Для соединения элементов трубопровода используется диффузионная или стыковая сварка, после которой на внутренних и наружных стенках трубы остаётся грат – наплывы материала, застывшего после необходимого для соединения нагрева торцов труб. Удаление такого грата производится при помощи гратоснимателей различных конструкций.

Почему грат необходимо удалять?

Различают наружный и внутренний грат, который, в свою очередь, образуется на металлических и полиэтиленовых трубах. Наружный грат негативно влияет на эстетику соединения и усложняет его противокоррозионное покрытие (особенно для стальных горячекатаных труб, имеющих повышенную шероховатость поверхности).

С внутренним гратом ситуация более сложная. Он не только создаёт ненужную турбулентность потока и ухудшает скорость перемещения прокачиваемой среды, что вынуждает увеличивать мощность насосных установок. Для медных труб, в частности, откалывающиеся частицы металла могут вызвать повреждение тонкостенных трубопроводов в местах изгибов. При подаче жидкости самотёком именно на участках гратообразования чаще всего происходит засор трубопровода. Наконец, в системах очистной канализации скапливающиеся фрагменты мусора вызывают интенсивное размножение болезнетворных бактерий.

Обычная прочистка трубопроводов зачастую не даёт должного эффекта: прилагая сравнительно небольшие усилия, грат трудно удалить полностью, а при чрезмерном нагружении внутренних стенок трубопроводов они могут треснуть (для полиэтиленовых труб) или изогнуться (для медных труб). Альтернативой является механическое удаление грата, для чего разработано и применяется несколько видов технологической оснастки. Лидерами в конструировании и производстве гратоснимателей считаются фирмы Advance Welding и Caldervale Technology (Великобритания), REMS, WIDOS GmbH и Rothenberger (Германия), Nowatech (Польша).

Наружные гратосниматели

Такие приспособления считаются разновидностью вспомогательного сварочного оборудования. Типичное устройство наружного гратоснимателя для труб включает в себя:

1. Раму, насаживаемую на наружную поверхность трубы.
2. Трёхрезцовую головку с твердосплавными ножами, каждый из которых наклонён к образующей под углом не более угла трения (13º).
3. Привод перемещения; он может быть ручным, механическим (от электродвигателя) и пневматическим.
4. Опционно – датчики усилия, при помощи которых автоматически устанавливается момент, когда резцы вместо грата начинают срезать основной материал трубы.

Зачистку грата целесообразнее производить непосредственно после сварки, когда пластичность материала и сопротивление срезу минимальны. Поэтому наружный гратоочиститель монтируется на смежном участке трубы ещё до начала стыковой сварки. После окончания процесса соединения производится настройка режущей головки, и начинается её спиральное перемещение вдоль образующей наружного диаметра трубы. Поскольку прочность сварного шва составляет не более 80…85% от исходной прочности металла, то именно на такую нагрузку и настраивается приспособление. Наличие твердосплавных ножей, выполняемых из материала типа ВК3 или ВК6, обеспечивает гладкий и качественный срез грата.

Для достижения лучшего результата гратосниматель повторно пропускают через стык, но уже с противоположного направления. При зачистке грата в полевых условиях чаще используют пневмопривод, а в стационарных – электропривод. Гратоочистители для труб, рассчитанные на наружный диаметр менее 100 мм, обычно управляются вручную (то же касается и приспособлений, рассчитанных на работу с полиэтиленовыми трубами).

Внутренние гратосниматели

Их конструкция более сложная, она учитывает и визуальную невидимость процесса очистки, и возможность тепловой деформации сечения трубы после сварки.

В комплект внутреннего гратоснимателя входят:

1. Резцовая головка с твердосплавными ножами роликового типа;
2. Центрирующий узел, который исключает отклонение головки от оси трубы;
3. Фиксатор штанг-удлинителей, число которых может достигать трёх-четырёх (в зависимости от длины обрабатываемого участка трубопровода).
4. Поворотной ручки (для ручных гратоснимателей).
5. Штока механизма перемещения гратоочистителя вдоль оси трубы (при механизированном съёме грата).
6. Датчика усилия среза грата.

При пластическом дорновании излишек пластика гратосниматель продавливается в заданном направлении, отделяя при этом грат от внутренней поверхности трубы. Для очистки труб от стружки обычно используется поток сжатого воздуха от компрессора.

Главной проблемой качественного съёма внутреннего грата является сохранение оси сваренной трубы. Эту функцию выполняет центратор, представляющий собой либо поршень, при помощи которого выполняется калибровка очищенного участка, либо направляющий барабан, к которому прикрепляются роликовые ножи. Настройка центратора выполняется соответственно исходному диаметру трубы.