Если вы когда-либо себе представляли процесс сварки двух труб , то вас наверняка удивил вопрос о том, как два торца свариваемых отрезков человеку удается зафиксировать в правильном положении.

И действительно, без надежной фиксации качественное сварное соединение выполнить не получится. А делать это своими руками очень сложно, да и результат не всегда будет удовлетворительным. Именно для упрощения и используют сварочные центраторы.

Особенности, назначение и свойства

Надежная фиксация в правильном положении – это ключ к успеху и созданию качественного сварного соединения. Если же отрезки будут дрожать, перемещаться или колебаться, то шов получится слабым и слишком объемным. При серьезной нагрузке он может лопнуть или дать микротрещину.

Не стоит и упоминать, что подобные вещи совершенно недопустимы даже при прокладке бытовых систем снабжения. В промышленности же подобные просчеты могут стоить очень дорого.

Причем как раз в промышленности устройства для сварки необходимы чаще всего. Ведь там постоянно приходится иметь дело с ними, что имеют очень внушительный диаметр сечения.

Достаточно однажды посмотреть на процесс соединения двух магистралей с сечением в 1500 мм чтобы понять, что дело это очень трудное.

Центровка при сварке производится специальным прибором, который именуют центратором или направляющим механизмом. Работает он по достаточно простому, но в то же время эффективному принципу.

Тело устройства (центратор наружный или центратор внутренний) может состоять из звеньев, обсадных колец или чего-то подобного. Их диаметр можно менять, а лишние элементы при необходимости удаляются. Это позволяет использовать устройство с трубами различного (в том числе — и малого) диаметра.

Обтягивают вокруг двух отрезков и фиксируют с помощью специального зажима. Фиксацию производят либо с одной стороны, либо сразу с двух. Здесь уже все зависит от конкретной модели и типа изделия.

Как правило, подобное оборудование собирают из тела устройства, зажимов и дополнительного оборудования. Это может быть подставка, крюк для крана или что-то подобное.

Если рассматриваются внутренние механизмы (центраторы для сварки труб ППУ), то они уже отличаются куда более сложной конструкцией. Подобное оборудование состоит из гидравлических насосов, движка и фиксирующих элементов.

Если рассматривается устройство для большого диаметра (центраторы для труб), то он может весить несколько сотен килограмм, а потому его реально монтировать только с помощью тяжелой строительной техники.

Теперь рассмотрим основные плюсы и минусы применения такого оборудования.

Основные плюсы:

• Функциональность;
• Возможность взаимодействовать с трубами ППУ (и других материалов) разного диаметра, от малого до крупного;
• Качественная фиксация отрезков;
• Надежность соединения.

Основной минус — цена у фиксирующего оборудования находится на достаточно высоком уровне.

Виды и их отличия

Существует несколько разновидностей такого оборудования.

В первую очередь устройства делят на:

• Внутренние;
• Наружные.

Внутренние устанавливают внутри рабочего отрезка. Они, как правило, предназначаются для работы с крупными системами трубопроводов (из ППУ или любых других материалов), где необходимо выполнять длительную сварку. Это довольно внушительные по своим габаритам механизмы.

Наружный обхватывает ее с внешней стороны и является по сути довольно крупным зажимом с универсальной конструкцией.

Фиксировать его легче и удобнее. Плюс наружные модели подразделяются еще на несколько разновидностей. В отличие от внутренних, которые работают исключительно за счет гидравлических насосов.

Наружные образцы разделяют на:

• Цепные. У них основную работу выполняет специальная цепь, которую затягивают вокруг трубы ППУ;
• Звенные. Выглядят, как многогранник с несколькими кольцами внутри. Звенья можно передвигать, таким образом, влияя на размер закрытого диаметра устройства;
• Эксцентриковые. Они состоят из двух регулируемых стальных дуг, которые стягивают дополнительной перемычкой. Могут использоваться для работы с трубами ППУ крупного сечения.

Существует еще несколько менее популярных и более узкоспециальных устройств, о которых тоже следует вспомнить.

Одним из таких образцов является пружинный центратор для обсадной. Подобные модели называют пружинными и являются они еще одной разновидностью устройств для наружной фиксации.

Пружинные для обсадных применяются во время бурения скважин под воду, нефть и т.д. С их помощью удается установить обсадные элементы под землей и в правильном положении, а затем соединить их тем или иным способом.

Выглядит такое оборудование, как разрезанная по периметру металлическая. Причем в местах разреза она имеет выпуклость, что и придаету пружинный эффект.

Существуют также бытовые разновидности подобной продукции. Чаще всего подразумевают мобильные аппараты для работы с полимерными трубами, ППУ, металлическими.

Ярким примером может послужить пружинный центратор для полипропиленовых труб. Так как соединяют такие с помощью диффузионной сварки , то и центраторы для работы с ними немного отличаются от обычных.

При сварке полимерных изделий он является всего лишь частью единого инструмента, который не просто фиксирует, но также и выполняет ее соединение с помощью сваривания.

Подбор конкретной модели центратора ведется сразу по нескольким направлением.

Для начала не лишним будет определиться, с каким именно материалом вам придется иметь дело и в каких условиях. Например, для работы с трубами среднего сечения подойдет наружный агрегат с возможностью корректировки его положения и диаметра обхвата.

Если же вам предстоит иметь дело с промышленными магистральными трубопроводами высокого назначения, то здесь уже лучше покупать закрытые агрегаты. Они сложнее по конструкции, но позволяют создать действительно качественное соединение.

