جوشکاری لوله گاز (معرفی 6 روش + تکنیک‌ها)

جوشکاری لوله گاز خانگی از آن دسته مهارت‌ها و حرفه‌هاست که نیاز به تجربه بالا و تخصص دارد و افرادی که این حرفه را برای خود انتخاب کرده‌اند، دوره‌های آموزشی تخصصی را پشت سر گذاشته‌اند. در غیر این صورت اگر جوشکاری لوله گاز توسط افراد غیرحرفه‌ای انجام شود، عدم رعایت یک سری اصول و استاندارد‌ها باعث نشتی گاز شده و در نتیجه منجر به خسارات جبران ناپذیر جانی و مالی می‌شود. جوشکاری لوله گاز علاوه بر مهارت و تجربه نیاز به دستگاه جوش و الکترود مناسب دارد تا قبل از اقدام به جوش زدن لوله‌ها، مواد زائد روی آن را پاکسازی کرده و گل جوش‌های محل اتصال را برای عدم نشتی گاز، کامل از بین ببرد.

انواع روش‌های جوشکاری لوله گاز

فرآیندهای جوشکاری لوله گاز که به طور گسترده انجام می‌شوند، عبارتند از:

• جوشکاری قوس فلزی محافظ
• جوشکاری قوس فلزی گازی
• جوشکاری قوس الکتریکی با هسته شار
• جوشکاری زیر پودری
• جوشکاری قوسی تنگستن گازی

جوشکاری خط لوله به منزله‌ ستون فقرات ساخت خط لوله است؛ بنابراین، انتخاب فرآیند جوشکاری خط لوله باید با در نظر گرفتن عوامل مختلفی انجام شود که برخی از آن‌ها در زیر ذکر شده است:

1.  مواد خط لوله
2. قطر لوله و ضخامت دیواره
3. محل جوشکاری
4. خواص جوشکاری
5. جهت جوش (سربالایی یا سرازیری)
6. کیفیت جوش
7. ملاحظات اقتصادی
8. در نظر گرفتن HSE

1. جوشکاری قوس فلزی محافظ

جوشکاری قوس فلزی محافظ یک روش استاندارد برای اتصال دو لوله گاز طبیعی به یکدیگر است. ابتدا دو لوله به هم چسبانده می‌شوند تا هنگام جوشکاری در جای خود ثابت باشند. سپس از تکنیک‌های جوش لب به لب برای ایجاد جوش اصلی استفاده می‌شود.

در این زمینه باید با یک جوشکار حرفه‌ای لوله که قبلاً مهارت‌های منحصر به فرد جوشکاری لوله گاز را بدست آورده است، مشورت شود. جوشکاری لوله گاز با خاصیت اشتعال زایی و انفجاری گاز باید با دقت و مهارت بالایی انجام شود و بعد از تمام شدن کار جوشکاری لوله کشی گاز باید تست شود. تمام سطوح جوش از سرباره سست، زنگ زدگی، روغن و مواد خارجی تمیز می‌شوند و از صاف و یکنواخت بودن سطوح جوش اطمینان حاصل می‌شود سپس لوله کشی در پیکربندی مناسب تراز شده و دو لوله با یک گیره به هم محکم می‌شوند

از ابزار جوشکاری برای ایجاد جوش‌های کوچک با اندازه یکنواخت و با فواصل مساوی، در اطراف محل اتصال لوله استفاده می‌شود. جوش‌های کوچک که جوش‌های چسبنده نامیده می‌شوند، لوله‌ها را هنگامی که جوش اصلی را برای ثابت نگه داشتن اتصال می‌سازند، در جای خود ثابت نگه می‌دارند. دور کل محیط مفصل جوش داده می‌شود. هنگام جوشکاری فلزات با ضخامت کمتر از ۲ میلی متر از حرکت منحنی و زیگزاگ استفاده می‌شود و هنگام جوشکاری فلزات ضخیم‌تر، از جوش مستقیم استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانید : لوله کشی گاز توکار بهتر است یا روکار؟

2. جوشکاری قوس فلزی گازی

جوشکاری خط لوله با جوشکاری قوس فلزی گازی بهره وری بالایی را در مقایسه با روش جوشکاری قوس فلزی محافظ ایجاد می‌کند اما این روش برای کار با کیفیت کارآمد نیاز به کنترل بهتر متغیرهای جوشکاری خواهد داشت. راندمان رسوب دهی بالا (۹۰ تا ۹۷ درصد) با تولید دود کم از مزایای این روش است. این به طور کلی با استفاده از تجهیزات نیمه اتوماتیک / اتوماتیک انجام می‌شود و هزینه جوش افزایش می‌یابد.

