Допускается ли выполнять прихватку без присадки сварочной проволоки
8.1.1. Требования данного подраздела распространяются на сборку и сварку неповоротных стыков труб наружным диаметром 100 мм и менее, при этом предусматривается два технологических варианта сварки:
сварной шов выполняется комбинированным способом: корневой слой - ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом, последующие слои - ручной дуговой сваркой покрытыми электродами;
Для стыков труб при толщине стенки 4 мм и более предпочтение следует отдавать комбинированному способу; при меньшей толщине нужно сваривать стык полностью ручной аргонодуговой сваркой.
8.1.2. Для ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом рекомендуется использовать однопостовый источник постоянного тока, оснащенный устройством бесконтактного или контактного возбуждения дуги на малых токах и плавного снижения сварочного тока при заварке кратера шва (в частности, ТИР-300ДМ1, УДГ-350, УПС-301), или многопостовый источник с балластным реостатом для регулирования сварочного тока и обеспечения стабильного горения сварочной дуги.
Аргон из баллона должен поступать в горелку через редуктор с дозирующим устройством; могут быть также применены редукторы-расходомеры АР-10, АР-40 или любой кислородный редуктор с ротаметром типа РМ.
Для ручной сварки неплавящимся электродом в среде аргона стыков труб в монтажных и ремонтных условиях рекомендуется применять малогабаритные горелки МАГ-3, АГМ-2 и др.
8.1.3. Конструкция сварных соединений должна соответствовать требованиям, приведенным в табл.6.2 (разделки Тр-1 или Тр-2).
8.1.4. Собранные стыки прихватывают в одном или двух местах ручной аргонодуговой сваркой с применением присадочной проволоки или без нее. Исключение составляют стыки труб из углеродистой стали, которые всегда следует прихватывать с применением присадочной проволоки, а также стыки труб из стали других марок при зазоре между трубами более 0,5 мм. Используется присадочная проволока той же марки, какая будет применяться для сварки данного стыка. Размеры прихваток и их число должны отвечать требованиям подраздела 6.3.
Подогрев стыков при выполнении прихватки регламентирован требованиями, приведенными в подразделе 6.4.
8.1.5. Ручную аргонодуговую сварку производят сразу после выполнения прихватки. При комбинированной сварке стыки, в которых заварен корневой слой, должны быть полностью сварены во время той же рабочей смены.
Корневой слой (первый проход) выполняется ручной аргонодуговой сваркой с использованием присадочной проволоки или без нее. Корневые слои стыков труб из углеродистой стали, а также стыки труб из стали других марок при зазоре более 0,5 мм должны свариваться с присадкой. Последующие слои шва выполняются с применением присадочной проволоки диаметром 1,6-3 мм. Марка проволоки выбирается по данным табл.4.4.
8.1.7. Ручную аргонодуговую сварку нужно выполнять возможно короткой дугой на постоянном токе (70-100 А) прямой полярности вольфрамовым электродом диаметром 2-4 мм. Значение тока сварки уточняют при выполнении пробных стыков.
8.1.8. Зажигание и гашение дуги следует производить в разделке трубы или на уже наложенном шве на расстоянии 20-25 мм от его конца.
Подачу аргона необходимо прекращать спустя 5-8 с после обрыва дуги и в течение этого времени подавать аргон на кратер для защиты металла шва от воздействия воздуха.
8.1.9. Высота слоя (валика), выполненного ручной аргонодуговой сваркой, должна быть 2-4 мм. Примерное расположение слоев и валиков в сечении шва показано в табл.8.1. Порядок наложения слоев (валиков) такой же, как при ручной дуговой сварке стыков труб аналогичного диаметра (см. рис.7.3, а; 7.5, а; 7.13-7.14).
Предпочтительно, чтобы сварку стыков труб поверхностей нагрева котлов, собранных в блоки, выполняли одновременно два сварщика одним из способов, приведенных в п.7.2.5.
8.1.10. При комбинированной сварке основную часть разделки (после наложения корневого слоя ручной аргонодуговой сваркой) следует заполнять дуговой сваркой в соответствии с требованиями, изложенными в подразделе 7.2.
8.1.11. Размеры выпуклости швов (независимо от метода сварки) должны соответствовать приведенным в п.6.5.7.
8.2. Аргонодуговая сварка корневого слоя шва стыков толстостенных трубопроводов
8.2.1. Требования данного подраздела распространяются на сборку и ручную аргонодуговую сварку неплавящимся электродом корневого слоя шва неповоротных стыков труб при толщине стенки 10 мм и более, собранных без остающихся подкладных колец (с заполнением остальной части разделки ручной дуговой сваркой, механизированной в углекислом газе либо автоматической под слоем флюса).
8.2.2. Оборудование поста для ручной сварки в среде аргона корневого слоя шва стыков толстостенных трубопроводов должно соответствовать указанному в п.8.1.2.
8.2.3. Конструкция сварных соединений должна отвечать требованиям табл.6.2 (разделки типов Тр-2, Тр-6, Тр-7).
6.5. Технология сварки стыков труб
6.5.1. Сварку стыков труб рекомендуется начинать сразу после прихватки. Промежуток времени между окончанием выполнения прихваток и началом сварки стыков труб из низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса, а также мартенситного и мартенситно-ферритного классов должен быть не более 4 ч. Непосредственно перед сваркой необходимо проверить состояние поверхности стыка и в случае необходимости зачистить его в соответствии с указаниями п. 6.2.4.
6.5.2. Стыки труб (деталей) из низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса, а также мартенситного и мартенситно-ферритного классов следует сваривать без перерыва.
При вынужденных перерывах в работе (авария, отключение тока) необходимо обеспечить медленное и равномерное охлаждение стыка любыми доступными средствами (например, обкладкой листовым асбестом), а при возобновлении сварки следует подогреть стык (если это требуется) до температуры, указанной в табл. 6.3. Эту температуру нужно поддерживать до окончания сварки.
