Каких типоразмеров допускается сварка труб из разнородных сталей
- контроль другими методами (металлографические исследования, испытание на стойкость к МКК и др.), предусмотренными проектом;
1 Окончательный контроль качества сварных соединений, подвергающихся термообработке, должен проводиться после термообработки.
2 Конструкция и расположение сварных соединений должны обеспечивать проведение контроля качества сварных соединений, предусмотренного для них в рабочей документации соответствующими методами.
- качества и соответствия труб и сварочных материалов требованиям стандартов и ТУ на изготовление и поставку;
- качества подготовки концов труб и деталей трубопроводов под сварку и качества сборки стыков (угол скоса кромок, совпадение кромок, зазор в стыке перед сваркой, правильность центровки труб, расположение и число прихваток, отсутствие трещин в прихватках);
- качества и технологии сварки (режима сварки, порядка наложения швов, качества послойной зачистки шлака);
12.3.3 Внешнему осмотру и измерениям подлежат все сварные соединения после их очистки от шлака, окалины, брызг металла и загрязнений по обе стороны от шва.
12.3.4 По результатам внешнего осмотра и измерений сварные швы должны удовлетворять следующим требованиям:
Допускаются отдельные поры в количестве не более трех на 100 мм сварного шва размерами, не превышающими указанных в таблице 12.2.
Таблица 12.2 - Оценка качества сварных соединений трубопроводов по результатам радиографического контроля в зависимости от размеров объемных дефектов (включений, пор)
12.3.5 Неразрушающему контролю подвергают наихудшие по результатам внешнего осмотра сварные швы по всему периметру трубы. Число контролируемых сварных швов определяется ТУ на объект, действующими НД, но во всех случаях оно должно быть не ниже приведенных в таблице 12.3.
Таблица 12.3 - Объем контроля сварных соединений ультразвуковым или радиографическим методом в процентах от общего числа сваренных каждым сварщиком (но не менее одного) соединений
- для трубопроводов, где ползучесть и усталость являются контролируемыми факторами, в проекте необходимо назначить I категорию при определении объема неразрушающего контроля;
- для I категории трубопроводов пара и горячей воды с наружным диаметром 200 мм и более и с толщиной стенки менее 15 мм контролю УЗД или РД подлежат все поперечные сварные соединения по всей длине соединений.
- в местах, где PS DN 5000 бар·мм, необходим 100%-ный объем контроля от общего количества сварных стыков и сварных швов ответвлений методом УЗД или РД;
- в местах, где PS DN 3500 бар·мм, необходим 25%-ный объем контроля от общего количества сварных стыков и сварных швов ответвлений методом УЗД или РД.
Для трубопроводов, работающих при температуре 100°С и выше, необходимо подвергнуть не менее 10% муфтовых соединений методом УЗД или РД.
12.3.6 Контроль сварных соединений методом РД (ГОСТ 7512) или УЗД (ГОСТ 14782) следует проводить после устранения дефектов, выявленных внешним осмотром и измерениями, а для трубопроводов I категории, а также для трубопроводов с группой сред А(а) или работающих при температуре ниже минус 70°С - после контроля на выявление выходящих на поверхность дефектов методами магнитопорошковым (ГОСТ 21105) или капиллярным (ГОСТ 18442).
12.3.7 Метод контроля (УЗД, РД или оба метода в сочетании) выбирают, исходя из возможности обеспечения более полного и точного выявления недопустимых дефектов с учетом особенностей физических свойств металла, а также освоенности конкретного метода контроля для конкретных объекта и вида сварных соединений.
12.3.8 Перед контролем сварные соединения должны быть замаркированы так, чтобы их положение было легко обнаружить на картах контроля, радиографических снимках, и обеспечить привязку результатов контроля к соответствующему участку сварного шва.
12.3.9 При радиографическом контроле следует обеспечить чувствительность (ГОСТ 7512) для трубопроводов на PN>100, категорий I и II на уровне класса 2, для трубопроводов категорий III, IV и V - на уровне класса 3.
12.3.10 Оценку качества сварных соединений по результатам радиографического контроля следует проводить по протяженности плоских дефектов (трещины, несплавления, непровары) и объемным (поры, шлаковые включения) дефектам согласно таблице 12.4.
Таблица 12.4 - Оценка качества сварных соединений трубопроводов по результатам радиографического контроля в зависимости от величины и протяженности плоских дефектов (непровары по оси шва, несплавления и др.)
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1 . Изготовление сборочных единиц и комплектная поставка трубопроводных линий производится по ОСТ 26-01-136-81 .
1.2 . Сборочные единицы трубопроводов высокого давления должны изготовляться на предприятиях, которые располагают техническими средствами, обеспечивающими качественное их изготовление, в полном соответствии с требованиями настоящего стандарта.
1.3 . Сварка сборочных единиц трубопроводов высокого давления должна производиться по технологическим процессам или инструкциям, разработанным в соответствии с требованиями настоящего стандарта.
1.4 . Стандарт разработан с учетом требований ПУГ-69.
2. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ ТРУБ И ДЕТАЛЕЙ ТРУБОПРОВОДОВ
2.1 . Трубы и детали трубопроводов, применяемые для изготовления сборочных единиц должны удовлетворять требованиям стандартов и технических условий, приведенных в обязательном приложении 1 .
(Новая редакция, Изм. № 1).
