A qualidade ideal da solda é especialmente importante ao realizar trabalhos de assentamento de tubos. Para isso, foram desenvolvidos centralizadores para soldagem de tubos. Somente soldadores profissionais envolvidos na construção de tubulações principais e locais podem realmente apreciar a importância de tais equipamentos especiais. Afinal, "a olho" é extremamente difícil combinar exatamente as bordas dos tubos.
É fácil adivinhar que, além da tarefa principal, os dispositivos mecânicos para centralização precisa das extremidades dos tubos e a formação de juntas apertadas resolvem outro problema. Este equipamento, que mantém a junção exata das bordas entre si não apenas antes, mas também durante a soldagem, pode acelerar significativamente esse processo.
A montagem de tubulação de alta qualidade não começa com soldagem de alta qualidade. Não importa o quão bem esta operação seja realizada, é difícil esperar um resultado positivo sem um ajuste preliminar do alinhamento dos dois fragmentos de tubos conectados.
De particular importância é a precisão da união de tubos principais cilíndricos destinados ao transporte de gás natural, bombeamento de derivados de petróleo, produtos químicos e outros materiais perigosos para a saúde humana. Nesse caso, a disponibilidade de dispositivos para soldagem impecável não é uma adição agradável à conveniência dos trabalhadores, mas uma necessidade urgente.
A coincidência exata das estruturas metálicas ao longo do eixo comum é assegurada precisamente pelo dispositivo de fixação de controle na forma de um centralizador.
Juntas soldadas de tubos: a - giratória, b - não giratória, c - horizontal.
A gama de tamanhos de trabalho de tubos servidos por este equipamento é muito extensa. Em particular, os centralizadores, dependendo de seu design e dimensões, são capazes de processar produtos dentro de seus diâmetros de 25 mm a 6000 mm.
Qualquer centralizador para soldagem desempenha outra função importante. Graças ao aperto rígido do corpo tubular, este dispositivo evita tremulação e oscilação altamente indesejáveis da peça de trabalho. Se esta condição for negligenciada durante a soldagem, com a menor carga no futuro, a costura resultante poderá estourar. Provavelmente, não vale a pena descrever as consequências da formação de microfissuras sutis nas articulações e sua vulnerabilidade nas primeiras cargas de trabalho.
Atualmente, todos os centralizadores mais populares são divididos em externos (externos) e internos. Seus nomes correspondem totalmente ao local de instalação do equipamento especificado: mecanismos externos são montados no lado externo do tubo, os internos desempenham suas funções enquanto estão nas cavidades do tubo.
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O centralizador externo é uma espécie de braçadeira grande que, ao se enrolar em uma estrutura cilíndrica, mantém as extremidades de dois tubos em posição coaxial fixa. Em comparação com o centralizador interno, a versão externa é mais fácil de instalar e conveniente de operar.
Outra característica importante deste tipo de centralizadores é sua capacidade de endireitar tecnicamente as bordas do tubo, que por algum motivo adquiriram a forma de uma elipse irregular. Sem eliminar esse defeito, é quase impossível fornecer uma costura de soldagem de alta qualidade e durabilidade máxima.
Dependendo da espessura da parede dos tubos e seus diâmetros gerais, os dispositivos de centragem externos são divididos em vários grupos.
Tecnicamente, a categoria mais simples de tais centralizadores é a categoria de dispositivos de link. Externamente, eles se assemelham a um poliedro, equipado com um sistema interno de anéis. Dependendo do tipo de objeto a ser soldado, esses elos podem ter comprimentos iguais ou diferentes, e seu número depende do diâmetro do tubo.
Este tipo de centralizador é usado para trabalhar com tubos com diâmetro de 50-1500 mm. Tal dispositivo é fixado no corpo do tubo com a ajuda de grampos especiais.
Os centralizadores de link externo hidroficados são uma versão avançada dos dispositivos de link padrão. Eles diferem da "base" porque são apertados no tubo não com as mãos, mas com a ajuda de um macaco manual. Devido a isso, o centralizador comprime o cilindro de metal com grande esforço, o que tem um efeito positivo na qualidade do trabalho. Une perfeitamente tubos entre si na faixa de diâmetros de 72 cm a 162 cm.
