Как сделать центратор для трубы своими руками

Центратор для сварки труб своими руками

Идеальное качество сварного шва особенно важно при проведении трубоукладочных работ. С этой целью были разработаны центраторы для сварки труб. По-настоящему важность такого специального оборудования могут оценить разве что только профессиональные сварщики, занимающиеся проведением магистральных и местных трубопроводов. Ведь «на глазок» абсолютно точно совместить кромки труб крайне сложно.

Схема центратора для труб.

Нетрудно догадаться, что кроме главной задачи механические приспособления для точного центрирования трубных торцов и образования плотных стыков решают еще одну задачу. Данное оборудование, поддерживающее точное примыкание кромок друг к другу не только перед, но и во время сварки, позволяет существенно ускорить этот процесс.

Назначение и функциональные особенности центраторов

Высококачественная сборка трубопровода начинается вовсе не с качественной сварки. Как бы хорошо ни была выполнена указанная операция, без предварительно проведенной регулировки соосности двух соединяемых фрагментов труб трудно надеяться на положительный результат.

Особо важна точность стыковки цилиндрических магистральных труб, предназначенных для транспортировки природного газа, перекачки нефтепродуктов, химических веществ и других материалов, опасных для здоровья человека. В этом случае наличие приспособлений для безупречной сварки является не приятным дополнением для удобства работников, а насущной необходимостью.

Точное совпадение металлоконструкций по общей оси обеспечивается именно контрольно-фиксирующим приспособлением в виде центратора.

Сварные стыки труб: а — поворотный, б — неповоротный, в — горизонтальный.

Диапазон рабочих размеров труб, обслуживаемых данным оборудованием, весьма обширен. В частности, центраторы для сварки труб, в зависимости от своей конструкции и габаритов, способны обрабатывать изделия в пределах их диаметров от 25 мм до 6000 мм.

Любой центратор для сварки выполняет еще одну важную функцию. Благодаря жесткому захвату трубного корпуса это устройство предотвращает крайне нежелательное дрожание и колебание обрабатываемого объекта. Если этим условием во время сварки пренебречь, то при малейшей нагрузке в будущем полученный шов может лопнуть. Наверное, не стоит описывать последствия образования малозаметных микротрещин на стыках и их уязвимости при первых же рабочих нагрузках.

В настоящее время все самые востребованные центраторы разделяются на внешние (наружные) и внутренние. Их названия полностью отвечают месту монтажа указанного оборудования: наружные механизмы крепятся на внешней стороне трубы, внутренние выполняют свои функции, находясь в трубных полостях.

Отличительные особенности наружных центраторов

Наружный центратор представляет собой своего рода большой зажим, который способом обхвата цилиндрической конструкции удерживает концы двух труб в фиксировано-соосном положении. По сравнению с внутренним центратором наружный вариант более легок в установке и удобен в эксплуатации.

Еще одной немаловажной характеристикой данного типа центраторов является их способность технически выправлять края трубы, по какой-то причине приобретшие вид неправильного эллипса. Без устранения такого дефекта практически невозможно обеспечить высококачественный и максимально прочный сварочный шов.

В зависимости от толщины стенок труб и их общих диаметров наружные центрирующие устройства подразделяются на несколько групп.

Схема механизированной линии для сварки поворотных стыков труб.

Технически самой простой категорией таких центраторов является категория звенных устройств. Внешне они напоминают многогранник, снабженный внутренней системой колец-звеньев. В зависимости от типа свариваемого объекта эти звенья могут быть либо одинаковой, либо разной длины, а их количество зависит от диаметра трубы.

Данный тип центраторов применяется для работ с трубами диаметром 50-1500 мм. Закрепляется такое приспособление на корпусе трубы с помощью специальных прижимов.

Наружные звенные центраторы гидрофицированные представляют собой продвинутый вариант стандартных звенных устройств. Они отличаются от «основы» тем, что их затягивают на трубе не руками, а с помощью ручного домкрата. Благодаря этому центратор обжимает металлический цилиндр с большим усилием, что положительно сказывается на качестве работы. Отлично стыкует друг с другом трубы в диапазоне диаметров от 72 см до 162 см.

Целям устранения нежелательной эллипсности труб служит модернизованный вариант звенных гидрофицированных центраторов. Он предполагает использование в данном приспособлении электрического или пневматического домкрата. Группа цепных центраторов объединяет приспособления, работа которых основана на применении цепи, затягиваемой вокруг свариваемых труб. Достоинством данного вида является его универсальность. Цепные центраторы способны работать с трубами самых разных диаметров в пределах от 90 мм до 1000 мм.

Эксцентриковые центраторы применяются для сварки труб большого сечения. Основу их составляют две стальные дуги. В отличие от звенных центраторов, в которых фиксация звеньев осуществляется специальными крюками, дуги в эксцентриковых устройствах при настройке под заданную трубу стягиваются дополнительной регулировочной перемычкой. Стоит отметить, что один и тот же центратор с эксцентриком может использоваться в работе с трубами нескольких диаметров. Этот фактор делает указанное приспособление более удобным, но и более дорогостоящим.

Особенности устройства и применения внутренних центраторов

Схема арочного центратора.

Этот тип центрирующих приспособлений относится к технически более сложному, в сравнении с наружными центраторами, монтажному вспомогательному оборудованию. Воздействие на стенки труб указанные центраторы осуществляют изнутри свариваемого цилиндра.

Принципиально функционирование данного оборудования выглядит следующим образом. К жимкам — рабочим органам внутреннего центратора, расположенным в два ряда по всему внешнему диаметру приспособления — посредством гидравлической системы передается определенное усилие. С заданной силой сжатия жимки распирают изнутри трубные торцы.

Таким образом, трубы надежно фиксируются в определенном, соосном друг к другу положении до момента окончания сварки. Благодаря большому гидравлическому усилию, подаваемому на жимки, указанное оборудование хорошо справляется с уже упомянутой выше технологической задачей: корректирует эллипсоидное сечение трубы в сторону правильной цилиндрической конфигурации.

При установке внутри трубопровода такой центратор закрепляется на краю одной трубной секции, а другая секция надвигается на приспособление. В момент фиксации обеих секций между торцами труб остается заданный технологический зазор, необходимый для проведения сварки.

Внутренний центратор перемещается в полости трубопровода при помощи специальной механической штанги. Для протягивания механизма, который обычно отличается достаточно большим весом, применяют различную спецтехнику (в том числе трактора).

Перемещение происходит по всей протяженности трубопровода, поэтому данное вспомогательное оборудование предназначено, как правило, для продолжительного процесса трубоукладки. При этом сварка производится практически без существенных перерывов.

Внутренние центраторы хорошо ведут себя при значительных перепадах температур. Их успешно эксплуатируют в температурном диапазоне от -40 до +45°С.

Некоторые другие виды центраторов для сварки труб

Кроме описанных выше двух наиболее распространенных категорий центраторов в общий перечень разновидностей данной техники входят и другие категории, менее популярные и более специфические. Здесь можно упомянуть такие центраторы, как:

• арочные;
• центраторы-струбцины;
• пружинные (для обработки обсадных труб в различных скважинах);
• центраторы для пропиленовых труб.

Таким образом, описанное вспомогательное оборудование для организации качественных сварочных работ представляется очень важным для строительной сферы. От правильности выбора и использования указанных приспособлений зависит в конечном счете прочность, надежность сварных соединений и, как следствие, длительность эффективной эксплуатации многочисленных трубопроводов.

Для получения прочного сварного шва при сборке трубопроводов применяется специальное оборудование – центратор для труб. Устройство способствует правильной установке труб перед выполнением сварных работ и их фиксации во время сварки, что и положительно отражается на сварном шве и прочности трубопровода в целом. Что такое центратор и как используется оборудование, читайте далее.

Устройство для корректной установки труб

Устройство и преимущества центратора

Основными элементами центратора являются:

• дуги с опорами, в которых крепится труба;
• ось и эксцентрик;
• перекладина и рукоятка для фиксации оборудования.

Основные элементы центратора

Центратор применяется для сварки труб и обладает следующим преимуществами:

• мобильностью. Относительно небольшой вес устройства и простота его установки и снятия позволяют без лишних проблем и дополнительного оборудования перемещать его с одного места работы на другое;
• универсальность. При помощи центратора можно соединять трубы, изготовленные из разных материалов: металла, пластика, металлопластика и так далее, разных диаметров, а также присоединять различные виды фитингов;
• возможность получения ровного и прочного сварного шва без перекосов;
• доступность по цене.

Разновидности центратора

Выбор центратора производится в зависимости от вида и удобства использования оборудования.

Классификацию центратов можно провести по нескольким признакам:

• по месту расположения устройства на трубах;
• по способу крепления оборудования к трубам;
• по технологии работы.

Виды центраторов в зависимости от расположения

Центратор может быть установлен:

Наружные центраторы обеспечивает фиксацию трубы путем ее обхвата в наружной части.

Оборудование для фиксации труб снаружи

Наружный центратор отличается:

• простотой использования;
• небольшим весом и габаритными размерами;
• возможностью установки на любые части трубопровода, в том числе и на фитинги.

Единственным существенным минусом наружного устройства является частичное выполнение сварного шва, то есть на первой стадии трубы свариваются в одних местах, а затем центратор передвигается и провариваются оставшиеся области.

Внутренний центратор соответственно устанавливается внутрь собираемого трубопровода и используется, например, для обсадных труб. Крепление оборудования производится за счет распорных элементов конструкции.

Оборудования для фиксации труб изнутри

Главным преимуществом внутреннего центратора является возможность беспрерывного выполнения сварного шва, но большие габаритные размеры и сложность установки приводят к снижению востребованности на данный вид устройства.

Виды центраторов в зависимости от способа крепления

По способу крепления все центраторы подразделяются на следующие виды:

• арочные конструкции, фиксация которых производится вручную или с использованием гидравлики. Такой способ крепления считается достаточно сложным, поэтому область применения арочного центратора ограничена трубами, диаметр которых не превышает 90 см;

Центратор арочного типа с гидравликой

• многозвеньевые конструкции. Такие устройства состоят из нескольких звеньев, соединенных между собой подвижными шарнирами, что облегчает процесс установки и снятия. Область применения многозвеньевого центраторы – трубы с диаметром до 2000 мм;

Центраторы с несколькими звеньями и ручным управлением

• цепные конструкции. Стяжка труб при использовании данного вида производится при помощи цепей. Положительными качествами являются универсальность и прочность устройства. Однако для установки и фиксации центратора придется приложить некоторые усилия;

Центратор, в основании которого находятся простейшие цепи

• эксцентированые конструкции. Составляющие элементы центратора эксцентрикового типа – две арочные конструкции (по аналогии с арочным центратором) и эксцентрик, позволяющий в короткие сроки произвести максимально точное совмещение;

Устройства с облегчением выравнивания труб

• струбцинные конструкции. Представляют собой простейший зажим и применяются исключительно для труб малого диаметра.

Простейший центратор для труб малого диаметра

Виды центраторов в зависимости от технологии работы

Центраторы могут работать:

• под ручным управлением. Такие устройства относятся к категории бытовых и преимущественно используются для сооружения частных водопроводов, канализационных систем, отопительных сетей и так далее;
• под гидравлическим, электронным и так далее управлением. Профессиональное оборудование используется при прокладке магистральных трубопроводов, в том числе и в зонах с сейсмической активностью.

Технология применения центратора

Установка центратора для полипропиленовых, металлических и иных видов труб производится по стандартной схеме:

1. перед монтажом фиксирующего оборудования необходимо подготовить концы труб к выполнению сварки. Для этого их поверхность очищается от грязи, ржавчины, остатка краски и иных отложений. В ходе выполнения работы можно использовать различные приспособления и растворитель;
2. концы труб подводятся друг к другу и соединяются центратором;
3. производится фиксация устройства на трубах.

О разновидностях бытовых центраторов и способах их использования можно узнать, посмотрев видео.

Перед выполнением сварки необходимо проверить надежность фиксации и при необходимости переустановить и/или затянуть зажимы центратора.

Опытные мастера и обыватели, выполняющие сварочные работы, знают, что подготовительный этап не отнимает больше времени, чем сам процесс сварки.

Значительную часть времени пропадает на сборку сварочного сооружения и установку всех элементов в нужном расположении.

Зная, насколько важны приспособления для сварки профильных труб, и умея использовать их правильно, сварщик может выполнить поставленные перед ним задачи быстро и качественно.

В быту используют большое количество механизмов и конструкций для сварки труб. Эти вспомогательные устройства, чаще всего, ручные и универсальные.

Они помогают выполнить быстрый сбор конструкции с надежно закрепленными деталями, также позволяют проделать работу практически без их деформации.

Сборно-сварочные приспособлений профильных труб и их виды

Их делят на такие виды:

Механизмы для установки

Эти устройства позволяют установить профильные трубы в необходимом положении.

Именно так, как они будут располагаться в итоге. По функциональному и конструкционному решению их делят на:

Упорные. Они фиксируют заготовки на основной поверхности, и могут использоваться постоянно, сниматься, а есть и откидные (служащие для отвода и поворота).

Постоянные приспособления – это пластины, которые приварены к основанию.

А съемные приспособления применяют в тех ситуациях, когда устройство с постоянной установкой использовать нельзя.

Угловые. С их помощью устанавливаются профильные трубы под заданным углом.

Призмы. Они фиксируют в необходимом положении цилиндрические профильные заготовки. В качестве данного приспособления используют очень простые конструкции, которые варят из уголков.

Этот механизм помогает установить профильные трубы в необходимом положении по отношению к уже стоящим частям будущей конструкции.

Приспособления для крепежа

Такие приспособления для установки профильных труб под сварку позволяют прочно зафиксировать деталь и предохраняют ее от случайного смещения после остывания. К ним относят:

Струбцина. Она является универсальным приспособлением, которое можно использовать при всяких видах работы с металлическими изделиями.

Мастера называют их самыми главными по важности, и говорят, что обойтись без них практически не возможно.

Струбцина может быть разной формы и размеров. Зев у приспособления может быть стабильного объема, и бывает с возможностью регулирования.

Особым удобством выделяются быстрозажимные устройства, в которых зажимную функцию выполняет кулачковый механизм.

СОВЕТ! Профессиональные мастера рекомендуют приобрести набор разнообразных струбцин. Для сварочных мероприятий может понадобиться сразу несколько вариантов разных размером.

Зажимы. Если сравнить эти механизмы со струбцинами, то они более удобные, и в большей степени приспособлены к такому виду работ. Необходимый размер зева выставляют винтом в зажимной ручке и перемещением штифта.

Прижимы. Является самым распространенным. Они бывают: клиновые, винтовые, пружинные, рычажные.

Простейший вид такого устройства является самым обыкновенным болтом и гайкой, скрепляющим две пластины, которые зажимают заготовку.

Стяжки. Они применяются для того, чтобы сблизить элементы, которые имею габаритные размеры. Длина и способ такой конструкции зависит от задач, которые она должно выполнить.

Распорка. Этот механизм дает возможность выровнять кромки собираемых заготовок, придать им нужную форму и исправить небольшие дефекты.

Приспособления для установки и крепежа

Самые удобные в применении конструкции, которые выполняют несколько функций. При работе нужно только вставить детали и затянуть эксцентрики и винты. Все части без дополнительных усилий становятся на нужное место.

Такую работу как сварка профильных труб,большинству из нас приходиться делать очень часто. Поэтому для данного процесса разработали большое количество разных приспособлений.

Центраторы. Благодаря им сохраняется соосность свариваемых частей, а так же происходит совмещение кромок на торцах. Они разделяются на внутренние и наружные.

Наружные механизмы применяются на много чаще. Этот механизм составляют несколько звеньев, скрепленных шарнирным способом. Между собою они создают замкнутый контур.

Кроме этого, соосность заготовок неплохо обеспечивают самодельные конструкции, которые делают из уголка и наваренных на него струбцин.

Механизмы с магнитами

Угольники на магнитах. Эти приспособления для сварочных работ применяют очень широко, и они бывают разнообразной формы. Они соединяют в нужном расположении листовые заготовки, рамного вида сооружения и так далее.

Такие приспособления используют не только в форме угольника, но и другого типа. Сила магнита в них позволяет прочно установить часть профильной конструкции в необходимом расположении, и в процессе сварки детали сохраняют неподвижное состояние.

Сварочные приспособления своими руками: струбцина

Сварочные приспособления своими руками изготовить не трудно. Многие мастера для работ предпочитают устройства, изготовленные своими руками, так как магазинные варианты не являются достаточно надежными.

1. Лист из стали толщиною от 9 до 11 мм.
2. Три гайки.
3. Шайбу. Она нужна с большим диаметром.
4. Трубопрокатную заготовку с наружной резьбой соответствующей резьбе на гайке.

Процесс изготовления своими руками

Из стального листа вырезают три полосы шириною 4 см, и длиною 50 см, 25 см и 10 см. Затем подготавливают еще две прямоугольные пластины для крепежа подвижного элемента и для обеспечения упора в статичной части устройства.

Видео: делаем своими руками фильм 1

После этого к основанию струбцины приваривают вспомогатель. Все это вместе создает Г-образную форму. К меньшей стороне конструкции приваривают второй лист прямоугольной формы. Шайбы тоже сваривают вместе.

Гайки укладывают “на ребро” к подвижной детали, таким способом, чтобы выкручиваемый стержень находился параллельно по отношению к основе струбцины.

Видео: делаем своими руками фильм 2

Сварку выполняют по внешней стороне первого прямоугольного листа. К его внутренним краям присоединяют подвижное устройство. В завершении на край стержня приваривают шайбы, их располагают плашмя.

Полученное сооружение позволяет держать габаритные сооружения из трубопрокатных изделий, и при этом не происходит сдвигов.

Видео: делаем своими руками фильм 3

Самодельное устройство на магнитах

• Квадратную металлическую листовую пластину с размером стороны на 25 см.
• Трубу с квадратным сечением.
• Три болта и три гайки небольших размеров.
• Цилиндр из стали диаметром 4,5 мм.
• Аппарат для сварки, сверло, дрель.

С разных сторон металлической листовой пластины приваривают две трубы на 15 и 20 см. Затем изготавливают две вспомогательных детали.

Видео: делаем своими руками фильм 4

Первая П-образная (из заготовок по 10 см). Вторая – это равнобедренная трапеция. Основание на 11,5 и 5,4 см, а боковые стороны по 10 см.

Собирать приспособления с постоянными магнитами следует в строгой последовательности крепления элементов. Такие приспособления отлично справляются с поставленными перед ними задачами.

Приспособления для сварки профильных труб являются незаменимыми в проведении сварочных работ. Они значительно облегчает весь процесс сварки.

Источник