Što je utor za čeličnu cijev
Utor za čeličnu cijev, koji se također naziva i kosina, je profil pod kutom koji je strojno urezan u kraj cijevi ili rub trake prije zavarivanja. U proizvodnji zavarenih cijevi i izgradnji cjevovoda, žlijeb otvara sučeoni spoj tako da metal za zavarivanje može doseći punu debljinu stijenke umjesto da sjedi na površini. Oblik, kut, korijenska površina i korijenski razmak definirani su standardima: ISO 9692-1 pokriva pripremu spojeva za elektrolučno zavarivanje čelika, GB/T 985.1 daje preporučene oblike utora za zavarivanje taljenjem, a kodovi primjene kao što je API 5L za cjevovode i ASME odjeljak IX za kvalifikaciju postupka zavarivanja upućuju na te geometrije.
Dizajn utora proizvodna je odluka, a ne navika radionice. Izravno kontrolira penetraciju, stopu grešaka, čvrstoću i deformaciju spoja i jedna je od prvih stavki koje se provjeravaju kada se zavareni spoj ocjenjuje prema specifikaciji postupka zavarivanja (WPS).
Pet funkcija utora za čelične cijevi
1. Dublje prodiranje zavara
Žlijeb s ispravnim uključenim kutom i korijenskim otvorom omogućuje luku i rastaljenoj lonci da dosegnu korijen spoja, tako da se zavar spaja kroz punu debljinu stjenke. Kod spiralno zavarenih elektrolučno zavarenih (SSAW) cijevi, skošeni rubovi trake omogućuju međusobno spajanje unutarnjih i vanjskih pilastih prolaza, a dobro-pripremljeni utor pomaže u održavanju učinkovitog prodiranja na ili iznad 3 mm na proizvodima s teškim-stjenkama.
2. Manje poroznosti i nedostataka troske
Poroznost, linije šljake i nepotpuna fuzija imaju tendenciju da se koncentriraju u korijenu i vrhovima zavara. Žlijeb s pravim kutom daje plinovima jasan izlaz i omogućuje da troska pluta na površini svakog prolaza. Plitki ili pogrešni{2}}kutni žljebovi hvataju onečišćenja, što je čest uzrok odbačenih zavara u proizvodnji SSAW i ravnih šavova.
3. Veća površina spojeva, jača veza
Utor umnožava područje spajanja između dva kraja cijevi. Za vodove za prijenos nafte i plina, gdje obodni zavareni spojevi moraju izdržati savijanje, zamor i promjenu pritiska, dodatno područje spoja koje pruža jedan-V ili složeni utor je ono što vezu održava čvrstom kao i tijelo cijevi.
4. Bolja raspodjela naprezanja
Pravilno oblikovani žlijeb ravnomjerno raspoređuje poprečni-presjek zavara po spoju, izbjegavajući lokalnu koncentraciju naprezanja do koje dolazi kada se metal za zavarivanje nagomila u uski razmak. Jednolika raspodjela naprezanja povećava vijek trajanja zavara i vijek trajanja cijelog cjevovoda.
5. Lakše zavarivanje i manje deformacija
Utor poboljšava pristup pištolju za zavarivanje u uskim položajima i smanjuje potreban volumen metala za zavarivanje, što smanjuje unos topline i zaostalu deformaciju. Simetrični utori, na primjer dvostruki-V na debelo{2}}sjednoj SSAW cijevi, uravnotežuju sile skupljanja s obje strane i drže cijev ravnom nakon zavarivanja.
Uobičajene vrste utora za čelične cijevi
| Vrsta utora | Tipična debljina stijenke | Karakteristike | Uobičajena uporaba |
|---|---|---|---|
| Sam-V | 3 - 16 mm | Jedan zakošeni rub, najjednostavniji za pripremu,-moguće jednostrano zavarivanje | Terenski obodni zavari, tanko{0}}stjenka SSAW |
| Duplo-V | 12 - 40 mm | Kosine s obje strane, uravnoteženo skupljanje, manje dodatnog metala od jednog-V iste dubine | Spiralni-teški zid i LSAW cijev |
| U-utor | 20 - 60 mm | Zakrivljen korijen, mali volumen metala za punjenje, dobar pristup korijenu | Tlačna cijev-debele stijenke i posude |
| J-utor | 20 - 60 mm | Jedna strana zakrivljena, za T-spojeve i debele dijelove | Ogranci i armature |
| Jednostruko-košenje / dvostruko-košenje | 6 - 20 mm | Asimetrična, koristi se kada se jedna strana ne može zakositi | Kutni i T-zglobovi |
Za jedan -V utor na cijevi od ugljičnog čelika, tipična geometrija je skošenje od 30 do 37,5 stupnjeva po strani (uključeni kut od 60 do 75 stupnjeva), korijenska površina od 1 do 2 mm i korijenski razmak od 2 do 3 mm. Točne vrijednosti postavljaju proces zavarivanja i WPS, a ne preferencije montera.
Kako geometrija utora utječe na kvalitetu zavara
Uključen kut.Ako je kut premali, luk ne može doprijeti do korijena, penetracija opada i pojavljuje se nedostatak fuzije. Ako je prevelik, povećavaju se volumen metala zavarivanja i unos topline, izobličenje se povećava, a troškovi rastu.
Korijensko lice.Korijen koji je predebeo blokira prodiranje i stvara rizik od{0}}opeklina kada se konačno otopi; onaj koji je pretanak propada pod prvim prolazom i ostavlja konkavan korijen.
Korijenski razmak.Razmak koji je preuzak sprječava korijenski prolaz da formira pravilan stražnji rub; razmak koji je preširok pretvara korijenski prolaz u-izlaz koji zahtijeva skupu potporu.
Čistoća kosine.Ulje, hrđa, kamenac i vlaga na kosoj površini klasični su izvor pukotina i poroznosti izazvanih-vodikom. Kosine treba očistiti do sjajnog metala preko cijele površine spoja neposredno prije zavarivanja.
Priprema utora u proizvodnji šavnih cijevi
U postrojenjima za zavarene cijevi sa spiralnim i ravnim šavovima priprema utora se odvija na dva mjesta. Prvo, rubovi trake ili ploče su skošeni prije oblikovanja tako da se unutarnji i vanjski zavar spoje u čvrsti spoj; ovaj rubni kosi se kontrolira tijekom rezanja i kontinuirano se provjerava u liniji za oblikovanje. Drugo, gotove cijevi su skošene na oba kraja prije isporuke, obično strojnom obradom ili rezanjem plazmom, kako bi prihvatile obodne zavare na gradilištu.
Krajnji zakošeni dijelovi cijevi prema API 5L i EN 10217 obično su 30 stupnjeva plus ili minus 5 stupnjeva s korijenskom površinom od 1,6 mm plus ili minus 0,8 mm, a svaki se zakošeni profil provjerava profilnim mjeračem prije opterećenja. Odbacivanje kosine na mlinu košta nekoliko sekundi; odbijanje obodnog zavara na moru košta nekoliko tjedana.
Vodič za odabir prema debljini zida
| Debljina stijenke | Preporučeni utor | Postupak zavarivanja |
|---|---|---|
| Ispod 3 mm | Četvrtasti rub ili mali pojedinačni-V | TIG, MIG,-pila velike brzine |
| 3 - 16 mm | Jedno-V, uključeni kut od 60-75 stupnjeva | PILA, MIG, MMA |
| 16 - 40 mm | Dvostruki-V ili jednostruki-V s udubljenjem na stražnjoj strani | SAW unutarnji i vanjski prolazi |
| Iznad 40 mm | U-utor ili J-utor | SAW, zavarivanje u-procjepu |
FAQ
P1: Zašto su krajevi cijevi zakošeni prije zavarivanja?
Omogućuje potpuno prodiranje i spajanje po debljini stijenke. Kvadratni rub zavaruje se samo na površini; skošenje izlaže cijeli poprečni-presjek luku tako da spoj nosi isto opterećenje kao i tijelo cijevi.
P2: Koji je standardni kut skošenja za zavarenu cijev?
Za jedno-V spojeve na cijevima od ugljičnog čelika, uobičajeni raspon je od 30 do 37,5 stupnjeva po strani, što daje uključeni kut od 60 do 75 stupnjeva, s korijenskom površinom oko 1,6 mm i korijenskim razmakom od 2 do 3 mm, prema ISO 9692-1 i uobičajenoj praksi API 5L.
P3: Što se događa ako je kut utora premali?
Luk ne može doprijeti do korijena, penetracija opada, a na korijenu zgloba pojavljuje se nedostatak sraštenja ili hladno lapping. Na tlačnoj cijevi to je nedostatak koji se može odbaciti radiografskim ispitivanjem.
P4: Što se događa ako je kut utora prevelik?
Volumen dodatnog metala i unos topline naglo rastu, povećavajući izobličenje, zaostalo naprezanje i cijenu, dok dodatni metal za zavarivanje ne povećava čvrstoću.
P5: Razlikuje li se dizajn utora između SSAW i cijevi s ravnim šavom?
Da. U proizvodnji SSAW rubovi trake su skošeni prije oblikovanja tako da unutarnji i vanjski potopljeni luk prolaze međusobno; u proizvodnji ravnih šavova LSAW i ERW rubovi ploča pripremaju se na sličan način. Obodni zavari na obje vrste proizvoda koriste standardne pojedinačne-V ili složene utore.
P6: Kako se pregledava utor?
S mehaničkim ili digitalnim mjeračima profila koji provjeravaju kut, korijensku površinu i razmak; na kritičnim spojevima stanje skošenja bilježi se u izvješću o pregledu zavara zajedno s WPS brojem.
