Оптимізація та економія орбітального зварювання при будівництві трубопроводів

Хоча технологія орбітального зварювання не є новою, вона продовжує розвиватися, стаючи все більш потужною та універсальною, особливо для зварювання труб. Інтерв’ю з Томом Хаммером, досвідченим зварювальником компанії Axenics у Міддлтоні, штат Массачусетс, розкриває багато способів використання цієї техніки для вирішення складних проблем зі зварюванням. Зображення надано Axenics
Орбітальне зварювання існує вже близько 60 років, додавши автоматизації процесу GMAW. Це надійний і практичний метод для створення кількох зварних швів, хоча деяким виробникам обладнання та виробникам ще належить використати можливості орбітальних зварювальних апаратів, покладаючись на ручне зварювання або інші стратегії з’єднання металевих труб.
Принципи орбітального зварювання існують десятиліттями, але можливості нових орбітальних зварювальних апаратів роблять їх більш потужним інструментом у наборі інструментів зварювальника, оскільки багато з них тепер мають «розумні» функції, які спрощують програмування та керування перед фактичним зварюванням. . ● Почніть із швидких і точних налаштувань, щоб забезпечити послідовне, чисте та надійне зварювання.
Команда Axenics Welding у Міддлтоні, штат Массачусетс, контрактний виробник комплектуючих, допомагає багатьом своїм клієнтам здійснити орбітальне зварювання, якщо існує необхідний елемент для роботи.
«Усюди, де це було можливо, ми хотіли усунути людський фактор під час зварювання, оскільки орбітальні зварники зазвичай виробляють кращу якість зварювання», — каже Том Хаммер, кваліфікований зварювальник компанії Axenics.
Хоча найдавніше зварювання було виконано 2000 років тому, сучасне зварювання є надзвичайно прогресивним процесом, який є невід’ємною частиною інших сучасних технологій і процесів. Наприклад, орбітальне зварювання можна використовувати для створення систем трубопроводів високої чистоти, які використовуються для виробництва напівпровідникових пластин, які сьогодні використовуються практично в усій електроніці.
Один із клієнтів Axenics є частиною цього ланцюжка поставок. Компанія шукала контрактного виробника, який би допоміг розширити її виробничі потужності, зокрема, щоб створити та встановити чисті канали з нержавіючої сталі, які пропускають гази в процесі виготовлення пластин.
Хоча орбітальні зварювальні апарати та поворотні столи із затискачами пальника доступні для більшості робіт з трубами в Axenics, вони не виключають час від часу ручного зварювання.
Hammer і команда зварювальних робіт розглянули вимоги замовника та поставили запитання щодо вартості та часу:
Hammer використовує обертові закриті орбітальні зварювальні апарати Swagelok M200 і Arc Machines Model 207A. Вони можуть містити труби від 1/16″ до 4″.
«Мікроголовки дозволяють нам проникати в дуже важкодоступні місця», — сказав він. «Одне з обмежень орбітального зварювання полягає в тому, чи є у нас правильна головка для конкретного з’єднання. Але сьогодні ви також можете обмотати ланцюг навколо труби, яку ви зварюєте. Зварювальники можуть ходити по ланцюгу, і розмір зварних швів практично не обмежений. Ви можете це зробити. Я бачив кілька машин, які зварювали 20″ труби. Те, що сьогодні можуть ці машини, вражає».
Враховуючи вимоги до чистоти, необхідну кількість зварних швів і малу товщину стінки, орбітальне зварювання є розумним вибором для такого типу проекту. Працюючи з трубами контролю повітряного потоку, Hammer часто зварює нержавіючу сталь 316L.
«Тоді все стає дуже тонким. Ми говоримо про зварювання тонкого металу. При ручному зварюванні найменше регулювання може призвести до розриву зварного шва. Ось чому ми віддаємо перевагу використанню орбітальних зварювальних головок, де ми можемо просвердлити кожну секцію зварювальної труби та зробити її ідеальною, перш ніж вставляти деталь. Ми зменшуємо потужність до певної величини, щоб знати, коли ми вставляємо деталь це буде ідеально. Вручну зміна виконується на око, і якщо ми надто сильно крутимо педалі, це може пройти прямо через матеріал».
Робота складається з сотень зварних швів, які мають бути ідентичними. Орбітальний зварювальний апарат, який використовується для цієї роботи, завершує зварювання за три хвилини; коли Hammer працює на максимальній швидкості, він може вручну зварити ту саму трубу з нержавіючої сталі приблизно за хвилину.
«Проте машина не гальмує. Ви запускаєте його на максимальній швидкості вранці, і до кінця дня він все ще працює на максимальній швидкості», – сказав Хаммер. «Спочатку я запускаю його на максимальній швидкості вранці, але зрештою це не відбувається».
Запобігання потраплянню забруднювачів у трубки з нержавіючої сталі має вирішальне значення, тому паяння високої чистоти в напівпровідниковій промисловості часто виконується в чистому приміщенні з контрольованим середовищем, яке запобігає потраплянню забруднень у зону пайки.
Хаммер використовує той самий попередньо заточений вольфрам у своїх ліхтариках, що й Орбітер. У той час як чистий аргон забезпечує зовнішню та внутрішню продувку для ручного та орбітального зварювання, орбітальне зварювання також виграє від виконання в обмеженому просторі. Коли вольфрам виділяється, оболонка наповнюється газом і захищає зварний шов від окислення. При використанні ручного пальника газ подається тільки на одну сторону труби, що зварюється.
Орбітальні зварні шви, як правило, чистіші, оскільки газ довше покриває трубу. Після початку зварювання аргон забезпечує захист, поки зварювальник не переконається, що зварний шов достатньо холодний.
Axenics співпрацює з кількома клієнтами альтернативної енергетики, які виробляють водневі паливні елементи для різноманітних транспортних засобів. Наприклад, деякі внутрішні навантажувачі використовують водневі паливні елементи, щоб запобігти руйнуванню запасів їжі хімічними побічними продуктами. Єдиним побічним продуктом водневих паливних елементів є вода.
Один із замовників мав ті ж вимоги, що й виробник напівпровідників, наприклад чистота зварювання та однорідність. Він хоче використовувати нержавіючу сталь 321 для зварювання тонких стінок. Однак робота передбачала створення прототипу колектора з декількома блоками клапанів, кожен з яких виступав у різному напрямку, залишаючи мало місця для зварювання.
Орбітальний зварювальний апарат, який підходить для цієї роботи, коштуватиме близько 2000 доларів США та використовуватиметься для виготовлення невеликої кількості деталей з орієнтовною вартістю 250 доларів США. Це не має фінансового сенсу. Однак у Hammer є рішення, яке поєднує ручне та орбітальне зварювання.
«У цьому випадку я б використав вертушки», — каже Хаммер. «Насправді це те саме, що орбітальне зварювання, але ви обертаєте трубу, а не вольфрамовий електрод навколо труби. Я використовую свій ручний пальник, але можу затиснути його в лещатах у правильному положенні, щоб мої руки були… вільними, щоб людські руки не могли пошкодити зварний шов через тремтіння чи тремтіння. Це виключає більшу частину фактора людської помилки. Це не ідеально, як орбітальне зварювання, оскільки воно не в приміщенні, але цей тип зварювання можна виконувати в чистому приміщенні, щоб усунути забруднення».
Хоча технологія орбітального зварювання забезпечує чистоту та повторюваність, Хаммер та його колеги-зварювальники знають, що цілісність зварювальних швів має вирішальне значення для запобігання простою через дефекти зварювання. Компанія використовує неруйнівний контроль (ND), а іноді й руйнівний контроль для всіх орбітальних зварних швів.
«Кожен зварювальний шов, який ми робимо, перевіряється візуально», — каже Хаммер. «Після цього зварні шви перевіряють гелієвим спектрометром. Залежно від специфікації або вимог замовника деякі зварні шви перевіряються радіографією. Також можливі руйнівні випробування».
Руйнівні випробування можуть включати випробування на міцність на розрив для визначення граничної міцності на розрив зварного шва. Щоб виміряти максимальне навантаження, яке може витримати зварний шов на такому матеріалі, як нержавіюча сталь 316L, до руйнування, випробування розтягує та розтягує метал до точки розриву.
Зварні шви споживачів альтернативної енергії іноді піддаються ультразвуковому неруйнівному контролю на зварних швах компонентів водневих паливних елементів з потрійним теплообмінником, які використовуються в машинах і транспортних засобах, що працюють на альтернативних джерелах енергії.
«Це критичний тест, оскільки більшість компонентів, які ми доставляємо, містять потенційно небезпечні гази. Для нас і наших клієнтів дуже важливо, щоб нержавіюча сталь була бездоганною та не протікала», — говорить Хаммер.
Tube & Pipe Journal у 1990 році Tube & Pipe Journal став першим журналом, присвяченим індустрії металевих труб у 1990 році. Tube & Pipe Journal став першим журналом, присвяченим промисловості металевих труб у 1990 році. Сьогодні це єдине галузеве видання в Північній Америці та стало найбільш надійним джерелом інформації для трубних професіоналів.
Тепер із повним доступом до цифрової версії The FABRICATOR, легким доступом до цінних галузевих ресурсів.
Цифрове видання The Tube & Pipe Journal тепер повністю доступне, що забезпечує легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Отримайте повний цифровий доступ до STAMPING Journal, що містить найновіші технології, найкращі практики та галузеві новини для ринку металевого штампування.
Тепер із повним цифровим доступом до The Fabricator en Español у вас є легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.