3. جوشکاری قوس الکتریکی

اگرچه پیشرفت‌های فناوری در قرن گذشته امکان ایجاد جوشکاری‌های خودکار و ماشین‌های جوشکاری کارآمدتر را فراهم کرده است اما فرآیند اصلی جوشکاری قوس الکتریکی ثابت مانده است. جوشکاری قوس الکتریکی فرآیندی از ذوب دو قطعه فلز با استفاده از یک قوس الکتریکی است که حرارت شدیدی ایجاد می‌کند که قادر به ذوب قطعات فلزی است. هنگامی که یک الکترود با پوشش مخصوص ذوب می‌شود، فلز مذاب با یک پرکننده مخلوط می‌شود که دو قسمت را به یک واحد متصل می‌کند. روش‌های مختلفی برای جوشکاری قوس الکتریکی بر اساس تکنیک‌ها و مواد درگیر در این فرآیند وجود دارد.

4. جوشکاری قوس الکتریکی با هسته شار

جوشکاری قوس الکتریکی محافظ گازی با استفاده از دستگاه های نیمه اتوماتیک انجام می شود. در کنار بهره وری بالا و قابلیت های جوشکاری عالی، جوشکاری خط لوله با این روش محدوده عملیاتی گسترده تری را در مقایسه با جوشکاری به روش قوس فلزی گازی فراهم می کند. با این حال، باد معمولاً باعث ایجاد اختلال در گاز محافظ می شود که به نوبه خود ممکن است باعث نقص تخلخل شود.

در مورد جوشکاری قوسی با هسته شار خود محافظ، گاز محافظ خارجی مورد نیاز نیست. با این حال، در مقایسه با فرآیند جوشکاری قوس محافظ گاز، نرخ رسوب کمتری دارد.

5. جوشکاری زیر پودری

یک روش دیگر برای جوشکاری لوله گاز، جوشکاری زیر پودری است. در این روش نوک الکترود داخل پودری از مواد معدنی قرار داده می‌شود تا زیر این پودر و در مسیر جوشکاری ، قوس الکتریکی ساخته شود.

در فرآیند جوشکاری زیر پودری نیمه اتوماتیک، قوس قابل مشاهده نیست و بالاترین راندمان رسوب گذاری را در مقایسه با سایر روشهای جوشکاری خط لوله فراهم می‌کند. این روش جوشکاری سطوح جوشکاری سالم و بدون نقص را فراهم می کند، اما ردیابی به دلیل قوس نامرئی بسیار دشوار است. این روش بیشتر برای اتصال لوله‌های بزرگ استفاده می‌شود .

6. جوشکاری قوسی تنگستن گازی

بسیاری از مشاغل، مانند کارهای هسته‌‎ای، لوله کشی و کالاهای مصرفی، حداقل نیاز به عبور ریشه یا اولین جوش در اتصال لوله دارند که با استفاده از فرآیند گاز بی اثر تنگستن (تیگ) انجام شود. تنگستن یک فلز خاکستری رنگ است که بسیار سخت است و مفتول‌های آن در مقابل کشش و حرارت مقاومت بسیار بالایی دارد.

بیشتر بخوانید : روش نشت یابی و رفع نشتی لوله گاز

این روش یکی از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین روش‌های جوشکاری لوله گاز در صنایع بزرگ و کوچک پتروشیمی است که در ایران به نام جوش آرگون نیز شناخته می شود و دلیل این نامگذاری این است که در این روش جوشکاری از گاز آرگون استفاده می شود.

در این جوشکاری پاس‌های ریشه از مواد پرکننده جوش برای بستن فضای ریشه بین وجه‌های جوش استفاده می‌کنند و به ویژه زمانی مفید هستند که فقط یک طرف جوش در دسترس باشد. جوشکاری تیگ را می‌توان روی فلزات نازک یا ضخیم اجرا کرد.

نکاتی را در مورد گاز محافظ، آماده‌سازی جوش و تکنیک‌های جوش برای موفقیت آمیز کردن جوشکاری تیگ بیان می‌کنیم.