Более того, именно внутренние образцы изначально планировались и создавались для выполнения длительных работ. Когда в приоритете стоит не скорость сборки трубопровода, а качество и надежность сварного шва.

Что же до выбора конкретной модели, то здесь уже все зависит от ваших решений. Цепные образцы очень функциональны и могут обслуживать огромный диапазон рабочих диаметров. Их можно купить за 40-80 долларов.

Звенные образцы надежнее, но они не столь функциональны. Их цена равняется 70-150 долларам. Эксцентриковые модели можно купить за 120-200 долларов.

Цена агрегата для сварки внутреннего образца может доходить до нескольких тысяч долларов или даже больше. Ведь в них используется куда более серьезное и дорогостоящее оборудование. Внутренние центраторы для сварки имеют крупные размеры и предназначаются преимущественно для промышленного применения.

Стоит понимать, что цены здесь указаны на оборудование низкой и средней категорий со сравнительно небольшими размерами. Крупные модели такого же образца будут стоить намного дороже.

Принцип работы промышленного внутреннего центратора (видео)

Технология использования

Так как существует две основные разновидности фиксаторов для сварных соединений, то и технология их применения имеет определенные различия.

Внутренние агрегаты устанавливают внутри. И делается это следующим образом:

1. Подготавливаем отрезки, при необходимости зачищаем кромку трубы.
2. Монтируем агрегат внутрь.
3. Передвигаем его к одному из краев.
4. Приводим агрегат в рабочее положение. Пружинный центратор должен зафиксироваться возле края одного из отрезков.
5. Подводим второй отрезок вплотную к первому.
6. Запускаем агрегат. Механизм за счет собственного ресурса немного продвинется и зафиксирует второй отрезок.
7. Проверяем правильность положения и качество фиксации.
8. Приступаем к соединению сварным методом.

Наружные модели устанавливать можно по более быстрой и простой технологии.

1. Монтируем в рабочее положение и подготавливаем их к сварке.
2. Устанавливаем агрегат в рабочее положение.
3. Проверяем правильность установки.
4. Затягиваем фиксирующие болты или зажимы.
5. Окончательно регулируем положение отрезков и добиваемся их идеальной установки.
6. До упора затягиваем зажимы агрегата.
7. Приступаем к дальнейшей работе.

Идеального качества. Чтобы облегчить этот процесс и повысить качество выполнения, разработаны и используются центраторы для труб. На глаз очень трудно соединить два элемента. Это устройство применяется специалистами, которые работают на прокладке магистральных и местных трубопроводов. Но центратор также будет полезен и домашним мастерам, которые сталкиваются с необходимостью сварочных работ.

Кроме своей непосредственной задачи, данные приспособления могут решать и еще одну не менее важную проблему. Так, центратор для труб способен обеспечить максимально точное соединение кромок двух элементов, не только перед сварочными работами, но и во время самого процесса. Это значительно ускоряет и упрощает работу.

Центраторы. Особенности и применение

Работу над укладкой надежного трубопровода, начинают не с качественных и профессиональных сварочных работ, как многие думают. Каким бы квалифицированным не был сварщик, без подготовительных мероприятий получить хорошие результаты невозможно. Необходимо перед сваркой отрегулировать соосность двух труб.

Особенно важно в процессе сварки обеспечить точность проведения стыковки двух цилиндрических магистральных изделий, используемых в газовых транспортных системах, при перекачке нефтепродуктов, а также для транспортировки химических и прочих опасных для человека веществ. В данном случае, приспособления, позволяющие получить безупречное качество соединения, - это не приятное дополнение, а необходимость.

Диапазон размеров данных инструментов весьма обширный. Центраторы для сварки труб, в зависимости от типа и габаритных размеров, предназначены для работы с изделиями диаметром от 25 до 1600 миллиметров. Отдельные инструменты могут соединять и более внушительные конструкции. Диаметр таких изделий может достигать 2 м.

Любое приспособление для сварки труб позволяет избежать еще одной важной проблемы. За счет жесткого обхвата корпуса, устройство способно предотвратить ненужные, в процессе сварочных работ, движения элемента. Если этим пренебречь, то в будущем, даже при приложении минимальных нагрузок, шов рискует лопнуть.

Устройство, конструкция приспособления

Центратор для труб представляет собой механизм, состоящий из упорных элементов, а также компонентов, поддерживающих соединяемые детали в неподвижном состоянии. Последние зажимаются универсальной струбциной. А при помощи точной настройки и контроля уровня, настраивается их соединение.

Основные разновидности центраторов

Все механизмы, которые сегодня представлены в продаже, можно разделить на две категории. Это внутренние центраторы и наружные.

Оборудование наружного типа имеет обозначение «ЦН». Эти системы предназначены для монтажа на внешней стороне сочленяемых элементов. Вне зависимости от габаритных размеров, они просты в эксплуатации, легко монтируются на трубу и позволяют осуществить центровку максимально быстро и эффективно. Наружные устройства - это широкий печень центраторов. Выделяют эксцентриковые, звенные, гидравлические и другие конфигурации.

Внутренний центратор для труб, имеет обозначение «ЦВ». Представляет собой гидравлическую установку. Оборудование такого типа распирает края соединяемых труб изнутри, сдвигая среды друг к другу. Преимуществом является возможность использования инструмента для изделий разных диаметров.

Наружные

Центратор наружный для труб представляет собой зажим большого размера. Последний, посредством охвата цилиндра, прочно держит соединяемые детали в зафиксированном, соосном положении. Если сравнить наружные приспособления с внутренними, то первые более простые в установке и эксплуатации.