Para eliminar a elipticidade indesejável das tubulações, é utilizada uma versão modernizada de centralizadores hidroficados de link. Envolve o uso de um macaco elétrico ou pneumático neste dispositivo. O grupo de centralizadores de corrente combina dispositivos, cujo funcionamento se baseia no uso de uma corrente apertada em torno dos tubos a serem soldados. A vantagem deste tipo é a sua versatilidade. Os centralizadores de corrente são capazes de trabalhar com tubos de vários diâmetros que variam de 90 mm a 1000 mm.
Os centralizadores excêntricos são usados para soldar tubos de grande seção. Eles são baseados em dois arcos de aço. Ao contrário dos centralizadores de elos, nos quais os elos são fixados com ganchos especiais, os arcos em dispositivos excêntricos, quando ajustados a um determinado tubo, são unidos por um jumper de ajuste adicional. Deve-se notar que o mesmo centralizador com excêntrico pode ser utilizado para trabalhar com tubos de vários diâmetros. Esse fator torna este dispositivo mais conveniente, mas também mais caro.
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Este tipo de dispositivo de centragem é um dos acessórios de instalação tecnicamente mais complexos em comparação com os centralizadores externos. Esses centralizadores atuam nas paredes do tubo de dentro do cilindro a ser soldado.
Basicamente, o funcionamento deste equipamento é o seguinte. Por meio de um sistema hidráulico, uma certa força é transmitida aos grampos - os corpos de trabalho do centralizador interno, localizados em duas fileiras ao longo de todo o diâmetro externo do dispositivo. Com uma determinada força de compressão, os espremedores rompem as extremidades do tubo por dentro.
Assim, os tubos são fixados com segurança em uma determinada posição coaxial entre si até o final da soldagem. Devido à grande força hidráulica aplicada às prensas, o equipamento especificado atende bem à tarefa tecnológica já mencionada acima: corrige a seção elipsoidal do tubo para a configuração cilíndrica correta.
Quando instalado dentro da tubulação, esse centralizador é fixado na borda de uma seção do tubo e a outra seção é empurrada para o acessório. No momento de fixar ambas as seções entre as extremidades dos tubos, permanece uma determinada lacuna tecnológica, necessária para a soldagem.
O centralizador interno se move na cavidade da tubulação usando uma haste mecânica especial. Para puxar o mecanismo, que geralmente tem um peso bastante grande, vários equipamentos especiais (incluindo tratores) são usados.
O movimento ocorre ao longo de todo o comprimento da tubulação, portanto, esse equipamento auxiliar é geralmente projetado para um processo de assentamento de tubos longos. Nesse caso, a soldagem é realizada praticamente sem interrupções significativas.
Os centralizadores internos se comportam bem com diferenças significativas de temperatura. Eles são operados com sucesso na faixa de temperatura de -40 a +45°C.
A conexão de topo de elementos de tubulações principais, especialmente para tubos de grande diâmetro, é uma tarefa difícil. A baixa rigidez das seções conectadas predetermina problemas de arqueamento da tubulação, e o menor desalinhamento piora a qualidade da conexão, com consequências graves subsequentes. Portanto, antes de conectar, as seções adjacentes da tubulação devem ser fixadas de forma segura e correta. Este papel é desempenhado por centralizadores para soldagem de tubos.
A função do centralizador é garantir a necessária coincidência (não paralelismo!) dos eixos dos tubos antes de iniciar a soldagem. Como resultado, as dimensões da zona soldada são estáveis, de modo que o processo pode ser mecanizado. Além disso, com o uso de centralizadores, as diferenças no diâmetro interno na junção são excluídas. Consequentemente, os centros de possível turbulência do fluxo do meio de trabalho desaparecem quando ele é bombeado pela tubulação, e o valor do coeficiente de arrasto também diminui. Como resultado, a potência específica do equipamento de bombeamento da tubulação principal também diminui.
Os seguintes requisitos são impostos ao projeto de centralizadores:
A classificação dos tipos mais comuns de centralizadores pode ser feita de acordo com os seguintes parâmetros:
O uso de centralizadores aumenta um pouco o custo da soldagem, mas essa é a única desvantagem dos dispositivos em consideração. Além disso, o peso da maioria dos modelos industriais de centralizadores pode chegar a centenas de quilos, portanto, sua instalação e operação exigem o uso de dispositivos ou mecanismos de elevação.
