Центратор наружный для труб: виды, характеристика. Центратор для труб: обзор, характеристики, применение Что такое центратор

Что такое центратор

Каждый сварщик знает, что надежное закрепление свариваемых элементов – залог хорошего результата. Если трубы, подготовленные для сварки, не отцентрованы и не закреплены надежно, они могут вибрировать и колебаться в процессе работы. Это приведет к тому, что шов выйдет объемным, слабым и ненадежным. При малейшей нагрузке он может дать течь, а то и лопнуть.

Подобная халатность не допустима даже при монтаже бытовых трубопроводов малого диаметра с незначительным давлением и отсутствием внешней нагрузки. Что же касается промышленных, особенно подземных, магистралей, такая безответственность, в дальнейшем может обойтись очень дорого.

Их задача – надежно зафиксировать стык трубопровода для обеспечения качественного сварного шва.

Соединение и выравнивание металлических деталей с помощью центратора

Центраторы состоят из тела устройства (натяжного механизма), подставки или крюка и отдельных наборных элементов, изменение количества которых позволяет соединять линииразного, в том числе и малого, диаметра.

Данное оборудование закрепляется вокруг стыка двух подготовленных для сварки труб и плотно притягивают с помощью натяжного механизма.

В остальных случаях используется наружный. Это связано с тем, что внутреннее направляющее устройство более дорогостоящее и значительно сложнее в установке.

Отметим так же, что центратор для сварки ППУ труб большого диаметра – устройство довольно громоздкое и тяжелое. Поэтому его использование требует использования дополнительной техники.

Плюсы и минусы

Как и любое устройство, трубные центраторы имеют свои достоинства и недостатки.

К достоинствам относим:

широкая функциональность. Не требуется приобретение направляющих отдельно для каждого диаметра;
возможность работы как с металлическими, так и с трубами ППУ;
качественная и надежная фиксация соединяемых элементов;
наличие двух модификаций – внутренний и наружный, что позволяет фиксировать отрезки в любых условиях и рабочих пространствах;
обеспечение качественных сварных швов, которые являются залогом надежности трубопровода.

Центратор для стыковой сварки ППУ труб

Недостатки данного оборудования связаны, в первую очередь, с его громоздкостью.

довольно высокая цена. Однако, отметим, что если сваркой трубопроводов вы занимаетесь постоянно, центраторы окупят себя за короткий срок;
сложность конструкции. Работа с данным оборудованием требует определенных знаний и навыков;
громоздкость и большой вес (когда речь идет о сварке труб стальных и ППУ большого диаметра);
при соединении отрезков большого диаметра требуется использование спецтехники.

Хотя трубные центраторы и имеют ряд недостатков, однако ничего надежнее для сварки трубопроводов, особенно промышленного назначения, не существует. Данное устройство окупит себя с лихвой благодаря монтажу надежных трубопроводов, которые будут служить годами.

Виды центраторов

Существует два способа деления трубных центраторов на подвиды. Их подразделяют исходя из области фиксации и способа закрепления.

По области фиксации направляющий механизм для труб ППУ или металлических может быть внутренний и наружный.

Внутренние устройства устанавливают внутри соединяемых отрезков для фиксации в правильном положении труб ППУ или из любых других материалов. Данное оборудование используют, как правило, на трубопроводах большого диаметра. Оно имеет достаточно сложную конструкцию и предусматривает наличие гидравлических насосов, двигателя и фиксирующих механизмов.
Наружный центратор обхватывает сварной стык снаружи. Он представляет собой довольно массивный зажим универсальной конструкции. Он более прост и удобен в применении.

Центратор внутренний

Если внутренние механизмы могут работать только за счет гидравлических насосов, то наружные можно подразделить еще на несколько категорий по способу крепления на стыках труб ППУ или любых других изделий большого и малого диаметра.

цепные. Вокруг стыка с помощью специальных натяжных закрепляется цепь, которая и фиксирует отрезки для сварки;
звеньевые. Данное устройство состоит из набора звеньев, которые могут передвигаться и регулироваться, исходя из диаметра трубы;
эксцентриковые. Такие центраторы состоят из двух металлических дуг, которые стягиваются перемычкой.