Еще одна важная особенность механизмов данного вида - это возможность выправления кромок, которые имеют неправильную округлую форму (подобие эллипса). Если не устранить этот дефект перед сваркой, то качество будущего шва будет под большим вопросом. В данном случае значительно ухудшается прочность изделия. В зависимости от характеристик трубы (толщины ее стенки и наружного диаметра), центраторы делятся еще на несколько видов. Каждый из них мы рассмотрим ниже.

Звенный

Наиболее простым по устройству считается именно такой центратор. Приспособление представляет собой многогранную конструкцию с несколькими звеньями. В зависимости от размера соединяемых труб, звенья могут иметь одинаковую или разную длину. Число звеньев зависит от наружного диаметра детали.

Это оборудование широко используются для труб от 50 до 1500 миллиметров в диаметре. Приспособление закрепляют на поверхности при помощи специальных прижимов.

Гидрофицированный центратор

Это модификация стандартного звенного оборудования. Отличия в том, что они затягиваются после установки на деталь не вручную, а с применением домкрата. За счет этого улучшается стыковка труб. Механизм с большим усилием обжимает цилиндр, что самым лучшим образом сказывается на качестве сварного шва. Устройство предназначено для работы с диаметрами от 720 до 1620 миллиметров.

Цепные центраторы

Эта модификация применяется для устранения эллипсности труб. Здесь предполагается применение домкрата электрического либо пневматического механизма. Эта группа цепных устройств объединяет в себе несколько видов приспособлений, которые работают за счет затягивания цепи вокруг соединяемых труб. Среди преимуществ можно выделить универсальность. Рабочие диаметры - от 90 до 1000 миллиметров.

Эксцентриковый центратор

Такие центраторы для сварки труб, используются с изделиями больших диаметров. В основе устройства лежат две дуги из стали. В отличие от звенного механизма, где элементы фиксируются при помощи специальных крюков, здесь в процессе настройки под конкретную трубу они стягиваются. Делается это при помощи регулировочной перемычки.

Нужно отметить, что центраторы с эксцентриком могут применяться для работы с трубами разного диаметра. Можно соединять изделия разной длины. Это очень удобно. Но эти механизмы более дорогостоящие.

Особенности внутренних центраторов

Данный тип приспособлений устроен сложнее, чем наружные системы. В этом случае на стенки труб внутренний центратор воздействует изнутри.

Функционируют данные системы следующим образом: к специальным жимкам (а это рабочие органы центратора), которые располагаются в два ряда по внешнему диаметру, при помощи гидравлики передается усилие. С этой силой труба жимками распирается изнутри.

За счет этого достигается более надежная и идеально соосная фиксация изделия. Такое положение удерживается до конца сварки труб. За счет мощного гидравлического усилия, которое подается на жимки, данное оборудование отлично справляется с задачами коррекции эллипсности в сторону правильной формы.

При монтаже в трубопровод данный центратор крепится на краю одной детали. Затем вторая секция надвигается на механизм. В момент фиксаций двух труб между их торцов остается зазор, нужный для проведения процесса сварки.

Приспособление двигается внутри магистрали за счет специальной механической штанги. Чтобы вытащить механизм, который отличается большой массой, применяются специнструменты. Центратор перемещают по всему трубопроводу. Поэтому эта вспомогательная система используется для укладки больших магистралей. Сварочные работы выполняются без перерывов.

Прочие виды

Наряду с самым популярным и широко применяемым оборудованием существуют менее распространенные и специфичные устройства:

• арочные;
• центратор-струбцина для труб;
• пружинные, которые служат для использования с обсадными трубами в скважинах;
• механизмы для полипропиленовых изделий.

Струбционный центратор применяется для работы с небольшими трубами. Это самая популярная разновидность, подходящая для бытовых целей. Данные приспособления доступные по стоимости, имеют компактные размеры. Клещевой центратор для труб проще использовать. Струбцина может быть прямоугольной (в форме трапеции) или круглой. Нижний элемент чаще всего плоский.

Центратор арочного типа наиболее простой. Он состоит из двух клемм. Их стягивают вручную, либо гидравлическими насосами. Сфера их использования - небольшие трубы размером до 900 миллиметров.

Особенности выбора

Выбирают подходящее устройство по определенным параметрам. Первый их них - это диаметр. Внутренние центраторы, чаще применяются для работы с большими трубами. Наружный - наоборот, для малых деталей. Также выбор зависит от материала. Если это изделие с полиуретановым покрытием, то варить его можно, лишь с применением внутреннего оборудования.

Если нужно проложить небольшой частный трубопровод, то хватит и простой цепной модели. В случае, когда устройство будет использоваться постоянно, выбирают подходящее звеньевое или эксцентриковое оборудование.

Важный параметр - давление содержимого трубы на внутреннюю поверхность. При давлении выше 5 атмосфер, для ее установки нужны центраторы с гидрозажимом.

В заключение

Вот что представляют собой эти приспособления. С их помощью процесс прокладки трубопроводов значительно ускорится и упростится. А точность и надежность сварного шва будет на высоком уровне.

При строительстве как жилых, так и промышленных сооружений всегда производится сварное соединение прокладываемых трубных коммуникаций, но его невозможно осуществить на должном уровне без такого приспособления как центратор наружный для труб.

Именно он помогает избежать целый ряд неизбежных дефектов сварки:

• каверны

• растрескивания

• непровар

• подрезы

• наплывы

Эти дефекты очень быстро выводят из строя магистраль трубопровода. Что в свою очередь приводит не только к убыткам, но и травмам у обслуживающего персонала. Ведь через трубопроводы перекачиваются такие вещества как вода, газ, нефть, канализационные стоки. Все они достаточно агрессивны, склонны к скачкам внутреннего давления, температуры.

Даже если неровно сваренные трубы выдерживают начало эксплуатации, то через небольшое время микротрещины в швах быстро корродируют, прочность металла падает и следует прорыв. Избежать всего этого можно лишь применяя центратор наружный для труб в соответствии с правилами его использования и без исключения для всех соединений на магистрали.

Из чего состоит и как работает устройство

По своей сути центратор представляет собой устройство соединяющее в идеально ровном положении свариваемые стыки двух труб. Конструкция позволяет использовать его для работы с трубами различного размера. Он легко и быстро монтируется, весит относительно немного.

Центратор наружный для труб любого типа состоит из соединяющего устройства (пластин, струбцин или цепи) и стягивающей части (винтовой ворот, болтовое соединение, гидравлический привод).

Для соединения двух труб следуют простому алгоритму:

1. Зачищают их стыки с помощью угловой шлифмашины, очищают от ржавчины и других загрязнителей соответствующими химическими веществами (нейтрализатор ржавчины, ацетон, уайт-спирит и тому подобное)
2. Одевают центратор на одну из труб, но не затягивают его крепления.
3. Подводят вторую в стык к первой.
4. Передвигают центрирующее устройство на вторую и затягивают с равномерным усилием крепежные элементы
5. Проводится визуальная проверка правильности положения трубопровода и надежности центрирующего устройства.
6. Накладываются швы с помощью газовой или электрической сварки.

По мере наложения шва центрирующее устройство нужно осторожно ослаблять и проворачивать - освобождая рабочую площадь для сварки. Во время этой процедуры нужно быть особо осторожными, так как легко деформировать недоделанный сварочный шов

Модели и цены

Все имеющиеся на рынке инструмента и приспособлений центрирующие устройства делятся по признаку цены на две группы:

1. Отечественного производства. Их отличает довольно умеренная цена и легкость ремонта.
2. Иностранного производства. Отличаются большим удобством использования, эргономикой, но имеют существенный недостаток - высокая цена. Среди производителей стоит выделить ЕС и США - их оборудование стабильно качественное, но и стабильно дорогое. Несколько ниже цена у изделий, выпускаемых в странах Азии (за исключением Японии - стоимость их продукции может превышать цену изделий ЕС), но нет гарантии качества. Оно может сильно разниться у одного и того же производителя даже в рамках одной партии.

Цена на наружное центрирующее устройство колеблется около 3-5 тысяч рублей за штуку (с ручным приводом), если центратор наружный для труб оснащается гидроприводом и часто электронасосом к нему - цена возрастает в 6-10 раз и составляет около 100-150 тысяч.

Стоимость внутренних центрирующих устройств независимо от производителя не опускается ниже 250-300 тысяч. Наличие в их конструкции гидравлики увеличивает стоимость на 35-40%.

Виды центраторов

Центраторы делятся на два типа:

• наружные

• внутренние

Каждый из них имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Внутренние всегда более дорогостоящие - они по цене превосходят наружные почти в десять раз.

Центрирующие устройства делятся на виды по нескольким признакам:

1. Объем проводимых работ - если он значителен, то оправдано приобретение и применение профессионального устройства, если нет - то полупрофессионального. Цены на эти два вида центраторов отличаются на порядок.
2. По месту положения центратора - на поверхности труб или внутри них.
3. По механизму фиксации - цепь, эксцентрик, струбцина, арка.

Наружные и внутренние центраторы

Наружные центраторы для сварки труб технологически и экономически целесообразно применять при работе с трубными соединениями по диаметру не превышающими двух метров. Если диаметр больше, то рекомендуется использовать внутренние центраторы. Но возможны и исключения - некоторые конструкции внутренних центраторов можно эффективно использовать при работе с трубами диаметром от полуметра. Но подобные работы должны быть массовыми - тогда стоимость устройства будет оправданна полученным результатом.

Наружный центратор

Центратор наружный для труб может применяться как в любительских, так и в профессиональных целях. Диапазон диаметров, с которыми он работает, простирается от 2 см до 2 метров . На приводимом в статье видео можно в подробностях ознакомиться со всеми нюансами работы с этим видом центратора.

Внутренний центратор

Этот тип центратора эффективен при работе с большими диаметрами труб (от 2 метров ). Его основное преимущество - возможность непрерывной работы сварщика и гарантия от прогиба стенок трубы.

Конструктивно внутренний центратор представляет собой подвижный гидравлический домкрат с электроприводом. Он с помощью полуцилиндров-распорок изнутри фиксирует обе трубы. Кроме того он может (некоторые дорогие модели) осуществлять и внутреннее воздушное охлаждение накладываемого сварного соединения.

Подробности работы с внутренним центратором труб также можно увидеть на прилагаемом видео.

Чертежи устройства

Приведем базовые чертежи наиболее распространенных в производственной практике наружных центрирующих устройств.