Качество и свойства материалов труб и деталей трубопроводов должны быть подтверждены сертификатами. При отсутствии сертификатов или некоторых данных в них испытания материалов должны быть выполнены на заводе-изготовителе сборочных единиц в соответствии с требованиями стандартов или технических условий, приведенных в обязательном приложении 1.
2.3. Материалы труб и деталей трубопроводов из коррозионно-стойких сталей, предназначенных для изготовления трубопроводов, к которым предъявляются требования стойкости против межкристаллитной коррозии, перед запуском в производство должны быть испытаны на стойкость против межкристаллитной коррозии по ГОСТ 6032-89 .
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3. ТРЕБОВАНИЯ К СВАРОЧНЫМ МАТЕРИАЛАМ
3.1 . Сварочные материалы для прихватки, наплавки, сварки сборочных единиц должны назначаться в соответствии с требованиями обязательных приложений 2 и 3 . При назначении сварочных материалов необходимо учитывать допустимую температуру эксплуатации сварных соединений, указанную в этих приложениях. Применение сварочных материалов, не указанных в приложениях, допускается по согласованию с ИркутскНИИхиммашем.
3.2 . Сварочные материалы должны соответствовать требованиям стандартов и технических условий на их поставку и иметь сертификаты.
При отсутствии сертификатов потребитель должен провести контрольные испытания согласно требованиям стандартов или технических условий.
3.3 . Приемку, хранение, подготовку сварочных материалов перед выдачей в производство выполнять в соответствии с требованиями ОСТ 26-3-87.
3.4 . Сварочные материалы для сборочных единиц, к сварным соединениям которых предъявляются требования стойкости против межкристаллитной коррозии, независимо от наличия сертификатов, перед запуском в производство должны подвергаться испытаниям на стойкость против межкристаллитной коррозии по ГОСТ 6032-89 .
3.5 . Сварочные материалы, предназначенные для сварных соединений из аустенитных сталей, работающих при температуре свыше 350 до 450 ° С должны обеспечивать в наплавленном металле содержание ферритной фазы не более 8 %, работающих при температуре свыше 450 до 510 ° С - не более 6 %.
3.6 . Сварочные материалы, предназначенные для сварных соединений перлитных сталей, работающих в водородосодержащих средах при температуре свыше 200 ° С, должны обеспечивать в наплавленном металле содержание хрома не менее минимального содержания хрома в свариваемой стали, установленного требованиями стандартов или технических условий, или установленного техническим проектом.
4. ТРЕБОВАНИЯ К СВАРОЧНОМУ ОБОРУДОВАНИЮ КВАЛИФИКАЦИИ СВАРЩИКОВ И ИТР
4.1 . Сварочное оборудование, используемое для сварки труб и деталей трубопроводов высокого давления, должно удовлетворять требованиям ОСТ 26-3-87.
4.2 . К сварочным работам при изготовлении сборочных единиц могут быть допущены сварщики, выдержавшие теоретические и практические испытания в соответствии с « Правилами аттестации сварщиков », утвержденными Госгортехнадзором СССР и имеющие удостоверение на право производства соответствующих сварочных работ.
4.3 . Квалификационные разряды сварщиков, выполняющих сварку сборочных единиц, должны соответствовать требованиям «Единого тарифно-квалификационного справочника работ и профессий рабочих».
4.4 . Контрольные образцы, сваренные сварщиком в процессе аттестации и проверок, должны подвергаться испытаниям в соответствии с разд. 11 настоящего стандарта.
4.5 . Для получения права выполнения сварки во всех пространственных положениях ручными и механизированными способами при аттестации, повторных и дополнительных испытаниях свариваются два неповоротных стыка - вертикальный и горизонтальный.
4.6 . Результаты испытаний контрольных сдаточных сварных соединений, выполненных в соответствии с подразделами 11.7 , 11.8 и 11.9 , могут быть засчитаны как результаты испытаний контрольных образцов для проверки квалификации сварщиков.
4.7 . К проведению особо ответственных работ: ручной электро- и аргонодуговой сварке корня шва, сварке трубопроводов с толщиной стенки более 30 мм, допускаются сварщики, постоянно обеспечивающие высокое качество сварных соединений сборочных единиц трубопроводов высокого давления.
4.8 . Каждому сварщику присваивается номер личного клейма. Присвоение одного и того же номера клейма нескольким сварщикам не допускается.
4.9 . На каждого сварщика, выполняющего сварку сборочных единиц, должен быть заведен формуляр, в который заносятся результаты испытаний контрольных и производственных сварных соединений.
4.10 . К руководству работами по сварке, термообработке и контролю качества сварных соединений допускаются ИТР, изучившие положения настоящего стандарта, рабочие чертежи, технологические процессы и другую необходимую при изготовлении сборочных единиц нормативно-техническую документацию, действующую на заводе-изготовителе. Проверка знаний ИТР должна проводиться не реже одного раза в три года.
5. ТРЕБОВАНИЯ К ПОДГОТОВКЕ КРОМОК ПОД СВАРКУ
5.1 . Форма и размеры разделки кромок под сварку должны соответствовать:
1 ) для труб и деталей трубопроводов с условным проходом до Ду 200 мм включительно - ГОСТ 22790-89 ;
2 ) для труб и деталей трубопроводов с условным проходом от Ду 250 мм до Ду 500 мм включительно - ОСТ 26-01-21-82;
3 ) для сварных соединений приварки штуцеров - ГОСТ 22811-83 , ОСТ 26-01-35-82.
Допускается для стыковых швов, выполняемых на заводе-изготовителе сборочных единиц, применять формы разделок кромок под сварку в соответствии с ГОСТ 16037-80 и рекомендуемым приложением 6 настоящего стандарта.
Применение остающихся подкладных колец для сварных соединений трубопроводов (стыковых, приварки штуцеров) не допускается.
5.2 . Обработка кромок труб и деталей трубопроводов под сварку должна производиться механическим способом. Шероховатость обработанных кромок должна быть не более Rz 80 по ГОСТ 2789-73 .
5.3 . Разделительную резку труб допускается производить любым промышленным способом. Огневая резка труб из стали 14ХГС при температуре окружающего воздуха ниже 0 ° С должна производиться с предварительным подогревом места реза до температуры 100 - 150 ° С, хромомолибденовых, хромомолибденованадиевых и хромомолибденованадиевовольфрамовых сталей - до температуры 200 - 250 ° С. При огневой резке труб должен быть предусмотрен припуск на механическую обработку.
5.4 . Величина припуска на механическую обработку после огневой резки должна быть не менее (считая от максимальной впадины реза):
1 ) 3 мм - для труб из углеродистых, марганцевокремнистых, хромокремнемарганцовистых сталей;
2 ) 10 мм - для труб из хромомолибденовых, хромомолибденованадиевых, хромомолибденованадиевовольфрамовых сталей;
3 ) 2 мм - для труб из аустенитных сталей.
5.5 . Отклонение от перпендикулярности обработанного под сварку торца трубы или детали относительно продольной оси не должно быть более:
1 ) 0,5 мм - для Ду 6 - Ду 65 мм;
2 ) 1,0 мм - для Ду 80 - Ду 150 мм;
3 ) 1,5 мм - для Ду 200 - Ду 500 мм.
5.6 . При подгонке криволинейных поверхностей и устранении дефектов в сварных соединениях трубопроводов допускается обработку кромок труб и деталей производить абразивным инструментом.
5.7 . Внутренняя и наружная поверхности свариваемых элементов должны быть зачищены до металлического блеска механическим способом на ширину не менее 20 мм от границы разделки кромок.
5.8 . Свариваемые кромки, неподвергаемые предварительному подогреву, непосредственно перед сваркой должны быть обезжирены уайт-спиритом, ацетоном или другими растворителями.
6. ТРЕБОВАНИЯ К СБОРКЕ
6.1 . Сборка элементов трубопроводов под сварку должна производиться по рабочей документации в соответствии с требованиями настоящего стандарта.
6.2 . Стыкуемые между собой трубы и детали трубопроводов, обработка кромок которых под сварку производится в соответствии с ГОСТ 16037-80 или рекомендуемым приложением 6 , должны подбираться по размерам внутренних диаметров, разность которых допускается до 4 %, но не более 1,0 мм.
При разности внутренних диаметров более 1 мм должна производиться расточка трубы с меньшим диаметром под углом 12 - 15 ° при условии сохранения расчетной толщины стенки.
6.3 . Смещение внутренних поверхностей свариваемых труб и деталей трубопроводов после сборки допускается в пределах 10 % от толщины стенки, но не более 0,5 мм.
6.4 . Смещение стыкуемых труб и деталей трубопроводов по наружной поверхности из-за разности наружных диаметров не должно превышать 30 % толщины стенки более тонкостенной трубы, но не более 5 мм.
При смещении, превышающем допускаемое значение, на трубе или детали трубопровода большего диаметра делается скос под углом 12 - 15 ° .
6.5 . При сборке труб с деталями трубопроводов, на которых не разрешается производить скос, должны применяться переходники, обеспечивающие смещение кромок, согласно п.п. 6.3 , 6.4 .
6.6 . Отклонение от прямолинейности на расстоянии 200 мм в обе стороны от оси шва не должно превышать 1,5 мм. Измерение производится в трех местах, равнорасположенных по окружности.
Допуск на кривизну, предусмотренный техническими условиями на изготовление труб, при этом не учитывается.
6.7 . Закрепление труб и деталей трубопроводов при сборке должно осуществляться прихватками. Допускается сборку стыковых соединений производить с помощью временных технологических креплений.
Прихватки должны выполняться по принятой для сварки корня шва технологии. Для стыковых соединений, свариваемых механизированной и автоматической сваркой в среде защитных газов, прихватку допускается производить ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом.
6.8 . Размеры, количество и расположение прихваток определяются технологическим процессом. Прихватки, имеющие недопустимые дефекты, обнаруженные внешним осмотром, должны быть удалены механическим способом.
6.9 . При сборке стыковых соединений с помощью временных технологических креплений, сварные швы приварки креплений должны располагаться не ближе 30 мм от кромок разделки.
Крепления, привариваемые к деталям из аустенитных сталей, должны быть изготовлены из хромоникелевой стали типа 12Х18Н10Т, а привариваемые к деталям из перлитной стали - из стали 20 или ст. 3, 09Г2С, 10Г2С1, 16ГС.
6.10 . Приварку технологических креплений на трубах и деталях трубопроводов производить ручной электродуговой или аргонодуговой сваркой в соответствии с принятой для данной марки стали технологией в части сварочных материалов, предварительного подогрева и последующей термообработки.
Допускается для приварки креплений к деталям из перлитных сталей применять электроды типа Э42А или Э50А по ГОСТ 9467-75, сварочную проволоку СВ-08Г2С по ГОСТ 2246-70 (для аргонодуговой сварки), из аустенитных сталей - электроды типа Э-04Х20Н9 или Э-07Х20Н9 по ГОСТ 10052-75, сварочную проволоку СВ-01Х19Н9 или СВ-04Х19Н9 по ГОСТ 2246-70.
При приварке технологических креплений ручной электродуговой сваркой к трубам и деталям из аустенитных сталей должны быть приняты меры, предупреждающие попадание брызг наплавленного металла на поверхность труб и деталей.
6.11 . Удаление временных креплений должно производится механическим способом. Допускается временные крепления удалять огневым способом, при этом должна быть оставлена часть крепления высотой не менее 5 мм от поверхности детали. Места приварки креплений должны быть зачищены механическим способом заподлицо с поверхностью детали и проконтролированы цветной или магнитопорошковой дефектоскопией.
6.12 . При сборке стыковых соединений трубопроводов из аустенитных сталей с толщиной стенки менее 8 мм, к которым предъявляются требования стойкости против межкристаллитной коррозии приварку временных технологических креплений производить аргонодуговой сваркой.
6.13 . Угол между образующими штуцера и трубы должен быть выдержан в пределах 90 ° ± 50 ¢ .
7. ТРЕБОВАНИЯ К СВАРКЕ
7.1 . При изготовлении сборочных единиц допускаются следующие виды сварки:
1 ) ручная электродуговая покрытыми металлическими электродами;
2 ) ручная, механизированная и автоматическая в среде защитных газов;
3 ) комбинированная, с проваром корня шва ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом и последующим заполнением разделки ручной электродуговой, механизированной или автоматической сваркой в среде защитных газов или под флюсом.
7.2 . Сварка сборочных единиц, предназначенных для трубопроводов, транспортирующих агрессивные среды, должна выполняться аргонодуговой сваркой или комбинированным способом со сваркой корня шва аргонодуговой сваркой на высоту не менее 5 мм.
7.3 . Сварка должна производиться в помещении при температуре окружающего воздуха не ниже 0 ° С.
7.4 . Требования предварительного и сопутствующего подогрева свариваемых элементов определяются в соответствии с табл. 1 .
7.5 . Способы предварительного и сопутствующего подогрева должны обеспечить заданные режимы и равномерность нагрева по всему периметру сварного соединения.
Настоящий руководящий технический материал распространяется на ручную и автоматическую сварку под флюсом соединений из разнородных сталей и сплавов на железоникелевой основе сосудов и аппаратов для нефтеперерабатывающей, химической, газовой и других смежных отраслей промышленности.
Руководящий технический материал не распространяется на сварку сосудов, предназначенных для транспортирования нефтяных и химических продуктов (железнодорожных и автомобильных цистерн и т.д.); баллонов для сжатых и сжиженных газов; специальных сосудов и аппаратов военных ведомств; трубчатых печей и трубопроводов.
1. Общие положения
2. Особенности сварки разнородных сталей
3. Требования к выполнению сварных соединений
4. Сварочное оборудование
5. Сварочные материалы
6. Требования, предъявляемые к сварщикам
7.1. Ручная электродуговая сварка
7.2. Автоматическая сварка под флюсом
8. Требования к качеству сварных соединений из разнородных сталей
9. Исправление дефектов сварных швов
10. Указания по технике безопасности и санитарно-гигиеническим условиям при сварке
Перечень использованной литературы и технической документации
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящий руководящий технический материал распространяется на ручную и автоматическую сварку под флюсом соединений из разнородных сталей и сплавов на железоникелевой основе, перечисленных в табл.1, сосудов и аппаратов для нефтеперерабатывающей, химической, газовой и других смежных отраслей промышленности. Руководящий технический материал содержит необходимые сведения для разработки технологических процессов и инструкций на ручную сварку разнородных сталей толщиной до
60 мм и автоматическую – до 30 мм.
1.2. Сосуды и аппараты из разнородных сталей должны изготавливаться в соответствии с требованиями ОСТ 26-291-71 “Сосуды и аппараты стальные и сварные. Технические требования” и технической документации, утвержденной в установленном порядке.
1.3. Подготовка кромок и сборка деталей под сварку должны производиться по технологическим процессам, разработанным на основании рабочих чертежей, технических условий и настоящего руководящего технического материала.
2. ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ
2.1. В настоящем РТМ под разнородными сталями понимаются стали разных структурных классов, а также одного структурного класса, но требующие применения различных марок (типов) сварочных материалов или условий сварки (подогрева, термообработки и т.п.).
Разнородные сварные соединения подразделяются на следующие основные группы:
а) из сталей разных структурных классов;
б) из сталей одного структурного класса различного уровня прочности или легирования (разных марок);
в) из сталей одного структурного класса со швом другого структурного класса;
г) из биметаллов;
д) комбинированные сочетания из перечисленных выше четырех групп.
Классификация сталей и сплавов на железоникелевой основе в зависимости от их структуры
Класс стали
ВСт3кп, ВСт3пс, ВСт3сп, ВСт3Гпс10, 15, 20.
15К, 16К, 18К, 20К
09Г2С, 16ГС, 10Г2С1, Г7ГС
Примечание : Условия применения сталей определяются в соответствии с ОСТ 26-291-71.
Примечание . На сварные соединения из биметаллов настоящий РТМ не распространяется.
Классификация сталей и сплавов в зависимости от их структуры и перечень марок, характерных для химического и нефтяного машиностроения, приведены в табл.1.
2.2. Сварные соединения из разнородных сталей, характеризуются наличием структурной, механической и химической неоднородности, существенно влияющей на их технологическую и эксплуатационную прочность.
2.3. При сварке разнородных сталей в слоях шва, примыкающих к основному металлу другого легирования, за счет проплавления образуются участки переходного состава, свойства которых могут значительно отличаться от свойств свариваемых сталей. Образование, строение и свойства зоны сплавления разнородных сталей зависят от процессов, связанных с кристаллизацией сварочной ванны, определяющих структуру зоны и образование кристаллизационных прослоек переходного состава, которые могут иметь мартенситную структуру и высокую твердость. Ширина кристаллизационных прослоек при заданных условиях сварки зависит от состава металла шва, определяемого долями участия присадочного и основного металлов, допустимая степень проплавления которых предварительно оценивается диаграммой Шеффлера.
В зоне сплавления разнородных сталей наряду с кристаллизационными прослойками могут образоваться и развиваться диффузионные прослойки в процессе сварки, термической обработки и эксплуатации изделия при повышенных температурах, что может явиться причиной разрушения разнородных соединений в зоне сплавления. В результате диффузионного перераспределения углерода, как наиболее подвижного из легирующих элементов в α и γ - твердых растворах, в зоне сплавления со стороны менее легированных сталей или шва образуется обезуглерожанная мягкая прослойка, а со стороны легированной – науглероженная хрупкая прослойка высокой твердости.
Степень развития диффузионных прослоек, их структура, свойства находятся в зависимости от различия в содержании активных карбидообразующих и других легирующих элементов в металле шва и основном металле, условий сварки, термообработки, температурных условий эксплуатации.
В зависимости от размеров прослоек и их физических свойств (твердости, вязкости, прочности и т.п.) в той или иной мере снижается работоспособность сварных соединений. Критические значения отмеченных параметров прослоек могут обусловить разрушение сварных соединений как при изготовлении разнородных конструкций, так и в процессе их эксплуатации.
2.4. Основными мерами предотвращения образования диффузионных прослоек, снижающих механические свойства, являются:
а) использование в конструкциях стабильных перлитных сталей с достаточным содержанием карбидообразующих элементов;
б) снижение температуры эксплуатации в месте сварного стыка;
в) отказ от термической обработки сварного изделия или снижение температуры отпуска и времени выдержки;
г) применение сварочных материалов с повышенным содержанием легирующих элементов, тормозящих диффузию углерода.
2.5. Сварные соединения из разнородных сталей, существенно отличающихся теплофизическими свойствами (коэффициентом линейного расширения, модулем упругости и др.) характеризуются тем, что в них невозможно снять внутренние напряжения. В таких соединениях вместо сварочных напряжений после термообработки возникают новые “отпускные” остаточные внутренние напряжения, которые отличаются более неблагоприятным распределением, чем в состоянии после сварки (скачкообразный переход от сжимающих к растягивающим, расположение “пиков” напряжений в области прослоек и т.п.).
Поэтому в проектировании таких разнородных конструкций и технологии их изготовления целесообразно принимать меры, позволяющие отказаться от термической обработки (если она требовалась по каким-то причинам), а в случае ее неизбежности предусматривать сварочные материалы или вставку, обеспечивающие постепенное (ступенчатое) изменение теплофизических свойств, невозможностью снять внутренние напряжения термической обработкой.
Каких типоразмеров допускается сварка труб из разнородных сталей
ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ
3.1. Сварные конструкции должны проектироваться с учетом рационального применения сочетаний разнородных сталей и выполнения максимального объема сварочных работ на заводе – изготовителе.
3.2. При проектировании ответственных (нагруженных) конструкций из разнородных сталей разных структурных классов рекомендуется:
а) предпочитать стыковые соединения другим видам угловым, тавровым, нахлесточным (черт.1,2).
Расположение швов должно обеспечивать удобство сварки, надежность ее выполнения;
б) располагать разнородные соединения в наименее нагруженных областях конструкций и в зонах пониженных температур;
в) максимально возможно исключить в области разнородных швов концентраторы напряжений;
г) предусмотреть эффективный контроль внешних и внутренних недопустимых дефектов;
д) принимать конструктивные и другие решения, исключающие необходимость термической обработки;
D – диаметр трубы;
S – толщина стенки трубы;
1 – сталь аустенитного класса (12Х18Н10Т);
2 – сталь перлитного класса (ВСт3сп)
1 – сталь перлитного класса;
2 – сталь аустенитного класса (12Х18Н10Т).
е) для повышенных температур и сложных условий эксплуатации вводить в соединение промежуточные конструктивные элементы (черт.3) из более стабильных сталей или наплавок (черт.4-5) с целью ограничения развития хрупких прослоек;
ж) в случае неизбежности проведения термообработки предусматривать сварочные материалы, наплавку кромок или вставки, обеспечивающие ступенчатое изменение коэффициента линейного расширения.
1 – углеродистая или низколегированная перлитная сталь;
2 – вставка из стабильной перлитной стали;
3 – сталь аустенитного класса.
Подготовка кромок Выполненный шов
х ) Наплавка выполняется только при S ≥ 10 мм
3.3. В случае если термическая обработка (необходимая для закаливающихся сталей, для низкоуглеродистых и низколегированных сталей толщиной более 36 мм или по другим причинам) вызывает снижение коррозионной стойкости высоколегированной стали, конструкцией должна быть предусмотрена возможность термической обработки части изделия с приварной переходной частью из коррозионностойкой стали.
3.4. При разработке технологического процесса сварки разнородных сталей необходимо учитывать:
а) технологические особенности (свариваемость) сталей, специальные требования (к подогреву, термообработке и т.п.), которые принимаются для разнородного соединения по действующей нормативно-технической документации на сварку обеих сталей, составляющих разнородное соединение;
б) возможность образования дефектов, особенно холодных и горячих трещин, специфических для каждой из свариваемых сталей;
в) возможность развития структурной неоднородности;
г) необходимость и достаточность обеспечения механических свойств соединения и коррозионной стойкости в соединениях сталей равной (примерно равной) толщины не ниже, чем у стали, обеспечивающей меньшими показателями указанные свойства.
3.5. Максимальная температура эксплуатации разнородных сварных соединений не должна быть выше, чем меньшая из допускаемых для обеих сталей, но не выше 550 0 С, предельная минимальная температура не должна быть ниже, чем большая из допустимых для каждой стали, но не ниже – 40 0 С. Рекомендуется при проектировании расчет изделий на прочность производить с учетом наличия разнородных соединений.
3.6. При определении конструктивных элементов подготовки кромок следует руководствоваться ГОСТ 5264-69, ГОСТ 8713-70, СП 1513-72, а также настоящей или другой нормативно-технической документацией, обеспечивающей служебные свойства сварных соединений, требуемые для данной конструкции.
3.7. Подготовка кромок под сварку выполняется механической обработкой, плазменной, воздушно-дуговой или кислородно-флюсовой резкой.
На деталях из легированных и высоколегированных сталей после плазменной, воздушно-дуговой или кислородно-флюсовой резки необходимо оставлять припуск на механическую обработку не менее 1 мм, а на деталях из теплоустойчивых хромомолибденовых сталей типа 12ХМ – не менее 4-5 мм.
3.8. Перед сборкой кромки и прилегающие к ним поверхности должны быть зачищены до металлического блеска с двух сторон на ширину не менее 20 мм и обезжирены ацетоном, уайт-спиритом и другими растворителями с применением протирочных материалов из хлопчатобумажной ткани.
3.9. Фиксацию деталей при сборке конструкций производить прихватками, электродами соответствующих марок (см. табл.2), предназначенными для сварки данных сочетаний сталей.
3.10. Размеры прихваток и расстояния между ними устанавливаются технологическим процессом или другой нормативно-технической документацией завода-изготовителя.
3.11. Прихватки рекомендуется располагать со стороны, противоположной выполнению первого прохода. Постановка прихваток на пересечении швов не допускается.
3.12. Прихватки перед сваркой должны быть тщательно зачищены, имеющиеся недопустимые дефекты (трещины, газовые поры и др.) должны быть исправлены.
3.13. Сварку деталей и узлов разрешается производить только после приемки качества сборки отделом технического контроля.
3.14. Сварка должна производиться согласно технологическим процессам, разработанным на основании чертежей и настоящего РТМ.
3.15. При выполнении сварочных работ на открытых площадках должны быть приняты меры защиты места сварки от воздействия атмосферных осадков и ветра.
3.16. Минимально допустимая температура окружающего воздуха и подогрева устанавливается с учетом свариваемости менее технологичной стали, входящей в данное сварное соединение.
3.17. Температура подогрева контролируется приварными термопарами (термощупами), термокарандашами и термокрасками.
Замеры температуры производятся в пределах зоны равномерного нагрева на расстоянии не менее 100 мм от свариваемых кромок (по обе стороны) в точках, указанных в технологическом процессе.
4. СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
4.1. Для выполнения сварочных работ может применяться оборудование любого типа, обеспечивающее заданные настоящим РТМ режимы сварки и надежность работы.
4.2. Для автоматической сварки применяются сварочные автоматы типа ТС-17МУ, ТС-32, ТС-35 и другие серийно выпускаемые промышленностью.
4.3. В качестве источников питания применяются выпрямители и преобразователи постоянного тока, параметры которых позволяют обеспечить режимы сварки.
4.4. Установки и аппараты для автоматической сварки должны быть снабжены исправными контрольно-измерительными приборами для измерения силы сварочного тока и напряжения.
4.5. Посты ручной сварки следует оборудовать амперметрами или другими устройствами (приборами), обеспечивающими надежный контроль величины сварочного тока.
4.6. Колебания напряжения питающей сети, к которой подключено сварочное оборудование, допускаются в пределах ±5% от номинального значения.
4.7. Электродержатели для ручной сварки должны удовлетворять требованиям ГОСТ 14651-69.
4.8. Электросварщик должен быть снабжен комплектом вспомогательного инструмента, в который входят: молоток с заостренным концом, стальная щетка, набор шаблонов для промера размеров швов, личное клеймо для клеймения швов, слесарный молоток и зубило.
4.9. Электросварщики при выполнении автоматической сварки под флюсом также должны быть снабжены комплектом вспомогательного инструмента, в который входят: набор гаечных ключей, отвертка, напильник, плоскогубцы, молоток, зубило, стальная щетка, личное клеймо для клеймения швов и т.д.
5. СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
5.1. При выборе сварочных материалов для сварки разнородных сталей необходимо учитывать вероятность развития в сварных соединениях структурной, химической и механической неоднородности, которая может снизить работоспособность изделия. Выбор сварочных материалов следует производить по табл.2 и 3 с учетом требований и рекомендаций настоящего раздела.
5.2. При сварке между собой сталей одного структурного класса разных марок следует применять один из сварочных материалов, рекомендуемых действующей нормативно-технической документацией для сварки каждой из этих марок сталей.
5.3. При сварке разнородных малоуглеродистых и низколегированных сталей перлитного класса (разных марок) следует отдавать предпочтение более технологичным сварочным материалам, которыми, как правило, являются менее легированные, обеспечивающие более низкий предел прочности и более высокую пластичность.
Например, если для сварки стали ВСт3сп рекомендуются электроды типа Э42А, а для стали 09Г2С-Э50А, то для сварки этих сталей между собой следует предпочитать электроды Э42А.
5.4. Режимы предварительного и сопутствующего подогрева при сварке, режимы сварки, а также термической обработки должны применяться с учетом свариваемости менее технологичной стали, входящей в данное соединение, и выполняться в соответствии с РТМ 26-44-71 [24].
а) при сварке стали ВСт3сп со сталью 12ХМ особые условия сварки (режим подогрева, термообработка и т.п.) должны быть приняты по рекомендациям для стали 12ХМ. При этом сварочные материалы принимаются, как указано в п.5.2, 5.3;
б) при сварке стали 12Х18Н10Т со сталью 03Х21Н21М4ГБ (ЗИ-35) должны быть приняты режимы и приемы сварки, рекомендуемые для стали 03Х21Н21М4ГБ, склонной к горячим трещинам.
5.5. При сварке разнородных высоколегированных коррозионностойких сталей аустенитно-ферритного и ферритного классов следует предпочитать менее легированные сварочные материалы (п.5.2), но обеспечивающие аустенитную структуру металла шва с некоторым количеством ферритной фазы. Исключение могут составлять случаи сварки сталей разной толщины (п.5.5).
14. Особенности сварки труб из мартенситных и мартенситно-ферритных хромистых сталей
14.1. Требования раздела 14 распространяются на сварку стыков пароперегревательных и других труб малого диаметра (менее 100 мм) при толщине стенки до 10 мм из мартенситной стали 10Х9МФБ (ДИ 82-Ш) и мартенситно-ферритной стали 12Х11В2МФ ручным дуговым, ручным аргонодуговым и комбинированным способами.
Для стыков труб с толщиной стенки до 5 мм предпочтительна ручная аргонодуговая сварка, при большей толщине стенки - комбинированная.
14.2. Оборудование поста для ручной аргонодуговой сварки должно отвечать требованиям, приведенным в п.8.1.2.
14.3. Прихватка и сварка стыков труб должна выполняться с использованием сварочных материалов, приведенных в табл.4.1 (электроды для ручной дуговой сварки) и табл.4.4 (сварочная проволока для ручной аргонодуговой сварки). Для ручной дуговой сварки следует применять электроды диаметром не более 3 мм, для ручной аргонодуговой сварки - проволоку диаметром 1,6-2 мм.
14.5. При сборке и прихватке стыков труб необходимо руководствоваться требованиями подразделов 6.2 и 6.3.
14.6. Прихватка и сварка ручным дуговым способом стыков труб из стали 12X11В2МФ с использованием аустенитных электродов и проволоки должна выполняться без подогрева, аргонодуговым способом с использованием высоколегированной проволоки марок Св-10X11НВМФ и Св-12X11НМФ - с подогревом стыка до температуры 300-350°С.
Прихватка и сварка ручным дуговым и аргонодуговым способами стыков труб из стали 10Х9МФБ с использованием электродов и проволоки марок, приведенных в табл.4.1 и 4.4, должны выполняться без подогрева.
Прихватку и сварку корневого слоя ручным аргонодуговым способом следует выполнять с применением присадочной проволоки.
14.7. Последовательность наложения слоев и валиков и их расположение в сечении шва должны быть такими же, как при сварке труб аналогичных размеров из углеродистой и низколегированной стали (см. подразделы 7.2 и 8.1).
14.8. Стыки труб из стали 10Х9МФБ (ДИ 82-Ш) подвергаются отпуску при температуре 750°С в течение 0,5 ч.
15. Особенности сварки трубных элементов из разнородных сталей
15.1. Требования раздела 15 распространяются на ручную дуговую и аргонодуговую сварку элементов из сталей одного структурного класса, но разного легирования и из сталей разных структурных классов (перлитного с мартенситным и мартенситно-ферритным, перлитного с аустенитным, мартенситного и мартенситно-ферритного с аустенитным), при этом сварные соединения сталей разных структурных классов рассматриваются применительно к трубам поверхностей нагрева и трубопроводам диаметром не более 100 мм и толщиной стенки не более 10 мм, которые встречаются в монтажной и ремонтной практике.
15.2. Конструкцию сварного соединения следует выбирать по табл.6.2 в зависимости от способа сварки, диаметра и толщины стенки свариваемых труб.
При сварке аустенитной стали с перлитной, мартенситной и мартенситно-ферритной соединяемые встык элементы должны иметь одинаковую толщину. Если соединяются элементы разной толщины, то должна быть произведена обработка более толстого элемента в соответствии с рекомендациями пп.6.1.6 или 6.1.7.
15.3. Если стык элементов из сталей разного структурного класса сваривается на остающемся подкладном кольце, то кольцо следует изготовлять из менее легированной свариваемой стали или из стали того же структурного класса, к которому относится металл корня шва. Подкладное кольцо для соединений элементов из сталей перлитного класса должно изготавливаться в соответствии с требованиями п.6.2.10.
15.5. Сварка сталей разных структурных классов с использованием аустенитного присадочного материала выполняется без предварительного подогрева стыка с минимальным тепловложением в соответствии с рекомендациями раздела 13.
Сварка разнородных сталей перлитного класса выполняется с подогревом, если таковой требуется, согласно данным табл.6.3 для более легированной из свариваемых сталей.
Сварка должна выполняться с соблюдением технологических требований, изложенных в соответствующих разделах РД.
15.6. Сварные соединения сталей разных структурных классов, на которые распространяется настоящий раздел (толщиной не более 10 мм), термической обработке не подвергаются (кроме стыков группы 21 по табл.15.1). Сварные соединения сталей одного структурного класса, но разного легирования, а также соединения группы 21 подвергаются термообработке в соответствии с требованиями табл.17.1.
Присадочный материал для сварки элементов котлов и трубопроводов из разнородных сталей
* Проволоку марок Св-08МХ, Св-08ХМ и Св-08ХМФА допускается применять для аргонодуговой сварки только при содержании кремния в проволоке не менее 0,22%.
Примечание. Разнородные соединения из стали 10Х13Г12БС2Н2Д2 (ДИ 59) со сталями 12Х1МФ и 12Х18Н12Т выполняются комбинированной сваркой (корень - ручная аргонодуговая, остальное сечение - дуговая сварка покрытыми электродами).
16. Сварка газоплотных панелей котлов
16.1. Общие положения
16.1.1. Требования раздела 16 распространяются на сборку и сварку на сборочной площадке и на месте монтажа поверхностей нагрева котлов из плавниковых труб, изготовленных из хромомолибденованадиевой стали (12X1МФ), хромомолибденовых (15ХМ, 12Х2М1, 12МХ) и углеродистых (20, 10) сталей, а также из гладких труб с приваренными полосами (плавниками).
Рассматривается технология сварки стыков труб (кольцевых швов) и продольных швов (по плавникам) при укрупнительной сборке заводских блоков газоплотных панелей и их монтаже, приварке уплотнительных вставок и гребенок узла уплотнения разъемов поверхности нагрева газоплотных котлов.
16.1.2. В процессе сварочных работ при монтаже котлов с газоплотными панелями необходимо обратить особое внимание на качество подготовки и сборки стыков труб и продольных швов плавников, вварки уплотнительных вставок и узлов уплотнения разъемов. Нельзя допускать натяга панелей плавниковых труб, а также большого зазора при сборке во избежание необходимости наложения швов чрезмерно больших сечений.
Качество сборки и сварки плавниковых труб на укрупнительной площадке и в процессе монтажа котла должен проверять мастер по сварке.
16.1.3. К выполнению кольцевых и продольных швов газоплотных панелей могут быть допущены сварщики, которые прошли специальную подготовку по сварке плавниковых труб.
16.1.4. Сварку продольных швов по плавникам, вварку уплотнительных вставок и гребенок из хромомолибденованадиевых и хромомолибденовых сталей (12X1 МФ, 12Х2М1 и др.) следует производить с предварительным подогревом мест сварки до 150-200°С газопламенными горелками на ширину не менее 50 мм по обе стороны от места наложения шва, при этом должны быть соблюдены требования п.6.5.9.
16.2. Сварка стыков труб
16.2.1. Стыки труб газоплотных панелей можно сваривать ручной дуговой, ручной аргонодуговой и комбинированной сваркой. Конструкция стыка должна соответствовать типу Тр-2 (см. табл.6.2). При подготовке, сборке и сварке стыков должны соблюдаться требования, изложенные в соответствующих разделах настоящего РД. Электроды и сварочную проволоку необходимо выбирать с учетом марки свариваемых труб в соответствии с рекомендациями раздела 4 (см. табл.4.1 и 4.4).
16.2.2. Концы труб в газоплотных панелях нужно обрабатывать механическим способом. Зазор "а" (рис.16.1) в стыках труб должен быть 0,5-2 мм. При заклинивании труб или образовании зазора в стыках меньше указанного панели следует отодвинуть, оттянуть из ряда мешающие трубы и обточить торцы собираемых труб до образования зазора требуемого размера. Для уменьшения опасности заклинивания труб может быть применена ступенчатая подготовка торцов труб одной из стыкуемых панелей (рис.16.1). При таком способе обработки и сборки панелей в первую очередь собирают и сваривают стыки труб на участке 1, отторцованные с нулевым допуском на зазор "а", затем - стыки труб на участке 2, отторцованные с допуском 1,25 мм, и в последнюю очередь - на участке 3, где допуск составляет 1,5 мм.
16.2.3. В процессе укрупнения панелей собирают и сваривают стыки плавниковых труб вначале с меньшим зазором, затем с большим. Если в собранной панели стыки с одинаковыми зазорами располагаются рядом (группой), то их следует собирать и сваривать от середины этой группы через два-три стыка. После заварки трех-четырех стыков этой группы необходимо наложить корневые слои шва на трех-четырех стыках противоположного участка панели, чтобы обеспечить наименьшую деформацию блока и сохранить зазоры во всех остальных стыках.
Читайте также: