Способы подогрева стыков трубопроводов при прихватке и сварке
6.26. Собранные стыки труб и других элементов необходимо прихватить в нескольких местах. Прихваточные швы должны быть равномерно расположены по периметру стыка, их количество зависит от диаметра трубы (табл. 8). Не рекомендуется накладывать прихватки на потолочный участок стыка.
Высоту прихватки определяют в зависимости от толщины трубы и способа сварки; она должна быть равна:
(0,6-0,7)S, но не менее 3 мм, при выполнении прихваток ручной электродуговой сваркой или механизированной в углекислом газе и толщине до 19 мм и 5-6 мм при толщине стенки более 10 мм.
2-3 мм – при ручной аргонодуговой сварке и толщине стенки до 10 мм и 3-4 мм при толщине стенки более 10 мм.
| Диаметр трубы, мм | До 100 | Свыше 100 до 426 | Свыше 426 |
| Число прихваток по периметру | 1-2 | 3-4 | Через каждые 300- 400 мм |
| Длина одной прихватки, мм | 10-20 | 20-40 | 30-50 |
6.27. При наложении основного шва прихватки должны быть полностью переварены. Применяемые для прихваток электроды или сварочная проволока должны быть тех же марок, что и для сварки основного шва.
6.28. К качеству прихваток предъявляются такие же требования, как и к основному сварочному шву. Прихватки, имеющие недопустимые дефекты, обнаруженные внешним осмотром, следует удалить механическим способом.
6.29. Собранные и прихваченные сварные соединения должны быть приняты руководителем сварочных работ. Убедившись в правильности сборки и прихватки, он дает разрешение на сварку.
Подогрев стыков
6.30. Температура подогрева стыков перед прихваткой при температуре окружающего воздуха 0 ºС и выше приведена в табл. 9, а при температуре ниже 0 ºС – в п.7.8.
| Марка стали свариваемых деталей | Номинальная толщина свариваемых деталей, мм | Температура, ºС подогрева перед | |
| прихваткой и приваркой кольца | сваркой | ||
| Ст2сп2, Ст3сп2, Ст3сп3, Ст3сп4, Ст3пс5, 08, 10, 20 | До 100 вкл. | - | - |
| 15ГС, 16ГС, 17ГС, 17Г1С, 17Г1СУ | До 30 вкл. | - | - |
| 12МХ, 15ХМ | До 10 вкл. Св. 10 до 30 | - 100-150 | - 150-200 |
| 12Х1МФ* | До 10 вкл. Св. 10 до 30 вкл. | - 150-200 | - 200-250 |
* Для стыков труб диаметром 42-89 мм с толщиной стенки 11-14 мм температура подогрева должна быть 100-150 ºС.
6.31. Подогревать стык можно индукторами (током промышленной или повышенной частоты), радиационными нагревателями сопротивления, газовыми горелками, обеспечивая нагрев стыка по всему периметру. В стыках труб из низколегированной стали при толщине стенки до 30 мм ширина зоны подогрева должна быть не менее 100 мм. Подогрев должен быть организован так, чтобы сразу после окончания сварки можно было, при необходимости, произвести термообработку.
Технология сварки
Общие требования
7.1. Сварку стыков следует начинать сразу после прихватки. Время между окончанием выполнения прихваток и началом сварки стыков труб из низколегированных сталей не должно превышать 4 ч.
Непосредственно перед сваркой необходимо проверить состояние поверхности стыка и в случае необходимости зачистить его в соответствии с п.6.17.
7.2. Сварку стыков из низколегированных сталей следует выполнять без перерывов в работе до полной заварки всего стыка. При вынужденных перерывах в работе допускается прекращение сварки при заполнении разделки до 70-80% толщины стенки трубы.
7.3. Во всех случаях многослойной сварки шов разбивают на участки с таким расчетом, чтобы стыки участков ("замки") в соседних слоях не совпадали, а были смещены один относительно другого, и каждый последующий участок перекрывал предыдущий. Величина смещения замков и перекрытия "а" должна быть (рис. 9) при ручной аргонодуговой и электродуговой сварке 12-18 мм.
Рис. 9.Схема наложения замков шва
7.4. Ручную дуговую сварку выполняют наиболее короткой дугой. В процессе работы следует как можно реже обрывать дугу, чтобы не оставлять незаплавленных кратеров. Перед гашением дуги сварщик должен заплавить кратер путем постепенного отвода электрода и вывода дуги назад на 15-20 мм, на только что наложенный шов, последующее зажигание дуги производят на металле шва, на расстоянии 20-25 мм от его конца.
7.5. В процессе работы следует обращать особое внимание на обеспечение полного провара корня шва. После наплавки каждого валика необходимо полностью удалить шлак, дав ему остыть. При наличии на поверхности шва дефектов (трещин, подрезов, пористости и т.п.) дефектное место следует зачистить механическим способом до чистого металла и заварить вновь.
7.6. Сварные швы стыков должны иметь выпуклость (усиление) в указанных пределах (см. табл. 10).
| Толщина стенки трубы, мм | Выпуклость, мм |
| Менее 10 | 0,5-2,0 |
| 10-20 | 0,5-3,0 |
| Свыше 20 | 0,5-4,0 |
7.7. Во время сварки элементов из подкаливающихся сталей 15ХМ, 12Х1МФ и литья аналогичного состава следует заглушить концы труб или закрывать задвижки на трубопроводе.
7.8. Сваривать и прихватывать стыки труб котлов из углеродистых, низколегированных конструкционных и теплоустойчивых сталей в зимних условиях при температуре окружающего воздуха ниже 0 ºС необходимо с соблюдением следующих требований:
а) минимальная температура окружающего воздуха – минус 20 ºС;
б) для стыков труб, свариваемых при положительных температурах с подогревом и подлежащих последующей термообработке, при отрицательных температурах обязательным является выполнение термообработки и непосредственно после сварки; перерыв между сваркой и термообработкой допускается при условии поддержания в это время температуры сопутствующего подогрева;
г) для стыков, свариваемых с подогревом, температура подогрева при сварке в зимних условиях должна быть на 50 ºС выше, чем при положительной температуре окружающего воздуха, указанной в табл. 9;
д) во время всех термических операций (прихватки, сварки, термообработки и т.п.) стыки труб до полного остывания должны быть защищены от осадков, ветра, сквозняков;
е) стыки трубопроводов и труб поверхностей нагрева из теплоустойчивых сталей, свариваемых при положительных температурах без подогрева и последующей термообработки, при отрицательных температурах подлежат просушке газовым пламенем для удаления влаги, инея с доведением температуры металла в месте сварки до положительной и последующем укрытием сварных соединений теплоизоляционным материалом.
7.9. Если процессу сварки стыка мешает магнитное поле, возникшее намагничивание трубы (так называемое "магнитное дутье"), оно устраняется следующим образом. На стык наматывают провод-индуктор (шесть-восемь витков) и пропускают по нему в течение 2-3 мин. постоянный ток силой 200-300 А. Если после этого магнитное поле останется, следует пропустить ток в обратном направлении, т. е. подсоединить сварочные провода к противоположным выводам индуктора.
7.10. Стыки труб диаметром более 100 мм с толщиной стенки более 6 мм после сварки и зачистки сварщик должен маркировать присвоенным ему клеймом. Его ставят на самом сварном шве вблизи "замка" (на площадке размером около 20 х 20 мм, зачищенной абразивным камнем или напильником, или на трубе на расстоянии 30-40 мм от шва. Если в процессе механической обработки поверхности необходимо снять клейма, то они должны быть восстановлены на том же месте.
Маркировку каждого сварного соединения допускается не производить, если все сварные соединения котла выполнены одним сварщиком. В этом случае клеймо сварщика следует ставить около фирменной таблички или на другом открытом участке изделия и место клеймения заключить в хорошо видимую рамку, выполненную несмываемой краской. Место клеймения должно быть указанно в паспорте изделия. Если сварное соединение выполнялось несколькими сварщиками, то на нем должны быть поставлены клейма всех сварщиков.
На стыках труб из углеродистых сталей с рабочим давлением до 2,2 МПа (22 кгс/см 2 ) клеймо можно направлять электросваркой.
Современные методы подогрева для сварки трубопроводов
Подогрев при сварке трубопроводов является технологической операцией, направленной на улучшение тепловых условий свариваемого соединения с целью повышения качества сварки. Различают подогрев для сварки предварительный (до начала сварки), сопутствующий, который проводится при перерыве в процессе сварки, межслойный (при многослойной сварке подогрев проводят после сварки какого-либо слоя шва при его остывании ниже нормативной температуры).
П.М. Корольков, ООО "Нагрев" (Москва)
На нашем сайте вы можете выбрать и заказать оборудование для сварки трубопроводов по выгодным ценам. Поставки оборудования возможны во все регионы России. Получить консультацию по ассортименту и оформить заказ можно по телефону (8452) 66-22-78.
Подогрев при сварке трубопроводов является технологической операцией, направленной на улучшение тепловых условий свариваемого соединения с целью повышения качества сварки. Различают подогрев для сварки предварительный (до начала сварки), сопутствующий, который проводится при перерыве в процессе сварки, межслойный (при многослойной сварке подогрев проводят после сварки какого-либо слоя шва при его остывании ниже нормативной температуры). В отдельных случаях (при сварке толстостенных конструкций, при отрицательной температуре окружающего воздуха) подогрев проводят в течение всего процесса сварки, который может длиться десятки часов.
В задачу подогрева для сварки входит:
- осушка свариваемого соединения;
- облегчение процесса получения равномерного нагрева свариваемого соединения;
- создание в свариваемом соединении запаса теплоты для предупреждения его быстрого охлаждения в процессе сварки, что особенно важно при сварке закаливающихся теплоустойчивых сталей и всех видов углеродистых марок сталей;
- снижение уровня напряжений, получаемых при сварке;
- улучшение пластических свойств выполняемого сварного соединения.
Необходимость проведения подогрева для сварки определяют научно-исследовательские организации в результате проведения опытных работ и указывают в нормативно-технических документах (НТД): отраслевых стандартах (ОС), основных положениях (ОП), руководящих документах (РД) и др.
Температура подогрева для сварки обычно невелика: для теплоустойчивых сталей типа 12Х1МФ, 15Х1М1Ф и др. не выше 300–350°С, для конструкционных углеродистых и низколегированных кремнемарганцевых сталей марок 20, 09Г2С, 15ГС и др. — не более 100–150°С.
Эти НТД устанавливают только основные требования к выполнению подогрева, главным из которых является обеспечение равномерности нагрева по окружности свариваемого соединения и по длине труб (обычно не менее 75 мм от кромки свариваемого соединения).
Как правило, сварные соединения труб имеют простую форму и чаще всего представляют собой так называемые «прямые стыки» (соединение «встык» трубы с трубой), подогрев которых для сварки труб не должен представлять больших трудностей. Для подогрева свариваемых труб с небольшой толщиной стенки (менее 18 мм) обычно применяют газопламенный нагрев от кольцевых пропановых горелок. Однако этот метод не обеспечивает необходимую равномерность нагрева, загрязняет свариваемые кромки труб, при сварке ответственных сварных соединений его применяют редко.
Обычно подогрев для сварки выполняют теми же средствами (электронагревателями), которые применяют для последующей местной термообработки, если ее проведение предполагается по нормативным требованиям. Таким образом, выполнение подогрева для сварки, как правило, не вызывает больших трудностей и не требует специального и дорогостоящего, сложного оборудования.
На тепловых электростанциях (ТЭС) при подогреве для сварки обычно используют индукторы токов промышленной 50 Гц или средней частоты 2500 Гц, а также электронагреватели КЭН, на атомных электростанциях (АЭС) чаще всего индукторы токов средней частоты 2500 Гц, на общепромышленных предприятиях (нефтехимии и нефтепереработки, химии, технологических трубопроводах и др.) — электронагреватели сопротивления типа гибких матов или электронагреватели КЭН [1–4].
На строительстве газопроводов в системе ОАО «Газпром» и в отдельных случаях при строительстве нефтепроводов сложилась совершенно иная ситуация в решении вопросов подогрева для сварки.
Подход к работам по подогреву для сварки в развитых зарубежных странах и в России неодинаков: за рубежом подогрев для сварки является первой термической операцией и входят в состав НТД по термообработке [5, 6], в России — входит в состав НТД по сварке. По мнению автора, постановка вопроса за рубежом является правильной, так как в большинстве случаев подогрев выполняют рабочие, имеющие квалификацию операторов-термистов на передвижных термических установках. Это позволяет выполнять подогрев для сварки более качественно.
В зарубежных НТД [5, 6] к подогреву для сварки предъявляют следующие требования (в различных НТД эти требования различны):
- оговаривают марки сталей и толщину стенок труб, подвергаемых подогреву;
- определяют температуру подогрева в зависимости от толщины стенки труб и температуры окружающей атмосферы;
- предписывают ширину зоны подогрева до требуемой температуры (не менее 75 мм от свариваемых кромок).
В то же время отсутствуют какие-либо ограничения в использовании методов нагрева для сварки, а также их зависимость от применяемых способов сварки (РДС — ручная дуговая покрытыми металлическими электродами, автоматическая и др.).
При рассмотрении отечественных НТД [2–4] следует отметить:
- ограничение использования газопламенного нагрева;
- настоятельные рекомендации по использованию при подогреве тех же методов нагрева, что и для последующей термообработки, если она предписана НТД;
- зависимость выполнения подогрева и его температуры от толщины стенок труб, температуры окружающей среды, марки стали.
Во всех рассматриваемых случаях применяемый способ сварки на выбор метода нагрева не влияет.
При строительстве газопроводов и нефтепроводов примерно до 1995 г. для сварки использовали газопламенный нагрев от кольцевых пропановых горелок. После начала активных строительных работ на Сахалине некоторые иностранные фирмы при строительстве нефтегазопроводов «Сахалин-I» и «Сахалин-II» применяли технически сложное и дорогостоящее оборудование и технологии строительства. Так, для сварки труб диаметром 219–925 мм с толщиной стенки 8–12 мм из низколегированной стали Х65 применяли автоматическую сварку СRС. Одной из основных технологических операций при ее осуществлении являлся подогрев до 100°С, который на каждом свариваемом соединении выполняли несколько раз. Для подогрева использовали дорогостоящие специализированные индукционные установки токов средней частоты (до 10 кГц) стоимостью несколько миллионов рублей.
На Сахалине применение сложного и дорогостоящего оборудования для подогрева при сварке ограничилось автоматической сваркой труб по методу СRС. Фирма «Сахалин Энерджи» при строительстве одного из участков магистрального газопровода «Сахалин-II» категорически отказалась от применения этого оборудования при подогреве для РДС стыков труб диаметром 425–920 мм с толщиной стенки 36–53,5 мм. Строительство этого газопровода не входило в систему «разделения продукции», поэтому использование дорогостоящего оборудования иностранной фирме было невыгодно. Фирма «Сахалин Энерджи» потребовала применения для подогрева электронагревателей комбинированного действия КЭН-4-3 производства ООО «Нагрев» (Россия) [7]. Процесс ручной сварки стыков труб длителен, иногда идет несколько смен (для сварных стыков труб размером 920×53,5 мм до 5–7 смен по 12 ч двумя сварщиками) и требует постоянного подогрева, что практически невозможно выполнить установками для индукционного нагрева.
ОАО «Газпром» пригласил специалистов отдела сварки ВНИИСТ для разработки инструкции по сварке магистральных газопроводов с рабочим давлением до 9,8 МПа, к которым относится Северо-Европейский газопровод (СЕГ) [8]. По данному проекту предусматривалось применение сварки по методу СRC c малым количеством стыков, свариваемых РДС. Помимо СRC, инструкция предусматривала возможность применения и других способов автоматической сварки. По опыту работ на Сахалине отдел сварки ВНИИСТ включил в инструкцию обязательное применение дорогостоящих, в основном иностранного производства, индукционных установок при подогреве труб газопроводов с толщиной стенки более 22 мм, мотивируя это широким применением сварки по методу СRC. Однако в связи с задержкой утверждения в ОАО «Газпром» инструкции [8] ОАО «Сварочно-монтажный трест» в течение 6 мес 2007 г. для подогрева при автоматической сварке труб размером 1420×27 мм Северо-Европейского газопровода использовал газопламенный подогрев от кольцевых пропановых горелок и обеспечил высокое качество сварки.
Особенно сложным стал вопрос о подогреве для сварки при разработке отделом сварки ВНИИСТ и лабораторией сварки и контроля ООО «ВНИИГАЗ» инструкции по сварке труб магистрального газопровода Бованенково-Ухта из стали К65 (Х80) с диаметром труб 1420 мм и толщиной стенки до 33,4 мм, предназначенных для работы под давлением до 11,8 МПа [10]. В этой инструкции разрешен исключительно индукционный метод нагрева независимо от способа сварки. Дело в том, что при сооружении этого газопровода значительное количество стыков подлежало РДС в связи с особенностями условий строительства. Можно согласиться с тем, что при автоматической сварке по методу СRC применение индукционного нагрева рационально, но для РДС использование этого метода вызывает большие трудности, значительное увеличение стоимости и трудоемкости работ.
Технология сварки по методу СRС резко отличается от технологии РДС. Сварка по методу СRC состоит из трех отдельных циклов, каждый из которых требует проведения подогрева для сварки. Индукционные установки, приведенные в табл. 1, комплектуют главным образом гибкими индукторами типа «полотенец», которые при подогреве устанавливают прямо на свариваемые кромки и затем снимают для проведения сварки. Выполнение этих операций в различных местах требует применения нескольких установок для подогрева, увеличивает трудозатраты и стоимость работ, но позволяет повысить производительность сварки.
При РДС сварка длится значительное время (сварка стыка размером 1420×33,4 мм двумя сварщиками одновременно может длиться до 15 ч) и все это время необходимо поддерживать температуру стыка в пределах 150–180°С. Это связано с необходимостью проведения сопутствующего подогрева, что при использовании индукционного метода приведет к частым перерывам в процессе сварки для установки гибких индукторов в виде «полотенец» прямо на свариваемые кромки, подогрева и снятия индукторов.
При использовании электронагревателей КЭН для подогрева при сварке их устанавливают на свариваемые трубы на расстоянии примерно 100 мм от свариваемых кромок и оставляют в таком положении на все время сварки, как это делали при сварке на магистральном газопроводе «Сахалин-II» (рис. 1) [7]. Этими электронагревателями можно подогревать периодически по мере необходимости или в течение всего процесса сварки, как это делали на Сахалине в течение 5–7 рабочих смен по 12 ч. Такой длительный подогрев особенно необходим в зимнее время.
Схема поста для подогрева электронагревателями типа КЭН показана на рис. 2. В качестве источника питания могут быть использованы сварочные преобразователи, применяемые для сварки. Тип электронагревателя КЭН выбирают в соответствии с данными табл. 2. Контроль температуры рекомендуется проводить контактными цифровыми термометрами (контактными термопарами) типа ТК-5-03 и др. При необходимости контроля температуры термопарами можно изготовить небольшой пульт с автоматическим регистрирующим потенциометром на шесть точек измерения с использованием термопар, привариваемых контактным устройством или закрепляемых на трубе с помощью специальных бобышек.
Разработчики сварки по методу СRС мотивируют применение индукционного подогрева токами средней частоты обеспечением равномерности нагрева по окружности и толщине стенки свариваемого соединения, что не соответствует действительности.
При индукционном методе подогрев для сварки каждого свариваемого соединения проводят в двух-трех разных местах, вследствие чего для подогрева каждого стыка необходимо использовать не менее двух индукционных установок при минимальной стоимости каждой установки 3 млн. руб. (см. табл. 1). Использование такого оборудования для подогрева при РДС не только усложняет технологию сварки, но и резко увеличивает стоимость работ. Так, стоимость средств подогрева с использованием КЭН составляет 0,1 млн. руб. (стоимость одной индукционной установки 3 млн. руб.).
Таблица 2. Технические данные установки КЭН-4-3 для подогрева труб для сварки
| Диаметр тру, мм | Количество используемых КЭН-4-3 | Расстояние, мм (см. рис. 2) | |
|---|---|---|---|
| А | В | ||
| 1420 | 2 | 150 | 100 |
| 1220 | 145 | ||
| 1020 | 140 | ||
| 925 | 135 | ||
| 825 | 130 | ||
| 720 | 128 | ||
| 625 | 125 | ||
| 525 | 1 | 120 | |
| 426 | 115 | ||
| 325 | 110 | ||
- расширения границ применения при подогреве для РДС электронагревателей типа КЭН и различных видов электронагревателей сопротивления при условии соблюдения всех технологических требований;
- исключить из НТД завышенные требования к контролю температуры подогрева, которые технически необоснованны (например, запись температуры подогрева на диаграмме автоматического регистрирующего потенциометра по показаниям нескольких термопар, установленных на свариваемом соединении).
При составлении новых НТД по сварке следует использовать передовой опыт проведения работ по подогреву в других отраслях промышленности, в первую очередь при проведении монтажных работ на тепловых и атомных электростанциях, шире использовать отечественные средства подогрева для сварки, привлекать для разработки нормативов высококвалифицированных специалистов из других отраслей промышленности.
Необходимо также при проведении обучения для повышения квалификации специалистов по сварке особое внимание уделить вопросу рационального выполнения работ по подогреву для сварки.
Список литературы
Источник: Информационно-технический журнал "Сварщик в России", 5 (69) 2009
Способы подогрева стыков трубопроводов при прихватке и сварке
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
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:
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;
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;
6.3. Выполнение прихваток
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 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 подраздела 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.
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°С. Замер температуры подогрева следует производить в пределах зоны нагрева, ширина которой определяется п.6.4.2.
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.
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.
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.
Температура предварительного подогрева при сварке корневого слоя шва электродами с основным видом покрытия
2.2.19. Температуру предварительного подогрева перед сваркой труб из различных марок сталей или разностенных труб, каждая из которых должна быть подогрета на различную температуру, устанавливают по ее максимальному значению.
2.2.20. Параметры предварительного подогрева при полуавтоматической сварке в углекислом газе определяют по табл. 7, регламентирующей подогрев при сварке корневого шва электродами с основным видом покрытия.
2.2.21. Температуру подогрева свариваемых кромок нужно контролировать контактными термометрами (например, ТП-1, ТП-2 или термокарандашами).
Замерять температуру следует на расстоянии 10 - 15 мм от торца трубы; место замера необходимо предварительно зачистить металлической щеткой.
2.2.22. Если при замере температуры непосредственно перед сваркой будет обнаружено, что температура стыка оказалась ниже установленной в табл. 6 и 7, то необходим повторный нагрев.
2.3. Сварочные материалы
2.3.1. Дня сварки кольцевых стыков магистральных и промысловых трубопроводов разрешено применять следующие виды сварочных материалов, предусмотренные проектом и прошедшие приемку и оценку качества перед их применением согласно требованиям приложения 4:
электроды с целлюлозным видом покрытия (Ц) для ручной дуговой сварки неповоротных стыков или с основным видом покрытия (Б) для ручной дуговой сварки поворотных и неповоротных стыков*(2);
самозащитную порошковую проволоку для автоматической и механизированной сварки неповоротных стыков труб с принудительным формированием шва;
2.3.2. Сварочные материалы должны соответствовать требованиям проекта, в котором могут быть предусмотрены следующие нормативные документы:
ГОСТ 9466-75 "Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация, размеры и общие технические требования";
2.3.3. Сварочные материалы (электроды и порошковую проволоку) следует хранить преимущественно в отапливаемых помещениях при температуре не ниже +15°С в условиях, предохраняющих от загрязнения, увлажнения, ржавления и механических повреждений.
2.3.4. Электроды и порошковую проволоку следует хранить в упаковке завода-изготовителя на стеллажах или в штабеле. Высота укладки упаковок не должна превышать 5 рядов.
2.3.5. Мотки (бухты, катушки) проволоки сплошного сечения необходимо хранить на складе в упаковке завода-изготовителя. Приемка мотков (бухт, шпуль, катушек) проволоки должна быть осуществлена только при наличии металлической бирки с указанием наименования товарного знака предприятия-изготовителя, условного обозначения проволоки, номера плавки и партии.
2.3.6. Флюсы необходимо хранить в бумажных мешках, уложенных в штабель, или в специальных закрытых емкостях (контейнерах, бункерах, ларях). В случае повреждения упаковки флюсы следует хранить только в контейнерах, бункерах, ларях.
2.3.7. Порошковая проволока должна быть уложена в герметизированную жестяную банку отдельными мотками массой 10 кг и не более 35 кг. Банки с проволокой должны храниться на стеллажах. К мотку должна быть привязана бирка, на которой указывают марку порошковой проволоки, номер партии, дату изготовления. Мотки должны быть упакованы в мешки из полиэтиленовой пленки. В каждый полиэтиленовый мешок должен быть уложен матерчатый мешок с прокаленным селикагелем в количестве 0,5% от массы проволоки.
2.3.8. Сварочные электроды, флюсы, порошковую проволоку непосредственно перед их выдачей в производство необходимо сушить (прокаливать) согласно режимам, приведенным в табл. 8.
Читайте также: