Сварка труб по asme

Обновлено: 24.01.2025

Свод правил ASME «Сосуды работающие под давлением и бойлеры» Часть IX «Стандарт на аттестацию технологии сварки металлов и пластмасс, пайки; сварщиков; пайщиков; операторов сварки металлов и пластмасс, пайки» / Свод правил AWS D1.1 «Сварка металлоконструкций – стали» / Стандарт API 1104 «Сварка трубопроводов и связанных с ними объектов»

ASME BPVC IX является частью свода правил ASME «Сосуды работающие под давлением и бойлеры», который содержит правила проектирования и изготовления сосудов работающих под давлением и бойлеров. Всего содержит 12 частей – от простейших бойлеров до оборудования для АЭС. Также на него ссылается свод ASME B31 «Трубопроводы работающие под давлением», Выпускается Американским обществом инженеров-механиков (ASME)

Свод правил AWS D1.1 «Сварка металлоконструкций – стали» выпускается Американским сварочным обществом (AWS) и содержит требования для изготовления и монтажа сварных металлических конструкций зданий и сооружений.

Стандарт API 1104 «Сварка трубопроводов и связанных с ними объектов» выпускается Американским институтом нефти (API) и предназначен для использования при сварке магистральных и промысловых трубопроводных систем.

Все три документа являются наиболее распространенными в мире в своей области распространения и очень часто являются стандартом при строительстве газонефтехимических (и не только) объектов по всему миру. Выпускающие и разрабатывающие эти документы организации – негосударственные профессиональные (ASME и AWS) или торговые (API) ассоциации. Технические группы разрабатывающие стандарты состоят из экспертов (членов ассоциаций) – представителей различных организаций и компаний-производителей и потребителей оборудования и материалов.

Основное отличие этих стандартов в части сварочного производства, например, от европейских – полное отсутствие сертификации – только аттестация, т.е. предприятие должно проводить аттестацию самостоятельно. Сертификация (например ASME U, AWS CWF, API Q1) осуществляется на уровне предприятия, где проверяется система управления качеством и ее внедрение, в рамках которой проверяется в том числе и аттестация технологий и сварщиков.

Аттестации между собой не взаимозаменяемы: сварщик аттестованный в соответствии с ASME IX должен аттестовываться отдельно, чтобы работать в соответствии с API 1104 или AWS D1.1. Также аттестация действительна только в той организации, в которой была выполнена: сварщик аттестованный в компании А не может варить абсолютно те же самые детали в компании Б, пока Б его не аттестует. На практике это порой приводит к тому, что сварщиков набирают по результатам аттестации – КСС прошел – взяли на работу, не прошел – не взяли.

Экзамены проводятся на предприятии, либо в учебных центрах, но с обязательным участием представителя организации – экзаменатора. После заварки образцов, экзаменатор проводит ВиК, оценивает результаты механических испытаний. При наличии требований, проводится УЗК или РГК. Если все испытания пройдены успешно, экзаменатор самостоятельно оформляет протокол, который, по сути, и является удостоверением.

Требования к образованию и профессиональной подготовке сварщиков.

Аттестация

При первичной аттестации сварщику необходимо, в присутствии экзаменатора/экзаменующего органа сварить контрольный образец. Теоретического экзамена нет. Размеры образца, условия сварки, способы контроля и испытаний и критерии оценки подробно описаны в каждом из стандартов. Сварка выполняется в соответствие с техкартой (WPS), аттестованной согласно соответствующему стандарту.

Обычно, если контрольное сварное соединение не отвечает предъявленным требованиям, сварщику предоставляется еще одна попытка без предварительной подготовки. В таком случае требуется выполнить два одинаковых образца оба из которых должны успешно пройти испытания (кроме API 1104).

Все стандарты предусматривают возможность одновременной аттестации технологии и сварщика: при этом размеры КСС должны быть достаточными, чтобы было возможно отобрать необходимое количество образцов. Т.е. если неаттестованный сварщик выполняет КСС в соответствии с предварительной (неаттестованной) картой сварки (pWPS), и при условии, что КСС и все отобранные образцы (отдельно для аттестации технологии и сварщика) прошли испытания – получаете и аттестованного сварщика и технологию.