Кроме основных, наиболее часто используемых направляющих, существует еще несколько менее популярных устройств:

наружный центратор пружинный обсадной. Используется, как правило, при вертикальном бурении, для соединения труб скважины ППУ. Такое оборудование имеет вид разрезанной по периметру металлической трубы с выпуклостью в местах разрезов. Именно эта выпуклость придает оборудованию пружинный эффект;
мобильные бытовые устройства для соединения труб ППУ малого диаметра.

Установка агрегата

Установка внешних центраторов несколько отличается от внутренних. Она выполняется более просто и быстро.

Процесс сварки металлических труб с помощью внутреннего центратора

Порядок монтажа внутреннего устройства:

Зачищаем соединяемые стыки.
Фиксируем агрегат в одном из элементов.
Фиксируем пружинный центратор возле края одного из отрезков.
Устанавливаем второй элемент вплотную к первому.
Запускаем двигатель. Гидравлические насосы сжимают отрезки, выравнивая по уровню за счет внутреннего диаметра.
Варим стык.

Порядок монтажа наружного устройства:

Подготавливаем стыки.
Устанавливаем агрегат.
Выравниваем отрезки по уровню.
Поджимаем болты центратора.
Проверяем правильность соединения.
Зажимаем натяжные до упора.
Приступаем к сварным работам.

Как выбрать центратор?

Выбор центратора для сварки труб, пожалуй, одна из главных задач при обустройстве водопровода, канализации или теплопровода.

Центратор для сварки полипропиленовых труб

Именно это оборудование позволит герметично соединить трубы и выдержать правильный угол уклона, что является залогом надежности и долговечности любого трубопровода. Нюансы таковы:

Определитесь, с трубами какого сечения вам придется иметь дело. Для работы с элементами малого диаметра (до 500 мм) вполне подойдет открытый агрегат. Для соединения изделий от 500 мм лучше использовать закрытое устройство. Оно более сложно в управлении, но обеспечивает более надежную фиксацию.
Чтобы выбрать между цепными, звеньевыми и эксцентричными моделями – определитесь с объемом работы и толщиной своего кошелька. Цепные модели – самые дешевые, наиболее функциональные, но наименее надежные. Средними по всем параметрам являются звеньевые устройства. Наиболее дорогие, но наиболее надежные – эксцентричные центраторы. Однако для бытовых трубопроводов выбрасывать 150-200 долларов на вспомогательное оборудование – как минимум не рационально.

Внутренние

Внутренние центраторы дают возможность механизировать процесс сборки трубопровода, при этом стык целиком доступен для сварки, шов накладывают непрерывно, без установки прихваток. Применение центраторов значительно облегчает работу сварщика, так как позволяет наложить весь шов сразу и без остановок.

В зависимости от размера труб центраторы могут иметь различную конструкцию:

центраторы внутренние гидравлические – используются для центровки, как отдельных труб, так и секций, а перемещение устройства от стыка к стыку производится при помощи специальной штанги;
ручные с распорными клиньями — автоматически центрирует трубы, в том числе и с разными диаметрами;
ножничные – в зависимости от модели и конструкции могут центрировать трубы не только одинакового, но разного диаметра.

Внутренние более равномерно распределяют разницу периметров относительно друг друга по всему стыку. Они способны исправить незначительные вмятины, отклонения от цилиндричности и приводить торцы к правильной окружности.

Если строиться крупный магистральный трубопровод, то используют самоходные гидравлические центраторы. Они способные перемещаться на большие расстояния посредством дистанционного управления.

Внутренние (распорные) центраторы обеспечивают наиболее точное совпадение кромок труб, так как за базу считают внутреннюю поверхность трубы. Достаточно мощные механизмы могут осуществлять выравнивание кромок и используются как расширители. Они повышают степень механизации и производительность сборки практически всех участков трубопровода.

Стыковое соединение элементов магистральных трубопроводов, особенно для труб больших диаметров – сложная задача. Малая жёсткость соединяемых участков предопределяет проблемы с провисанием труб, а малейшая их несоосность ухудшает качество соединения, с последующими тяжёлыми последствиями. Поэтому перед соединением смежные участки трубопровода требуется надёжно и правильно зафиксировать. Эту роль и выполняют центраторы для сварки труб.

Эффективность центраторов и их виды

Функция центратора – обеспечить необходимое совпадание (не параллельность!) осей труб перед началом их сварки. Вследствие этого размеры свариваемой зоны получаются стабильными, поэтому процесс можно механизировать. Кроме того, с использованием центраторов исключаются перепады внутреннего диаметра в месте стыка. Следовательно, исчезают очаги возможной турбулентности потока рабочей среды при её перекачке по трубопроводу, а также снижается значение коэффициента сопротивления. В итоге удельная мощность насосного оборудования магистрального трубопровода также снижается.

К конструкции центраторов предъявляются следующие требования:

Надёжность фиксации свариваемых участков между собой.
Точность присоединения стыков.
Удобство монтажа и демонтажа.
Долговечность, причём независимо от условий их использования.

Классификация наиболее распространённых типов центраторов может быть произведена по следующим параметрам:

По технологическому назначению. Выпускаются центраторы для внутреннего и внешнего диаметров труб;
По конструктивному исполнению. Соединяемые участки трубопроводов могут быть прямыми, а могут располагаться и под некоторым углом друг к другу;
По количеству точек фиксации. Для труб сравнительно небольших диаметров возможна односторонняя фиксация, в то время как трубы диаметром свыше 400…600 мм должны фиксироваться с обеих сторон;

Применение центраторов несколько увеличивает себестоимость сварочных работ, но это–единственный недостаток рассматриваемых приспособлений. Кроме того, вес большинства промышленных моделей центраторов может достигать сотен килограммов, поэтому их монтаж и эксплуатация требует применения грузоподъёмных устройств или механизмов.

Наружные центраторы для сварки труб

Такие устройства (обозначаются буквами ЦН с последующим указанием предельного значения внешнего диаметра в мм) представляет собой разъёмную многозвенную конструкцию, которая отличается различным способом соединения свариваемых концов труб. Наибольшее применение получили следующие разновидности наружных центраторов:

Центраторы многозвенного типа , предназначенные для соединения трубопроводов с наружным диаметром до 2000 мм. Состоят из комплекта звеньев, которые соединяются между собой пальцевыми шарнирами. Стягивание звеньев между собой осуществляется либо вручную, при помощи винтового механизма, либо силового гидропривода по типу обычного домкрата. В последнем случае может быть достигнуто большее усилие стягивания, что обеспечит лучшее центрирование.

Центраторы арочного типа , которые представляют собой две клеммы с откидными частями, которые при центрировании накладываются одна на другую, после чего стягиваются вручную или гидравликой. Отсутствие звеньев упрощает конструкцию, и делает её более жёсткой и долговечной. Это связано с тем, что в процессе эксплуатации величина зазоров в звеньях центраторов предыдущего типа как правило, возрастает вследствие износа. Кроме того, исключается выход приспособления из строя вследствие поломки соединяющих пальцев. Количество арочных секций подбирается в зависимости от внешнего диаметра трубопровода. Арочные центраторы применяют для труб диаметром до 900 мм.

Цепные центраторы , прижимным органом которых является цепь. Такие приспособления отличаются наибольшей оперативностью при своей установке, вследствие чего используются не только при прокладке новых, но и ремонте действующих трубопроводов. Стягивание цепи, однако, выполняется вручную, что является недостатком данной конструкции. Цепные центраторы выпускаются для наружных диаметров труб до 1400 мм.

Эксцентриковые центраторы , которые по конструкции несколько напоминают арочные, однако прижим клемм производится при помощи эксцентрикового зажима. Это ускоряет процесс центрирования, однако требует высокой квалификации оператора, производящего стягивание, поскольку при недостаточно прочной фиксации эксцентрик может самопроизвольно отсоединиться. Кроме того, механизм быстро изнашивается, и при этом усилие прижима уменьшается. Ввиду отмеченных особенностей применение эксцентриковых центраторов ограничено трубопроводами сравнительно небольших диаметров – 400…500 мм.

Струбцинные центраторы , применяемые для фиксирования труб небольших диаметров. Они используются главным образом при прокладке бытовых трубопроводов. Такие устройства компактны, и представляют собой ручной рычажный механизм (в некоторых моделях имеется гидрозажим), которым производится прижим участков труб. Форма струбцин определяется внешней конфигурацией труб: струбцины могут быть и прямоугольными, и с дуговыми элементами. При этом нижняя струбцина, как правило – плоская.

Все конструктивные исполнения наружных центраторов для труб используются только совместно с дополнительным оборудованием. К нему относятся подставки, грузозахватные приспособления (крановые крюки), рабочие площадки для центрирования и пр.

Внутренние центраторы для сварки труб

Конструкции таких приспособлений более сложные, поскольку должны обеспечивать соосность внутренних диаметров труб. Внутренние центраторы (обозначаются ЦВ), кроме внешней фиксации, должны обеспечивать ещё и внутреннюю, поэтому применяются при соединении труб, имеющих пенополиуретановое покрытие (ППУ).

Отличительной особенностью таких труб, широко применяемых в магистральных системах водяного отопления и горячего водоснабжения, является наличие защитного слоя пенополиуретановой изоляции, в котором размещается кабель, обеспечивающий дистанционный контроль за состоянием трубопровода. Сверху ППУ-изоляция покрывается термостойкой неметаллической оболочкой, поэтому сварка стыков стальных труб в данном случае возможна только изнутри.

Особенностью использования внутренних центраторов является то, что они могут использоваться в длительном режиме эксплуатации трубопровода. Как правило, они включают в себя гидравлический привод, который обеспечивает не только центровку, но и устраняет прогиб трубы под собственным весом или в результате просадки грунта в месте прокладки трубопровода. Система управления гидроприводом внутреннего центратора базируется на использовании двигателей постоянного тока, поскольку предполагает регулирование скорости перемещения гидрозажимов.

Для труб с внутренним диаметром до 300 мм возможно использование внутренних центраторов с ручным приводом.

Внутренние центраторы действуют так. Приспособление вводится в один из торцов трубы, в то время как второй надвигается при помощи грузозахватного приспособления. Гидравликой создаётся необходимое усилие прижима, после чего производится сварка. В процессе сварки труба сильно нагревается, поэтому обязательным является наличие охлаждающего вентилятора.

К специализированным конструкциям относят центраторы для узких труб. Они имеют пружинный прижим, и являются разновидностью наружных центраторов, используемых при бурении глубоких скважин под воду или нефть.

Выбор подходящего исполнения центраторов для труб

Исходными критериями для выбора считаются:

Материал труб. При использовании труб ППУ однозначно следует ориентироваться на внутренние центраторы.
Диаметр трубы. Для магистральных трубопроводов с внешним диаметром более 800 мм, предпочтение отдают более жёстким конструкциям, например, арочным или многозвенным наружным центраторам. При меньших диаметрам достаточно стабильным прижимом отличаются эксцентриковые исполнения данных приспособлений.
Предельное давление прокачиваемой рабочей среды. При давлениях свыше 5 ат рекомендуется применение центраторов с гидрозажимом.
Технические условия на предельные дефекты сварного соединения (в частности, эллипсность). При повышенных требованиях к данному параметру надёжнее всего ведут себя цепные центраторы.
Универсальность. Здесь цепные центраторы – также вне конкуренции.

Приобретая центраторы для сварки труб, стоит предварительно также ознакомиться с профилем основной продукции производителя. Ориентируясь на экспортные исполнения данных приспособлений, необходимо отметить, что наилучшим качеством обладают изделия фирм Vietz (Германия) и Сlamp (США).

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:

по особенностям расположения центраторов относительно свариваемых труб – внутренние и наружные;
по способу крепления на трубе во время ее сварки – цепные, эксцентриковые, арочного типа, струбционные и звеньевые (многозвенные);
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:

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

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 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).