Центраторы по способу крепления на трубе

По способу крепления на трубе все наружные центрирующие устройства делятся на пять типов:

1. Струбцинные - очень удобны для соединения относительно небольшого диаметра труб. Часто используются мастерами-любителями и малым бизнесом. Основная их часть - захват может выполняться в форме подходящей для конкретной трубы (трапеция, окружность или параллелепипед). Его нижняя часть является дополнительной опорой при монтаже. Легко ремонтируются, надежны, стоимость низка. Просты в эксплуатации.
2. Эксцентриковые - по конструкции фактически совпадают с арочными, но имеют существенное дополнение - эксцентрик. Он представляет собой рычаг, стягивающий две рабочие половины устройства. Применение эксцентрика ускоряет центрирование, но требует значительного опыта. В случае ошибки с силой и местом монтажа устройства, оно может неожиданно раскрыться в момент сварки труб. Стоимость немного выше, чем у арочного варианта.
3. Цепные - основная часть этого устройства представляет собой своеобразную цепь, затягиваемую на трубах специальным механизмом. Из-за маломощного редуктора процесс крепления довольно трудоемок, но такой механизм надежен и дешев.
4. Арочные - простые устройства из двух крепящих элементов. В действие часто приводятся гидравлическим приводом (с помощью мускульной силы человека). Чаще всего они применяются при соединении труб диаметром до 1 метра .
5. Многозвенные - конструктивно являются переходным вариантом между арочными и цепными. Могут иметь как ручной привод (винтовой ворот), так и гидравлический. Высокоэффективны при работе с трубами диаметром от 1 до 2 метров .

Любой из них может оснащаться гидроприводом и электрическим насосом к нему.

• Если объем предполагаемых работ небольшой, то наружный центратор выгоднее сделать своими силами. Это не потребует редких материалов и особых навыков. Нужна лишь обычная слесарная мастерская.
• Какой бы тип центратора не применялся - наружный или внутренний, но всегда нужно осуществлять воздушное охлаждение свариваемых труб изнутри. Это делается особыми вентиляторными установками. В комплект поставки центраторов они не входят.

Важнейшим этапом монтажа трубопровода является сварка отдельных фрагментов труб в единое целое. Осуществляется эта работа с применением специальных устройств, которые позволяют идеально точно расположить их относительно друг друга, – центраторов труб.

Из чего состоит и как работает устройство

Устройство представляют собой механизм, который состоит из упорных элементов и устройств, поддерживающих трубы в неподвижном состоянии во время сварки. Примерная схема устройства представлена на рисунке.

Преимущества использования состоят в следующем:

• позволяют точно сварить трубы, что снижает риск их разрыва и обеспечивает длительный срок службы трубопровода;
• это мобильные механизмы, которые можно легко переносить для сварки труб в разных местах;
• в основном они доступны по цене;
• они многофукнциональны, поскольку позволяют работать с разными типами труб (стальные, ППУ и др.);
• они осуществляют соединение труб практически любых диаметров. В особенности они нужны для работ по монтажу магистральных трубопроводов для транспортировки воды, нефти или газа. Даже небольшие отклонения в этих системах чреваты серьезными последствиями.

Модели и цены

Обзор цен на некоторые модели представлен в таблице ниже.

Разбег цен объясняется несколькими причинами:

• Назначение устройства – профессиональное стоит на порядок дороже бытового.
• Конструктивные особенности (наличие или отсутствие гидропривода).
• Бренд производителя .

ЭТО ИНТЕРЕСНО. Для бытовых целей вполне можно сделать центратор труб и своими руками. Для него понадобятся подручные средства и инструменты, которые нетрудно достать. К тому же этот вариант обойдется гораздо дешевле покупного.

Виды

Разделение по видам основывается на разных признаках:

1. по особенностям расположения центраторов относительно свариваемых труб – внутренние и наружные;
2. по способу крепления на трубе во время ее сварки – цепные, эксцентриковые, арочного типа, струбционные и звеньевые (многозвенные);
3. наконец, по сферам применения центраторы можно условно разделить на бытовые и профессиональные. В первом случае они зачастую работают в ручном режиме, небольшие по размерам и применяются в прокладке домашнего водопровода (например, на даче). Во втором – речь идет о сложных, дорогих механизмах, обеспечивающих прокладку магистральных трубопроводов любых диаметров и практически в любых климатических условиях.

Наружные и внутренние

Устройства могут применяться при сварке труб практически любых диаметров. Если габариты небольшие (обычно от 20 до 2000 мм), то устройство крепится вокруг трубы, и тогда речь идет о наружном центраторе.

Наружный центратор

По сути это зажим для труб, который обхватывает их поверхности и обеспечивает неподвижное положение во время проведения монтажных и сварных работ.

Пример использования этого оборудования в работе можно посмотреть здесь.

Наружные центраторы для сварки труб по сравнению с внутренними имеют свои неоспоримые преимущества:

1. они легкие и обладают небольшими габаритами, поэтому их можно легко перемещать в любые места;
2. позволяют работать при любых погодных условиях (от -60 до +60 градусов по Цельсию);
3. обеспечивают качественную сварку не только 2 труб, но и целых водопроводов;
4. монтируется на трубы и демонтируется с них легко и быстро.

Единственным существенным недостатком такого устройства является то, что сварочные работы приходится вести с небольшими перерывами – сначала шов делается на свободной поверхности, затем устройство передвигается и делается новый шок и так далее.

Внутренний центратор

Если же требуется сделать сварку труб больших диаметров (как правило, более 2000 мм), то в работе используются внутренние трубные центраторы, которые крепятся не поверх них, а ставятся прямо внутрь, плотно упираясь в поверхность.

Расположение внутреннего трубного центратора выглядит следующим образом.

Поскольку такое оборудование предназначено для монтажа широких трубопроводов, то и его габариты весьма большие. Соответственно, транспортировать внутренние устройство можно только на транспорте.

Однако у них есть и свое неоспоримое преимущество в сравнении с наружными – поскольку они устанавливаются внутрь трубы, то сварочные работы могут вестись беспрерывно.

Монтажные работы всегда осуществляются с использованием дополнительного подъемного оборудования, как показано на видео.

Стандартная комплектация оборудования представлена следующими элементами:

• штангу;
• жимы для труб;
• кабель;
• манометр для контроля давления;
• электроприводный насос;
• фары.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Для сварки обязательно нужен приток свежего воздуха, который охлаждает внутренние поверхности, тем самым предотвращая их сильный перегрев. Обеспечить этот процесс помогают специальные вентиляторы. Обычно они не включается в вариант базовой поставки заказываются дополнительно по желанию покупателя.

ЭТО ИНТЕРЕСНО. Внутренние центраторы для произведения сварочных работ не всегда используются в работе труб больших диаметров. Они эффективны и при монтаже небольших (до 500 мм в диаметре) труб, поскольку обеспечивают их точный монтаж друг с другом. Упор в этом случае достигается не за счет гидравлики, а благодаря обычным пружинам, как показано на рисунке ниже. Привод в этом случае работает вручную за счет поворота рукоятки.

Принцип работы механизма основан на гидравлическом домкрате (показан на рисунке мелким и крупным планом), который приводится в движение за счет электричества, поэтому его часто называют электрогидравлический центратор труб.

Это устройство выполняет две важные функции:

• Обеспечивает максимальный упор для предотвращения колебаний трубы по время сварочных работ.
• Устраняет прогиб монтируемой трубы, который может произойти в результате опускания грунта или из-за тяжести самой трубы.

Важнейшая техническая характеристика устройства – диаметр центрируемых труб, от которого зависит и масса самого центратора. Эти данные приведены в таблице ниже.

Чертежи устройства

Центраторы по способу крепления на трубе

Наружные центраторы для сварки труб могут по-разному крепиться на трубе. Соответственно выделяют следующие их типы:

Видео инструкция по использованию центратора-струбцины

Порядок монтажа на трубу

Принцип монтажа центратора принципиально не зависит от конкретного вида и модели устройства. Однако есть некоторые особенности у внутреннего и наружного. Они связаны с подготовкой трубы к сварке.

Установка внутреннего центратора

Чтобы осуществить правильно крепление устройства внутреннего типа к трубам, которые нужно сварить, следует совершить следующие действия:

• Прежде всего, нужно осуществить подготовительную работу – стыки свариваемых труб должны быть хорошо зачищены от краски, засорений, ржавчины и прочих посторонних включений. Делается это с помощью инструментов или специальных химических средств. В 1 случае наиболее популярна болгарка, на которую насаждается металлическая щетка.

Также можно воспользоваться обычной шлифовальной машинкой

Видео пример зачистки трубы перед сваркой.

В случае застарелых, сложно выводимых пятен краски можно также задействовать строительный фен – под действием горячих потоков воздуха краска начинает размягчаться, после чего ее легко можно удалить обычным наждаком.

В домашних условиях для зачистки можно использовать наждачную бумагу либо прибегнуть к помощи бытовой химии – например, краску можно растворить ацетоном, а затем протереть трубу досуха чистой тряпкой.

ВАЖНО. Работу с ацетоном нужно производить только на открытом воздухе в умеренно теплую погоду и вдали от источников открытого огня, поскольку вещество токсично и легко воспламеняется (достаточно +40 С).

• После проведения полной зачистки стыков нужно зафиксировать внутренний центратор на краю одной из них.
• Другая труба плотно пододвигается к первой, после чего создается предельный упор с помощью пружинного механизма (ручная подача) или гидравлических приводов.
• Удостовериться, что соединение сделано правильно и приступить к сварке.

Установка наружного центратора

Монтаж этого устройства принципиально отличается тем, что он фиксируется на внешней поверхности трубы. Соответственно, последовательно действий будет несколько другой:

• В начале также осуществляется зачистка стыков, как описано выше.
• Затем 2 отрезка подводятся друг к другу, и центратор одевается поверх них в месте соединения.
• Соединительные болты вставляются в специальные отверстия и крепко затягиваются.
• Наконец, проверяется надежность монтажа. и начинаются сварочные работы.

Видео инструкция по установке

Технические характеристики

При выборе определенной модели центратора для сварки труб нужно исходить из нескольких параметров:

• Диаметр трубы – внутренние чаще для больших, наружные – для малых (до 900 мм).
• Материал трубы – например, если они покрыта пенополиуретаном (так называемые трубы ППУ), то сваривать их можно только с помощью внутреннего устройства.
• Объемы работ – если речь идет о прокладке небольшого частного водопровода (например, в загородном доме), то достаточно цепной модели, которая является самой доступной по цене. Если же речь идет о профессиональных работах, то лучше выбирать среди звеньевых и эксцентриковых моделей. Последние являются самыми дорогими, но вместе с тем они надежнее и служат лольше.
• Давление содержимого труб на внутренние поверхности – если оно будет свыше 5 атмосфер, то для монтажа таких трубопроводов потребуется устройство с гидрозажимом.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Главный фактор, влияющий на выбор – это параметры трубы (материал, диаметр, прочность). Именно из этого следует исходить при покупке центратора

Видео пример сборки центратора своими руками

Другие устройства для крепления труб при их сварке

Наряду с центраторами, которые зачастую используются в профессиональной среде, существует и несколько других устройств, позволяющих надежно фиксировать стыки при сварочных работах. Основное назначение этих устройств – поддержание трубы в нужном положении за счета создания упора в твердую поверхность. Они делятся на несколько разновидностей:

Отдельным классом устройств фиксации трубы являются цепные тиски. Основой механизма является цепь, которая изготавливается из особо прочных разновидностей легированной стали. Характерная особенность устройства – возможность работать трубами любых диаметров за счет простого механизма настройки – удлинение или укорочение цепи.

Их классифицируют на несколько групп в зависимости от выполняемой работы:

Наконец, выделяют целый класс многорядных тисков, которые используются в особых случаях, например, при бурении скважин. Они могут заменить несколько обычных тисков. Конструкция цепи устроена таким образом, что тиски не застревают даже при предельной нагрузке. Чтобы поверхность трубы не получала сильных повреждений от давления цепи, ее снабжают стальными вкладышами, которые можно сменить по мере износа.

Цепные тиски – довольно популярный вариант центратора труб, поскольку обладает очевидными плюсами:

• Они просты и удобны в использовании даже в среде любителей.
• Служат долго и практически не нуждаются в обслуживании, кроме периодической смазки рабочей поверхности цепей.
• Достаточно доступны по цене (ниже приводится сравнительная таблица с обзором некоторых моделей).

Краткий видеообзор различных видов тисков одного из известных производителей RIDGID можно увидеть здесь.

Тиски в домашних условиях: делаем сами

Разумеется, в крайних случаях можно обойтись самодельными приспособлениями для фиксирования труб. Вот некоторые их них:

Однако используя кустарные методы производства, нужно учитывать технику безопасности:

• Прежде всего, нужно понимать, что сварка – это источник повышенной температуры, а значит, все элементы конструкций не должны быть сделаны из легко воспламеняющихся материалов – например, дерева.
• Главное требование к центратору трубы – это жесткость крепления и надежность конструкции. Стоит помнить, что во время осуществления сварочных работ труба будет неизбежно раскачиваться, следовательно, самодельная система изначально должна быть очень прочной.
• Все кустарные инструменты подходят только для небольших труб, в основном для проведения прямых стыков между ними. Если предстоит работать с большими, тяжелыми по весу трубами или выполнять сложные стыки, то такие инструменты однозначно не подойдут.

Последствия неправильной сварки

В случае неправильного выбора центратора или несоблюдения правил работы с ним может возникнуть целый комплекс последствий, которые называются дефектами сварки. К ним относятся:

• трещины;
• поры, небольшие полости;
• непровары в результате неполного охвата поверхности металла сварочным аппаратам;
• различные отклонения структуры шва – излишняя выпуклость, смещения, подрезы и другие.

Все эти дефекты неизбежно приведут к тому, что труба не прослужит долго. Последствия усугубляются характером эксплуатации и внешними факторами:

• перепад давлений внутреннего содержимого (воды, нефти, газа и др.);
• перепад температур (внутренних и внешних);
• влияние коррозии.

Проникая в микротрещины, вода и воздух значительно ускоряют процессы разложения металла (коррозии). Это приведет к тому, что труба вскоре даст течь, давление в системе упадет, соответственно, может случиться и прорыв. Поэтому грамотный выбор центратора труб и правильная его эксплуатация на всех этапах сварочных работ – неотъемлемое условие при монтаже трубопроводов всех типов.

При сварке трубопроводов требуется сохранение прямой линии или определенного угла направления труб. Чтобы кромки труб были ровно соединены по всей окружности, применяются устройства, называемые центраторами. Центраторы для сварки труб применяются как при прокладке магистральных трубопроводов, так и при работе в производственных и жилых помещениях.

Назначение центраторов:

• ускорение процесса сварочных работ;
• возможность соединения труб и трубопроводной арматуры (отводов, переходов, тройников, компенсаторов), с сохранением необходимых углов соединения;
• предотвращение отклонений труб по углу наклона или расхождения по плоскости сечения;
• возможность соединения труб на весу, при использовании подъемных устройств и строительной техники;
• фиксация труб для соблюдения требуемого зазора, что обеспечивает должное качество сварного шва;
• возможность соединения не только стальных, но также медных, полипропиленовых и других труб.

Если в домашних условиях отклонения угла соединения труб на 0,5-20 не будут критичными, то при строительстве многокилометровых трубопроводов требуется обеспечить максимально прямое направление прокладки магистрали. Зачастую трубы укладываются на заранее подготовленные опоры.

Виды

Независимо от размеров, центраторы бывают двух основных типов — внутренние и внешние. Аббревиатурное обозначение центраторов позволяет определить его тип (буквенный индекс) и максимальный размер труб (цифровой индекс), который они могут соединять.

Внутренние

Внутренние центраторы (ЦВ) обеспечивают доступ ко всей наружной поверхности свариваемых труб и позволяют накладывать непрерывный шов без предварительных точечных стыковок (прихваток). Они позволяют исправлять небольшие вмятины и отклонения от цилиндрической формы, выравнивания кромок по центру трубы.

По конструктивным особенностям можно выделить несколько типов таких приспособлений:

• Ножничные (ЦВН) – предназначены для соединения труб разного диаметра.
• Ручные с распорными крыльями (ЦВР) – для соединения небольшого диаметра, распорка осуществляется за счет ручного нажимного винта.
• Гидравлические (ЦВГ) – позволяют соединять несколько труб, перемещая устройство внутри трубопровода с помощью специальной штанги.
• Самоходные гидравлические – перемещаются внутри свариваемых трубопроводов за счет дистанционного управления.

Распорка таких центраторов осуществляется за счет устройств, называемых жимками. Жимки устанавливаются в трубу и помощью гидравлического (или ручного) привода осуществляют фиксацию стыков труб. Гидравлика аппарата корректирует отклонения трубы от формы правильной окружности.

Центратор устанавливается на кромке одной трубы, а другая труба надвигается на него до получения необходимого зазора. Затем оборудование фиксирует рабочее положение труб и начинается процесс сварки шва.

Так как при проведении сварочных работ необходим приток воздуха, который остужает поверхность металла, некоторые внутренние центраторы оснащаются вентиляторами. Либо, при необходимости, применяется технический вентилятор.

Наружные

Центраторы наружные (ЦН), которые не вводятся в трубу, являются захватами со скобами, которые соединяются шарнирами. Такие приспособления позволяют стыковать трубы разных диаметров, угольники, отводы и иную арматуру. В отличие от механизмов, применяемых внутри трубы, такие центраторы позволяют аккуратно соединять внешнюю кромку труб, но плохо подходят в ситуациях, когда требуется точное совмещение внутренних кромок.

Для труб большого диаметра применяются массивные центраторы, для применения которых требуется спецтехника (краны, манипуляторы). Вот основные типы таких приспособлений:

Звеньевые (ЦЗН) – многогранники, которые за счет установки или съема дополнительных колец-звеньев могут настраиваться для фиксации труб разного диаметра, стяжка для закрепления центратора производится за счет нажимного винта. Таким образом, один центратор может использоваться как для труб диаметром 50 мм, так и для труб диаметром до 2 метров. Модификации, оснащенные гидравлическим домкратом (ЦЗН-Г), позволяют увеличить силу стяжки, улучшая качество соединения и выравнивая контуры соединяемых труб;

Цепные (ЦНЦ) – самые затягиваются вокруг соединяемых труб, состоят из двух компонентов – цепи и натяжного механизма,

Эксцентриковые (ЦНЭ) – за счет конструкции, представляющей собой дуги разного диаметра и регулировочную перемычку, позволяют соединять между собой трубы разного диаметра, трубы с отводами и переходниками. Рабочий диапазон диаметров таких центраторов – от 89 до 426 мм,

Арочные (ЦАН, ЦАН-Г) – выполняются в виде дугообразных секций, соединенных шарнирами, стягиваются с помощью гидравлического привода. Могут оснащаться устройством рихтовки для выравнивания несовпадающих торцов за счет перемещения упоров. Такие центраторы позволяют соединять трубы диметром от 320 до 820 мм.

Пример параметров наружных гидравлических центраторов

Трубы малого диаметра соединяются специальными приспособлениями, которые можно устанавливать на сварочных столах, либо применять при сварочных работах непосредственно на месте:

• Тисками цепными и упорами.
• Простыми струбцинами в форме клещей с фиксатором.
• Струбцинными центраторами (ЦС) для сварки труб и соединительной арматуры.

Обычно, такие центраторы предназначены для труб одного диаметра. Однако при необходимости регулярной сварки труб разного диаметра можно изготовить самодельный фиксатор либо приобрести специальное устройство с независимыми фиксаторами для каждой трубы. Ручные фиксаторы требуют предварительной стыковки труб на прихватки, а проваривание шва осуществляется .

Разновидностью внешнего центратора является устройство для соединения труб, изготовленных из ППУ. Данное устройство позволяет соединять пластиковые трубы методом диффузной сварки: трубы вставляются в устройство, нагреваются, а затем соединяются легким нажатием рук. При этом сохраняется их ровное направление.

Пружинные

Отдельным видом центрирующих устройств является пружинный центратор для обсадной трубы (колонны). Эти механизмы используются при бурении нефтяных и водяных скважин, иных конструкций подземного или подводного использования.

С помощью таких центраторов обеспечивается равномерный зазор между трубой и стенками скважины, чтобы бетонный раствор заливался без образования пустот и разрывов.

Пружинные центраторы состоят из двух обечаек и нескольких стальных планок, которые опираются на стенки скважины и не позволяют трубе раскачиваться. Такие механизмы имеют только два сварных шва, а металлические пластинки, выполняющие обжимную функцию, изготовлены из цельных пластин стали.

Стоимость центрирующих механизмов

Стоимость центраторов зависит от их конструктивного типа, целевого назначения, габаритных размеров и производителя, и лежит в диапазоне от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч рублей.

Для работы в условиях мастерской, или периодической сварки бытовых трубопроводов «на месте» достаточно купить наружное устройство. Главное, чтобы эти механизмы могли регулироваться в определенном диапазоне размеров.

Цепные механизмы стартуют в цене от 2800 рублей, звенные – от 5000 рублей. Эксцентриковые модели будут стоить подороже – от 7000 рублей.

Преимуществом цепных механизмов является низкая цена, простота конструкции, ремонтопригодность, возможность выравнивания эллипсности соединяемых труб.

Установка гидравлического механизма повышает стоимость оборудования, но увеличивает качество работы и функциональность. Ниже приведена ориентировочная стоимость некоторых видов трубных центраторов.

Для профессиональной работы предпочтительных центраторы немецкой компании «Vietz» и фирмы «Clamp» (США).