Даже самая высокая квалификация сварщика не позволяет максимально точно соединить элементы трубопровода строго на одной оси. В подобных операциях используются центраторы для труб, которые дают возможность отцентровать трубопроводные фрагменты относительно друг друга и обеспечить качественную сварку.
Простая, компактная и сравнительно легкая конструкция, удобство и неприхотливость в использовании – основные эксплуатационные преимущества подобных устройств.
Назначение и особенности конструкции
Отсутствие центратора приводит к появлению вибрации и перекосов, а также избыточных нагрузок на сварной шов, который еще не успел полностью отвердеть. Все эти негативные явления становятся причиной рыхлости и непрочности соединения. Особенно это опасно на газопроводных системах.
Именно по этой причине при сооружении магистральных и внутренних газопроводов, а также технологических трубопроводов, транспортирующих опасные для человека и окружающей среды жидкости и газы, использование центраторов обязательно.
Кроме фактора безопасности, применение при сварке труб таких центрирующих вспомогательных устройств есть и два важных экономических преимущества:
- центраторы увеличивают производительность труда при прокладке трубопроводов, сокращая тем самым сметную стоимость работ;
- точно отцентрованные трубы соединяются с минимальным сечением сварного шва, что на всей длине магистрали сокращает суммарное сопротивление и позволяет сократить мощность нагнетающих агрегатов.
В зависимости от особенностей своей конструкции центраторы применяют для стыковки трубопроводов диаметром от 25 мм до 1600 мм. Некоторые модели позволяют точно центровать трубы диаметром до двух метров. Простота конструкции позволяет эксплуатировать устройство в самых разнообразных климатических условиях при температуре окружающей среды – от -45 до +45°С.
В основе центратора лежит система зажимов, которые надежно фиксируют две соединяемые части трубы на общей оси. Количество зажимных элементов может меняться в зависимости от диаметра трубопровода. Механизм крепится на обе трубы одновременно, которые впоследствии стягиваются во встречном направлении до плотного стыка торцами.
Разновидности центраторов
Все используемые в настоящее время центровочные механизмы для труб разделяются на две основные группы в зависимости от места их установки:
- наружные (ЦН) – простые наиболее распространенные механизмы зажимного типа, устанавливаемые на внешней поверхности трубопровода;
- внутренние (ЦВ) – более сложная гидравлическая установка, которая изнутри распирает стенки двух труб, удерживая их тем самым на одной оси.
Конструкционно центраторы также разделяются на две категории:
- для монтажа прямолинейных участков;
- для соединения трубопровода под углом.
В зависимости от количества контактных точек центраторы подразделяются еще на две подкатегории:
- односторонние – применяются для соединения фрагментов трубопровода небольшого диаметра;
- двусторонние – устанавливаются на обе стороны стыка труб диаметром более 600 мм.
В широкой практике для сооружения трубопроводов небольшого сечения в большинстве случаев применяют простые и недорогие наружные центраторы для труб в самых разнообразных моделях. Для труб большого сечения, для которых необходима длительная и высокоточная сварка используют внутренние гидравлические модели.
Наружные
Главное преимущество наружных центраторов в их простоте использования и неприхотливости техобслуживания, а также в сравнительной дешевизне. Обхват и соосная фиксация двух труб может осуществляться одним из следующих типов зажимного механизма:
- многозвенный центратор – для соединения труб диаметром до 2000 мм, состоит из нескольких зажимных элементов, соединенных шарнирами;
- арочный – для трубопроводов сечением до 900 мм, состоит из двух накладываемых друг на друга клемм, отсутствие шарнирных соединений продлевает срок службы в сравнении с предыдущим типом;
- эксцентриковый – по своей конструкции схож с арочным центратором, но клеммы стягиваются в нем зажимом с эксцентриком, быстро изнашивается и применяется для труб диаметром до 400-500 мм;
- цепной – используется для монтажа или ремонта трубопроводов диаметром до 1400 мм, прост в работе и быстро приводится в рабочее положение;
- струбцинный центратор – используется для бытовых трубопроводных систем небольшого диаметра;
- пружинные – применяется для монтажа обсадных труб при бурении скважин, а также, для прокладки бытовых трубопроводов из металла и полимерных материалов.
В многозвенных и арочных центраторах для сжатия прижимных элементов может быть установлен как ручной, так и гидравлический зажим.
Внутренние
Данный вид центраторов представляет собой гидравлическую зажимную установку, которая помещается внутрь трубы. Ввиду сложности в использовании, массивности и дороговизны подобные устройства используют в исключительных случаях для прокладки трубопроводов сравнительно большого диаметра и при необходимости соблюдения особых условий сварки, например, для подводных магистральных газопроводов и т.п.
В некоторых случаях внутренние центраторы применяют и для труб небольшого диаметра – до 300 мм. Такие механизмы оснащаются ручным приводом. Отсутствие ограничения рабочего пространства сварщика с внешней поверхности трубопровода – главное преимущество внутренних центраторов.
Критерии выбора
Диаметр трубопровода – основной технический параметр, влияющий на выбор той или иной модели центратора. В перечисленных выше характеристиках и сферах применения каждого из видов и подвидов зажимных устройств указаны допустимые диапазоны размеров сечения труб, которые помогут сделать правильный выбор.
Материал трубопровода и его оболочек также имеет немаловажное значение. Если труба покрыта с внешней стороны полиуретаном, нельзя использовать наружный центратор. Для монтажа трубопроводных систем с полимерным покрытием нужно использовать только внутренние модели с гидравлическим или ручным приводом.
Для ремонта и монтажа небольших участков трубопроводов среднего диаметра подойдет наружный цепной центратор. Такой механизм считается универсальным и наиболее доступным по стоимости. Он подходит для оснащения ремонтно-монтажных бригад в сфере жилищно-коммунального хозяйства и эксплуатационной службы на производственных предприятиях.
Для постоянного использования центратора для прокладки трубопроводов рекомендовано выбирать многозвенные или эксцентриковые модели в зависимости от эксплуатационных условий. Для труб диаметром более 800 мм подойдет арочный механизм.