Не допускается никаких силовых воздействий на стык до завершения его сварки и проведения термообработки, если таковая необходима.
Примечание. Сварное соединение трубопроводов из теплоустойчивых сталей, выполненное с перерывом, должно быть обязательно проконтролировано УЗД по всему периметру шва.
6.5.3. Во всех случаях многослойной сварки разбивать шов на участки необходимо с таким расчетом, чтобы стыки участков ("замки" швов) в соседних слоях не совпадали, а были смещены один относительно другого, и каждый последующий участок перекрывал предыдущий. Размер смещения и перекрытия "а" (рис. 6.8) при автоматической сварке под флюсом должен быть не менее 50 мм, при всех других способах сварки - 12 - 18 мм.
6.5.4. Ручную дуговую сварку следует выполнять возможно короткой дугой, особенно при использовании электродов с основным покрытием, для которых длина дуги должна быть не более диаметра электрода. В процессе сварки необходимо как можно реже обрывать дугу. Перед гашением дуги сварщик должен заполнить кратер путем постепенного отвода электрода и вывода дуги назад на 15 - 20 мм на только что наложенный шов. Последующее зажигание дуги производится на кромке трубы или на металле шва на расстоянии 20 - 25 мм от кратера.
6.5.5. При ручной дуговой сварке во избежание зашлаковки металла шва около кромок труб следует наплавлять возможно более плоский валик.
6.5.6. В процессе сварки должны быть обеспечены полный провар корня шва и заделка кратера. По окончании наплавки каждого валика необходимо полностью удалить шлак после его охлаждения (потемнения). При обнаружении на поверхности шва дефектов (трещин, скоплений пор и т.п.) дефектное место следует удалить механическим способом до "здорового" металла и при необходимости заварить вновь.
6.5.7. Для придания сварному соединению надлежащего внешнего вида верхние слои шва следует выполнять по специальной технологии, изложенной в Приложении 12.
Независимо от технологии наложения облицовочного слоя, выполненного ручной дуговой сваркой, он должен отвечать следующим требованиям:
иметь равномерную чешуйчатость с размером чешуек 1 - 1,5 мм;
отсутствие западаний между валиками;
иметь плавный переход от одного валика к другому и к поверхности трубы;
выпуклость (усиление) шва следует выдерживать в пределах, указанных в Приложении 12; для труб с толщиной стенки более 20 мм максимальный размер выпуклости может составлять 5 мм;
перекрытие крайними валиками кромок труб должно быть 1 - 3 мм.
В стыковых швах, выполненных автоматической сваркой, при толщине стенки до 8 мм допускается выполнять шов без выпуклости (шов накладывается заподлицо с трубой).
6.5.8. Во время сварки элементов из подкаливающихся сталей (труб из сталей марок 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 12Х2МФСР, 10Х9МФБ, 12Х11В2МФ и литья аналогичного состава) следует заглушать концы труб или закрывать задвижки на трубопроводе.
6.5.9. При температуре окружающего воздуха ниже 0 град. C сваривать и прихватывать стыки трубопроводов и труб котлов необходимо с соблюдением следующих требований:
а) минимальная температура окружающего воздуха, при которой может выполняться прихватка и сварка элементов котлов и трубопроводов в зависимости от марки стали, приведена в табл. 6.4;
б) стыки труб, которые при положительной температуре полагается сваривать с подогревом и термообрабатывать (см. табл. 6.3 и 17.1), при отрицательной температуре должны быть подвергнуты термообработке непосредственно после сварки; перерыв между сваркой и термообработкой допускается при условии поддержания в это время в стыке температуры сопутствующего подогрева;
в) стыки, которые при положительной температуре полагается сваривать с подогревом без термообработки (включая продольные швы плавников и вварку уплотнений), при отрицательной температуре должны быть непосредственно после окончания сварки (не допуская остывания стыка) укрыты слоем теплоизоляции толщиной 8 - 15 мм для обеспечения замедленного охлаждения;
г) металл в зоне сварного соединения перед прихваткой и сваркой должен быть просушен и прогрет с доведением его температуры до положительной. В случае сварки на трассе трубопроводов из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей стык может не прогреваться, если не требуется подогрева стыка согласно табл. 6.3;
д) подогрев стыков при прихватке и сварке производится в тех же случаях, что и при положительной температуре окружающего воздуха, но температура подогрева должна быть на 50 град. C выше указанной в табл. 6.3;
е) во время всех термических операций (прихватки, сварки, термообработки и т.д.) стыки труб должны быть защищены от воздействия осадков, ветра, сквозняков до полного их остывания.
Примечание. При сварке в местных укрытиях типа будок, кабин, палаток температурой окружающего воздуха считается температура внутри укрытия на расстоянии 0,5 - 0,8 м от стыка по горизонтали.
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕМПЕРАТУРЕ ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА ПРИ СВАРКЕ
И ПРИХВАТКЕ ЭЛЕМЕНТОВ КОТЛОВ И ТРУБОПРОВОДОВ
Примечание. При сварке деталей из сталей разных марок требования по допустимой температуре окружающего воздуха принимаются по стали, для которой допустимой температурой окружающего воздуха является более высокая температура.
6.5.10. При сварке трубопроводов и других массивных металлоконструкций из ферромагнитных сталей довольно частым явлением бывает так называемое "магнитное дутье", которое значительно затрудняет ведение процесса сварки и приводит к образованию дефектов в сварном шве. Сущность этого явления состоит в том, что магнитное поле, созданное посторонними источниками тока, которые обычно присутствуют близи места сварки, взаимодействует с магнитным полем самой сварочной дуги и нарушает ее стабильное горение. Действие постороннего магнитного поля может быть настолько сильным, что отклонение сварочной дуги не позволяет сварщику наложить сварной шов.