Удостоверения действительны до тех пор, пока у сварщик не возникает перерыва в работе больше 6 месяцев, либо не возникают сомнения в качестве выполняемых работ. В обоих случаях аттестация проводится заново.

Стандарт ASME B16.5-2013

Данный стандарт охватывает значения давления, температуры, размеры, допуски, маркировку, испытания и методы обозначения отверстий для фланцев и фланцевых фитингов, среди которых можно выделить:

(1) фланцы с номинальными классами 150, 300, 400, 600, 900 и 1500 с размерами от NPS 1/2 до NPS 24 и фланцами с номинальным классом 2500 в размерах от NPS 1/2 до NPS 12, с диаметром болтов и отверстиями для фланцевых болтов, выраженными в дюймовых единицах;

(2) фланцевые фитинги с номинальным классом 150 и 300 в размерах от NPS 1/2 до NPS 24, с диаметром болтов и отверстиями для фланцевых болтов, выраженные в дюймовых единицах;

(3) фланцевые фитинги с номинальным классом 400, 600, 900 и 1500 в размерах от NPS 1/2 до NPS 24 и фланцевые фитинги с номинальным классом 2500 в размерах от NPS 1/2 до NPS 12, которые указаны в необязательном Приложение E.

Стандарт также включает фланцы и фланцевые фитинги из литых или кованых материалов, а также фланцевые заглушки и некоторые переходные фланцы, изготовленные из литых, кованых или пластинчатых материалов. Кроме того, в этот стандарт включены требования и рекомендации относительно фланцевых болтов, фланцевых прокладок и фланцевых соединений.

2. Номинальные давления

Максимально допустимые номинальные параметры давления и температуры указаны в таблицах с 2-1.1 по 2-3.19 в соответствии с применяемым материалом и обозначением класса.

3. Маркировка

Если в данном документе не предусмотрено иное, фланцы и фланцевые фитинги должны быть промаркированы в соответствии с требованиями MSS SP-25:

Наименование производителя или торговой марки;
Идентификация материала — обозначение по ASTM, марка стали, номер плавки;
Параметры давления — фланец или фланцевый фитинг обозначается номером, соответствующим обозначению класса номинального давления (то есть 150, 300, 400, 600, 900, 1500 или 2500);
Размер —маркировка NPS должна присутствовать на фланцах и фланцевых фитингах. Переходные фланцы и переходные фланцевые фитинги должны быть промаркированы соответствующими обозначения NPS;
Соответствие — Обозначение B16 или B16.5 должны быть предпочтительно расположены рядом с обозначением класса, чтобы указать соответствие данному стандарту. Использование префикса ASME не является обязательным.
Температурная маркировка не требуется на фланцах или фланцевых фитингах.
Фланцы с пазом под кольцевое уплотнение (Ring Type Joint) — край (периферия) каждого фланца RTJ должен быть обозначен буквой R и соответствующим номером кольцевой канавки.
Маркировка нескольких материалов — Материал для комплектующих, которые отвечают требованиям более чем одной спецификации, может, по выбору производителя, быть помечен более чем одним из применимых символов спецификации или марки материала. Эти опознавательные знаки должны быть размещены так как избежать путаницы в идентификации.

5. Материал

Материалы, требуемые для фланцев и фланцевых фитингов перечислены в Таблице 1А с ограничением, что листовой материал должен использоваться только для глухих фланцев и переходных фланцев без воротника. Изготовление готового продукта путем сварки отдельных комплектующих частей не допускается настоящим стандартом. Рекомендуемые материалы для крепежных изделий перечислены в Таблице1B.

Кованые изделия, попадающие под данный стандарт, должны соответствовать ASTM A105, A350, A182, B462, B564, B572, A479, B511.

Литые изделия, попадающие под данный стандарт, должны соответствовать ASTM A216, A352, A217, A351, A995.

