Views
10 months ago

Technomarket industrie nr. 65

echipamente sudură

echipamente sudură Utilizarea procedeului LaserHIBRID la fabricaţia ţevilor destinate realizării conductelor pentru alimentarea cu gaze naturale Nicolae JONI, Reprezentanţa Cloos Romania (Robcon TM SRL) Luigi‐Renato MISTODIE, Universitatea „Dunărea de Jos” din Galaţi In the complex manufacturing processes of pipelines, steels with higher strength and toughness at low temperatures are required. In terms of costs, in order to achieve the welded joints, low amount of energy and filler material should be consumed. From this point of view, Laser‐Arc Hybrid welding is an attractive solution in the pipelines fabrication. The higher concentration of the heat energy than other processes, the flexibility to adjust the process (can be controlled individually the melting energy and the amount of filler material introduced in the process) and mainly the opportunity to work with grooves angles of 20 degrees, instead off 55‐60 degrees in the classical procedures, highly recommends this processes as an optimal solution from technical and economical point of view. Weld samples achieved by Laser–Arc Hybrid process are presented and discussed in the second part of the paper. Also, Laser–Arc Hybrid system configuration and technical‐economic comparison with other conventional welding processes is highlighted in the final part of the study. Procesele de sudare prin topire cu arc electric, de‐a lungul anilor, și‐au dovedit incontestabila utilitate și aplicabilitate în realizarea de îmbinări sudate de calitate a ţevilor și conductelor magistrale, utilizate în domeniul petrolier sau în transportul gazelor naturale. Sunt utilizate diferite variante ale acestor procese de sudare, alegerea lor depinzând de lungimile conductei care urmează să fie produsă, grosimea componentelor și materialul din care acestea sunt fabricate. Procedeele folosite variază de la sudarea manuală cu electrozi înveliţi până la procese de sudare orbitale automatizate folosind procesele MSG. Rezolvarea problemei esenţiale: Cu ce procedeu şi ce materiale de adaos lucrăm, astfel încât să obţinem îmbinări cu o productivitate maximă, cu o calitate foarte bună şi la un preţ cât mai convenabil? a constituit motorul dezvoltării unor noi procedee de sudare de mare productivitate, materiale de adaos noi, performante, în paralel cu surse de sudare specializate, bazate pe realizările de vârf din domeniul electronicii de putere şi al comenzilor adaptive. Procedeele actuale de sudare automatizată a conductelor În ultima jumătate de secol, s‐au dezvoltat atât noi procedee de sudare sub strat de flux multiarc, utilizate la fabricarea efectivă a ţevilor sudate de mari dimensiuni, existând astăzi variante de sudare cu șase sârme, cât și sisteme mecanizate de sudare orbitală cap la cap a tronsoanelor de ţeavă, în vederea fabricării conductelor. Evoluţia în timp a sistemelor de sudare orbitală are ca principale repere [1,2]: Pentru sudarea rădăcinii: 1970 – sistem de sudare pentru interior cu trei, patru sau cinci capete de sudare cu funcţionare simultană 1980 – sistem pentru sudarea rădăcinii din exterior, cu inel interior și patină de cupru; 1990 – sistem pentru sudarea rădăcinii fără suport, folosind sudare MAG DIP transfer. În cazul sudarii ţevilor cu diametru mic, utilizarea sistemelor de sudare interne este imposibilă, utilizându‐se în acesta situaţie metode de sudare dintr‐o singură parte, din exterior către interior. Dezvoltarea surselor de sudare moderne, la care se controlează digital transferului picăturilor de metal, a permis sudarea exterioară, dintr‐o singura parte, fără a mai fi necesară susţinerea rădăcinii, cu patina de cupru la interior. Pentru sudarea straturilor de umplere: 1960 – introducerea unui cap de sudare pentru rost îngust; 38 technomarket – decembrie 2017 ‐ ianuarie 2018 1990 – utilizarea a două capete de sudare cu câte o singura sârmă; 2000 – utilizarea procedeului TANDEM; 2004 – utilizarea procedeului DUAL TANDEM (sistem CAPS ‐ Cranfield automated pipe welding system) 2007 – trecerea la controlul automat al poziţiei capului de sudare cu achiziţia computerizată a parametrilor regimului de sudare. În prezent, conductele terestre sau maritime folosesc în procesul de fabricaţie, la îmbinarea tronsoanelor, sudarea prin procedeul mecanizat MAG, cu una sau mai multe treceri în funcţie de grosimea peretelui conductei[4]. Într‐o încercare de a controla costul ridicat al construcţiei conductei și de a spori siguranţa în exploatare prin punerea în aplicare a unor tehnologii inovatoare, producătorii au urmărit o serie de tehnologii de sudare de ultimă generaţie, utilizând oţeluri de înaltă rezistenţă, sudarea automată multiarc‐arc/multisârmă, sisteme de inspecţie cu ultrasunete, sisteme avansate de vopsire și procese de validare a integrităţii produsului. Costul de construcţie pentru o conductă reprezintă aproximativ jumătate din costul total ale unui proiect de acest tip, iar costurile reprezentate de procesele de sudare detin ponderea majoră a acestora [1,3]. Pentru a le reduce, au fost dezvoltate noile (sub)procedee, de mare productivitate cum ar fi: CM, CMT, CMT‐puls, STT, TIME, FastROOT SHORT‐ ARC++, LINFAST, utilizate la sudarea rădăcinii și SUPERPULS, RAPID ARC, RAPID MELT, TWIN, TANDEM pentru sudarea straturilor de umplere [4]. În figura 1 se prezintă modalitatea de dispunere capetelor la sudarea orbitală prin procedeul dual TANDEM utilizând sistemul CAPS cât și macrostructura îmbinării sudate pentru ţeavă din X100 cu grosimea de 14,9mm [1,2]. Fig. 1. Dispoziţia capetelor de sudare și macrostructura unei îmbinări sudate procedeul dual TANDEM utilizând sistemul CAPS [1,2]

echipamente sudură Sudarea prin procedeul LaserHIBRID După LASER‐WIG, în anul 1970, au apărut noi variante bazate pe alte combinaţii, ca de exemplu LASER‐MIG, LASER‐MAG, LASER‐WIG, PLASMA‐LASER, LASER‐MIG+pulberi). Există numeroase cercetări care vizează extinderea utilizării acestora în multe domenii industriale: auto, navală şi petrochimică (fabricarea conductelor pentru transportul petrolului și a gazelor naturale). Extinderea aplicabilităţii sudării hibride se datorează avantajelor care acesta le oferă: productivitate mare, formarea corectă a rădăcinii îmbinării, consum redus de materiale de adaos, defecte reduse, posibilităţi de sudare dintr‐o singură trecere a materialelor cu grosime mare, viteze de răcire mici rezultant o duritate relativ redusă. În timpul sudării, energia liniară introdusă în piese este mai redusă având ca rezultat micșorarea deformaţiilor. Utilizarea materialelor de adaos, faţă de procedeul de sudare laser, permite îmbunătăţirea proprietăţilor îmbinării prin rezultarea unor microalieri în baia de metal topit. De asemenea, cantitatea de emisii toxice, fum, eliberate în timpul procesului de sudare este mai redusa [1,3,5,6]. Principiul procedeului de sudare hibridă (LHM) În figura 2 este prezentat principiul procesului de sudare hibridă laser‐arc (LHM), iar în figurile 3a, 3b un aspect din timpul sudării, respectiv macrostructura unei îmbinări. În acest caz, capul laser este perpendicular pe suprafaţa tablelor, fapt care permite obţinerea unei pătrunderi ridicate. Prin urmare, capul de sudare cu arc trebuie sa fie înclinat faţa de verticală [1,15]. Unghiurile de înclinare ale celor două capete, cât şi poziţia relativă a acestora reprezintă parametri importanţi ai procesului şi se aleg în corespondenţă cu grosimea şi tipul materialului, precum şi cu arhitectura rostului. Se pot observa cele două zone formate în sudură de fiecare proces de sudare separat. În partea superioară se observă zona din sudură realizată de arcul electric caracterizată de o lăţime mare și o pătrundere redusă în comparaţie cu partea inferioară a sudurii, zona stratului de rădăcina, realizată prin procesul de sudare cu laser, zonă caracterizată de o lăţime mică și pătrundere mare [13]. Parametrii procesului de sudare utilizaţi pentru realizarea îmbinării sudate prezentate în figura 3 sunt: • interstiţiul la rădăcină (luft)… 0,3‐0,9mm; • distanţa la rădăcină de circa 4mm; • viteza de sudare: 0,8 m/min. Comparaţii ale sudării hibride LHM cu procesele laser şi arc electric Comparând geometria cordoanelor formate, prin analiza macrostructurilor, utilizând diferite procese de sudare, se observă diferenţe semnificative ale profilului acestora (Fig. 4) [1]. Fig. 4. Macrostructura îmbinării sudate prin procedeele LHM, laser şi cu arc electric[1] În tabelul 1 este prezentată comparaţia între caracteristicile sudării cu arc electric, laser și laser hibrid [10]. Aceste rezultate sunt foarte importante atunci când se realizează îmbinări sudate din materiale cu dimensiuni mari și table groase. Fig. 2. Schema procesului de sudare hibridă [15] Tabel 1. Comparaţie proceselor de sudare cu arc, cu laser și hibrid [10] Fig. 3. Proces sudare LHM [13] Beneficiile procesului de sudare laser hibrid rezultă, în principal, din interacţiunea fizică a celor două surse de căldură introduse în piesele de sudat. Caracteristicile sistemului sunt următoarele [7],[10]: • Laser Nd‐Yag cu puterea de 4 kW și focal spot de 0,6 mm; • Sursă de sudare MAG 400 A; • Diferite gaze de protecţie: Ar pur, ARCAL 21 (92% Ar, 8% CO2); • Sistem de monitorizare cu camera digitală cu viteză mare de filmare. În schema din figura 5 sunt prezentate aspectele de care trebuie ţinut cont atunci când se utilizează procedeul LaserHibrid. [10]. În tabelul 2 sunt prezentate efectele parametrilor de proces semnificativi asupra geometriei îmbinării [9]. Procesul de sudare LHM este extrem de sensibil la modificarea atât a vitezei de sudare, cât și a poziţiei relative ale capetelor de sudare, a distanţei dintre capete etc. (Fig. 6). [1,2,5,9]. decembrie 2017 ‐ ianuarie 2018 – technomarket 39

Descarcă în format PDF - Camera de Comert si Industrie a Romaniei
Descarcă în format PDF - Camera de Comert si Industrie a Romaniei
Nr. 23 / august 2012 - Mondo Trade
Occidentul Romanesc nr 63
ANUL 5 • NR. 28-29 • MARTIE-APRILIE • 2012 NUL - Liviu Ioan Stoiciu
Nr. 1 (22) anul VII / ianuarie - martie 2009 - ROMDIDAC
Nr. 16 / ianuarie 2012 - Mondo Trade
Iarna albă lin soseşte, Peste case poposeşte … Gând, frumos - Hofigal