Для устранения или уменьшения магнитного дутья могут быть применены следующие мероприятия: выполнять сварку, когда это возможно, на переменном токе; крепить обратный провод возможно ближе к месту сварки; надежно заземлять свариваемое изделие; ограждать место сварки металлическими экранами для защиты от посторонних магнитных полей.
Если эти меры не приводят к устранению магнитного дутья, то следует использовать более радикальные способы борьбы с этим явлением, один из которых сводится к следующему.
На трубу, подлежащую сварке, или на обе трубы, подготовленные к стыковке либо уже состыкованные, наматывают провод (индуктор) (6 - 8 витков), подключают к источнику постоянного тока (сварочному преобразователю, выпрямителю) и пропускают через индуктор ток 200 - 300 А в течение 2 - 3 мин. Если после этого магнитное поле вокруг труб исчезнет, что проверяется стальной проволокой диаметром 1 - 1,6 мм и длиной примерно 0,5 м, то проволока не должна притягиваться к трубе. Если проволока притягивается, то надо пропустить через индуктор ток в обратном направлении, т.е. присоединить токоподводящие провода к противоположным выводам индуктора.
6.5.11. Сваренный и зачищенный стык труб с толщиной стенки 6 мм и более сварщик должен заклеймить присвоенным ему клеймом. Клеймо ставят на самом сварном шве вблизи верхнего "замка" (на площадке размером около 20 x 20 мм, зачищенной абразивным камнем или напильником) или на трубе на расстоянии 30 - 40 мм от шва.
Если стык сваривают несколько сварщиков, каждый ставит свое клеймо в верхнем конце того участка, который он выполнял. Если стык сваривают по технологии, при которой каждый сварщик должен накладывать швы (слои) в разных местах или по всему периметру стыка (например, при сварке поворотных стыков труб большого диаметра), клеймо ставят все сварщики, выполнявшие этот стык, в одном месте, желательно на его верхнем участке.
При зачистке стыка для ультразвукового контроля место расположения клейма не зачищается; если клеймо было сошлифовано, то его необходимо восстановить.
Для стыков труб из углеродистых сталей диаметром 200 мм и более с рабочим давлением до 2,2 МПа (22 кгс/кв. см) клеймо может наплавляться сваркой. Клеймение стыков трубопроводов диаметром более 100 мм из перлитных сталей можно производить также с помощью металлической пластины размером 40 x 30 x 2 мм, на которой выбивается клеймо сварщика (сварщиков); пластина прихватывается около верхнего "замка" шва вертикального стыка или в любом месте по периметру горизонтального стыка непосредственно к сварному шву или к трубе на расстоянии не более 200 мм от шва. Пластина должна быть изготовлена из малоуглеродистой стали (марок 10, 20, Ст2, Ст3).
Сборка деталей из сталей и железоникелевых сплавов
100. Для выполнения прихваток и приварки временных технологических креплений разрешается применять дуговую сварку покрытыми электродами или аргонодуговую сварку.
При сборке деталей под аргонодуговую или электронно-лучевую сварку (в том числе при аргонодуговой заварке корневой части шва) прихватки должны выполняться аргонодуговой сваркой.
101. Приварка временных технологических креплений должна проводиться по технологической документации, содержащей сведения о марке стали, форме, размерах, количестве и расположении указанных креплений, квалификации сварщиков, осуществляющих приварку креплений, сварочных материалов, способах и режимах приварки и подогрева.
Временные технологические крепления при сборке деталей из сталей аустенитного класса и железоникелевых сплавов должны использоваться при номинальной толщине деталей не менее 6,0 мм.
102. Прихватки и приварка временных технологических креплений при сборке деталей из легированных и высокохромистых сталей должны выполняться с подогревом металла в зоне сварки по режиму, установленному для данного сварного соединения, кроме случаев приварки креплений аустенитными сварочными материалами.
103. Подогрев при прихватке не является обязательным для сварных соединений, корневая часть шва которых выполняется аргонодуговой сваркой без подогрева.
104. При выполнении прихваток для сборки деталей (сборочных единиц) должны применяться сварочные материалы, предназначенные для выполнения сварных соединений деталей из стали (сплавов) соответствующих марок.
При сборке деталей из сталей перлитного класса (кроме деталей из стали марок 15Х2МФА-А, 15Х2НМФА класс 1, 15Х2МФА-А мод. А, 15Х2МФА-А мод. Б, 15Х2НМФА и 15Х2НМФА-А, соединяемых между собой) для прихватки должны применяться:
а) электроды марок УОНИИ-13/45, УОНИИ-13/45А, УОНИИ-13/45АА и УОНИИ-13/55, ЦУ-7, ЦУ-7А, ТМУ-21У - при ручной дуговой сварке покрытыми электродами (при сборке деталей, контактирующих с жидкометаллическим теплоносителем, применяются только электроды трех первых марок);
б) сварочная проволока марок Св-08ГС и Св-08Г2С - при аргонодуговой сварке.
Для выполнения прихваток при сборке деталей из стали марок 15Х2МФА-А, 15Х2МФА-А мод. А, 15Х2МФА-А мод. Б или 15Х2НМФА-А, соединяемых между собой, должны применяться сварочные материалы, указанные в таблице N 2.1 приложения N 2 к настоящим Правилам.
105. При сборке деталей из сталей перлитного класса и (или) из высокохромистых сталей должны применяться временные технологические крепления из стали той же марки, что и собираемые детали, или из углеродистых сталей, а при сборке деталей из сталей аустенитного класса, железоникелевых сплавов и (или) из двухслойных сталей (с приваркой креплений к плакирующему слою) - из стали марки 08Х18Н10Т.
106. Для приварки временных технологических креплений к деталям (сборочным единицам) из сталей перлитного класса без антикоррозионной наплавки должны применяться те же сварочные материалы, что и для выполнения прихваток с соблюдением требований по подогреву основного металла. Покрытые электроды марок ЗИО-8, ЦЛ-25/1, ЭА-395/9, ЦТ-10 и сварочная проволока марок Св-10Х16Н25АМ6, Св-07Х25Н13 применяются без подогрева основного металла.