Листовой материал должен соответствовать ASTM A515, A516, A537, A203, A204, A387, A240, B463, B162, B127, B168, B409, B333, B424, B575.

Крепежные изделия должны соответствовать ASTM A193, A320, A354, A540, B335.

6. Поверхность фланцев

От формы и исполнения поверхности фланца будет зависеть, где будет расположено уплотнительное кольцо или прокладка.

Выделяют следующие наиболее применяемые типы:

поверхность с выступом (RF)
плоская поверхность (FF)
паз под кольцевое уплотнение (RTJ)
с наружной и внутренней резьбой (M&F)
с уплотнительной поверхностью типа шип-паз (T&G)

7. Размеры

Рисунок 1 показывает отношение размеров для различных типов фланцев к поверхности торцов трубы для использования соединения внахлёст. Таблица 1 содержит размеры для поверхностей всех типов, за исключением RTJ. Таблица 2 содержит размеры для поверхностей RTJ.

Требования к подготовке свариваемых концов воротниковых фланцев (WN) указаны на рисунке 2.

8. Допуски

В целях определения соответствия данному стандарту, указанные максимальные или минимальные значения округляются в соответствии с ASTM Практика E 29.

Требуемые допуски для различных фланцев и фланцевых фитингов следующие:

(a) Расстояние от центра до поверхности касания (Center-to-Contact Surfaces), не включает RTJ

NPS ≤ 10 ±1.0 мм (±0.03 дюйма)

NPS ≥ 12 ±1.5 мм (±0.06 дюйма)

(b) Расстояние от центра до торца (Center-to-End), для RTJ

NPS ≤ 10 ±2.0 мм (±0.06 дюйма)

NPS ≥ 12 ±3.0 мм (±0.12 дюйма)

(d) Расстояние от торца до торца (End-to-End), для RTJ

Допуски размеров поверхности, применимые как к фланцам, так и к фланцевым фитингам следующие:

(a) Внутренний и наружный диаметр крупного и малого шипа и паза и впадины (large & small tongue, groove, female) — ± 0,5 мм (± 0,02 дюйма)

(b) Внешний диаметр 2.0 мм (0.06 дюйма) выступа — ±1.0 мм (±0.03 дюйма)

(d) Допуски на паз под кольцевое уплотнение (RTJ) показаны в таблице 2.

Допуски, которые применяются к фланцам, следующие:

(e) Перпендикулярность поверхности с отверстием:

Требуемые допуски для толщины фланцев следующие:

NPS ≤ 18 +3.0, −0.0 мм (+0.12, −0.00 дюйма)

NPS ≥ 20 +5.0, −0.0 мм (+0.19, −0.00 дюйма)

Требуемые допуски для номинального внешнего диаметра свариваемых концов воротниковых фланцев WN (рис.2) следующие:

NPS ≤ 5 +2.0, −1.0 мм (+0.09, −0.03 дюйма)

NPS ≥ 6 +4.0, −1.0 мм (+0.16, −0.03 дюйма)

Требуемые допуски для номинального внутреннего диаметра свариваемых концов воротниковых фланцев WN и меньшего диаметра отверстия раструбных фланцев SW (размер B – рис.2) следующие:

12 ≤ NPS ≤ 18 ±1.5 мм (±0.06 дюйма)

NPS ≥ 20 +3.0, −1.5 мм (+0.12, −0.06 дюйма)

Требуемые допуски для длины соединительного выступа на воротниковых фланцах WN следующие:

NPS ≤ 4 ±1.5 мм (±0.06 дюйма)

5 ≤ NPS ≤ 10 +1.5, −3.0 мм (+0.06, −0.12 дюйма)

NPS ≥ 12 +3.0, −5.0 мм (+0.12, −0.18 дюйма)

Диаметр отверстий фланцев:

— требуемые допуски для диаметра отверстий приварных внахлёст и свободных фланцев (Lap Joint, Slip-on):

NPS ≤ 10 +1.0, −0.0 мм (+0.03, −0.0 дюйма)

NPS ≥ 12 +1.5, −0.0 мм (+ 0.06, −0.0 дюйма)

— требуемые допуски для расточки резьбовых фланцев (Threaded):

— требуемые допуски для расточки раструбных фланцев (Socket Welding):

1⁄2 ≤ NPS ≤3 ±0.25 мм (±0.010 дюйма)

Допуски для расточки и облицовки фланцев:

Требуемые допуски для всех диаметров болтов: ±1.5 мм (±0.06 дюйма)

Требуемые допуски от центра до центра смежных отверстий под болты: ±0.8 мм (±0.03 дюйма)

9. Заводские испытания

9.1 Испытания фланцев

Для фланцев не требуется испытание под давлением.

9.2 Испытания фланцевых фитингов:

— Каждый фланцевый фитинг должен пройти испытание на давление на прочность корпуса

— Испытание на давление должно быть сделано с использованием воды, которая может содержать антикоррозионное вещество или керосин в качестве испытательной жидкости. Другие подходящие испытательные жидкости могут использовать при условии, что их вязкость не превышает вязкости воды. Температура испытательной жидкости не должна превышать 50 ° C (125 ° F).

— Продолжительность испытания должна быть следующая:

Размер Продолжительность, сек.

21⁄2 ≤ NPS ≤ 8 120

Рисунок 1 – Торцевые поверхности фланцев, их отношение к толщине фланцев и расстоянию от края до середины (центра) и от края до края

Рисунок 2 — Фаски для сварки воротниковых фланцев (WN)

А = номинальный наружный диаметр трубы
B = номинальный внутренний диаметр трубы
t = номинальная толщина стенки трубы
х = диаметр воротника

(а) Размеры указаны в дюймах.
(б) Размеры свариваемых концов приведены в ASME B16.25

ANSI / ASME B 16.25 – Стандартные спецификации на концевые изделия трубопроводов со стыковой сваркой

Настоящий стандарт охватывает подготовку стыковых сварных концов компонентов трубопровода для соединения в систему трубопроводов при помощи сварки. Он включает требования к сварке скосов, внешнему и внутреннему формованию толстостенных элементов и подготовке внутренних концов (включая размеры и допуски). Покрытие включает подготовку к элементов со следующими показателями:

опорных колец;
разделенные или непрерывные опорные кольца;
сплошные или непрерывные опорные кольца;
расходные вставные кольца;
газо-вольфрамовой дуговой сварки (GTAW) корневого прохода.

Подробная информация о подготовке к любой основе кольца должна быть указана при заказе компонентов.

Применение

Настоящий стандарт применяется к любым металлическим материалам, для которых процедура сварки может быть удовлетворительно квалифицирована, но не предписывает конкретные сварочные процессы или процедуры. Если иное не указано покупателем, на стандарт не распространяются полотенцесушители, соответствующие ASME B16.5, B16.9 или B16.47.

Соответствующие единицы

В настоящем стандарте указаны значения в единицах СИ (метрические) и в единицах США. Эти системы единиц должны рассматриваться отдельно как стандартные. В тексте обычные единицы США указаны в скобках или в отдельной таблице, приведенной в Обязательном приложении I.

Значения, указанные в каждой системе, не являются точными эквивалентами, поэтому требуется, чтобы каждая система единиц использовалась независимо от другой. Объединение значений из двух систем является несоответствием Стандарту.

Размеры

Номинальный размер трубы (NPS), за которым следует безразмерное число, является обозначением для номинального размера фитинга. NPS относится к эталонному номинальному диаметру (DN), используемому в международных стандартах. Отношения обычно следующие:

Для NPS ≥ 4, соответствующий DN p 25 NPS.

Ссылочные стандарты и спецификации, принятые в качестве ссылки в настоящем стандарте, показаны в Обязательном приложении II. Не считается практичным определять конкретное издание каждого стандарта и спецификации в отдельных ссылках.

Вместо этого конкретная ссылка на издание указана в Обязательном приложении II. Изделие, созданное в соответствии с предыдущей редакцией ссылочных стандартов, будет считаться соответствующим, даже если ссылка на редакцию может быть изменена при последующем пересмотре стандарта.

Системы качества

Необязательные требования, относящиеся к программе системы качества производителя, описаны в Обязательном приложении А.

Конвенция

Для определения соответствия данному стандарту, соглашение для фиксации значащих цифр, где указаны пределы (максимальные и минимальные значения), должно быть таким, как определено в ASTM E29. Для этого необходимо, чтобы наблюдаемое или вычисленное значение было округлено до ближайшей единицы в последней правой цифре, использованной для выражения предела.

Десятичные значения и допуски не подразумевают конкретного метода измерения.

ANSI / ASME B 36.10 M – сварные и бесшовные трубы

Настоящий стандарт охватывает стандартизацию размеров сварных и бесшовных кованых стальных труб для использования при высоких или низких температурах и давлениях.

Понятие «труба» в данном стандарте используется в отличие от «трубки» в применении к трубной продукции с размерами, которые обычно используются для трубопроводов и трубопроводных систем. Трубы NPS 12 (DN 300) и менее, имеют наружные диаметры больше, чем соответствующие размеры. В отличие от этого, наружные диаметры остальных труб численно равны номинальным размерам для всех труб.

Размер

Размер всех труб определяется по номинальным размерам трубы. Производство труб NPS 1/8 (DN 6) до NPS 12 (DN 300) включительно, основано на стандартизации внешнего диаметра (O.D.). Этот O.D. первоначально был выбран таким образом, чтобы труба со стандартным диаметром и имеющая стандартную толщину стенки, имела внутренний диаметр (I.D) приблизительно равный номинальному размеру.

Несмотря на то, что нет точного соответствия между существующей стандартной толщиной и номинальным размером - эти номинальные размеры и стандартные диаметры, по-прежнему, используются в качестве «стандарта».

Производство труб NPS 14 (DN 350) и более ведётся на основе оптической плотности, что соответствует номинальному размеру.

Материалы

Размерные стандарты для трубы ASME B 36.10 M, описанные здесь, предназначены для изделий, включенных в спецификации ASTM:

- стандартная спецификация на бесшовные трубы из углеродистой стали для применения при высоких температурах; - стальные трубы бесшовные и сварные для работы при низких температурах; - трубы бесшовные и сварные из углеродистой и легированной стали для работы при низких температурах; - трубы бесшовные из ферритной легированной стали для работы при высоких температурах; - стальные трубы, сваренные плавлением, для работы при нормальных и пониженных температурах.

Толщина стенки

Номинальные толщины стенок приведены в таблице ниже.

Номинальные веса стальных труб, и их расчётные значения приведены в таблице ниже.

Допустимые отклонения

Допустимые отклонения размеров, различаются в зависимости от способа изготовления, используемого при производстве труб и доступны для различных спецификаций. Допустимые отклонения для всех размеров указаны в каждой спецификации.

Резьба труб

Если не указано иное, нити резьбовой трубы должны соответствовать стандартам ANSI / ASME B1.20.1 - резьбы общего назначения (в дюймах).

Выбор толщины стенки

Так как выбор толщины стенки зависит, прежде всего, от способности противостоять внутреннему давлению при заданных условиях, то проектировщик должен вычислить точное значение толщины стенки, подходящей для условий, в которых будет эксплуатироваться труба. Это предписано в положениях стандарта ASME для котлов и сосудов высокого давления , ASME B31, для трубопроводов высокого давления и пр., в зависимости от того какие стандарты регулируют строительство.

Толщина должна быть выбрана из таблицы ниже, чтобы соответствовать значению, вычисленному для выполнения условий, в которых будет эксплуатироваться труба.

Размеры и вес кованых сварных и бесшовных труб из стали

Примечания:

(1) NPS (номинальный размер трубы) является безразмерным показателем, который был заменен в разделе «стандартные единицы» в дюймах - номинальный размер.
(2) DN (номинальный диаметр) является безразмерным условным обозначением, используется в (метрической системе СИ) для описания размера трубы.

Читайте также: