Особенности сварки отопительного котла

На сегодняшний день в жилищно-коммунальных хозяйствах достаточно хорошо отработана система отопления зданий и помещений, обеспечивающая высокий уровень комфорта для их пользователей. Помимо централизованного отопления имеются широкие возможности оборудовать жилье системами индивидуального отопления, активно продвигаемыми на рынок известными производителями.

Схемы отопления частного дома.

Тем не менее потребность в проектировании и сборке котлов отопления по отдельно взятым проектам, совершенно оригинальным и нестандартным, все еще остается. Связано это с целым рядом причин, в том числе с растущей в последние годы ценой на многие виды топлива, используемые для работы отопительных котлов. Не последнее место в этом ряду причин занимают особенности строительства частных домов, их отдаленность от централизованных отопительных сетей и географическая близость (легкость получения) того или иного вида топлива.

Приступая к оборудованию любого помещения, следует тщательно оценить все возможные факторы и заранее определиться с тем, котел какого типа, какой конфигурации, какая схема проведения отопительных труб и размещения радиаторов будут использованы в этом помещении.

Назначение и разновидности отопительных котлов

Сердцем любой гидравлической системы отопления является отопительный котел.

Схема комбинированного котла отопления.

На сегодняшний день существует большое разнообразие теплогенераторов, в конструкциях которых в качестве основного теплоносителя используется вода. Котлы водяного отопления различаются между собой по количеству рабочих контуров, задействованных в процессе теплообмена, и по типу топлива (способу нагревания).

По количеству контуров котел может быть либо одноконтурным или двухконтурным. Одноконтурные агрегаты обеспечивают циркуляцию нагретой жидкости только в системе отопления помещения. Двухконтурные устройства не только разогревают воду для отопительных труб и радиаторов, но и обеспечивают горячей водой водопроводную систему здания.

По типу применяемого топлива (способу нагревания воды в системе) котлы отопления делятся на следующие группы:

1. Котлы твердотопливные. В качестве топлива применяется твердые источники горения – уголь, кокс, торф, дрова, пеллеты (комбинированные топливные гранулы), реже – щепа, опилки, хворост, подсолнечная лузга и т.п.
2. Котлы газовые. Для получения тепла в них сжигается газообразное топливо, чаще всего природный газ – пропан-бутан или метан.
3. Котлы жидкотопливные. Работают на жидком топливе, преимущественно на дизельном топливе или мазуте.
4. Котлы электрические. Приборы этого типа предназначены для нагревания жидкого теплоносителя посредством передачи тепла от разогретого электротоком нагревательного элемента (тэна). Используемые в системе горячего водоснабжения электрокотлы еще называются электрическими водонагревателями (электробойлерами).
5. Котлы комбинированные. Это приборы, которые для производства тепла для помещений могут сжигать как твердое, так и газообразное топливо. При этом они оборудуются специальной автоматикой для переключения с одного вида топлива на другой.

Условия монтажа отопления: расчет объемов и габаритов

Схема дизельного котла отопления.

Самостоятельно рассчитанный, спроектированный и изготовленный котел отопления – нередко наилучший способ организации оптимального отопления в доме или квартире. Если индивидуальный изготовитель имеет навыки и опыт подобной работы, он сможет учесть многие важные условия качественной эксплуатации агрегата. Если же у заказчика нет необходимых умений, он не знает точно, как сварить котел отопления, лучше обратиться к квалифицированному специалисту, иначе очень скоро придется заново менять всю систему отопления.

Таким образом, прежде чем браться за изготовление котла отопления, следует осуществить необходимые расчеты. В частности, в перечень позиций, о которых надо иметь полное и четкое представление, входят полный объем помещений, которые будут отапливаться котлом, общий объем воды, необходимый для обеспечения нормального теплообмена, материалы и покрытия, из которых выстроено здание и сделаны внутренние покрытия, наличие теплозащитных и термоизоляционных прослоек. Чтобы сварить качественную установку, должны быть учтены температурно-климатические нормы для того или иного типа помещений, а также усредненная зимняя температура воздуха в данном регионе.

Схема монтажа твердотопливного котла отопления.

После этого можно выбирать тип топлива, на котором будет работать проектируемый котел, и определять точные объемы топлива. Этот выбор зависит не только от конструкции и стоимости самого котла и трубопроводов, но и от цены на тот или иной вид топлива, распространенности этого топлива в этой местности и легкости его доставки к потребителю.

Подбирая материал для сварки обогревателя, необходимо прежде всего обращать внимание на качество металла и толщину листа металлической заготовки, которая образует стенки проектируемого котла (она должна быть не менее 3 мм). Особенно важно не ошибиться с толщиной стенок камеры сгорания. Лучше, если будет использован хорошо зарекомендовавший себя жаропрочный сплав: в сочетании с достаточной толщиной металлического листа это позволит эксплуатировать котел длительное время и без серьезных ремонтов.

Кроме того, при выборе металла необходимо учитывать степень легкости его сварки, а также прочность получаемых сварных швов. Рекомендуется воспользоваться низкоуглеродистой сталью (с содержанием углерода до 0,25%), которая характеризуется хорошей свариваемостью.
Инструменты и материалы, используемые для сварки отопительного котла

Схема устройства турбированного котла.

Для качественного изготовления теплогенератора посредством сварки рекомендуется применять следующий набор инструментов и материалов:

1. Бензорез.
2. Электронаждак, наждачная бумага.
3. Электовыпрямитель (ВД-306 УЗ).
4. Электроды (для сварки сталей с низким содержанием углерода).
5. Металлическая щетка.
6. Измерительно-разметочные приспособления (металлическая линейка, угольник, чертилка, циркуль).
7. Мел.
8. Вода.
9. Кисточка.

Поэтапный процесс сварки котла отопления

Изготовление (сварка) котла отопления начинается с того, что поверхность металлических заготовок очищается от грязи, пыли, масла, окалин. Это необходимо для четкой раскройки металла в соответствии с чертежами и лекалами. Затем проводят разметку, предварительно закрепив заготовку в тисках.

По намеченным линиям производится разрезание заготовки. Для этого применяется бензорез, который своей струей раскаленного режущего кислорода удаляет ненужный металл. Если необходимо разрезать трубу, используется токарный станок. Рубка металла производится на электрогильотине. Оставшиеся после этих операций заусенцы на кромках металлических заготовок зачищаются или удаляются молотком.

Далее в соответствии с чертежами производятся прихватки сварочным аппаратом составных частей, из которых предстоит сварить будущий котел. Прихватки, необходимые для скрепления компонентов перед их окончательным свариванием, выполняются в виде небольших сварных швов. При этом следует иметь в виду, что в дальнейшем они станут неотъемлемой частью окончательного шва, поэтому должны быть произведены в тех же технологических режимах, что и основная сварка. В противном случае недостаточный провар в прихватках в дальнейшем может привести к образованию серьезного дефекта сварного шва и к выходу из строя всей конструкции.

После наложения прихваток производится основной монтаж конструкции. Чтобы сварить ее, используется ручная электродуговая сварка. При проведении электродом вдоль завариваемого шва расстояние между его торцом и поверхностью металла должно выдерживаться на уровне 3-5 мм.

Стоит отметить, что направление движения электрода вдоль шва не имеет значения. Вне зависимости от этого направления электрод всегда должен находиться под углом в 30-45 градусов к поверхности свариваемых металлических элементов будущей конструкции. Благодаря такому наклону металл будет проплавляться на нужную глубину, одновременно сформируется правильный и надежный шов.

Заканчивая проведение сварочного шва, нельзя резко отстранять электрод от свариваемой поверхности. Остановив перемещение электрода, отводить его от изделия следует медленно, постепенно удлиняя электрическую дугу до момента полного ее обрыва (исчезновения). Необходимо всегда помнить, что в этот момент может образоваться достаточно глубокий кратер, который заполнится расплавленным электродным металлом. Поскольку кратер в месте окончания шва часто становится причиной образования надломов и трещин, можно в качестве превентивной меры переместить кратер немного в сторону от шовной линии.

Для того чтобы сварить металлические детали по вертикали, рекомендуется проводить электрод по шву снизу вверх. В этом случае расплавленный электродный металл благодаря нижележащему затвердевающему металлу надежно удерживается в сварочной ванне. Кроме того, при таком методе сварки лучше провариваются кромки и шовный корень.

Проверка качества сварного шва

В процессе и после сварки элементов конструкции отопительного котла проводится контроль качества шва. Первый этап – визуальный осмотр в сочетании с измерениями. На этом этапе необходимо убедиться в том, что в месте сварки нет трещин, пор, наплывов металла, свищей, подрезов, непроваренных кратеров. Практически все эти дефекты являются недопустимыми, и потому их следует устранить.

Кроме того, визуальным осмотром необходимо выявить, нет ли на шве неравномерных чешуек, разницы в высоте и ширине по всей его длине. Наличие данных нарушений технологии сварки не является строго недопустимым дефектом, однако в таких местах могут находиться скрытые поры и непровары.

После устранения замеченных дефектов (или фиксации их отсутствия) проверятся герметичность швов на водяной емкости и трубах. Для этого надо сделать густой водно-меловой раствор, нанести его кисточкой на швы сваренного котла и дать раствору высохнуть. Затем налить воду в емкость. Если швы при этом остаются сухими, котел готов к эксплуатации. Если на шве появляются разводы и потеки, в этом шве присутствует дефект, и его необходимо обязательно устранить.