107. Для приварки временных технологических креплений к деталям (сборочным единицам) из высокохромистых сталей должны применяться:
а) покрытые электроды марок ЭА-395/9, ЦТ-10, ЦЛ-25/1, ЦЛ-25/2, ЗИО-8 или сварочная проволока марок Св-10Х16Н25АМ6 или Св-07Х25Н13 - для приварки креплений из углеродистых и высокохромистых сталей к деталям из стали, не содержащим ниобий, без подогрева основного металла;
б) покрытые электроды марок ЦЛ-25/1, ЦЛ-25/2, ЗИО-8 или сварочная проволока марки Св-07Х25Н13 - для приварки креплений из высокохромистых сталей к деталям из стали, содержащим ниобий, без подогрева.
108. Для приварки временных технологических креплений к деталям (сборочным единицам) из сталей аустенитного класса должны применяться:
а) покрытые электроды и сварочная проволока, допущенные для выполнения сварных соединений, - для приварки креплений из сталей аустенитного класса;
б) покрытые электроды марок ЭА-395/9 и ЦТ-10 или сварочная проволока марки Св-10Х16Н25АМ6 - для приварки креплений из углеродистых сталей.
109. Для приварки временных технологических креплений к деталям из железоникелевых сплавов должны применяться покрытые электроды или сварочная проволока, допущенные для выполнения сварных соединений деталей из сплава соответствующей марки.
110. Для приварки временных технологических креплений к плакирующему слою (антикоррозионной наплавке) деталей из двухслойных сталей должны применяться покрытые электроды или сварочная проволока, допущенные для выполнения верхнего слоя антикоррозионной наплавки.
В случае применения креплений из углеродистых сталей на подлежащих приварке торцах должна быть выполнена предварительная двухслойная наплавка с соблюдением следующих требований:
а) при наличии ниобия или титана в металле антикоррозионной наплавки первый слой наплавки выполняется покрытыми электродами марок ЦЛ-25/1 или ЗИО-8, или сварочной проволокой марки Св-07Х25Н13, а второй - электродами марок ЦТ-15К или ЭА-898/21Б, или сварочной проволокой марок Св-04Х20Н10Г2Б или Св-08Х19Н10Г2Б;
б) при отсутствии ниобия или титана в металле антикоррозионной наплавки оба слоя выполняются покрытыми электродами марок ЦЛ-25/1 или ЗИО-8, или сварочной проволокой марки Св-07Х25Н13.
111. Временные технологические крепления должен удаляться механическим способом. Полное удаление временных технологических креплений кислородной или воздушно-дуговой резкой без углубления в основной металл с последующим шлифованием поверхностей деталей до удаления следов резки должно выполняться на деталях из углеродистых и кремнемарганцовистых сталей.
На деталях из легированных и высокохромистых сталей, а также из сталей аустенитного класса допускается неполное удаление временных технологических креплений кислородной (кислородно-флюсовой), плазменнодуговой или воздушно-дуговой резкой. Остающаяся часть крепления должна иметь высоту не менее 4,0 мм и подлежит последующему удалению механической обработкой.
При удалении временных технологических креплений допускается неполное удаление металла швов их приварки. В случае приварки временных технологических креплений аустенитными сварочными материалами к деталям из сталей перлитного класса и из высокохромистых сталей, а также при приварке указанными материалами креплений из углеродистых сталей к деталям из сталей аустенитного класса неполное удаление аустенитного металла шва должно выполняться со стороны, не контактирующей с рабочей средой, а для антикоррозионной наплавки - с любой стороны.
112. Если зазор превышает нормы, установленные в приложения N 5 настоящих Правил, не более чем на половину номинальной толщины основного металла в зоне подлежащих сварке кромок, но не более чем на 10,0 мм, должна выполняться наплавка кромок (одной или двух) покрытыми электродами или сварочной проволокой (при аргонодуговой наплавке) тех марок, которые предусмотрены для выполнения данного сварного соединения. При наплавке только корневой части кромок соединяемых деталей из сталей перлитного класса должны применяться сварочные материалы, используемые для заварки корневой части шва данного соединения. Наплавка должна проводиться с подогревом, если он предусмотрен для выполняемого сварного соединения. После выполнения наплавки кромки подлежат механической обработке до заданной геометрической формы. Детали из легированных и высокохромистых сталей до механической обработки кромок должны быть подвергнуты термической обработке по режиму промежуточного отпуска в случае, если таковая предусмотрена.
Подогрев при наплавке и термическая обработка наплавленных кромок не проводятся, если объем металла, наплавляемого на кромки деталей из углеродистых и кремнемарганцовистых сталей, не превышает 20 см3.
113. Остающиеся подкладные кольца должны изготавливаться из следующих материалов:
а) для сварки деталей из материалов одной марки - из материала той же марки, что и свариваемые детали;
б) для сварки деталей из стали перлитного класса различных марок, а также для сварки деталей из высокохромистой стали различных марок - из менее легированной стали сочетаемых марок;
в) для сварки деталей из сталей аустенитного класса различных марок, а также для сварки деталей из сталей аустенитного класса с деталями из сталей перлитного класса или из высокохромистых сталей с предварительной наплавкой кромок аустенитными сварочными материалами - из стали марки 08Х18Н10Т или из стали аустенитного класса той же марки, что и одна из свариваемых деталей;
г) для сварки деталей из сталей перлитного класса с деталями из высокохромистых сталей - из высокохромистой стали той же марки, что и одна из свариваемых деталей при выполнении сварного соединения высокохромистыми сварочными материалами, или из сталей аустенитного класса при выполнении сварного соединения аустенитными сварочными материалами;
д) для сварки деталей из железоникелевых сплавов между собой и с деталями из сталей аустенитного класса - из железоникелевого сплава;
е) для сварки труб из титановых сплавов - из кованых или катаных прутков сплавов марок ВТ 1-00, ВТ 1-0 или из труб сплавов марок ПТ-1М и ПТ-7М, независимо от марки сплава соединяемых труб; допускается применение кованых или катаных прутков из сплавов марок ПТ-3В и 3М;
ж) для сварки деталей из титановых сплавов, выполняемых из листового проката, листовых гнутых или штампованных заготовок и поковок - из аналогичных видов полуфабрикатов, для соединений литосварных конструкций - из листового проката или поковок; при этом должны использоваться полуфабрикаты из сплавов марок ВТ1-00, ВТ1-0 и ПТ-3В, независимо от марки сплава основного металла или сочетания сплавов.
При температуре эксплуатации до 450 °C для выполнения сварных соединений деталей из сталей перлитного класса, независимо от их марки, должны применяться остающиеся подкладные кольца из углеродистых сталей.
114. После окончания сборки под ручную дуговую сварку покрытыми электродами примыкающие к кромкам поверхностей деталей из сталей аустенитного класса и железоникелевых сплавов должны быть защищены от попадания брызг расплавленного металла. Ширина защищаемой зоны должна быть не менее 100,0 мм в каждую сторону от подготовленных под сварку кромок. При приварке временных технологических креплений к поверхностям деталей из сталей аустенитного класса следует применять аналогичную защиту. Способы защиты устанавливаются в технологической документации.
Требование абзаца первого настоящего пункта не является обязательным, если выполненные сварные соединения подлежат последующей механической обработке со снятием в указанной зоне слоя металла толщиной не менее 0,5 мм.
ГОСТ Р 59109-2020. Национальный стандарт Российской Федерации. Элементы реакционных трубчатых печей, работающих под давлением. Технические условия
6.5.1.1 Подлежащие сварке радиантные трубы, их элементы и коллекторы радиантных труб должны иметь сертификаты качества и отвечать требованиям настоящего стандарта, ТД [3], [4], [17], [18], [9], [10] - на центробежнолитые трубы; а также [5], [6], ГОСТ Р 53682, ГОСТ 977 - на фасонные отливки; [7] - на гнутые отводы; [8] - на штампосварные отводы; [12] - на трубную заготовку (поковки); ГОСТ 9940, ГОСТ 9941, ГОСТ 550 - на деформированные трубы; [14] - на листовой прокат; ГОСТ 33259 - на фланцы; ГОСТ 9940 - на бесшовные горячедеформированные трубы; ГОСТ 9941 - на бесшовные холодно- и теплодеформированные трубы.
Примечание - При определении терминов следует руководствоваться положениями ГОСТ 28548.
Общие технические требования к подготовке кромок, сборке и выполнению сварочных работ, а также контроль качества сварных соединений, которые не представлены в настоящем стандарте, должны соответствовать действующим ТД: [17] - [21].
6.5.1.2 В случае отсутствия заводских сертификатов материалы должны быть подвергнуты испытаниям, предусмотренным стандартами и ТУ.
6.5.1.3 Подлежащие сварке трубы, фасонные отливки, поковки и другие элементы должны иметь маркировку, позволяющую установить марку материала, номер плавки.
6.5.2 Сварочное оборудование
6.5.2.1 Применяемое сварочное оборудование должно быть аттестовано в соответствии с ГОСТ Р ИСО 17662 или с требованиями ТД [22].
6.5.2.2 Для выполнения сварки следует применять сварочное оборудование, позволяющее обеспечить заданные режимы и надежность работы в соответствии с требованиями настоящего стандарта.
6.5.2.3 Допускаются колебания напряжения питающей сети, к которой подключено сварочное оборудование, не более +/- 5% от номинального значения.
6.5.2.4 Сварочное оборудование должно быть снабжено контрольно-измерительными приборами (вольтметрами, амперметрами, приборами контроля расхода аргона и др.) и должно находиться в исправном состоянии.
Периодичность поверки приборов устанавливают согласно [23].
6.5.2.5 При выполнении круговых (кольцевых) швов для вращения изделий должны применяться сварочные манипуляторы, роликовые стенды и другое специальное оборудование, обеспечивающее необходимые скорости вращения.
6.5.2.6 С целью снижения деформаций свариваемых деталей рекомендуется применять специальные технические приспособления и оснастку (кондукторы и др.).
6.5.3 Подготовка кромок соединений под сварку
6.5.3.1 Подготовку кромок и сборку соединений под сварку следует проводить согласно требованиям настоящего стандарта, ПКД и ТД [17].
6.5.3.2 Подготовку кромок под сварку проводят механическим способом.
6.5.3.3 Форма разделки кромок должна соответствовать требованиям ПКД, а также ТД [9], [10].
6.5.3.4 Различие по внутреннему диаметру стыкуемых элементов ("труба + труба", "труба + фасонная отливка", "труба + гнутый отвод", "труба + штампосварной отвод" и "труба + фланец") не должно превышать 0,5 мм.
В случае превышения смещения кромок указанных значений необходимо проточить конец трубы с меньшим внутренним диаметром под углом от 12° до 15° в целях обеспечения плавного перехода в месте стыка. При этом толщина стенки после проточки не должна быть меньше расчетной.
6.5.3.5 Перед сборкой кромки, подлежащие сварке, и механически обработанные наружные и внутренние поверхности труб и фасонных отливок, гнутых отводов, фланцев на расстоянии не менее 20 мм (15 мм при сварке сплавов марок с микролегированием 45Х25Н35БСТ, 45Х35Н46БСТЦ, 10Х23Н34БСТЦ) от кромки должны быть зачищены, обезжирены и подвергнуты контролю. Контроль включает следующее: визуальный осмотр (невооруженным глазом или с помощью лупы от четырех- до шестикратного увеличения), капиллярный метод неразрушающего контроля (его разновидность - цветной метод) и радиографический контроль на длине не менее 20 мм (15 мм при сварке сплавов с микролегированием) на отсутствие дефектов, перечисленных в настоящем стандарте.
6.5.3.6 Дефекты, выявленные цветным методом неразрушающего контроля, допускается исправлять абразивным камнем с последующим контролем исправленных мест цветным методом. Зачистка при этом не должна выводить толщину стенки за пределы расчетного значения.
Исправление дефектов заваркой не допускается. Недопустимые дефекты, указанные в настоящем стандарте, выявленные при радиографическом контроле, устраняют путем вырезки участка трубы с дефектами.
6.5.4 Сборка и прихватка
6.5.4.1 Сборку подготовленных к сварке труб (труб с фланцами) проводят на специальном стенде, обеспечивающем соосность труб и вращение их в процессе сварки.
Сборку подготовленных к сварке труб с фасонными отливками (отводами, бобышками) также проводят на специальном стенде.
Сборку стыкуемых элементов следует проводить с использованием центровочных приспособлений, которые должны обеспечить требуемую соосность стыкуемых труб и равномерный зазор по всей окружности стыка.
6.5.4.2 При сварке труб и фасонных отливок (отводов) запрещается крепление сборочных приспособлений сваркой.
6.5.4.3 Сборку стыкуемых элементов при аргонодуговой сварке следует проводить с зазором в стыке не более 1,5 мм или без зазора в зависимости от выполнения корневого шва - с присадкой или без присадки сварочной проволоки (см. 5.6.2.2).
6.5.4.4 Смещение кромок стыкуемых элементов в стыке должно быть не более 0,5 мм.
6.5.4.5 Прямолинейность и смещение кромок стыкуемых изделий проверяют металлической линейкой длиной 400 мм (ГОСТ 8026, ГОСТ 26877), прикладываемой в трех местах по окружности стыка. Зазор между концом линейки и трубой не должен превышать 1 мм.
6.5.4.6 Собранный под сварку стык должен быть прихвачен в трех местах, длина прихватки - от 15 до 20 мм.
Прихватку без присадки сварочной проволоки можно выполнять только при условии, если зазор в стыке не превышает 0,5 мм.
6.5.4.7 При выполнении корневого шва аргонодуговой сваркой с присадкой или без нее внутренняя полость свариваемых элементов в районе стыка длиной не более 200 мм закрывается разъемной вставкой-заглушкой с двух сторон и наполняется аргоном.
6.5.5 Сварочные материалы
6.5.5.1 Применяемые сварочные материалы должны удовлетворять требованиям ГОСТ Р ИСО 3834-1, ГОСТ Р ИСО 3834-2, ГОСТ Р ИСО 3834-3, ТД [13] или [24] и быть аттестованными в установленном порядке.
6.5.5.2 Применяемые сварочные материалы (электроды, сварочная проволока) должны соответствовать требованиям стандартов и ТУ на их поставку, что должно быть подтверждено сертификатом.
6.5.5.3 Сварочные материалы, поступающие на предприятие, до запуска в производство должны быть приняты ОТК.
При приемке сварочной проволоки проверяют:
- наличие свидетельства Национального Агентства Контроля Сварки (далее - НАКС) об аттестации сварочной проволоки;
- наличие сертификатов на поставленную сварочную проволоку и соответствие его данных требованиям ГОСТ 2246 и ТД [13];
- наличие бирок на мотках и соответствие их данных сертификатам;
- состояние поверхности сварочной проволоки и ее соответствие ТД [13].
Сварочная проволока должна быть чистой, не иметь следов графита, масла и других загрязнений.
В случае несоответствия данных сертификата данным бирки или отсутствия сертификата предприятие-потребитель должно провести анализ химического состава сварочной проволоки, а при необходимости - испытание наплавленного металла или металла шва согласно требованиям ГОСТ 2246.
При приемке электродов проверяют:
- наличие сертификатов на поставленную партию электродов;
- наличие ярлыков на упаковке и соответствие их данных указанным в сертификатах;
- соответствие качества электродов требованиям ГОСТ 9466 по предельным отклонениям длины, кривизны, состояния поверхности покрытия (вздутия, поры, наплывы, трещины, оголенность стержня и т.п.), а также эксцентриситету покрытия.
В случае несоответствия данных сертификата приведенным на ярлыке и в других обоснованных случаях предприятие-потребитель должно проводить контрольную проверку качества электродов согласно требованиям действующих стандартов.
При приемке защитного газа проверяют:
- наличие сертификата на поставленный защитный газ;
- наличие ярлыков на таре и соответствие их данных сертификатам;
- чистоту защитного газа по сертификатам.
Перед использованием каждого нового баллона следует проводить пробную наплавку валика длиной от 100 до 200 мм на пластину с последующим визуальным контролем на отсутствие недопустимых дефектов или на технологическое пятно путем расплавления пятна диаметром от 15 до 20 мм.
6.5.5.4 Сварочные электроды должны хранить в сухом отапливаемом помещении. Перед сваркой электроды следует просушить в сушильном шкафу при температуре от 200 °C до 250 °C в течение 1 - 1,5 ч.
6.5.5.5 При аргонодуговой сварке в качестве неплавящегося электрода применяют пруток диаметром от 2 до 3,5 мм из вольфрама по ГОСТ 23949, лантанированного или иттрированного вольфрама по ТД [25], [26].
6.5.5.6 В качестве защитного газа применяют аргон по ГОСТ 10157 высшего или первого сорта.
6.5.5.7 Сварочная проволока должна быть ровной, без перегибов, на ее поверхности не должно быть следов коррозии, окалины, трещин, масел и других загрязнений.