Esses dispositivos (indicados pelas letras TsN seguidas de uma indicação do valor limite do diâmetro externo em mm) são uma estrutura multilink destacável, que difere em uma maneira diferente de conectar as extremidades soldadas dos tubos. Os seguintes tipos de centralizadores externos são mais amplamente utilizados:
Todos os projetos de centralizadores de tubos externos são usados apenas em conjunto com equipamentos adicionais. Isso inclui suportes, dispositivos de elevação (ganchos de guindaste), plataformas de trabalho para centralização, etc.
Os projetos de tais dispositivos são mais complexos, pois devem garantir o alinhamento dos diâmetros internos dos tubos. Os centralizadores internos (denominados por TsV), além da fixação externa, também devem fornecer os internos, por isso são utilizados na conexão de tubos com revestimento de espuma de poliuretano (PPU).
Uma característica distintiva desses tubos, amplamente utilizados em sistemas principais de aquecimento de água e abastecimento de água quente, é a presença de uma camada protetora de isolamento de espuma de poliuretano, na qual é colocado um cabo que fornece monitoramento remoto do estado da tubulação. De cima, o isolamento PPU é coberto com uma bainha não metálica resistente ao calor, portanto, a soldagem de juntas de tubos de aço neste caso só é possível por dentro.
Uma característica do uso de centralizadores internos é que eles podem ser usados na operação de longo prazo do pipeline. Como regra, eles incluem um acionamento hidráulico, que fornece não apenas a centralização, mas também elimina a deflexão do tubo sob seu próprio peso ou como resultado da subsidência do solo no local da tubulação. O sistema de controle do acionamento hidráulico do centralizador interno é baseado no uso de motores DC, pois envolve a regulação da velocidade de movimento das garras hidráulicas.
Para tubos com diâmetro interno de até 300 mm, é possível utilizar centralizadores internos com acionamento manual.
Centralizadores internos funcionam assim. O dispositivo é inserido em uma das extremidades do tubo, enquanto o segundo é avançado usando um dispositivo de fixação de carga. A hidráulica cria a força de fixação necessária, após a qual a soldagem é realizada. Durante o processo de soldagem, o tubo fica muito quente, então um ventilador de resfriamento é obrigatório.
Projetos especializados incluem centralizadores para tubos estreitos. Possuem grampo de mola, e são um tipo de centralizador externo utilizado na perfuração de poços profundos sob água ou óleo.
Os critérios iniciais de seleção são:
Ao comprar centralizadores para soldagem de tubos, você também deve primeiro se familiarizar com o perfil dos principais produtos do fabricante. Com foco no desempenho exportador desses aparelhos, cabe destacar que os produtos da Vietz (Alemanha) e da Clamp (EUA) apresentam a melhor qualidade.
A qualidade da montagem de uma tubulação soldada depende de muitos fatores, incluindo a precisão do posicionamento de elementos individuais. Isso se aplica a linhas de diferentes diâmetros. Antes da soldagem, os tubos e conexões devem ser instalados na posição de projeto e fixados com segurança. Além dos suportes estacionários, são usados dispositivos removíveis para isso - centralizadores. Os dispositivos permitem unir tubos sem deslocamento das bordas de soldagem e estabelecer folgas de soldagem.
Por localização em relação ao tubo, os centralizadores são divididos em dois tipos - externos e internos. Os dispositivos também diferem no design dos elementos de travamento e do acionamento.
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Centralizadores deste tipo são fixados nas superfícies externas dos tubos unidos. Eles têm um design relativamente simples e baixo peso. Esses centralizadores são usados para unir tubos com diâmetro de até 2000 mm. Os seguintes mecanismos são mais populares entre os instaladores:
interno
Eles permitem a soldagem contínua de tubos, pois não se sobrepõem à junta. Os centralizadores internos são caracterizados pela alta complexidade do projeto. Esses tipos de centralizadores são usados para soldar tubos com diâmetro superior a 2000 mm.
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Soldar as juntas de uma tubulação de metal ou PPU é uma tarefa muito responsável. É da qualidade das soldaduras e da correta inclinação ao nível da rede de abastecimento de água, esgoto ou aquecimento que dependerá a sua vida útil.
A coisa mais difícil no processo de soldagem de tubos é centralizar as juntas antes de iniciar a soldagem. Isto é especialmente verdadeiro para produtos de grande diâmetro. Os centralizadores automáticos de tubos ajudarão a lidar com essa tarefa sem perder tempo e esforço.
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Todo soldador sabe que a fixação confiável dos elementos a serem soldados é a chave para um bom resultado. Se os tubos preparados para soldagem não estiverem centralizados e fixados com segurança, eles podem vibrar e oscilar durante a operação. Isso levará a a costura sairá volumosa, fraca e não confiável. Com a menor carga, pode vazar ou até estourar.
Tal negligência é inaceitável mesmo ao instalar tubulações domésticas de pequeno diâmetro com pouca pressão e sem carga externa. Quanto às rodovias industriais, especialmente subterrâneas, tal irresponsabilidade pode custar muito caro no futuro.
É por isso que no processo de soldagem de segmentos, especialmente de grandes diâmetros, sempre são utilizados centralizadores ou guias de tubos.
Sua tarefa é fixar com segurança a junta da tubulação para garantir uma solda de alta qualidade.
Os centralizadores consistem no corpo do dispositivo (mecanismo de tensionamento), um suporte ou gancho e elementos tipográficos individuais, mudando o número dos quais permite conectar linhas de diferentes diâmetros, inclusive pequenos.
Este equipamento é fixado em torno da junção de dois tubos preparados para soldagem e firmemente atraídos por um mecanismo de tensionamento.
O centralizador pode ser externo e interno. Os centralizadores internos são utilizados principalmente para fixação de tubos de PPU, ou nos casos em que o espaço de trabalho não permite o uso de mecanismo externo.
Em outros casos, um externo é usado. Isso se deve ao fato de a guia interna ser mais cara e muito mais difícil de instalar.
Também notamos que o centralizador para soldagem de tubos de espuma de poliuretano de grande diâmetro - O dispositivo é bastante volumoso e pesado. Portanto, seu uso requer o uso de equipamentos adicionais.
Como qualquer dispositivo, tubular centralizadores têm suas vantagens e desvantagens.
Referimo-nos às vantagens:
As desvantagens deste equipamento estão associadas principalmente ao seu volume.
Embora os centralizadores de tubos tenham várias desvantagens, não há nada mais confiável para a soldagem de tubulações, especialmente para fins industriais. Este dispositivo se pagará com juros graças à instalação de tubulações confiáveis, que vai durar anos.
Existem duas maneiras de dividir os centralizadores de tubos em subespécies. Eles são subdivididos com base na área de fixação e no método de fixação.
De acordo com a área de fixação, o mecanismo de guia para tubos de PPU ou metal pode ser interno e externo.
Se os mecanismos internos só podem funcionar devido a bombas hidráulicas, os externos podem ser divididos em várias outras categorias de acordo com o método de fixação nas juntas dos tubos PPU ou quaisquer outros produtos de grande e pequeno diâmetro.
Além dos guias principais e mais usados, existem vários dispositivos menos populares:
A instalação de centralizadores externos é um pouco diferente dos internos. É realizado de forma mais simples e rápida.
Como montar a unidade interna:
Procedimento de instalação da unidade externa:
A escolha de um centralizador para soldagem de tubos é talvez uma das principais tarefas no arranjo de um sistema de abastecimento de água, esgoto ou tubulação de calor.
É este equipamento que permitirá ligar hermeticamente as tubagens e manter o ângulo de inclinação correcto, que é a chave para a confiabilidade e durabilidade de qualquer pipeline. As nuances são:
Tubos de grandes tamanhos (diâmetros, comprimentos) são difíceis de unir manualmente para que as bordas se encontrem exatamente e sem distorção. Para isso, são utilizados dispositivos mecânicos - centralizadores para soldagem de tubos. Eles fornecem um ajuste perfeito, o que permite que você faça uma costura de soldagem de alta qualidade. Eles são usados principalmente na condução de tubulações principais e locais. A gama de tamanhos de tubos conectados por meio de centralizadores varia de 25 mm a 6000 mm.
Benefícios do uso de centralizadores:
Os centralizadores são indispensáveis durante a construção de tubulações principais volumosas para bombeamento de gás, petróleo, produtos químicos e outros líquidos e gases perigosos. Isso aumenta um pouco os custos, mas garante a qualidade adequada da junta soldada. Os tubos em seções são montados em suportes, linhas, bases de soldagem de tubos móveis.
De acordo com a finalidade tecnológica e local de aplicação, os centralizadores são divididos em dois grupos:
Eles executam as mesmas funções, mas não podem ser usados em todos os lugares, mas apenas sob certas condições, substituindo-se mutuamente. Por exemplo, ao conectar segmentos de tubos retos do mesmo diâmetro, podem ser usados centralizadores externos e internos. Ao conectar o tubo ao cotovelo, o dispositivo não pode ser instalado no interior e um dispositivo externo é usado para fixar os elementos. Os centralizadores aumentam a produtividade e a qualidade de montagem para tubulações grandes e pequenas. Eles podem ser usados para soldar qualquer tipo de conexão (retas, curvas, tês, válvulas, flanges).
Centralizadores internos permitem mecanizar o processo de montagem da tubulação, enquanto a junta fica totalmente disponível para soldagem, a costura é aplicada de forma contínua, sem a instalação de tachas. O uso de centralizadores facilita muito o trabalho do soldador, pois permite aplicar toda a costura de uma só vez e sem parar.
Dependendo do tamanho dos tubos, os centralizadores podem ter um design diferente:
Internas distribuem mais uniformemente a diferença de perímetros em relação uns aos outros em toda a junta. Eles são capazes de corrigir pequenos amassados, desvios de cilindricidade e trazer as extremidades para o círculo correto.
Se uma grande tubulação principal estiver sendo construída, são usados centralizadores hidráulicos autopropelidos. Eles são capazes de percorrer longas distâncias por controle remoto.
Os centralizadores internos (espaçadores) fornecem a coincidência mais precisa das bordas dos tubos, pois a superfície interna do tubo é considerada a base. Mecanismos suficientemente poderosos podem realizar o alinhamento de bordas e são usados como expansores. Eles aumentam o grau de mecanização e a produtividade de montagem de quase todas as seções do duto.
Soldagem de sobreposições, juntas com diferença de diâmetros, dobras, insertos curvos, quadrados, fixação de reforços é realizada usando centralizadores externos. Eles têm um design diferente, que não difere fundamentalmente um do outro. O principal elemento de trabalho são dois suportes conectados por uma dobradiça, sua largura é tal que duas extremidades dos tubos ancorados são capturadas. Na verdade, o centralizador é um dispositivo de fixação portátil de ação independente.
Por design, os centralizadores são diferenciados:
Todos os dispositivos acima têm um peso bastante grande e grandes dimensões. Se a junta a ser soldada for de grande diâmetro, então eles são ideais e são impraticáveis para a montagem de tubos de pequeno diâmetro. Para eles, foram especialmente criados dispositivos portáteis leves para centralização de tubos de pequeno diâmetro:
Tais dispositivos permitem que apenas tubos de mesmo diâmetro sejam centrados. Com a ajuda de um grampo, as extremidades dos tubos são expostas e as tachas são feitas. A costura é soldada somente após a remoção do grampo. Para unir tubos de diferentes diâmetros (incluindo aqueles com grande diferença), são utilizados centralizadores especiais com blocos de fixação independentes.
Dispositivos para centragem e fixação precisas de curvas de tubos, flanges, tês, adaptadores e outros acessórios de tubos têm um design mais complexo. O encaixe preciso dos elementos é realizado por muitos parafusos de orelhas.
Ao escolher um dispositivo, deve-se lembrar que os centralizadores externos têm um design simples e nem sempre podem fornecer alta precisão de alinhamento das bordas internas. Dispositivos internos sempre oferecem a melhor qualidade de centralização, mas não podem ser instalados em todos os lugares. Ao usar dispositivos internos, a costura pode ser soldada imediatamente e, se forem usados dispositivos externos, as tachas são colocadas primeiro, os dispositivos são removidos e só então a costura é soldada.