تکنیک‌های پاکسازی پشت

ناحیه جوش با سرعت مناسب با آرگون تمیز می‌شود. بدون حفاظ کافی، ممکن است برخی عیوب جوشکاری مانند نفوذ ناقص، عدم همجوشی، ترک خوردگی عبور ریشه و مکش پاس ریشه رخ دهد.

دو روش متداول برای پاکسازی معکوس ناحیه جوش ریشه لوله وجود دارد: یا پاکسازی کل حجم یک لوله طولانی و یا پاکسازی موضعی حجم فوری در اطراف ناحیه جوش. یک نسبت تقریباً ۴-۱ بین سرعت پاکسازی جریان برگشتی و سرعت جریان مشعل جوشکاری برای ایجاد یک جوش ریشه‌ای سالم مورد نیاز است.

 آماده سازی جوش

آماده سازی انتهای لوله در جوشکاری لوله گاز  با عبور ریشه بسیار مهم است. لوله‌ها را به فاصله حدود دو و نیم سانتی متر از لبه آماده سازی جوش به فلز روشن و براق تمیز می‌کنند، سپس کل منطقه را کاملا تمیز کرده و چربی زدایی می کنند. شکاف ریشه باید حداقل هشت دهم میلی متر بزرگتر از قطر سیم پرکننده مورد استفاده برای جوشکاری باشد و امکان دستکاری سیم پرکننده را فراهم کند حتی اگر مقداری بسته شدن در حین جوشکاری رخ دهد.

جوشکاری چسب

برای اطمینان از حرکت نکردن لوله‌ها در حین جوشکاری بسته، جوشکاری چسبی ضروری است. جوش‌های چسبنده به اندازه کافی بزرگ هستند و آنها را به اندازه کافی در اطراف قطر اتصال قرار می‌دهند تا قطر سیم پرکننده از شکاف ریشه کوچکتر باشد. آسیاب کردن جوش‌های چسبنده به لبه پر نیز ممکن است مفید باشد و از بروز عیوب کوچکی که در طول معاینه رادیوگرافی تشخیص داده می‌شوند، در هنگام جوش بستن جلوگیری کند.

بسته شدن جوش

هنگام بستن جوش، اتصال را به جز در مناطقی که در حال جوشکاری هستند، مهر و موم نگه می‌دارند. فشار تصفیه گاز را برای دو پاس اول حفظ می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که پاس ریشه در طی پاس‌های جوش بعدی به شدت اکسید نمی‌شود. مشعل را با یک حرکت پیوسته از دیواره کناری به دیواره کناری حرکت می‌دهند و سیم پرکننده را در جایی که اتصال جوش داده نشده است اضافه می‌کنند. فلز پرکننده را در دهانه شکاف ریشه قرار می‌دهند. این امر احتمال بسته شدن شکاف ریشه را کاهش می‌دهد و تقویت جوش در ریشه را محدود می‌کند.

جوشکاری با الکترود دستی پوشش‌دار

متداول‌ترین روش جوشکاری لوله گاز استفاده از الکترود دستی پوسش‌دار است.در این روش جوشکاری لوله گاز حرارت حاصل از قوس الکتریکی بین الکترود مصرفی و قطعه کار باعث به وجود آمدن اتصال می‌شود. در این روش جریان برقی که استفاده می‌شود می‌تواند پی در پی یا مستقیم باشد.

مقایسه روش‌های مختلف جوشکاری لوله گاز

در بین سه روش جوشکاری تیگ، جوشکاری با الکترود دستی و جوشکاری زیر پودری، می‌توان گفت که جوشکاری با الکترود دستی متداول‌ترین و ارزان‌ترین روش است و جوشکاری زیر پودری با استفاده از تجهیزات پیشرفته‌تری انجام می‌گیرد و هزینه بالاتری دارد ولی کیفیت این نوع جوشکاری لولۀ گاز بسیار بهتر است. در این روش به جای اینکه جوشکار فعل جوشکاری را انجام دهد، هدایت دستگاه جوش را تحت نظر دارد.

در تمامی روش‌های جوشکاری لوله‌ گاز، باید به عوامل متعددی توجه کرد؛ از جمله: پاک کردن لوله‌ها و سطوح جوش از مواد زائد، سالم بودن الکترودها، سالم و بی نقص بودن دستگاه جوش و عدم وجود مواد آتش‌زا در محیط در هنگام جوشکاری .