6.5.5.8 Прокалку, очистку, упаковку, маркировку, хранение и выдачу сварочных материалов следует организовать таким образом, чтобы исключить возможность перепутывания различных марок и партий.
6.5.6 Квалификация сварщиков и специалистов
Руководители организации, производящей сварочные работы, должны обеспечивать подготовку и аттестацию работников сварочного производства. Подготовку и аттестацию специалистов (должностных лиц) в области промышленной безопасности следует проводить в объеме, соответствующем их должностным обязанностям. Обучение, проверку знаний и аттестацию работников, осуществляющих непосредственное руководство и выполнение сварочных работ, следует проводить в соответствии с [27] и [28].
6.5.6.1 К выполнению сварочных работ допускаются сварщики, которые выдержали практические испытания по программе предприятия-изготовителя, учитывающие особенности сварки конкретных марок сталей и сплавов.
К выполнению сварочных работ при изготовлении, ремонте и монтаже оборудования, подконтрольного Ростехнадзору, допускаются только сварщики уровня I, аттестованные по [28].
6.5.6.2 К руководству работами по сварке, контролю и разработке технологий сварки допускаются сотрудники со специальным техническим образованием, аттестованные согласно [28] в установленном порядке на знание норм и правил Ростехнадзора по нефтеперерабатывающему и нефтехимическому оборудованию (согласно перечню групп технических устройств производственных объектов: ОХНВП (пункты 1, 8 - см. [29]) с уровнями II и III подготовки специалиста сварочного производства соответственно. К руководству сварочными работами допускаются также инженерно-технические работники, изучившие положения настоящего стандарта, технологические инструкции и другую действующую НТД по сварке конкретных сталей и сплавов.
Специалисты, осуществляющие руководство сварочными работами, должны обладать необходимыми знаниями и умениями, позволяющими организовывать и осуществлять разработку ТД на сварочные работы, руководство и контроль за выполнением процессов сварочного производства.
6.5.6.3 Аттестованные по ТД [28] специалисты допускаются к выполнению только тех видов деятельности, которые указаны в их аттестационных удостоверениях (способ сварки, марка стали и сплава, положение шва в пространстве и т.д.).
К прихватке и сварке (а также к сварке отдельных составляющих реакционных труб) допускаются только сварщики уровня I, аттестованные на конкретный способ сварки (например, на ручную аргонодуговую и ручную дуговую сварку) и на сварку конкретного материала [например, на сварку углеродистых и низколегированных конструкционных сталей перлитного класса (группа материала 1М01), из низколегированных теплоустойчивых хромомолибденовых сталей перлитного класса (группа материала 4М02), из высоколегированных сталей аустенитного класса (группа материала 9М11), из сплавов на железоникелевой основе (группа материалов 10М51) и др. - раздел "Трубчатые печи реакционные" [29]]. При этом сварщики должны иметь практический опыт по сварке этих материалов не менее одного года и квалификационный разряд не ниже 5-го.
Сварщик, впервые приступающий к сварке, независимо от наличия удостоверения, должен перед допуском к работе пройти проверку путем выполнения и контроля допускного сварного соединения. Конструкцию допускных сварных соединений, а также методы и объем контроля качества сварки этих соединений определяет руководитель сварочных работ в соответствии с требованиями НТД.
Для допуска сварщика к сварке производственных стыков труб он должен пройти соответствующую тренировку по сварке неповоротных стыков, а затем заварить один допускной (пробный) стык труб.
Конструкция, технология и условия сварки допускного стыка должны быть идентичны производственным стыкам.
Виды контроля допускных стыков: внешний осмотр и измерения, радиографический контроль, цветная дефектоскопия и механические испытания.
Оценку качества допускных сварных соединений выполняют в соответствии с требованиями настоящего стандарта.
При отсутствии дефектов в сварном соединении и получении требуемых механических свойств сварщик допускается к сварке производственных стыков.
6.5.7 Условия выполнения сварочных работ
Сварочные работы должны быть выполнены в соответствии с производственно-технологической документацией по сварке (далее - ПТД), включающей производственные инструкции и технологические карты по сварке, утвержденной техническим руководителем организации, производящей сварочные работы. В ПТД должны быть отражены все требования к применяемым сварочным технологиям, технике сварки, сварочным материалам и сварочному оборудованию, а также к контролю сварных соединений. Режимы сварки, последовательность операций, технические приемы, а также технологические особенности процесса сварки, обеспечивающие качество сварных соединений, должны быть приведены в технологических картах по сварке.
Перед началом сварочных работ руководитель сварочных работ обязан проверить выполнение всех подготовительных мероприятий и ознакомить исполнителей под их подпись с требованиями технологических карт по сварке.
6.5.7.1 Сварку следует производить по технологическим процессам, стандартам предприятия или производственным инструкциям, разработанным на основании чертежей, настоящего стандарта и другой технологической документации с учетом требований НТД на реакционное оборудование ([17], [18], [21] из соответствующих материалов).
Технология сварки, применяемая при изготовлении радиантных труб и коллекторов, должна пройти аттестацию в соответствии с ГОСТ Р ИСО 15607, ГОСТ Р ИСО 15609-1, ГОСТ Р ИСО 15610, ГОСТ Р ИСО 15611, ГОСТ Р ИСО 15612, ГОСТ Р ИСО 15613 или ТД [30] и должна быть аттестована в установленном порядке с выдачей свидетельства об аттестации технологии сварки.
6.5.7.2 Аттестацию технологии выполнения сварных соединений подразделяют на исследовательскую и производственную.
6.5.7.3 Исследовательскую аттестацию проводят специализированные организации при подготовке к внедрению новых технологий из сталей и сплавов, ранее не применяемых в отрасли, с целью определения характеристик сварных соединений, необходимых для расчетов при проектировании и для обеспечения безопасной эксплуатации изделий, подконтрольных Ростехнадзору.
6.5.7.4 Технологии сварки, регламентированные настоящим стандартом и ТД [21], считают прошедшими исследовательскую аттестацию.
6.5.7.5 Производственную аттестацию осуществляет каждое предприятие.
6.5.7.6 Сварочные работы при изготовлении реакционного оборудования должны быть выполнены в закрытых помещениях при температуре не ниже 0 °C; для сплавов и теплоустойчивых сталей - не ниже 5 °C.
Сварочные работы на открытых площадках разрешается проводить при температуре, указанной в нормативной и другой документации на изделия из соответствующих марок сталей и сплавов.
6.5.7.7 При выборе вида сварки следует предусматривать максимальное применение ее механизированных методов как наиболее экономичных.
6.5.7.8 Сварку реакционного оборудования следует проводить только после проведения контроля качества сборки.
6.5.7.9 Режимы сварки, предусмотренные настоящим стандартом, допускается уточнять применительно к конкретным производственным условиям, сварочному оборудованию и конструктивным особенностям изделий.
6.5.7.10 Все сварные швы подлежат клеймению, позволяющему установить сварщика, выполнившего эти швы. Клейма наносят способом, обеспечивающим их сохранность на весь период эксплуатации изделия.
Допускается ли выполнять прихватку без присадки сварочной проволоки
6.3.1. Собранные стыки труб и других элементов необходимо прихватывать в нескольких местах. Прихватки на месте пересечения швов не допускаются.
6.3.2. Прихваточные швы рекомендуется выполнять тем же способом сварки, что и корневой. Если корневой слой шва накладывается автоматическим или механизированным способом, прихватки следует выполнять ручным дуговым или ручным аргонодуговым способом. При прихватке должен применяться тот же присадочный материал, который будет использоваться (или может быть использован) для сварки корневого слоя. Прихватку должен производить сварщик, допущенный к сварке стыков труб соответствующей марки стали, по возможности тот, который будет сваривать данный стык.
6.3.3. Прихватки необходимо выполнять с полным проваром и по возможности переваривать при наложении основного шва.
6.3.4. К качеству прихваток предъявляются такие же требования, как и к сварному шву. Прихватки, имеющие недопустимые дефекты, обнаруженные при визуальном контроле, следует удалять механическим способом.
6.3.5. Прихваточные швы должны быть равномерно расположены по периметру стыка. Не рекомендуется накладывать прихватки на потолочный участок стыка.
В стыках, собираемых без подкладных колец, число прихваток и их протяженность зависят от диаметра труб и должны соответствовать следующим нормам:
при их выполнении ручной дуговой сваркой на стыках труб с толщиной стенки S = 3 мм и менее - толщине стенки трубы; с толщиной стенки более 3 до 10 мм - (0,6 - 0,7)S, но не менее 3 мм; с толщиной стенки более 10 мм - 5 - 6 мм;
при их выполнении ручной аргонодуговой сваркой без присадочной проволоки на стыках труб с разделкой Тр-1 (см. табл. 6.2) - толщине стенки трубы; на стыках труб с разделками Тр-2, Тр-6, Тр-7 - величине b +/- 0,5 мм (b - размер притупления). При выполнении прихваток с присадочной проволокой высота прихватки может быть увеличена на 0,5 - 1 мм.
6.4. Подогрев стыков при прихватке и сварке
6.4.1. Необходимость и температура подогрева стыковых соединений перед прихваткой и сваркой дуговыми способами при положительной температуре окружающего воздуха регламентируется данными табл. 6.3.
Температура подогрева угловых сварных соединений трубных систем определяется также по табл. 6.3, при этом за номинальную толщину свариваемых деталей принимается толщина более толстой детали (коллектора или трубопровода).
Газовая сварка выполняется без специального подогрева стыка, но с прогревом его перед сваркой в соответствии с требованиями пункта 10.9.
6.4.2. Подогревать стык можно индукторами (током промышленной или средней частоты), радиационными нагревателями сопротивления, газовым пламенем, обеспечивая нагрев стыка по всему периметру. В стыках труб с толщиной стенки более 30 мм ширина зоны подогрева должна быть не менее 150 мм (по 70 - 75 мм с каждой стороны), при толщине стенки до 30 мм - не менее 100 мм.
Ширина зоны подогрева угловых и нахлесточных соединений - 50 - 75 мм в каждую сторону от будущего шва.
Стыки труб из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф при толщине стенки более 45 мм следует нагревать индуктором. Подогрев этих стыков должен быть организован так, чтобы сразу после окончания сварки можно было произвести их термообработку.
Стыки труб с толщиной стенки 25 мм и менее разрешается нагревать газовым пламенем. Стыки труб с толщиной стенки более 25 мм можно нагревать газопламенными сварочными горелками или резаками лишь в исключительных случаях, если нет возможности установить индуктор, радиационный нагреватель или кольцевую горелку; при этом необходимо надеть на трубу асбестовый муфель (манжету) и обеспечить равномерный нагрев стыка по всему периметру.
При приварке подкладного кольца конец трубы можно подогревать газовым пламенем независимо от толщины стенки трубы.
6.4.3. Температуру подогрева можно контролировать с помощью термопар (ТП), цифровых контактных термометров (ТК-3М, ТК-5 и др.), пирометров, термокарандашей, термокрасок. Контроль температуры предварительного и сопутствующего подогрева стыков трубопроводов из низколегированных сталей диаметром свыше 600 мм при толщине стенки более 25 мм необходимо производить в двух диаметрально противоположных точках по периметру стыка, при этом на вертикальных стыках замер производится в нижней и верхней точках стыка.
При положительной температуре окружающего воздуха температуру подогрева стыка разрешается контролировать с помощью спички: ее воспламенение (без трения о поверхность металла) происходит при температуре металла около 270 град. C. Замер температуры подогрева следует производить в пределах зоны нагрева, ширина которой определяется п. 6.4.2.
6.5. Технология сварки стыков труб
Читайте также: