Поющая труба Рийке

Подбор электродов

Первое, что вам понадобится для выполнения сварочных работ с трубами отопления или другими сооружениями, это электроды. От качества этого расходного материала будет зависеть не только надежность полученных сварных швов и герметичность системы, но и процесс выполнения работ.

Под электродом понимают тонкий стальной стержень со специальным покрытием, которое позволяет обеспечить устойчивую дугу в процессе электросварки труб, и задействовано в формировании сварного шва, а также предотвращает окисление металла.

Поющая труба Рийке

По типу сердцевины бывают такие электроды:

  1. С неплавящейся серединкой. Материалом для такой продукции служит графит, электротехнический уголь или вольфрам.
  2. С плавящейся серединкой. В данном случае в качестве сердечника служит проволока, толщина которой зависит от типа сварочных работ.

Что касается внешней оболочки, то множество электродов, которые встречаются на рынке, стоит разделить на несколько групп.

Итак, покрытие может быть:

Поющая труба Рийке

Прежде чем приступать к работе, рекомендуем вам проконсультироваться со своими знакомыми сварщиками на предмет разновидности электродов, которыми они предпочитают пользоваться. В каждом конкретном случае это будут разные марки, ведь в продаже может быть доступно большое множество марок, причем отличное от города к городу.

Требования к сварщикам и условиям выполнения сварочных работ.

Сварка стыков трубопроводов является одной из самых важных операций при монтаже трубопровода. К таким видам работ допускаются только высококвалифицированные сварщики, имеющие документ на право выполнения данного типа работ. В том случае, если сварщик только получил такой допуск и не имеет практического опыта или он не работал с трубопроводами в течение нескольких месяцев, перед тем как приступить непосредственно к работе, он должен выполнить контрольную сварку с использованием того же способа сварки, который будет потом применяться в сварочных работах. Кроме того, при выполнении контрольной операции он должен работать приблизительно в тех же условиях, которые будут присутствовать во время рабочего процесса. После выполнения контрольной сварки она тщательно проверяется и, если к сварному шву не возникает никаких претензий, сварщик допускается к выполнению основных работ.

Сварочные работы в полевых условиях разрешается выполнять при температуре воздуха не ниже -20 градусов по Цельсию, а если речь идет о легированных сталях, то температура воздуха при их сварке не должна быть ниже -10 градусов по Цельсию. Дело в том, что при более низкой температуре расплавленный металл сварного шва начинает активно насыщаться газами из окружающего воздуха (в основном, кислородом и водородом), а такие примеси способны сделать металл более пористым, то есть оказать большое влияние на прочность и надежность сварного соединения. Кроме того, при проведении сварки место, где работает сварщик, должно быть хорошо закрыто от ветра, дождя или снега.

Разновидности сварных швов и соединений труб

Способов, как варить трубы электросваркой, может быть несколько:

  • размещая детали встык – в данном случае отрезки трубы находятся точно напротив друг друга;
  • соединение в тавр – эта технология сварки труб подразумевает, что два куска трубы размещены перпендикулярно, в форме буквы «Т»;
  • скрепление внахлест – в таком варианте один из кусков трубы развальцовывается, чтобы его можно было надеть на другой;
  • угловое соединение – то есть, две детали размещены под углом 45° или 90°.

Поющая труба Рийке

При выполнении сварки труб электросваркой могут выполняться такие швы:

  • горизонтальные – в таком случае свариваемые трубы расположены вертикально;
  • вертикальные – это швы на вертикальном участке трубы;
  • потолочные – в данном случае электрод помещают в нижней части детали, над головой работника;
  • нижние – соответственно, швы, для выполнения которых нужно наклоняться вниз.

Поющая труба Рийке

Есть еще несколько рекомендаций, как сваривать трубы электросваркой:

  1. При проведении сварочных работ следует держать электрод под углом в 45° или чуть меньше, тогда расплавленный металл будет попадать внутрь свариваемой трубы в гораздо меньшем количестве.
  2. Если вы выполняете соединение в тавр или встык, то вам понадобятся 2-3 мм электроды. При этом сила тока, оптимальная для надежной герметизации системы, составляет в пределах 80-110 ампер.
  3. Для надежного проваривания соединения внахлест сила тока должна быть увеличена до 120 ампер, а электроды можно использовать аналогичные.
  1. Оптимальная высота сварного шва должна составлять 3 мм над поверхностью трубы. Только после ее достижения можно считать работу завершенной.

2003, 12

К. И. Матвеев, Ф. Е. С. Кулик

Характеристики предельных циклов трубы Рийке

язык: английский

получена 24.05.2003, опубликована 12.06.2003

Скачать статью (PDF, 210 кб, ZIP), используйте команду браузера «Сохранить объект как…»Для чтения и распечатки статьи используйте «Adobe Acrobat Reader» версии 4.0 или выше. Эта программа является бесплатной, ее можно получить на веб-сайте компании Adobe (http://www.adobe.com/).

АННОТАЦИЯ

Термоакустические явления встречаются в таких важных технических приложениях как термоакустические двигатели, шумные промышленные сжигатели и неустойчивость горения в ракетных двигателях и в пламени с избытком окислителя. Термоакустическая неустойчивость возникает при согласованной взаимосвязи между нестационарным выделением тепла и акустическими возмущениями. Труба Рийке является простейшей экспериментальной установкой для изучения термоакустической неустойчивости. В настоящей работе проведена серия экспериментов для определения нелинейного поведения трубы Рийке с электрическим подогревом сетки в режиме потери устойчивости и выхода на режим установившихся акустических колебаний. При возникновении и срыве колебаний на границе устойчивости процесс имел гистерезисный характер. Нелинейная математическая теория, включающая термоакустические взаимодействия и нестационарный теплообмен с нагреваемой сеткой, разработана для определения зон нестабильности и прогнозирования свойств предельных циклов.

13 страниц, 7 иллюстраций

Как сослаться на статью: К. И. Матвеев, Ф. Е. С. Кулик. Характеристики предельных циклов трубы Рийке. Электронный журнал «Техническая акустика», http://ejta.org, 2003, 12.

ЛИТЕРАТУРА

1. J. W. S. Rayliegh. The Theory of Sound. New York: Dover Publications, 1945 re-issue.
2. P. L. Rijke. Notiz uber eine neie art, die luft in einer an beiden enden offenen Rohre in schwingungen zu versetzen. Annalen der Physik, 1859, vol. 107, pp. 339–343.
3. R. L. Raun, M. W. Beckstead, J. C. Finlinson, and K. P. Brooks. A review of Rijke tubes, Rijke burners and related devices. Progress in Energy and Combustion Science, 1993, vol. 19, pp. 313-364.
4. K. I. Matveev and F. E. C. Culick. Experimental and mathematical modeling of thermoacoustic instabilities in a Rijke tube. 40-th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, NV, USA, AIAA Paper 2002–1013, 2002.
5. K. I. Matveev and F. E. C. Culick. A study of the transition to instability in a Rijke tube with axial temperature gradient. Journal of Sound and Vibration, 2003, vol. 264, pp. 689-706.
6. H. J. Merk. Analysis of heat-driven oscillations of gas flows. Applied Scientific Research, 1956, A6, pp. 402–420.
7. Y.-P. Kwon and B.-H. Lee. Stability of the Rijke thermoacoustic oscillation. Journal of the Acoustical Society of America, 1985, vol. 78, pp. 1414–1420.
8. K. I. Matveev and F. E. C. Culick. Modeling of unstable regimes in a Rijke tube. 5-th International Symposium on Fluid-Structure Interactions, New Orleans, LA, USA, ASME Paper IMECE 2002-33369, 2002.
9. K. O. Lehmann. Uber die theory der netztone. Annalen der Physik, 1937, vol. 29, pp. 527–555.

 

Константин Матвеев защитил диссертацию в Калифорнийском технологическом институте в 2003 году. В настоящее время работает в Национальной лаборатории Лос Аламос. Научные интересы: термо- и нелинейная акустика.

 
 

Фред Кулик – профессор инженерной механики и ракетных движителей в Калифорнийском технологическом институте. Диссертацию защитил в Массачусетском технологическом институте в 1961 году. Научные интересы: нелинейная акустика в системах горения, активное управление нестабильностью горения, перспективные двигатели для ракетно-космической техники.

(c) 2001-2019, Электронный Журнал «Техническая Акустика»

Из полипропилена

Поющая труба РийкеВ современном строительстве и сантехнике принято использовать разнообразные виды пластиковых труб.

Трубы разного диаметра из этих материалов соединяют с помощью компрессионных фитингов или с помощью «холодной» сварки. Но и без термической сварки в этих операциях не обойтись.

Трубопроводы из полипропилена в основном применяются при прокладке внутридомовых сантехнических сетей. Перед началом сварки требуется подготовить инструменты и материалы к работе. Выбор инструментов зависит от применяемой технологии. Это может быть:

  • раструбная полифузная сварка;
  • применение переходников или муфт с расположенными в них нагревательными элементами.

При полифузном способе операции выполняются по такому алгоритму. По разметке нарезают трубные заготовки. При этом следует обязательно снять слой заусеницы после реза.

Края заготовок очищают от смазки и грязи. В зависимости от вида пластиковых труб подготовка к монтажу ведется разными способами.

При армировании деталей алюминиевыми трубками их отрезают с помощью специального торцевателя. При близком расположении слоя армирования к краю трубы, этот слой необходимо удалить полностью.

Поющая труба РийкеНа концах деталей делают отметки (на расстоянии не менее 15 мм). Эта величина зависит от длины раструба фитинга.

Поверхности обезжиривают растворителем и надевают на разогретые насадки. При этом следует учитывать время разогрева деталей, которое маркируется на поверхности трубных изделий.

Разогретые детали снимают и надежно соединяют. После стыковки их нельзя перекручивать. Спустя минуту, стык зафиксируется, но заполнять водой и испытывать трубопровод можно только спустя час.

Трубопроводы из труб до 40 мм стыкуются ручным способом, для больших диаметров применяют монтажные механические приспособления. Они создают достаточное усилие и обеспечивают соосное расположение отрезков разного диаметра.

Правила техники безопасности при работе со сварочным аппаратом

Немаловажным моментом при проведении любых электротехнических работ, в том числе сваривания металлических труб, является соблюдение правил техники безопасности. Если ими пренебречь, можно получить разнообразные травмы, такие как термические ожоги кожи, ожоги сетчатки глаз вспышкой дуги, удары электрическим током и другие.

Поющая труба Рийке

Поэтому перед началом работ следует выполнить следующие действия:

  • жилы, проводящие ток, и компоненты сварочного аппарата должны быть изолированы;
  • корпус сварочного оборудования и дополнительные приборы нужно заземлить;
  • спецодежда и рукавицы должны быть абсолютно сухими;
  • надеть галоши или постелить резиновый коврик в небольшом по размеру помещении для дополнительной изоляции;
  • чтобы уберечь глаза и лицо, при работе следует надеть защитный щиток.

Итоги

Таким образом, мы частично рассказали, как следует выполнять сварочные работы на электрическом оборудовании. Безусловно, чтобы работа была успешной, у вас должны быть некоторые практические навыки. Тем не менее, благодаря информации, изложенной в материале, вы будете знать, с чего начинать практиковаться. При соблюдении наших рекомендаций, у вас обязательно получится сваривание металлических труб на достойном уровне.

Один из сложных видов сварочных работ, требующий привлечения опытного сварщика – сварка труб малого диаметра с трубопроводами большего сечения. В современном строительстве используются разные материалы для трубопроводов.

Заготовки ПВХ, ПНД постепенно вытесняют металл. Всевозможные виды соединений, а также использование в работе компрессионной фурнитуры делает монтаж более качественным и надежным.

Предварительные работы с деталями

Перед тем как сварить круглую трубу, ее нужно подготовить к работе, то есть провести предварительную обработку стыков и уточнить все тонкости. Для этого сначала проводится диагностика труб на соответствие ряду технических характеристик, предъявляемых к монтируемой системе, в частности, водопроводу (прочитайте: «Какая сварка водопроводных труб лучше – виды и особенности сварки»).

Согласно инструкции должны быть соблюдены такие условия:

  • Геометрические размеры.
  • Наличие сертификата качества, в частности, если это трубопровод для питьевой воды.
  • Идеально круглая форма труб – никакие дефекты торцов в виде приплюснутого или овального сечения не допускаются.
  • Одинаковая толщина стенок труб по всей их протяженности.
  • Химический состав изделий должен соответствовать ГОСТам РФ для тех или иных систем. Данная информация выясняется из технической документации или лабораторными исследованиями.

Поющая труба Рийке

Далее можно приступать, собственно, к подготовке труб к стыковке и сварке.

Процесс подготовки включает такие стадии:

  • проверяют ровность среза на торце трубы – он должен быть равен 90º;
  • торец и участок в 10 мм от него нужно тщательно зачистить до появления металлического блеска;
  • все следы масел, ржавчины, красок следует удалить и обезжирить поверхность на торце трубы.

Такую работу можно выполнить фаскоснимателем, торцевателем или шлифовальной машиной. Профессионалы, работающие с трубами больших диаметров, пользуются фрезерными станками или газовыми и плазменными резаками.

Процесс сварки

Когда вся предварительная подготовка позади, можно браться за сварку. Если у вас нет необходимых навыков, и вы никогда раньше не выполняли подобных работ, сначала рекомендуем попрактиковаться на лишних кусках труб, чтобы не испортить всю систему.

Как определить нормы времени на сварку

Оценка результативности производственной деятельности сварщика, расчет оплаты его труда проводится с учетом норм времени на сварочные работы.

Временной показатель зависит от нескольких факторов: квалификации исполнителя, группы свариваемого материала, вида шовного соединения, рабочих условий, оборудования.

Основы расчета

Оценивая норму временные затраты, следует учитывать все виды деятельности сварщика. Можно условно разделить работу на несколько этапов:

Нормы времени на проведение основного комплекса сварочных работ учитывают временные затраты на подготовку всех необходимых материалов, деталей; приведение оборудования и вспомогательных средств в рабочее состояние.

Важный фактор для расчета норм времени – промежуток, в течение которого инициирована рабочая зона. Примером может служить время горения дуги.

Основные виды сварочных работ сопровождаются обязательной вспомогательной деятельностью. Нужно сменить электрод, осмотреть внимательно шов, при необходимости подготовить кромку.

Все основные и вспомогательные процедуры составляют оперативное время сварки. Откладывать их без ущерба для результата невозможно.

Оптимальная скорость

Количественный расчет нормы временных затрат определяет скорость сварки, которая должна обеспечивать получение качественного шва. В преобладающей мере она зависит от двух значений: толщины изделия и сварочного шва. Работать нужно так, чтобы жидкий расплав не переполнял рабочую ванну, не образовывал наплывов, плавно переходил к основной части деталей.

Превышение или уменьшение скорости приводит к резкому ухудшению качества работы, изменяя время сварки. При оптимальной скорости шов получается достаточно глубоким, но не очень широким.

Это гарантирует соответствие нормам качества. Для ручной дуговой сварки лучший результат обычно дают сварочные работы, проводимые со скоростью 30-40 м/час.

Значения нормы могут меняться в зависимости от специфики материала. При полуавтоматической сварке показатели скорости зачастую бывают выше. Это понятно и объяснимо спецификой используемого оборудования.

Важность для расчета качества материала

Сварщику в соответствии с квалификационными возможностями приходится работать с разнохарактерными материалами. Это существенно сказывается на норме времени сварочных работ.

Принято выделять несколько основных групп, отличающихся содержанием химических компонентов и назначением. Например, к группе М01 относят конструкционные стальные сплавы с углеродистым и низколегированным составом. Предел текучести этих материалов не превышает 360 МП.

По мере увеличения значения цифры в маркировке улучшаются характеристики сплавов. Так в класс М07 внесены арматурные стали, предназначенные для изготовления железобетонных конструкций. При расчете норм времени на проведение сварочных работ качество материалов имеет принципиальное значение.

Пример расчетных действий

При проведении подсчета пользуются рядом нормативных показателей, учитывающих специфику сварки, квалификацию исполнителя, особенности химического состава и формы деталей. В упрощенном виде формула представляет собой дробь.

Числитель содержит длину шовного соединения, знаменатель – нормированную скорость для данной производственной ситуации. Полученное значение нужно умножить на коэффициент 0,35, получив, таким образом, норму времени для визуальной оценки качества шва.

Для учета продолжительности зачистки шва нужно его длину умножить на коэффициент 0,6. Суммарный показатель отображает общее количество времени на основную часть сварочных работ.

На проведение подготовки требуется 5% времени от полученного значения. Рассчитываем этот показатель и прибавляем к предыдущему числу. После чего следует учесть необходимость отдыха работника, которая должна быть не меньше 10% от затраченного на сварку времени.

Суммарный показатель – это и есть норма временных затрат на проведение конкретной сварочной работы с рассматриваемым объектом.

Следует принимать во внимание, что на нормативный показатель скорости проведения сварочных работ существенно влияет размер площади сечения детали, сила тока, количественные характеристики электродов и расплава в рабочей зоне. Расчет норм времени на сварочные работы может быть проведен только опытными специалистами в области нормирования труда, имеющие знания в данной отрасли

Расчет норм времени на сварочные работы может быть проведен только опытными специалистами в области нормирования труда, имеющие знания в данной отрасли.

Разделка труб под сварку

В ГОСТе 16037-80 регулируются не только виды сварных соединений стальных трубопроводов (стыковых, нахлесточных и угловых), но и характеристика проведения подготовительных мероприятий с учетом вида.

Перед проведением сварочных работ необходимо провести подготовительные мероприятия. Они включают:

  1. Механическую зачистку изделий. Она требуется для удаления пыли, следов коррозии и оксидной пленки.
  2. Химическая обработка в целях удаления пятен от масла и жира, а также пленки.
  3. Разделка кромок.

Разделка предполагает механическую обработку кромки. В процессе монтажа трубопровода разделка выполняется с применением специальных машин. При проведении ремонта допускается выполнение разделки посредством угловых шлифовальных машин.

Разделку кромок требуется выполнять при толщине заготовок под сварку от 4 мм. Для угловых соединений скашивают одну или обе кромки под углом 45 градусов.

Стыки на стальных трубопроводах могут быть поворотными и неповоротными. При сварке трубопровода рекомендовано применять первый тип, так как они позволяют сварщику занять наиболее выгодное нижнее положение. Кромки при этом разделываются по всему периметру.

При стыковом соединении разница между толщиной стенок не может быть более 10% и превышать 3 мм.

Перед электродуговой сваркой торцы труб необходимо прихватить друг к другу. При диаметре труб, не превышающем 300 мм, делается 4 прихватки. Если же он превышает 300 мм, то прихваты делаются равномерно через 200-300 мм.

Сварка труб с толщиной более 12 мм производится в три приема (проходки).

Если соединяются толстые трубные заготовки, то сформированный шов нужно сделать толще самой детали. Для формирования соединения с заданными параметрами нужно выполнить разделку кромок после снятия фаски. При этом электроду обеспечивается доступ для качественной сварки шва.

При расчете технологических параметров разделки следует особое внимание уделить корректности расчета и соблюдению определенных значений разделки. Это снижает трудоемкость, позволяет экономно расходовать материалы и контролировать себестоимость

Исходя из геометрической формы профиля, различают следующие подвиды разделки:

  1. Традиционный (стандартный) скос с профилем в виде трапеции.
  2. Х-образный, когда два скоса сделаны так, что напоминает профилем очертания буквы Х (практикуется для применения заготовки толщиной 3-25мм).
  3. U-образный, где профиль поперечного сечения имеет криволинейную форму и напоминает букву U. ГОСТ рекомендует применять данную форму при большой толщине заготовки (26-60мм) для снижения площади сечения и снижения расходов материалов.

Если же труба имеет толщину свыше 60 мм, то применяются специальные формы (в частности, уступы и сложные криволинейные профили).

Для разделки используются газовые резаки и механическая обработка. Первый способ обладает определенными ограничениями и недостатками: он отличается невысокими качествами. Наиболее высокая точность обеспечивается фрезерной обработкой, в отношении труб большого диаметра могут использоваться специальные торцовочные аппараты или шлифмашинки.

Таким образом, ГОСТы на проведение сварочных мероприятий выступают важным документом, которые регламентируют условия для подготовки и проведения сварочных работ. В ГОСТе 16037-80 определены методы сварки стальных трубопроводов, типы соединений, способы разделки и конструктивные элементы для каждого типа. Соблюдение рекомендуемых параметров продлевает сроки службы трубопроводов, обеспечивает долговечность, прочность и герметичность швов.

Норма времени на сварку трубы и ее слагаемые.

Норма времени сварки труб высчитывается таким же образом, как и электродуговая сварка любой другой конструкции, то есть из таких элементов:

  • Основной этап.
  • Вспомогательный этап.
  • Подготовительно – заключительный этап.
  • Время организации рабочего пространства.
  • Время на отдых рабочих.

Основной этап работы – это время работы сварочного аппарата при изготовлении конструкции, детали. Основное время зависит не столько от профессионализма сварщика, сколько от мощности и степени механизации сварочной машины. Основное время значительно меньше при более автоматизированных сварочных аппаратах, которые также находятся в состоянии, близкому к идеальному.

 Поющая труба Рийке

Вспомогательный этап работы – время, которое затрачивается на установку деталей, зажатие конструкции, центровку, перемещение по поверхности и прочие вспомогательные и другие работы. Вспомогательное время прямо зависит от конструкции различных устройств зажимов, а также от необходимого уровня точности при сварке и наличия дополнительного фиксирующего оборудования.

Подготовительно-заключительный этап работы – время рабочего процесса, которое затрачивается на получение задания, подготовку оборудования, рабочего места, получение инструктажа и, собственно, сдачу работы в срок. Подготовительно-заключительный этап при сварке труб имеет незначительное влияние на весь рабочий процесс.

Время организации рабочего пространства — это также важный этап работы, который являет собой подготовку инструментов, подключение питания, зачистку контактов и прочие подготовительные работы, которые при сварке труб занимают неопределённое время, и длительность этого этапа зависит от квалификации сварщика и от мощности оборудования.

При нормировании сварочного процесса трубопровода основное и вспомогательное время относительно толщины и материала труб и прочих критериев можно найти в специальных таблицах. Подготовительно-заключительный этап, время организации рабочего пространства и время отдыха не должны составлять более 20% от суммы дополнительного и основного этапа рабочего процесса.

Сварщики, как правило, при сваривании труб используют несколько слоёв швов, и после каждого нанесенного слоя (не более 3) зачищаются поверхности и удаляется шлак.

Поющая труба Рийке

И в конце данной статьи стоит подытожить, что норма времени сварки труб, как и любое другое нормирование рабочего процесса, имеет огромное значение, особенно, когда перед рабочими стоит четко утвержденный график работ, и после сварки данной конструкции работнику необходимо приступить к следующей работе.

Подготовка труб к сварке.

Большое значение для получения качественного сварного соединения имеет подготовка концов труб к сварке. Такая подготовка включает в себя:

  • правку подвергающихся сварке концов;
  • очистку кромок труб от загрязнений, масла или появившейся на них оксидной пленки;
  • сборку труб.

Правка

Правка концов труб представляет собой придание месту стыка абсолютно круглой формы. Дело в том, что во время транспортировки труб их концы могут деформироваться, и в этом случае добиться качественного сварного соединения не представляется возможным.

Для того чтобы выправить концы труб, как правило, применяют различное механическое, гидравлическое или пневматическое оборудование. Например, во многих случаях для правки используют гидравлический домкрат и специальные радиальные колодки, которые вставляются внутрь трубы. При помощи домкрата колодки расширяются и, упираясь в стенки концов труб изнутри, придают им нужную форму.

Очистка

Свариваемые концы труб должны быть идеально чистыми. Способы очистки, в данном случае, выбираются в зависимости от того, какие именно загрязнения наблюдаются. Если, например, необходимо очистить концы труб от масла или органического налета, используют бензин или специальные растворители, обезжиривающие поверхность кромок. А для того чтобы избавиться от ржавчины, в большинстве случаев применяют специальные стальные щетки или абразивные круги.

Сборка

Сборка стыков труб представляет собой совмещение свариваемых концов труб. При этом должно соблюдаться три основных правила:

  • поверхности подготавливаемых труб должны полностью совпадать;
  • ось трубопровода не должна нарушаться;
  • зазор между свариваемыми поверхностями труб должен быть одинаковым по всему диаметру труб.

Такая сборка может производиться и вручную, но стоит отметить, что это достаточно трудоемкий процесс, требующий большого внимания и аккуратности и не всегда дающий нужное качество сборки. Поэтому в большинстве случаев на этом этапе работ применяются специальные приспособления – центраторы, которые могут быть внутренними и наружными.

 Поющая труба Рийке

После того, как все подготовительные операции будут выполнены, сварщик может приступать к основным этапам работы. Что касается применяемых в данном случае способов сварки, то здесь, в зависимости от материала труб, требований к трубопроводу и условий работы, могут применяться различные способы сварки:

  • по типу применяемой энергии – дуговая, газовая, плазменная, лучевая;
  • по типу защиты – сварка под флюсом или сварка в защитных газах;
  • по степени автоматизации – ручная, полуавтоматическая или автоматическая.

Что касается самого распространенного способа сварки, то более чем в половине случаев при сварке магистральных трубопроводов применяется автоматическая дуговая сварка под флюсом.

Из полиэтилена

Поющая труба РийкеСварка полиэтиленовых труб большого диаметра требует выполнения несколько иных работ. Трубы большого сечения сваривают с помощью стыкового метода.

Для этого потребуется использовать сварочную машину, надежный труборез, растворитель и тряпки. Машина для сварки – это многофункциональный агрегат, в состав которого входит центрирующий детали механизм, торцеватель, нагреватель, гидравлическая станция, обеспечивающая достаточное усилие при соединении разогретых деталей встык.

Сваривать трубы ПНД необходимо в следующем порядке:

  • делается трубная заготовка по эскизу или проекту;
  • происходит фиксация свариваемых деталей с помощью центратора машины;
  • концы заготовки обрабатывают от грязи и масла;
  • торцевателем производится обрезка кромок под сварку и очистка деталей от стружки;
  • между торцами труб помещается разогретая плита, торцы сильно прижимают к ее поверхности;
  • когда концы нагреются до плавления, плиту убирают, а заготовки соединяют между собой встык;
  • С помощью гидравлики выдерживается определенное усилие до остывания стыка.

Таким же образом можно соединять трубы ПНД разного диаметров. На качество соединения влияет выбранная температура нагрева, усилие, необходимое для соединения разогретых деталей и время выполнения всех циклов сварки.

Каков принцип работы трубки Рийке

При просмотре видео можно заметить несколько важных деталей, которые наводят на мысль о принципах работы трубки Рийке. Видно, что пока горелка нагревает сетку в трубке, колебаний не наблюдается. Колебания начинаются только после того как Валериан Иванович убирает горелку в сторону

То есть важно, чтобы воздух под сеткой был холоднее, чем над сеткой. Следующий важный момент это то, что колебания прекращаются, если повернуть трубку горизонтально

То есть для возникновения колебаний нужен конвективный поток воздуха направленный вверх.

Каким образом воздух колеблется в трубке?

Поющая труба Рийке

Гифка 1. Акустическая составляющая движения воздуха

На гифке 1 показано движение воздуха в трубке, обусловленное присутствием акустической волны. Каждая из линий изображает движение условно выделенного тонкого слоя воздуха. Можно видеть, что в центре трубки величина колебательной скорости воздуха нулевая, а по краям трубки, наоборот, максимальна.

Колебания давления напротив, максимальны в центре трубки и близки к нулю по краям трубки, так как концы трубки открыты и там атмосферное давление, а в центре возможны колебания давления, так как там воздуху некуда выйти.

Поющая труба Рийке

Рис. 2. Распределение давления в момент максимального давления в центре трубки и распределение колебательной скорости в момент максимальной скорости на концах трубки

Таким образом, однозначно можно сказать, что акустическая волна, которая возникает в трубке Рийке, является стоячей, с узлами давления на краях трубки и узлом колебательной скорости по середине. Длина трубки равна половине длины акустической волны. Это значит, что трубка является полуволновым резонатором

Обратите внимание на рис. 2

показано, что оптимальная позиция горячей сетки в трубке находится в месте, где максимально произведение давления и скорости. Это место находиться примерно на расстоянии 1/4 длины трубки от нижнего конца

То есть для процесса важно присутствие, как колебаний скорости, так и колебаний давления

Для возникновения колебаний, как выяснилось из видео, нужен не только резонатор, а ещё и непрерывный поток воздуха направленный вверх трубки. То есть вот такое вот движение воздуха:

Поющая труба Рийке

Гифка 2. Конвективный поток воздуха

При вертикальном положении трубки постоянный поток воздуха возникает по причине того, что нагретый сеткой воздух поднимается вверх. Возникает конвективный поток.

Колебания воздуха и конвективный поток в реальности существуют одновременно. Эти два процесса накладываются друг на друга, и получается примерно вот такое движение:

Поющая труба Рийке

Гифка 3. Комбинированное движение воздуха — колебания + конвективный поток

Движение воздуха описали. Теперь нужно понять каким образом возникает и поддерживается акустическая волна в трубке.

Трубка Рийке — это автоколебательная система, в которой естественно присутствуют механизмы затухания акустической волны. По этому, для поддержания волны нужно непрерывно подпитывать её энергией в каждом периоде колебаний. Чтобы лучше понять, как происходит подпитка волны энергией, рассмотрим гифку 3.

Гифка 3. Термодинамический цикл в трубке

Движение воздуха очень напоминает движение гусеницы, которая ползёт вверх по трубке.
На гифке 3. представлен идеальный случай, при котором эффект максимален. Рассмотрим его поподробнее. Видно, что воздух в этом своём гусеничном движении сжимается в холодной зоне под нагретой сеткой, а затем, расширяется уже в горячей, проходя через сетку. Таким образом, при расширении, воздух отбирает энергию у нагретой сетки и она постепенно остывает. Реализуется термодинамический цикл с положительной работой над газом. За счёт этого начальные бесконечно малые колебания усиливаются, а когда мощность подпитки волны становится равна мощности затуханий волны, наступает баланс, и мы начинаем слышать постоянный, монотонный звук.

Такой идеальный случай реализуется только с определённой скоростью конвективного потока и с определённой температурой сетки. В большинстве практических случаев движение воздуха в зоне сетки немного другое, но это только лишь ухудшает эффективность трубки, но не меняет принцип работы.

После того как стал понятен принцип работы трубки Рийке сразу встаёт вопрос, а почему же тогда пламя Хиггинса поёт наиболее сильно при размещении его примерно в центр трубки? Всё дело в том, что пламя гораздо сильнее, чем сетка прогревает воздух под собой и по этому оптимальная точка для его расположения выше, чем у сетки. Так что нужно ли размещать пламя в центре трубки или ближе к нижнему концу, по сути зависит от пламени и от длины трубки.

Instagram строителя, который переехал жить в Таиланд
Adblock
detector