Lučno zavarena cijev se izrađuje korištenjem topline električnog luka za topljenje rubova oblikovane čelične trake ili ploče i njihovo spajanje, sa ili bez dodanog metala za punjenje, u kontinuiranu cijev. Luk je izvor toplote; cijev je proizvod. Budući da se luk može primijeniti izvana, iznutra ili s obje strane, i budući da se kemija punila može odabrati neovisno o hemiji trake, elektrolučno zavarivanje pokriva širi raspon promjera i debljina stijenke nego bilo koji drugi put{2}}izrade cijevi.
Princip rada
Čelična traka ili ploča se progresivno oblikuje u cilindar pomoću valjaka. Kako se dvije ivice spajaju, između elektrode i obratka nastaje luk, koji topi usku traku metala na svakoj ivici i, gdje se koristi punilo, žicu ili vrh elektrode također. Rastopljeni bazen stvrdnjava se odmah iza luka i formira zavareni šav. Zaštitni medij, bilo fluks, zaštitni plin ili sistem šljake, isključuje zrak iz bazena tako da dušik i kisik ne oštećuju spoj. Rezultat je cijev čiji šav ima u suštini istu čvrstoću kao i osnovni metal kada je postupak ispravno kvalificiran.
Procesi lučnog zavarivanja koji se koriste za cijevi
| Proces | Izvor topline i zaštita | Tipična upotreba u proizvodnji cijevi |
|---|---|---|
| Zavarivanje pod vodom (SAW) | luk zakopan pod granuliranim fluksom | uzdužni i spiralni šavovi, srednji do teški zid |
| Elektrolučno zavarivanje metala plinom (GMAW/MIG) | kontinuirana žica sa zaštitnim plinom | kontinuirani šavovi, srednji zid, velika brzina |
| Lučno zavarivanje fluksom{0}} (FCAW) | cijevna žica sa fluks jezgrom | debeli zidni šavovi, terenski i radnji |
| Elektrolučno zavarivanje metala sa zaštitom (SMAW) | prekrivena elektroda, zaštita od šljake | kratki šavovi, popravke, spojevi na gradilištu |
| Elektrolučno zavarivanje volframom (GTAW / TIG) | ne-potrošna volframova elektroda sa inertnim gasom | korijenski prolazi, tanki zid, cijev od nehrđajućeg čelika i legure |
Zavarivanje pod vodom dominira u proizvodnji cijevi velikog{0}}promjera jer sloj fluksa daje vrlo visoke stope taloženja i čist, duktilan zavar. Elektrolučno zavarivanje metala gasom nudi dobar balans brzine i kvaliteta za srednje zidove, dok se zavarivanje gasom volframom bira tamo gdje korijen-prolazi čistoću i kontrolu prodiranja, kao kod cijevi od legure i nehrđajućeg čelika. Postupci sa fluksom{4}} i zaštićenim metalnim lukom su praktičan izbor tamo gdje su položaji zavarivanja nezgodni ili gdje se rad obavlja na licu mjesta.
Lučno zavarene cijevi u poređenju sa ERW cijevi
| Aspekt | Elektrolučno zavareno | Električni otpor zavareni |
|---|---|---|
| Mehanizam spajanja | topljenje sa ili bez punila | tlačno zavarivanje zagrijanih rubova, bez punila |
| Debljina zida | širok raspon, uključujući teške zidove | uglavnom tanji zid |
| Raspon promjera | mali do veoma veliki | male do srednje |
| Fleksibilnost punila | hemija punila se može uskladiti sa servisom | nema punila, sastav šava je jednak traci |
| Tipični proizvodi | linijska cijev, strukturna i tlačna cijev | cijev za vodu, cijev, opća cijev |
Praktična posljedica za kupca je da su vrlo veliki prečnici, teški zidovi i sastav legure usmjeren prema elektrolučnom zavarivanju, dok je standardna cijev s tankim{0}}stinama, velike-obine obično ekonomičnija u ERW obliku.
Procesne varijable koje odlučuju o kvalitetu zavara
Unos topline: previše grubo zrno i smanjuje žilavost, premalo uzrokuje nedostatak fuzije.
Priprema ivica i postavljanje-ujednačenih ivica i dosljedan zazor su ono što omogućava potpuni prodor.
Stanje zaštite i fluksa: vlaga u fluksu ili poremećeni gasni štit unosi poroznost i vodonik.
Brzina putovanja i stabilnost luka: oni kontroliraju oblik perle, prodor i rizik od podrezivanja.
Čistoća običnih metala: ulje, kamenac i rđa su direktni izvor poroznosti i inkluzija šljake.
Kvalifikacija postupka zavarivanja i kvalifikacija operatera su formalne kontrole koje zaključavaju ove varijable prije početka proizvodnje.
Inspekcija i{0}}testiranje bez razaranja
Kvalitet se provjerava u fazama, a ne na kraju. Vizuelno ispitivanje potvrđuje profil zrna, podrezivanje i površinske defekte; radiografsko ispitivanje otkriva unutrašnju poroznost, šljaku i nedostatak fuzije; ultrazvučno ispitivanje otkriva planarne defekte kao što su pukotine i nepotpuno prodiranje i često se primjenjuje na cijeloj dužini šava; ispitivanje magnetnim česticama koristi se za površinske i blizu{1}}površinske nedostatke u feromagnetnom čeliku; i ispitivanje penetrantima boje služi istoj svrsi gdje je potrebna nemagnetna metoda. Hidrostatsko ispitivanje dokazuje integritet gotove cijevi pod pritiskom, a ispitivanje spljoštenja, savijanja ili zatezanja pokazuje mehaničku čvrstoću zavarenog spoja. Ispitivanja razaranja uzeta sa krajeva zavojnice ili ploče potvrđuju da proizvodni zavar odgovara kvalificiranom postupku.
FAQ
P: Koji je glavni princip rada lučno zavarenih cijevi?
Lučno zavarena cijev koristi visoku temperaturu električnog luka da otopi metalne rubove oblikovane trake ili ploče i spoji ih u cijev, sa ili bez materijala za punjenje kao što je žica ili elektroda. Fluks ili zaštitni plin štiti rastopljeni bazen od atmosferske kontaminacije. Kada se bazen stvrdne, formira se šav čija svojstva mogu odgovarati osnovnom metalu ako je postupak zavarivanja pravilno kvalificiran.
P: Koji se procesi lučnog zavarivanja koriste za izradu čeličnih cijevi?
Glavni procesi su zavarivanje pod vodom, elektrolučno zavarivanje u gasnom metalu, elektrolučno zavarivanje{0}}, zavarivanje zaštićenog metala i elektrolučno zavarivanje gasom volfram. Zavarivanje pod vodom dominira u proizvodnji velikih-promjera i teških-zidova, zavarivanje plinom metala odgovara neprekidnim srednjim{4}}zidnim šavovima, a zavarivanje plinom volframom se koristi za prolaze korijena i za cijevi od legure ili nehrđajućeg čelika. Elektrolučno zavarivanje metala sa jezgrom i oklopom služi za popravke i radove na gradilištu.
P: Koja je razlika između lučno zavarene i ERW cijevi?
Elektrolučno zavarivanje topi ivice cijevi, sa ili bez dodanog punila, dok elektrootporno zavarivanje spaja ih pritiskom nakon zagrijavanja visoko{0}}strujom i ne koristi punilo. Elektrolučno zavarivanje stoga pokriva teže zidove, veće prečnike i usklađenu hemiju punila, zbog čega se koristi za cevovode i potisne cevi. ERW je općenito brži i ekonomičniji za tankozidne cijevi standardnih-dimenzija.
P: Koji faktori utiču na kvalitet lučno zavarenog šava?
Unos topline, priprema ivica i postavljanje-, stanje zaštite, brzina kretanja i čistoća osnovnog metala su kontrolne varijable. Prevelik unos toplote ugrušava zrno i smanjuje žilavost, dok nedovoljna toplota uzrokuje nedostatak fuzije. Vlažni tok ili poremećeni plinski štit stvaraju poroznost, a ulje ili kamenac na rubovima unose šljaku i plinove defekte. Kvalificirani postupci zavarivanja i kvalifikovani operateri su formalne kontrole koje drže ove varijable u dometu.
P: Kako se provjerava kvalitet lučno zavarenih cijevi?
Inspekcija kombinuje vizuelno ispitivanje profila i stanja površine sa volumetrijskim metodama. Radiografsko ispitivanje otkriva poroznost, trosku i nedostatak fuzije, a ultrazvučno ispitivanje otkriva planarne defekte kao što su pukotine i nepotpuno prodiranje duž šava. Ispitivanje penetrantima magnetnim česticama ili bojama pokriva površinske i blizu{2}}površinske nedostatke. Hidrostatsko ispitivanje potvrđuje integritet pritiska, a ispitivanje spljoštenosti, savijanja ili zatezanja na uzorcima sa krajeva potvrđuje mehaničku čvrstoću spoja.
