Какие действия необходимо произвести непосредственно перед сваркой приварной арматуры

Обновлено: 25.01.2025

СВАРКА И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Pipeline valves. Welding and quality control of welded joints. Technical requirements

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Научно-производственная фирма "Центральное конструкторское бюро арматуростроения" (АО "НПФ "ЦКБА")

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 259 "Трубопроводная арматура и сильфоны"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 сентября 2016 г. N 91-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 августа 2017 г. N 775-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33857-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2018 г.

5 В настоящем стандарте реализованы основные положения СТ ЦКБА 025-2006 "Арматура трубопроводная. Сварка и контроль качества сварных соединений. Технические требования"

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на сварку узлов и конструкций трубопроводной арматуры из стали и железоникелевых сплавов для опасных производственных объектов (ОПО), атомных станций 4-го класса безопасности и других областей применения.

Стандарт устанавливает основные требования к сварочным материалам, подготовке кромок под сварку сборке, технологии сварки и термообработке сварных соединений, а также устанавливает методы, объем контроля и нормы оценки качества сварных соединений при проектировании, изготовлении и ремонте трубопроводной арматуры.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 2.312-72 Единая система конструкторской документации. Условные изображения и обозначения швов сварных соединений

ГОСТ 2.314-68 Единая система конструкторской документации. Указания на чертежах о маркировании и клеймении изделий

ГОСТ 12.1.005-88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.009-76 Работы погрузочно-разгрузочные Общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.021-75 Системы вентиляционные. Общие требования

ГОСТ 2246-80* Проволока стальная сварочная

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 2246-70. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 2601-84 Сварка металлов. Термины и определения основных понятий

ГОСТ 5264-70 Швы сварных соединений. Ручная дуговая сварка. Основные типы, конструктивные элементы и размеры*

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 6032-2003 Стали и сплавы коррозионно-стойкие. Методы испытания на стойкость против межкристаллитной коррозии

ГОСТ 6996-66 Сварные соединения. Методы определения механических свойств

ГОСТ 7512-82 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод

ГОСТ 8050-85 Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия

ГОСТ 8713-79 Швы сварных соединений. Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

ГОСТ 9087-81 Флюсы сварочные плавленые. Технические условия

ГОСТ 9466-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация, размеры и общие технические требования

ГОСТ 9467-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей

ГОСТ 10052-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами.

ГОСТ 10157-79 Аргон газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ 11533-75 Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом. Соединения сварные под острыми и тупыми углами. Основные типы. Конструктивные элементы и размеры

ГОСТ 11534-75 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные под острыми и тупыми углами. Основные типы. Конструктивные элементы и размеры

ГОСТ 16037-80 Соединения сварные стальных трубопроводов. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

ГОСТ 18442-80 Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования

ГОСТ 20295-85 Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов. Технические условия

ГОСТ 23055-78 Классификация сварных соединений по результатам радиографического контроля

ГОСТ 24297-2013 Верификация закупленной продукции. Организация проведения и методы контроля

ГОСТ 24856-2014 Арматура трубопроводная. Термины и определения

ГОСТ 33260-2015 Арматура трубопроводная. Металлы, применяемые в арматуростроении. Основные требования к выбору металлов

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

РД 24.207.02-90 Приварка арматуры к трубопроводу. Технические требования

1. Настоящий руководящий документ распространяется на трубопроводную арматуру общепромышленного назначения на Ру до 20,0 МПа (200 кгс/ cм 2 ) и Ду от 10 до 1600 мм и устанавливает технические требования к кромкам арматуры, подлежащей приварке к трубопроводу, если отсутствуют требования заказчика.

2. Конструктивные элементы разделки кромок патрубков трубопроводной арматуры указаны в табл.1.

Конструктивные элементы приварки арматуры к трубе

Толщина стенки арматуры

Применяется по согласованию с заказчиком

2.1. Допускается смещение внутренних кромок патрубка арматуры и трубы при сборке под сварку согласно, табл.2.,

Толщина стенки S , мм

Максимальное допустимое смещение внутренних кромок, мм

0,10 S (но не более 3 мм)

Примечание : При смещении более указанного в табл. 2 производится раздача или расточка трубы под углом 10 о ± 30

2.2. Если разница в номинальной толщине концов арматуры, привариваемых к трубопроводу, по наружному диаметру составляет не более 30% толщины стенки трубопровода и не превышает 5 мм, то допускается применять сварные соединения без предварительного утонения- стенки арматуры, причем наклон поверхности шва должен обеспечить плавный переход от арматуры к трубопроводу.

3. При сварке арматуры с трубопроводом из разнородных марок сталей, необходимо предусмотреть проектантом в заводских условиях приварку переходников к арматуре из стали идентичной марки стали трубопровода.

Допускается по согласованию с заказчиком не приваривать переходники.

4. Подготовка кромок патрубков под сварку арматуры, изготовленной из поковок, штамповок, труб, сортового проката и литья должна выполняться механическим способом. При этом необходимо внутреннюю и наружную поверхности механически обработать или зачистить до чистого металла с шероховатостью не более на ширину не менее 20 мм от границы разделки кройки.

5. Кромки литой арматуры на участке L (черт.) должны быть проконтролированы методами указанными в конструкторской документации (КД).

Обязательным является визуальный контроль, дефекты не допускаются.

5.1. При давлении выше 63 кгс/см 2 металл на участке L ( черт.) необходимо проконтролировать радиографическим или ультразвуковым (УЗК) методами контроля.

При радиографическом контроле металла на участке L- ( черт.) допускаются дефекты по VII классу дефектности по ГОСТ 23055-78.

Концы патрубков арматуры под приварку по результатам УЗК должны удовлетворять следующим показателям:

- фиксации подлежат дефекты с эквивалентной площадью S ₀ 30 мм 2 ;

- не допускаются дефекты площадью S₁ > 60 мм 2 ;

- не допускаются дефекты с эквивалентной отражательной способностью от 30 до 60 мм 2 , если они оценены как протяженные (длина дефекта в любом сечении более 10 мм);

- допускаются дефекты с эквивалентной отражательной способностью от 30 до 60 мм 2 , если они оценены как непротяженные, при суммарном количестве дефектов на участке длиной 100 мм не более

для стенки толщиной 20-25 мм - 3 шт.;

и минимальном условие расстоянии между дефектами 10 мм.

Результаты радиографического и ультразвукового контроля с указанием размеров и расположения дефектов должны быть указаны в документации, передаваемой заказчику.

5.2. Недопустимые дефекты; указанные в п.5.1, обнаруженные при контроле металла литья на участке L ( черт.) методами согласно КД, необходимо удалить и произвести заварку согласно технологической документации (инструкции, типового техпроцесса и т.д.).

5.3. При обнаружении трещин, с целью определения полноты удаления их, выборку под заварку рекомендуется подвергнуть капиллярному контролю ила магнитопорошковой дефектоскопии или местному травлению 15% раствором азотной кислоты в спирте.

5.4. В случае большого объема исправления дефектов кромок литой арматуры на участке L проектантом совместно со специалистами по литью и сварке предприятия-изготовителя арматуры решается вопрос о целесообразности применения переходников (из трубы, сортового проката и т.д.) из стали идентичной (или того же класса) марки стали трубопровода, или о наплавке кромок, или другом способе, обеспечивающим качество металла, подлежащего приварке к трубопроводу.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. Разработан ЦКБА ЛНПОА "Знамя труда" имени И.И. Лепсе

Исполнители: В.А. Айриев, Р.И. Хасанов, В.И. Лярский, Г.А. Сергеева, Л.Э. Ускова.

Стандарт распространяется на трубопроводную арматуру на номинальное давление до PN 200 (20,0 МПа) и DN от 10 до DN 1600 включительно и устанавливает конструктивные элементы разделки кромок, требования к подготовке кромок, требования к контролю кромок под сварку литых деталей, методы контроля и оценку дефектов, а также основные технологические мероприятия по приварке трубопроводной арматуры к трубопроводу и переходников (катушек) к арматуре и трубопроводу.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты и нормативные документы:

ГОСТ 9941-81 Трубы бесшовные холодно- и теплодеформированные из коррозионно-стойкой стали. Технические условия

ГОСТ 23055-78 Контроль неразрушающий. Сварка металлов плавлением. Классификация сварных соединений по результатам радиографического контроля

ГОСТ Р 52079-2003 Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов. Технические условия

РД 5Р.9537-80 Контроль неразрушающий. Полуфабрикаты и конструкции металлические. Капиллярные методы и средства контроля качества поверхности

РД 25.160.00-КТН-011-10 Сварка при строительстве и капитальном ремонте магистральных нефтепроводов

СТ ЦКБА 025-2006 Арматура трубопроводная. Сварка и контроль качества сварных соединений. Технические требования

ТУ 14-3-197-89 Трубы бесшовные из коррозионностойких марок стали с повышенным качеством поверхности. Технические требования

ТУ 14-3-1573-96 Трубы стальные сварные прямошовные диаметром 530 - 1020 мм с толщиной стенки до 32 мм для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов

ТУ 14-3-1973-98 Трубы стальные электросварные спиральношовные из низколегированной стали с наружным антикоррозионным покрытием для сооружения магистральных нефтепроводов

ТУ У27.2-00191135-010:2005 Трубы стальные электросварные прямошовные экспандированные D 1067 и 1220 мм из стали класса прочности К56 и К60 для магистрального нефтепровода «Восточная Сибирь - Тихий океан».

3 Конструктивные элементы разделки кромок

3.1 Конструктивные элементы разделки кромок патрубков, ответных фланцев трубопроводной арматуры, переходников указаны в таблице 1.

Конструктивные элементы приварки арматуры к трубопроводу

Толщина стенки арматуры S, мм

До 5 мм включительно может производиться калибровка (раздача) концов трубопровода

Св. 2,0 до 3,0 включ.

Наружный и внутренний диаметры арматуры соответствуют диаметрам трубопровода

Если внутренний диаметр арматуры отличается от диаметра трубопровода, то производится расточка по внутреннему диаметру. Остальные элементы разделки по С6

Если внутренний диаметр арматуры отличается от диаметра трубопровода, то производится расточка по внутреннему диаметру

Если внутренний и наружный диаметры арматуры отличается от диаметра трубопровода, то производится расточка как по внутреннему, так и по наружному диаметру

1 а - размер для присоединения трубы или переходного кольца, мм; S - толщина стенки трубопровода; С - ширина кольцевого притупления; В - высота фаски.

2 B = 9 мм при 15 < S ≤ 19 мм;

В = 10 мм при 19 < S ≤ 22 мм;

В = 12 мм при S > 22.

3 С = (1,8 ± 0,8) мм

4 При применении подкладных колец по п. 3.3 разделки необходимо доработать в соответствии с рисунками 1 и 2.

3.2 Разделка кромок арматуры, переходников (катушек) для приварки к трубопроводу должна быть указана заказчиком и аналогична разделке трубопровода. В приложении А приведены стандарты на трубы, допускается использование других стандартов. При этом заказчиком должны быть указаны размеры труб - максимальный и минимальный внутренний диаметр и толщина стенки или принятый диаметр расточки ( D_P ). В случае отсутствия вышеперечисленных данных диаметр расточки ( D_P ) рекомендуется определять по формуле:

D_P = ( D + 1,6) мм,

где D - максимальный внутренний диаметр трубы по НД на поставку.

3.3 Сварка арматуры с трубопроводом и с переходниками (катушками) может производиться для всех указанных в таблице 1 сварных соединений без подкладных колец «на весу» или на остающихся подкладных кольцах как на цилиндрических, так и на конических, если нет специальных указаний заказчика о недопустимости их применения, нет ограничений по среде или другим признакам.

Форма и размеры рекомендуемых цилиндрических и конических подкладных колец указаны на рисунках 1 и 2.

Цилиндрическое подкладное кольцо

Коническое подкладное кольцо

Материал подкладного кольца должен соответствовать материалу трубопровода или марки материала конца присоединяемой арматуры или переходника (катушки).

При сварке из сталей перлитного класса различных марок подкладное кольцо изготавливается из менее легированной стали.

3.4 Длина переходника (катушки) l определяется в зависимости от наружного диаметра арматуры (D₀) (рисунок 3):

- при D ₀ > 100 мм l ³ 100 мм

- при D₀ ≤ 100 мм l не менее D ₀ , с учетом доступности контроля ультразвуковым методом и радиографическим.

Допускаются другие размеры по указанию заказчика или исходя из конструктивной необходимости.

3.5 Допускается смещение внутренних кромок патрубка арматуры и трубы при сборке под сварку согласно таблице 2.

0,10S (но не более 3 мм)

Примечание - При смещении более указанного в таблице 2 производится раздача или расточка трубы под углом (10 ± 30) °С или по разделке патрубка, фланца и т.д., т.е. ответной детали.

3.7 При разности в толщине свариваемых деталей свыше значений, указанных в п. 3.6 настоящего стандарта (п. 3.6 не относится к разделкам С10, С11 - см. таблицу 1), на конце разделки арматуры, имеющей большую толщину по наружному диаметру, должен быть сделан скос до расчетной толщины, как указано на рисунке 4.

3.8 При сварке арматуры с трубопроводом из разнородных марок сталей, необходимо предусмотреть проектантом в заводских условиях приварку переходников к арматуре из стали идентичной марке стали трубопровода или стали того же класса, которая приваривается к трубопроводу без подогрева и последующей термообработки.

3.9 По требованию заказчика допускаются другие разделки с соблюдением требований настоящего стандарта.

4 Технические требования

4.1 Подготовка кромок патрубков, фланцев под сварку арматуры к трубопроводу, изготовленной из поковок, штамповок, труб, сортового проката и литья должна выполняться механическим способом. При этом необходимо внутреннюю и наружную поверхности механически обработать или зачистить до чистого металла с шероховатостью не более R_a = 12,5 на ширину не менее 20 мм от границы разделки кромки или с другой чистотой поверхности согласно НД на конкретные указанные методы контроля.

Радиографический контроль кромок литья должен производиться после механической обработки или зачистки литой детали (шероховатость поверхности должна быть в соответствии с требованиями чертежа) перед разделкой кромки под сварку или после разделки с применением компенсационных колец или планок.

4.2 Кромки литых деталей, подлежащих приварке к трубопроводу, на участке шириной L от торца кромки по всему периметру (см. рисунок 5) должны быть перед сваркой проконтролированы методами, согласно п. 13.2 СТ ЦКБА 025 и указанными в КД, из числа ниже перечисленных:

- визуальным и измерительным контролем, который проводится невооруженным глазом, а в сомнительных случаях при помощи лупы от четырехкратного до семикратного увеличения;

При этом необходимо предусмотреть величину околошовной зоны для радиографического контроля, которая указана по ГОСТ 7512 п. 5.7. и составляет при толщине свариваемых кромок:

а) до 5 мм - не менее 5 мм;

б) свыше 5 мм до 20 мм - не менее толщины свариваемых кромок;

в) свыше 20 мм - не менее 20 мм.

Разрешается уменьшение величины L , если прямой участок имеет ограниченную длину или по другим причинам.

4.3 Дефекты, выявленные в кромках под сварку визуальным контролем, капиллярной дефектоскопией, радиографическим контролем, ультразвуковой дефектоскопией на участке шириной L не должны превышать норм СТ ЦКБА 025.

Оценка дефектов может производиться по другим НД или другим нормам, указанным в КД.

4.4 Обязательным является визуальный контроль.

При визуальном контроле дефекты не допускаются.

4.5 Капиллярный контроль кромок литых деталей производится по III классу РД 5Р.9537 или ГОСТ 18442.

Дефекты не допускаются.

4.6 При давлении выше 6,3 МПа (63 кгс/см 2 ), если условия работы отличаются от указанных в разделе 13.2 СТ ЦКБА 025 или согласно указанию КД, металл на участке L (рисунок 4) необходимо проконтролировать радиографическим или ультразвуковым (УЗК) методами контроля.

4.7 При радиографическом контроле, если нет указаний в КД, допускаются дефекты по VII классу дефектности по ГОСТ 23055.

4.8 Концы патрубков литой арматуры под приварку по результатам УЗК, если нет указаний в КД, должны удовлетворять следующим показателям:

- фиксации подлежат дефекты с эквивалентной площадью S ₀ = 30 мм 2 ;

- не допускаются дефекты площадью S ₁ > 60 мм 2 ;

- суммарное количество дефектов на участке длиной 100 мм не должно превышать:

- для стенки толщиной 20 - 25 мм - 3 шт.;

- 26 - 34 мм - 4 шт;

- 35 - 65 мм - 5 шт.

при минимальном условном расстоянии между дефектами 10 мм.

Не допускаются протяженные дефекты с условной протяженностью, превышающей протяженность контрольного отражателя S ₁ = 60 мм 2 .

4.9 Результаты радиографического и ультразвукового контроля с указанием размеров и расположения дефектов должны быть указаны в документации, передаваемой заказчику, и при оценке качества сварного соединения не учитываются.

4.10 Недопустимые дефекты, обнаруженные при контроле металла литья на участке L (рисунок 4) методами согласно КД, необходимо удалить и произвести заварку по технологической документации (инструкции, типового техпроцесса и т.д.).

4.11 При обнаружении трещин, с целью определения полноты удаления их, выборку под заварку рекомендуется подвергнуть капиллярному контролю или магнитопорошковой дефектоскопии, или местному травлению 15 % раствором азотной кислоты в спирте.

4.12 В случае большого объема исправления дефектов кромок литой арматуры проектантом совместно со специалистами по литью и сварке предприятия-изготовителя арматуры решается вопрос о целесообразности применения переходников (из трубы, сортового проката и т.д.) из стали идентичной (или того же класса) марки стали трубопровода, или о наплавке кромок, или другим способом, обеспечивающим качество металла, подлежащего приварке к трубопроводу.

5 Основные технологические указания по приварке арматуры к трубопроводу, переходников (катушек) к арматуре и к трубопроводу

5.1 Приварка арматуры к переходникам (катушкам) в заводских условиях, а также контроль качества сварных соединений должны производиться по СТ ЦКБА 025.

По требованию заказчика для переходников и их приварки к трубопроводам могут быть использованы другие конструкционные и сварочные материалы, не указанные в СТ ЦКБА 025. При этом технология выполнения сварки и контроль качества производится по СТ ЦКБА 025 с дополнительными требованиями заказчика или по НД заказчика.

Для магистральных нефтепроводов сварка производится по РД 25.160.00-КТН-011-10.

5.2 При приварке арматуры к трубопроводу необходимо предохранять от нагрева, если указано в ТУ или КД, внутренние детали с учетом температуры их применения.

Для этого необходимо зону, прилегающую ко шву (или контролируемую зону) со стороны арматуры, закрыть мокрой бязью или мокрым асбестом (постоянно их охлаждая в холодной воде), сухими медными теплоотводами или сухим льдом или другими способами, а сварку производить с охлаждением каждого валика (после каждого прохода) до остывания металла в зоне возобновления сварки не выше 100 °С.

Кроме этого, необходимо контролировать температуру нагрева в контролируемой зоне, точки измерения температуры устанавливаются ПТД.

5.3 При сварке арматуры с трубопроводом или арматуры с переходниками или переходников с трубопроводом в случае необходимой зачистки концов разделки по внутренней и наружной поверхностям или доработки разделки, или зачистки корня шва при приварке переходника и т.д. необходимо защитить внутреннюю поверхность арматуры от попадания грата, пыли и др. загрязнений.

Для этого рекомендуется закрыть внутреннюю поверхность арматуры или переходника любым доступным способом (заглушки, ткань и пр.).

Технология сварки арматуры

О СВАРКЕ

Сварка арматуры позволяет быстро изготовить жесткий каркас любых размеров. Однако применение этого метода не всегда допустимо. Решение зависит от материала стержней и действующей на них нагрузки.

Что такое арматура

Бетон обладает высокой прочностью на сжатие, но плохо работает на растяжение. Во избежание раскрытия трещин при таких нагрузках в него замоноличивают стальные стержни круглого сечения – арматуру. Их дополнительная функция сводится к усилению бетона при сжатии.

Разновидности арматуры

В соответствии с ГОСТ 5781-82 стержни делятся на классы от А-I (А240) до А-VI (А1000). В основном применяют следующие:

А-I (А240). Гладкие стержни из горячекатаной спокойной, полуспокойной или кипящей стали марки Ст3.
А-II (А-300). Арматура этого и последующего классов имеет периодический профиль – выступы, обеспечивающие прочное сцепление с бетоном. Стержни диаметром менее 40 мм изготавливают из стали Ст5 (спокойной и полуспокойной), более толстые – из 18Г2С.
А-III (А400). Изготавливается из стали 35ГС и 25Г2С. Вторая разновидность представляет собой улучшенный вариант и помечается нанесением на концы несмываемой белой краски. В отличие от первого, ее можно соединять электросваркой; стержни обладают повышенной прочностью за счет холодного вытягивания. А-III – один из самых распространенных видов арматуры. Применяется в ответственных конструкциях, в т.ч. предварительно напряженных.

ГОСТ Р 52544-2006 устанавливает еще 3 класса арматуры, подвергнутой термомеханическому упрочнению:

А500С. Горячекатаные стержни. В последние десятилетия широко применяются вместо А-III. За счет использования стали без легирующих добавок стоят дешевле и могут соединяться между собой дуговой сваркой.
В500С. Холоднокатаный вариант.
Ат800. Более прочная горячекатаная разновидность.

В железобетонном изделии различают 2 вида арматуры:

Продольная. Является основной, держит расчетную нагрузку.
Поперечная. Служит для соединения поясов продольной арматуры в 3-мерный каркас. Обеспечивает связь между сжатым бетоном и растянутыми стержнями, воспринимает усилия от температурного расширения.

Диаметр у поперечной арматуры меньше, чем у продольной.

Особенности сваривания арматуры

Круглая форма стержней обусловила появление специального метода – ванного. Его применяют при стыковой сварке, когда торцы элементов прилегают друг к другу.

При организации других видов соединений (нахлесточного, крестообразного и таврового) необходимо держать электрод под правильным углом.

Основные требования

В местах сварки металл не должен терять прочность и пластичность. Некоторые стали, например, 35ГС, запрещено соединять данным методом, поскольку материал в зоне шва становится хрупким. Каркасы из таких стержней собирают с помощью вязальной проволоки или фиксаторов из пружинной стали.

Перед сваркой с арматуры удаляют грязь и пыль. При небольшом объеме работ ее зачищают до металлического блеска, что положительно отражается на качестве шва. На крупных стройках этого не делают, т.к. подобная подготовка влечет за собой существенное удорожание процесса и растягивание его во времени. Толщину электрода и сварочный ток подбирают так, чтобы избежать прожига стержня.

Способы сварки арматуры

Применяют ручную дуговую сварку, автоматическую и полуавтоматическую. Существует несколько вариантов расположения стержней один относительно другого.

Внахлест

К такому способу прибегают на участках, не подверженных большим нагрузкам. Придерживаются следующих рекомендаций:

Соединяют стержни одинаковой толщины.
Данный параметр (D) должен быть не менее 20 мм.
Минимальная длина нахлеста составляет 10D.
Стержни располагают горизонтально.

Встык

Этот тип соединения применяют для стержней диаметром 20-100 мм. Сварку осуществляют ванным способом:

Арматуру укладывают с небольшим зазором между торцами.
Ограничивают пространство между стержнями с 3 сторон накладками или специальной U-образной скобой.
Сварочным электродом оплавляют торцы, в результате чего в зазоре между ними образуется ванна расплавленного металла.
После его остывания накладки удаляют.

высокие прочность и надежность соединения (подходит для ответственных конструкций);
возможность вести работы в любом пространственном положении.

Недостаток – высокий расход электродов. Чтобы заполнить ванну между прутами толщиной 28 мм, понадобится 3 4-миллиметровых расходника. Если они плавятся последовательно, от мастера требуется умение быстро менять их. Проще закрепить все 3 электрода в специальной гребенке и варить ими одновременно.

Точечная контактная

Такую сварку применяют на автоматизированных производствах. Ее преимущество – высокая производительность. Недостатки:

большая энергоемкость;
потребность в специальном крупногабаритном оборудовании (может эксплуатироваться только в условиях промышленного предприятия).

Арматуру можно накладывать друг на друга или соединять встык. Во втором случае действуют ограничения по диаметру:

Для гладких стержней – не менее 14 мм.
Для профилированных – не менее 32 мм.

При наложении стержней внахлест сварку производят в нескольких точках.

Крестообразная

Сварку выполняют строго в горизонтальном или вертикальном положении. Это обеспечивает плотный контакт арматуры и предотвращает вытекание расплавленного металла. Электрод держат под углом 30-45° к плоскости стержней.

Данный вид сварки нельзя выполнять при отрицательных температурах воздуха.

Оборудование и материалы для сварки

Арматуру варят стандартными аппаратами для электродуговой сварки:

трансформаторными;
выпрямителями;
инверторами, в т.ч. бытовыми.

Газовую сварку не применяют.

Разовые и небольшие по объему работы производят ручным способом. Ему присущи такие недостатки:

требуется исполнитель с высокой квалификацией;
процесс занимает много времени;
характеризуется высокими расходами.

При серийном изготовлении каркасов в производственных условиях задействуют полуавтоматическую и автоматическую сварку. Это дает следующие преимущества:

возрастают качество и производительность работ;
снижаются себестоимость и требования к квалификации исполнителя.

В зависимости от того, какое оборудование имеется в наличии, применяют плавящиеся или тугоплавкие электроды.

В качестве примера полезно рассмотреть соединение ванным методом. Действуют в следующем порядке:

Стержни подрезают гильотиной или болгаркой до нужной длины. Можно сварочным аппаратом, но это более затратный способ.
Удаляют с них грязь и пыль, концы на длину 3-4 см зачищают до металлического блеска. Затем их моют и обезжиривают.
Устанавливают арматуру в проектное положение. Максимально допустимое отклонение от соосности составляет 5% от толщины стержней. Величина зазора между торцами зависит от напряжения: 1,5D (диаметра электрода), если 220 В; и 2D, если 380 В.
Крепят в зоне соединения накладки или скобу, препятствующие растеканию металла. Стальные детали приходится оставлять, что приводит к удорожанию работ. Съемные керамические или графитовые накладки используют многократно. Их фиксируют проволокой или струбциной.
Если используют металлические накладки, их прихватывают к арматуре.
Чиркают расходником по одному из торцов и плавят его, совершая колебательные движения между стержнями арматуры. Догоревший электрод быстро меняют на новый и так до тех пор, пока ванна не будет заполнена.
Дожидаются остывания шва и проверяют его качество.

Скобу преимущественно используют при ручной сварке, керамические накладки – если применяют полуавтоматическую. Автоматы оборудованы медными ограничителями.

Проверка прочности готовой конструкции

Качество швов проверяют:

Визуально. Осматривают соединение на предмет трещин, сквозных прожогов, подрезов, непроваров, пор и кратеров.
Гамма-дефектоскопией. Метод для выявления внутренних дефектов (непроваров, пор, микротрещин, неметаллических включений).
Простукиванием молотком или сбрасыванием каркаса на пол с высоты в 1-1,5 м (тест на прочность).

Параметры режимов сварки

Рекомендуемая длина дуги составляет 2 мм. С увеличением данного показателя разряд начинает «гулять» по поверхности, что приводит к непровару и разбрызгиванию металла.

Особенности подбора электродов

Профессионалы в большинстве случаев используют электроды УОНИ-13/55 Э50. Они имеют основное покрытие с деионизирующими элементами (фосфорными производными), затрудняющими горение дуги. Поэтому новичкам сложно варить такими расходниками: рекомендуют применять электроды марок АНО, МР-3, ВСЦ-4 или СМ-11.

Соотношение электродных и арматурных стержней по толщине

Нахлесточные и крестообразные соединения варят такими расходниками (толщина арматуры/электрода в мм):

Параметры для ванного метода приведены в таблице:

Техника безопасности

С целью защиты глаз и кожи от жесткого ультрафиолетового излучения и капель расплавленного металла сварщик использует средства индивидуальной защиты:

щиток с темным стеклом;
спецодежду;
рукавицы.

Работы проводят с соблюдением правил электробезопасности.

Особенности сварочных работ на высоте

Если монтаж ведется с применением оборудования для промышленного альпинизма, оно должно быть усилено стальной цепью или тросом. Такие работы запрещено проводить в условиях плохой видимости:

в темноте;
в тумане;
в снегопад.

В остальных случаях применяют строительное оборудование или специально смонтированные конструкции, позволяющие закрепиться страховочным поясом.

При выполнении работ в нескольких точках на разной высоте монтируют ограждения, препятствующие падению на нижерасположенных работников инструмента, капель расплава, электродов.

Сварщик должен иметь:

Сумку для инструмента.
Пенал для электродов.
Огнестойкую тару для огарков.

Возможные сложности

Часто приходится сталкиваться с ситуациями:

Залипает электрод. Необходимо увеличить сварочный ток.
Дуга прожигает свариваемую арматуру, или образуется чрезмерно большая ванна. Уменьшают ток либо применяют электрод меньшей толщины.

Что лучше: сварка или вязка арматуры

Каждый способ имеет свои сильные и слабые стороны. Достоинства вязки:

Процесс не влияет на прочность и пластичность стали. Данное обстоятельство особенно важно при сооружении фундаментов тяжелых зданий и других конструкций, рассчитанных на большие нагрузки.
Дешево стоит. Отожженная вязальная проволока имеет намного меньшую стоимость, чем электроды; для ее применения не требуется электричество.
Обходится без использования сложного оборудования. Нужен только специальный инструмент – крючок.
Может применяться в отношении стержней любых диаметров.
Операция доступна человеку без специальных навыков.

Низкая скорость выполнения работ.
Отсутствие жестких связей.

Второй аспект проявляется при изготовлении больших каркасов.

Сварка, наоборот, позволяет быстро получить жесткие конструкции любых размеров, но имеет следующие недостатки:

Обходится дороже.
Требует участия специалиста со сложным оборудованием.
Неприменима к стержням толщиной менее 12 мм (возможен прожог).
Может привести к уменьшению прочности и пластичности в зоне соединения.
Нуждается в электроснабжении.

Дополнительная информация

Сварку внахлест правильно вести в нижнем положении. В верхней позиции сталь плавится менее интенсивно. Также допускается расположение стержней под углом в 15-20°.

Читайте также:

Диаметр электрода, мм	СМ-11	АНО-5 (6)	ВСЦ-4	УОНИ-13/55
2	–	–	–	30-50
3	100-150	–	90-100	80-120
4	150-220	170-220	120-150	130-190
5	180-290	210-280	–	180-260