Термитная сварка электрохимической защиты трубопроводов

Термитная сварка ЭХЗ

Трубопроводы, в грунте и идущие на поверхности, подвергается коррозии по по электрохимическому механизму, на поверхности металла образуются анодные и катодные зоны. Между ними образуется электрический потенциал, начинает течь ток, и происходит коррозионное разрушение.

Один из способов защиты трубопроводов от коррозии является электрохимическая защита. Защитные покрытия наносимые на трубы не обеспечивают достаточной защиты от коррозии. Поэтому нормативно-технические документы содержать требования обеспечивать нефтяные и газовые трубопроводы средствами электрохимической защиты ЭХЗ.

Наиболее технологичным и надежным способом крепления выводов ЭХЗ – является термитная сварка. Термитная сварка выводов ЭХЗ имеет следующие преимущества перед другими способами:

•  удобство, применимость в любых местах;
•  мобильность, не требуется источников электроэнергии;
•  высокое качество сварного соединения.

Читайте также: Обозначения сварных соединений на чертежах

Сущность термитной сварки

Способ термитной сварки основан на получении тепла в процессе химической реакции, в результате свариваемые материалы нагреваются до температуры плавления и свариваются.

Для термитной сварки применяются порошкообразные горючие смеси металлов с окислами металлов, которые при сгорании выделяют большое количества тепла. Такими материалами в термитных смесях служат металлы с большой теплотой образования окислов, например алюминий и магний.

Для термитной приварки выводов ЭХЗ используется медный термит, в состав которого входят порошок алюминия, меди и из медная окалина.

Для запуска процесса сварки термитную смесь необходимо зажечь. Горение термитной смеси проходи довольно активно. Смесь сгорает за 5 — 10 сек с образованием большого количества тепла, температура может достигать 3000 градусов. Принцип термитной сварки выводов ЭХЗ основан на сжигании термитной смеси в специальной огнеупорной форме — тигле. По окончании процесса горения продукты реакции — жидкая медь и шлак разделятся на слои в зависимости от плотности. Жидкая смесь расплавляет мембрану в тигле и выливается на свариваемый металл, оплавляя его и образуя сварное соединение. Жидкий шлак служит в качестве защиты сварного соединения и сохраняет тепло для полного завершения процесса сварки.

В термитные смеси кроме основных компонентов, добавляют различные присадки и легирующие компоненты, для улучшению технологических свойств термита и приданию сварному соединению специальных свойств.

Оборудование и материалы для термитной сварки выводов ЭХЗ

Термитная смесь используется для сварки стальных и медных выводов ЭХЗ диаметром от 2-5 мм к стальным трубопроводам имеющим толщину стенки не менее 5 мм. Использовать термитную сварку на трубопроводах с толщиной стенки менее 5 мм запрещается, так как есть большая вероятность прожога. К хранения термитной смеси устанавливаются жесткие требования: в сухом помещении с влажностью до 80%, и температурой не более 30 градусов, вдали от нагревательных приборов.

Тигель-формы – выполняются как правило из графита и керамических материалов, имеющих высокою жаростойкостью, снабженные специальными креплениями для удержания на трубе во время сварки. Внутри тигель формы имеется мембрана отделяющая термитную смесь от свариваемой делали.

Термитная смесь помещается внутрь тигель формы утрамбовывается и зажигается с помощью специальных спичек, которую вставляют в запальное отверстие крышки тигель-формы или с помощью термоподжига.

Спички термитные предназначены для зажигания термитной смеси и термитных патронов.

Термоподжиг изготавливают из огнепроводного шнура замедленного горения который поджигается обычными спичками либо проводов и воспламенителя, зажигание происходит на расстоянии. Поджиг может производится на расстоянии с помощью радиопередатчика и радиоприемника-коммутатора.

Паяльно-сварочные стержни представляют собой медные термитные смеси, упакованные в цилиндрическую оболочку из ламинированной бумаги Паяльно-сварочные стержни марки ЭХЗ-1150А предназначены для приварки ЭХЗ на трубах толщиной стенки от 3,5 до 10,0 мм, ЭХЗ-1150 — на трубах толщиной стенки от 4,0 до 10,0 мм, ЭХЗ- 1152 — на трубах толщиной стенки от 10,1 до 40,0 мм, применяются для приварки всех видов электрохимической защиты на трубопроводы диаметром до 1420 мм.

Термитный карандаш

Представляет собой изделие цилиндрической формы из термосмеси медной, в которое запрессован воспламеняющий элемент и шнур замедленного горения. Термокарандаш располагают в многоразовой тигель-форме из жаропрочного графита. Конец шнура выходящий из термокарандаша выводится в отверстие крышки тигель-формы. Зажигание производится обычными спичками, что выгодно отличает термокарандаши от обычной смеси. К тому же их удобней хранить не требуется дозировать смесь, прокаливать и перемешивать.

Технология термитной сварки выводов ЭХЗ

Поверхность трубы в месте приварки выводов ЭХЗ и на расстоянии не менее 50 мм от места сварки должна зачищается до металлического блеска и обезжиривается. На кабеле вывод ЭХЗ, удаляется изоляция на расстоянии 120 мм, выводы должны быть зачищены до металлического блеска.

Сварка выводов ЭХЗ с применением медых термитных смесей в многоразовой тигель-форме выполняется в следующей порядке:

1 До начала работ по термитной сварке выводов ЭХЗ нужно осмотреть тигель-форму. Использовать не исправные тигель-формы с трещинами, сколами, не допускается.

2 Для плотного прилегания тигель-формы к трубе производиться притирка на наждачной бумаге, на трубе такого же диаметра.

3 Тигель-форма устанавливается на зачищенный участок трубы

4 Конецы провода вывода ЭХЗ, заводятся в литниковую камеру тигель-формы

5 При применении для приварки выводов ЭХЗ медной термитной смеси с многоразовой графитовой тигель-формой из двух полутиглей предварительно на дно камеры сгорания устанавливается стальная или медная мембрана толщиной 0,3±0,02 мм. С целью исключения попадания термосмеси в полость тигель-формы мембрана должна устанавливаться ровно, без перекосов.

6 До вскрытия герметичной упаковки термитной смеси массой нужно произвести перемешивание упаковки путем встряхивания. Термитная смесь высыпается в центральный канал тигель-формы мерной емкостью (стаканом), входящей в комплект, соответствующей одной весовой порции (от 54 до 56 г), в два этапа с послойным уплотнением.

7 Паяльно-сварочные стержни устанавливаются в центральный канал графитовой оправки или тигель-формы.

8 Огнепроводный шнур для поджига термосмеси выводятся наружу через запальное отверстие крышки тигель-формы или через шлакоотводящий канал графитовой оправки.

9 Поджиг огнепроводного шнура замедленного горения производится спичкой, термоспичкой, либо посредством передатчика и приемника устройства дистанционного поджига.

10 После сварки выводов ЭХЗ и остывания, тигель-форму снимают с помощью пошатывания в разные стороны.

11 Производится зачистка места сварки до металлического блеска.

12 Прочность термитной сварки проверятся многократным изгибом приваренного вывода ЭХЗ.

Качество сварки зависит практически только от подготовки поверхности трубы и не зависит от квалификации сварщика.

Типичные дефекты термитной сварки выводов ЭХЗ

Дефекты	Причины образовании дефектов	Способы устранения дефектов
I .Низкая прочность сварного соединения, вывод отрывается от трубы при сгибании или при удалении шлака.	Некачественная зачистка поверхности трубы и конца привариваемого вывода. В формирующуюся полость тигель- формы попала термитная смесь.	Тщательно зачистить место приварки и конец вывода. Сварку повторить. Проверить плотность соединения графитовых вкладышей тигель- формы и прилегание мембраны.
2.Форма термитного контакта неправильная, недостаточное количество наплавленного металла, в тигель- форме образуется пробка из металла и шлака.	Плохо перемешана термитная смесь, расслоение состава. Термитная смесь отсырела.	Тщательно перемешать термитную смесь перед засыпкой тигель-форму. Термитную смесь просушить.
3. Наплавленный металл пористый.	В тигель-форму попала влага. Влага на трубе или на привариваемом конце вывода.	Просушить тигель- форму. Удалить влагу со свариваемых элементов.