Оборудование фирмы Kemppi для работы в условиях низких температур. - Статьи

Сварочные аппараты производства компании KEMPPI оптимально подходят для эксплуатации в условиях сурового российского климата. Так, по результатам независимых испытаний, оборудование финского производителя рекомендовано для выполнения сварочно-монтажных и ремонтных работ при температуре до минус 45°С.

Kemppi расширяет температурный диапазон

Как известно, Россия охватывает широкий спектр климатических зон, где наблюдаются экстремально низкие и экстремально высокие температуры, более того, в Зауралье есть регионы, где годовая амплитуда колебаний превышает сотню градусов. Именно поэтому для производственников так важно иметь надежное сварочное оборудование, работающее в расширенном диапазоне температур без потери эксплуатационных характеристик.

Компания Kemppi Oy — один из лидеров мирового рынка сварочного оборудования — разрабатывает все свое оборудование в соответствии европейскими нормативами EN 60974-1 (что соответствует IEC 974-1), но при этом расширяет диапазон температурных значений. Так, согласно инструкции по эксплуатации, рабочая температура сварочных аппаратов составляет от -20°С до +40°С (по нормативу: -10°С … +40°С), а температура хранения — от -40°С до +60°С (по нормативу: -20°С … +60°С).

Таким образом, у производителя нет специализированной линейки оборудования для Крайнего Севера, однако все аппараты адаптированы для работы в условиях холодного климата. И это не удивительно: штаб-квартира Kemppi находится в Финляндии, и при разработке оборудования, в первую очередь, учитывались климатические особенности домашнего региона.

На сегодняшний день, расширенный диапазон рабочих температур сварочного оборудования (-20°С … +40°С) уже стал стандартом для многих производителей. Однако, ограничения, указанные в инструкциях по эксплуатации к оборудованию KEMPPI, не свидетельствуют о том, что при более низких температурах аппарат выходит из строя, или снижаются его эксплуатационные характеристики. Они даны лишь по той причине, что изготовители некоторых компонентов, входящих в его конструкцию, не гарантируют специфицированных технических данных при температурах, отличных от заявленных, тем самым, накладывая ограничения и на изделие в целом.

При этом реальный диапазон температур, в котором сварочные аппараты KEMPPI позволяют выполнять качественную сварку, значительно шире заявленного, что неоднократно было доказано множеством проведенных собственных и независимых испытаний.

Первые испытания в России

Первые испытания сварочного оборудования KEMPPI в России были проведены более 20 лет назад. В 1995 году в соответствии с протоколом о намерениях, подписанным между Kemppi Oy и РАО «Газпром», в течение двух с половиной месяцев проходили сравнительные климатические испытания сварочного аппарата Master-3500 и отечественного оборудования. Эти испытания проводились в осенне-зимний период в городах Нижний Новгород (Рис.1.1) и Арзамас (Рис.1.2) в естественных условиях трассы. В результате испытаний 25 января 1995 г. был подписан протокол, в котором аппарат Kemppi был рекомендован для применения на предприятиях «Газпрома» (Рис. 1.3.).

В отчете об испытаниях, в частности, отмечалась высокая надежность установки при практически непрерывной восьмичасовой работе при температуре от +20°С до -18°С (тот диапазон, который был зафиксирован на период испытаний). В числе отличий Master-3500 были названы такие характеристики, как ровное горение дуги, плавная регулировка тока, широкий диапазон регулировок жесткости дуги, небольшой вес и низкая потребляемая мощность.

В выводах зафиксировано, что «сварочная установка Master-3500 по своим техническим характеристикам на порядок выше выпускаемых в настоящее время в России и СНГ источников сварочного тока». Комиссия РАО «Газпром» зафиксировала, что применение Master-3500 позволит значительно улучшить качество сварочных работ, сократить время ремонтов и облегчит труд сварщиков.

На момент написания статьи в Реестре сварочного оборудования и оборудования для термической резки СТО Газпром 2-3.5-046-2006 находится практически вся линейка сварочного оборудования KEMPPI.

Рисунок 1.1.	Рисунок 1.2.	Рисунок 1.3.

Лабораторные испытания

Специалисты KEMPPI были уверены, что при испытаниях, проведенных в рамках соглашения с РАО «Газпром» в средней полосе России, не удалось продемонстрировать все возможности сварочного оборудования, ввиду отсутствия экстремально высоких и низких температур в период проведения испытаний. Поэтому в 1997 году компания провела новые испытания Master-3500 у себя в лаборатории.

Аппарат поместили в термокамеру и обеспечили постоянную нагрузку 150А. Температура постепенно изменялась от минус 53°С до плюс 30°С. Точное значения тока фиксировалось поверенным амперметром, также учитывались показания встроенного стандартного прибора MSD-1.

По итогам лабораторных испытаний были сделаны следующие выводы (Рис.2):
— Аппарат работает нормально во всём диапазоне температур от минус 53°С до плюс 30°С;
— Значение фактического тока во всём диапазоне температур изменялось от 148 А до 150 А, то есть разброс составлял около ± 1,5% по сравнению со средним значением;
— Показания собственного прибора MSD-1 изменялись в диапазоне от 146 до 148 А. Отклонение от фактического значения составляло максимум 4 А, то есть 2,7%.

Рисунок 2.

KEMPPI русскому Северу

В феврале 2013г. в рамках семинара «Пути повышения эксплуатационной надежности крупногабаритных металлоконструкций ответственного назначения при эксплуатации в сложно-климатических условиях Крайнего Севера и Арктики» в г. Якутск (Республика Саха (Якутия) были проведены натурные климатические испытания оборудования для дуговой сварки производства KEMPPI. Испытания проходили на базе Испытательной лаборатории Центра коллективного пользования (ЦПК) Института физико-технических проблем Севера (ИФТПС) им. В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской Академии Наук (СО РАН).

Для испытаний был предоставлен широкий спектр оборудования. Сварочные выпрямители инверторного типа для ручной дуговой сварки (наплавки) (РД): Minarc Evo-150 (VRD), Minarc-220 (VRD), Master MLS-2500, Master MLS-3500. Аппараты для аргонодуговой сварки (РАД): MinarcTig-180 (MLP), MinarcTig Evo-200 (MLP), MinarcTig-250 (MLP), MasterTig MLS-3000, MasterTig MLS-4000, MasterTig-3500 AC/DC, MasterTig MLS-2300 AC/DC, MasterTig MLS-3003 AC/DC. Сварочные выпрямители инверторного типа для механизированной сварки (наплавки) (МП, МПИ, МПС): FastMig KM-400, FastMig KM-500, FastMig KMS-400, FastMig KMS-500, FastMig Pulse-350, FastMig Pulse-450, FastMig X-450, MinarcMIG Evo-200. Механизмы подачи сварочной проволоки для механизированной сварки (наплавки): MF-29, MF-33, MXF-65, MXF-67, ArcFeed-300P.

Испытания проводились на предмет определения возможностей оборудования для сварки и резки в условиях низких температур — до минус 50°С.

Методика испытаний предполагала три этапа. На первом этапе оборудование выдерживалось при температуре окружающего воздуха и естественной влажности в течение трех часов. На втором этапе — ещё трех часов. На третьем этапе оборудование дополнительно выдерживалось в течение 24 часов.

После каждого этапа выдержки при низкой температуре производилось включение и тестирование работоспособности панели управления, жидкокристаллического дисплея, системы охлаждения, силовой части сварочного оборудования, питающих и сварочных кабелей.

За время испытаний температура окружающего воздуха изменялась в пределах минус 36 - 41°С в дневное время и минус 40 - 45°С в вечернее и ночное время.

Во всех случаях оборудование и его составляющие для сварки методами РД, РАД, МП, МПИ, МПС, в том числе в среде СО₂ проволокой сплошного сечения Св08Г2С ø1,2 мм, работало устойчиво и обеспечивало требуемый энергетический режим, необходимый для бездефектного формирования сварных соединений, что подтверждалось неразрушающими методами дефектоскопии.

В итоговом акте был сделан следующий вывод: «Оборудование, производимое фирмой Kemppi (Финляндия) может быть рекомендовано для выполнения сварочно-монтажных и ремонтных работ в условиях отрицательных температур окружающего воздуха до -45°С включительно при производстве и ремонте металлоконструкций ответственного назначения в условиях Сибири и Крайнего Севера.» (Рис.3).

Рисунок 3.

Проверено ПАО «Транснефть»

В марте 2013 года в г. Ухта (Республика Коми) проводились испытания сварочного оборудования KEMPPI с целью его внесения в Реестр основных видов продукции, закупаемой ПАО «Транснефть». В соответствии с согласованной программой и методикой испытаний, испытуемые аппараты полуавтоматической сварки FastMig KMS-400, KMS-500, KM-400, Pulse-450, находились на улице, а сварка велась в помещении. Внешними приборами точного контроля фиксировались параметры аппаратов. Сваривались контрольные стыки труб магистральных нефтепроводов (1420мм) и пластины. Ультразвуковой и рентген-контроль сваренных стыков проводили специалисты АО «Транснефть – Диаскан».

По результатам испытаний все аппараты были признаны удовлетворяющими требованиям ПАО «Транснефть» и были внесены в Реестр в дополнение к уже находящемуся в нем сварочному аппарату для ручной дуговой и ручной аргонно-дуговой сварки Master MLS 3500.

Инновации в технологии производства

Годовой оборот Kemppi Oy постоянно растет и на сегодняшний день превышает 110 млн евро. Ежегодно 10% от годового оборота вкладывается в исследования и новые разработки, что позволяет компании по праву считаться одним из мировых лидеров в производстве сварочного оборудования для дуговых методов сварки. Инженеры KEMPPI постоянно совершенствует сварочные аппараты, в приоритете же неизменно остается принцип обеспечения качества выпускаемого оборудования.

Расширить диапазон рабочих температур сварочных аппаратов компании удалось за счет целого комплекса различных мер. Среди них — выбор надежных поставщиков высококачественных комплектующих с расширенными температурными характеристиками работоспособности электронных компонентов, стопроцентный входной контроль комплектующих, стопроцентный контроль сборки и собранных аппаратов на стенде с паспортизацией всех входных и выходных параметров, а также выборочный контроль с проверкой на вибростендах и в температурных камерах под нагрузкой.

Кроме того, у KEMPPI есть ряд ноу-хау, обеспечивающих надежную работу оборудования в экстремальных условиях. Не разглашая всех секретов, можно назвать три основных группы таких мер:

— Подбор активных компонентов по их характеристикам и параметрам для получения максимально согласованной работы элементов в одной сборке.

— Тщательно продуманная компоновка аппаратов, которая, с одной стороны, защищает платы от попадания грязи, пыли и воды, а с другой — обеспечивает лучшее охлаждение силовых элементов.

— Особая схема защиты плат: защитным лаком покрывают только спайки, а сами электронные компоненты оставляют непокрытыми. Это более затратное мероприятие, чем полная заливка компаундом, но такая защита уменьшает вероятность перегрева электронных компонентов и выхода их из строя. Конечно, предполагается, что сварочное оборудование не должно работать под водой.

Новые модели аппаратов для российского климата

Безусловно, новые продукты Kemppi нисколько не уступают по эксплуатационным и техническим характеристикам аппаратам, участвовавшим в испытаниях. Все они имеют класс защиты IP 23S. Так сварочный аппарат для сварки штучным покрытым электродом (ММА) — MASTER S 400/500 (является продолжением линейки аппаратов MASTER, MASTER MLS) даже по паспорту имеет более широкий диапазон рабочих температур — от минус 20°С до плюс 50°С. В реалиях аппараты могут работать при более экстремальных погодных условиях.

Полуавтоматы FastMig M 320/420/520 с базовой (MR) и синергетической (MS) панелью пришли на замену аппаратам FastMig KM/ KMS 300/400/500, аппараты FastMig X 350 /450 — это модернизированная модель импульсного полуавтомата FastMig Pulse.

С 2017 года начат выпуск совершенно новой линейки аппаратов. Один из них — инновационный аппарат — Х8 MIG Welder, пилотный экземпляр которого впервые был продемонстрирован на выставке EuroBLECH в Ганновере в 2016 году, а его «потомки» серийного производства были представлены на суд взыскательных посетителей выставки Schweissen&Schneiden в г. Дюссельдорф в 2017 году.

Продуманная эргономика аппарата позволяет сварщику максимально удобно реализовывать сварочные процессы. Наряду с уже известными процессами: сварка в узкую разделку (RGT), сварка корня шва труб (WiseRoot+), высокопроизводительная сварка (WiseFusion), сварка тонколистовых материалов (WiseThin+), аппарат имеет ряд совершенно новых программных функций и возможностей. Например, программа WiseSteel обеспечивает сварку с низким разбрызгиванием при капельном переносе и стабилизирует дугу в режиме струйного переноса, позволяя устранять проблемы, связанные с переносом металла в дуговом промежутке, существенно (до 30%) увеличивая производительность без увеличения тепловложения. Большая мощность аппарата — ток до 600А — расширяет возможности при электродуговой строжке и сварке на больших токах для увеличения коэффициента наплавки.

Функция цифровых технологических карт, используя облачные технологии интернета, позволяет производить настройку оборудования на необходимый режим, гарантируя отсутствие ошибок сварщика. Панель управления можно использовать как считывающее устройство и средство сбора информации о техпроцессах для включения в проектную документацию, что позволяет контролировать процесс производства в соответствии с технологическими картами. Данный аппарат легко встраивается в общую систему управления сварочным производством, что значительно сокращает сроки его окупаемости.

Несомненно, новые сварочные аппараты KEMPPI станут оптимальным инструментом для компаний, выполняющих сварочные работы в условиях низких и экстремально низких температур на всей территории России.

Васильев А.В., к.т.н.
менеджер
ООО ПКФ «ОТС» - Премиум Партнер «КЕМППИ-РОССИЯ»