в тех случаях, когда требуется повышенная надежность соединения.
• Комбинированные методы: в некоторых случаях применяются комбинированные методы сварки, сочетающие в себе элементы различных технологий. Например, может использоваться РДС для выполнения корневого прохода шва, а затем SAW или GMAW/MIG/MAG для заполнения и облицовки шва. Это позволяет оптимизировать процесс сварки и добиться наилучших результатов.

Требования к качеству сварных соединений:

Качество сварных соединений магистральных газопроводов регламентируется строгими нормативными документами, такими как СНиП, ГОСТ и международные стандарты. Основные требования включают:

• Механическая прочность: Сварной шов должен обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать расчетные нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации газопровода.
• Плотность: Сварной шов должен быть абсолютно герметичным, чтобы исключить утечку газа.
• Отсутствие дефектов: Сварной шов не должен содержать трещин, пор, непроваров и других дефектов, которые могут снизить его прочность и надежность.

Контроль качества сварных соединений:

Для обеспечения качества сварных соединений применяются различные методы контроля, включая:

• Визуальный контроль (VT): позволяет выявить поверхностные дефекты сварного шва.
• Радиографический контроль (RT): позволяет выявить внутренние дефекты сварного шва, такие как трещины, поры и непровары.
• Ультразвуковой контроль (UT): альтернативный метод для выявления внутренних дефектов.
• Магнитопорошковый контроль (MT): используется для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов.
• Капиллярный контроль (PT): позволяет выявить поверхностные трещины и другие дефекты.

Заключение:

Выбор оптимального метода сварки магистральных газопроводов – это сложная задача, требующая учета множества факторов. При этом первостепенное значение имеет обеспечение надежности и безопасности сварных соединений. Применение современных технологий сварки, строгое соблюдение нормативных требований и тщательный контроль качества являются залогом долговечной и безаварийной работы магистральных газопроводов, обеспечивающих стабильное энергоснабжение и экономическое развитие регионов. Внедрение новых, более эффективных и надежных методов сварки, а также постоянное повышение квалификации сварщиков, являются приоритетными задачами для отрасли.

Список литературы:

1. Ю.А. Денисов, Г.Н. Кочева, Ю.А. Маслов, В.И. Нечаев, И.П. Никонов и др. Справочник сварщика / Под ред. В.В. Степанова – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1982. – 560 с. Рецензент П.Н. Березкин.
2. Лупачев В.Г. Ручная дуговая сварка: учебник / В.Г. Лупачев. – 4-е изд., стер. – Минск: Вышейшая школа, 2014. – 416 с.
3. Руководящий документ. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки / ИПК Изд-во стандартов, Москва. ГОСТ 9466-75.
4. Клиндух В.Ф. Сварка в строительстве: метод. Указания / В.Ф. Клиндух. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2007. – 32 с.
5. В.М. Макиенко, А.Д. Верхотуров, И.О. Романов, Я.А. Востриков. Сварочное производство: учеб. пособие / В.М. Макиенко и др. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2016. – 164 с.
6. Алексеев Ю.Е., Кушкарев Л.Н. Оборудование для дуговой сварки под флюсом. Л., «Энергия». 1977. – 128 с. Рецензент Л.В. Глебов.
7. Межгосударственный стандарт. Флюсы сварочные плавленые / Утвержден и введен постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.05.81. ГОСТ 9087-81. Дата введения – 01.01.82.
8. Иоффе И.С., Ханапетов М.В. Сварка порошковой проволокой: Учеб. пособие для сред. ПТУ. – М.: Высш.шк., 1986. – 95 с. Рецензенты: О.И. Стеклов (МИНХ и ГП им. И.М. Губкина); В.С. Виноградов (МАТИ им. К.Э. Циолковского).
9. Глизманенко Д.Л. Газовая сварка и резка металлов. Учебник для индивид. и бригадной подготовки рабочих на производстве. Изд. 5-е. переработ. и доп. М., «Высш. Школа», 1969. – 304 с.
10. В.М. Неровный. Плазменная сварка. Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана. 2004 г. – 12 с.
11. Малаховский В.А. плазменная сварка М.:  1987. – 80 с.
12. Справочник по лазерной сварке. Редактор оригинального издания С. Катаяма / перевод с английского под ред. Н.Л. Истоминой. Москва: техносфера, 2015. – 704 с.
13. А.А. Малащенко, А.В. Мезенов. Лазерная сварка металлов. Москва: машиностроение, 1984. – 46 с.