на какую величину должны быть смещены стыки участков один относительно другого в соседних слоях
Руководящий документ РД 153-34.1-003-01 сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования (стр. 11 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 |
после сварки и термообработки всех других стыков на этой нитке трубопровод освободить от связей на неподвижной опоре 2;
из стыка удалить временную вставку, с помощью троса левый участок трубопровода подтянуть на длину lхн и закрепить в таком положении с помощью троса;
произвести сборку, прихватку, сварку и термообработку замыкающего стыка;
трубопровод установить на опоре 2 в проектное положение.
Рис. 6.7. Схема сборки и сварки замыкающего стыка при холодном натяге:
6.2.12. За качество сборки стыков отвечает производитель сборочных работ (мастер, бригадир, звеньевой).
Качество сборки стыков трубопроводов давлением выше 2,2 МПа (22 кгс/см2), а также трубопроводов диаметром более 600 мм независимо от рабочего давления должен проверять мастер (бригадир, звеньевой) или контролер.
Перед прихваткой и началом сварки качество сборки стыка должен проверить сварщик.
При контроле качества сборки стыков паропроводов с рабочей температурой 450 °С и выше необходимо проверить наличие заводских номеров (номер плавки и номер трубы) в маркировке труб.
Примечание. На заводах порядок приемки собранных стыков устанавливают в соответствии с технологическим процессом и указывают в карте операционного контроля.
6.3. Выполнение прихваток
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:
Число прихваток по периметру
Протяженность одной прихватки, мм
Высота прихваток должна быть равна:
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.
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 °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.
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.
Рис. 6.8. Схема наложения «замков» швов
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:
отсутствие западаний между валиками;
иметь плавный переход от одного валика к другому и к поверхности трубы;
выпуклость (усиление) шва следует выдерживать в пределах, указанных в приложении 12; для труб с толщиной стенки более 20 мм максимальный размер выпуклости может составлять 5 мм;
Инструкция по сварке котлоагрегатов, ВБН А.3. (стр. 2 )
| | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 |
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
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;
в) стыки, свариваемые при положительных температурах с подогревом и не подлежащие последующее термообработке, при отрицательных температурах должны быть непосредственно после окончания сварки (не допуская остывания стыка) укрыты слоем изоляции толщиной 8-15 мм для обеспечения замедленного охлаждения;
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/см2) клеймо можно направлять электросваркой.
Ручная дуговая сварка трубопроводов
7.11. Марку электродов следует выбирать в соответствии с рекомендациями табл. 1.
7.12. Стыки труб с толщиной стенки более 3 мм следует сваривать электродами диаметром:
корневой слой шва – не более 2,5-3 мм;
последующие слои – 3-4 мм.
7.13. Для выполнения корневого слоя труб и деталей из хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей, собираемых на остающихся подкладных кольцах, могут быть использованы электроды ЦУ-5, ЦУ-10, УОНИ-13/45, ТМУ-21У, ТМЛ-1У диаметром 2,5-3 мм.
7.14. Примерные значения тока при сварке в нижнем положении шва в зависимости от диаметра и типа покрытия электрода приведены в табл. 11. При вертикальном и потолочном положении шва ток должен быть уменьшен на 10-20%.
Диаметр электрода, мм
УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ЦУ-5, ТМУ-21У, ЦЛ-39, ТМЛ-3У, ТМЛ-ІУ, ЦУ-2ХМ, АНО-ТМ, АНО-31
Технология изготовления и автоматизация производства сварных конструкций
Сварные металлоконструкции давно нашли свое применение в строительной отрасли, в машиностроении, в автомобильной промышленности и в других сферах производства. С каждым годом производство сварных конструкций показывает все увеличивающиеся темпы развития — и причина этого состоит в том, что потребители поняли все преимущества металлических конструкций, произведенных с помощью сварки.
К достоинствам сварных конструкций относится:
Если же говорить о недостатках сварных металлических конструкций, то к ним можно отнести неустойчивость металла к коррозии. Но современные технологии изготовления металлоконструкций и способы обработки металла позволяют легко справиться с этой проблемой.
Особенности сварных конструкций.
Технология изготовления сварных конструкций.
Технология производства сварных конструкций включает в себя несколько основных этапов. Для изготовления подобных металлоконструкций можно применять различные методы сварки — от автоматической и полуавтоматической до ручной электродуговой. Сварка может вестись в среде защитных газов, под флюсом и т.д. Способы сварных соединений также могут быть различными — тавровыми, торцевыми, стыковыми, угловыми и т.д.
Первым этапом производства сварных конструкций является подготовка всей технической документации, необходимой для создания детали, к которой предъявляются определенные требования.
Также важным этапом производства сварных конструкция является подготовка отдельных деталей к сварке. И здесь самое большое внимание следует уделять подготовке кромок деталей. Кромки стачиваются под определенным углом — и сделать это можно как с помощью шлифовальной машины, так и при помощи обычного напильника. Форма разделки кромок также может быть различной, но наиболее эффективной считается Х-образная разделка. Дело в том, что именно такой подход к разделке кромок может гарантировать максимально низкий объем наплавленного металла, получаемого в процессе разогрева кромок деталей, а это значит, что и качество получаемого соединения будет выше.
Одним из важных этапов при производстве сварных конструкций является их сборка. Это не только процесс, который требует большого внимания, но и работа, обладающая большой трудоемкостью — например, если производство конструкции носит индивидуальный характер, то процесс сборки может занимать до 50% всего времени ее изготовления. Дело в том, что именно от качества сборки зависит дальнейшее качество всего сварного соединения. Основными требованиями, предъявляемыми к сборке сварной конструкции, являются:
В заключении нужно отметить, что разработка технологии производства сварной конструкции производится индивидуально для каждой отдельной подобной конструкции в соответствии с технической документацией, требованиями, предъявляемыми к готовому изделию, а также имеющимся в распоряжении производителя оборудованием.
МДК. 02.05. Технология производства сварных конструкций
Технология сварки трубопроводов План урока: Определение и классификация Трубопроводы больших диаметров Трубопроводы из готовых труб Сварка поворотных стыков труб Сварка не поворотных стыков труб Технологический стык (операционный)
( I ) Определение и классификация Трубопроводами называют устройство, представляющее собой непрерывные линии труб, с различными арматурными элементами, предназначенные для транспортирования жидких, газообразных и сыпучих продуктов.
Все трубопроводы делятся на: магистральные (большой длины); технологические (сложной формы). По конструктивному строению различают: трубопроводы больших диаметров из листовой стали; средних и малых диаметров из готовых труб.
Приварка подкладного кольца к первой ( а ) и второй ( б ) трубам
Допускаемое смещение концов труб при сборке под сварку Толщина стенки, мм 3-4 5-7 7-8 9-14 15 и более Смещение не более, мм 1,0 1,5 2,0 2,5 3
Схема проверки перпендикулярности торцов труб
Номинальный наружный диаметр трубы, штуцера или патрубка, мм От 530 до 630 Более 630 Допускаемый перекос плоскости «е», мм 5,0 6,0 Электросварные трубы Электросварные трубы Бесшовные трубы Номинальный наружный диаметр трубы, штуцера или патрубка, мм До 76 включительно 77-133 134-245 246-325 326-630 631-720 Более 720 Допускаемый перекос плоскости «е», мм 0,5 1,0 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0
Для сборки применяют центраторы различных конструкций. Сборку фиксируют прихватками из качественных (основных) электродов. Согласно нормам накладываются прихватки длиной 30-40 мм и высотой, равной половине толщины стенки.
Порядок сварки стыков труб с поворотом а – места размещения прихваток (1) и участков шва (А, Б, В, Г); б – выполнение первого слоя на участках А-Б и Г-В; в – поворот стыка и выполнение первого слоя на участках Г-А и В-Б; г — выполнение второго слоя шва напроход ; д – выполнение третьего слоя шва напроход в обратном направлении.
Сборка и сварка поворотного стыка
( V ) Сварка не поворотных стыков труб Сварка неповоротных стыков (монтажных) диаметром 200-600 мм производится когда поворот вокруг оси не возможен.
Порядок сварки стыков неповоротных труб а – сборка труб на прихватках; б, в, г – выполнение первого, второго и третьего слоев; А, Б, П – границы участков первого слоя шва; Т, К – то же, для второго слоя шва; 1- 7 – последовательность выполнения слоев шва на участках.
Стыки труб диаметром более 600 мм делят по окружности на 6-8 участков (длиной не более 200мм) и технологию сварки строят так, чтобы по возможности обеспечить равномерное охлаждение металла стыка, в результате чего получается менее напряженный металл стыкового соединения. Ширина шва не должна превышать 2,5 толщины стенки трубы.
Сварка нижней части неповоротного стыка
( VI ) Технологический стык (операционный) Когда нельзя сваривать стык ни с поворотом, ни в потолочном положении, тогда применяют сварку с козырьком (технологический или операционный стык). Сначала выполняется нижняя часть стыкового шва с внутренней стороны, а затем верхняя часть стыкового шва и козырька с наружной стороны.
Порядок сварки стыков труб с козырьком
Контроль качества сварных соединений трубопроводов включает: а ) пооперационный контроль; б ) внешний осмотр и измерения; в ) ультразвуковой или радиографический контроль; г )металлографические исследования образцов вырезанных из контрольных стыков; д ) стилоскопирование (спектральный анализ); е ) измерение твердости; ж ) механические испытания образцов вырезанных из контрольных стыков; з ) гидравлические или пневматические испытания.
( а ) Пооперационный контроль предусматривает: 1 — проверку качества и соответствие труб и св. материалов требованиям стандартов и технических условий на изготовление и поставку. 2 — проверку качества подготовки концов труб и деталей трубопроводов под сварку и качества сборки стыков. 3 – проверку t ° предварительного подогрева. 4 — проверку качества и технологии сварки. 5 — проверку режимов термообработки сварных соединений.
Осмотр трубы изнутри
( в ) Контроль сварных соединений радиографическим или ультразвуковым способом следует производить после устранения дефектов, выявленных внешним осмотром и измерениями. Сварные стыки труб подвергаются обязательно выборочному просвечиванию в количестве 5-10% (первая проверка) и 10-25% (вторая проверка) от числа стыков, сваренных каждым сварщиком.
( д ) Стилоскопирование на наличие основных легирующих элементов подлежат сварные соединения легированных сталей в следующих случаях: 1 — выборочно, но не менее двух соединений, выполненных одним сварщиком одной партией сварочных материалов. 2 — если после термообработки твердость сварного соединения не соответствует установленным требованиям. Результаты стилоскопирования считаются удовлетворительными, если при контроле подтверждено содержание соответствующих химических элементов в наплавленном или основном металле.
( ж ) Механические испытания образцов вырезанных из контрольных стыков в соответствии с требованиями ГОСТ 6996-66 (временное сопротивление разрыву, относительное линейное удлинение)
Местный нагрев и термообработку кольцевых швов трубопроводов в условиях монтажа выполняют при помощи специального приспособления с кожухом из стали, который защищен изнутри асбестом. Диаметр кожуха на 180-220мм больше диаметра трубы. Пламя горелок направлено по касательной к трубе. Продукты сгорания выходят через зазор в 5-7мм между трубой и кромкой кожуха.
Приспособления для защитых от осадков
РД 34.15.027-93, часть 4
приварка временных технологических креплений к собираемым деталям должна производиться ручной дуговой или ручной аргонодуговой сваркой;
сварочный материал должен использоваться в соответствии с требованиями табл.2.1 и 2.4 и выбираться по менее легированному из свариваемых элементов;
подогрев свариваемых элементов должен осуществляться в соответствии с требованиями подраздела 4.4, при этом приварку креплений из углеродистых сталей к деталям из углеродистой и кремнемарганцовистой стали допускается выполнять без подогрева независимо от толщины свариваемых деталей;
нельзя приваривать временные технологические крепления к сварным швам и разделкам под сварные швы;
после выполнения сварного соединения (полностью или частично) временные технологические крепления должны быть удалены механическим путем или кислородной, плазменно-дуговой либо воздушно-дуговой резкой без углубления в основной металл с последующей обработкой этого места абразивным инструментом.
4.2.5. Смещение (несовпадение) внутренних поверхностей свариваемых труб (и фасонных деталей) при сварке стыков без подкладного кольца с односторонней разделкой кромок должно быть не более (0,02 S
+0,4) мм (S— номинальная толщина свариваемых деталей), но не более 1 мм.
В стыках труб, собираемых и свариваемых на остающемся подкладном кольце, допускаются разность внутренних диаметров элементов не более 2 мм, зазор между кольцом и внутренней поверхностью элемента не более 1 мм. Если эти требования нельзя выполнить из-за большей разности внутренних диаметров стыкуемых элементов, плавный переход от одного элемента к другому следует сделать в соответствии с указаниями п. 4.1 6.
Для стыков с остающимся подкладным кольцом при разности внутренних диаметров стыкуемых элементов не более 6 мм может быть применено фигурное подкладное кольцо (рис. 4.5).
Рис. 4.5. Стыковка труб с разными внутренними диаметрами с использованием фигурного подкладного кольца
4.2.6. При сборке труб и других элементов, имеющих продольные или спиральные швы, последние должны быть смещены один относительно другого. Смещение должно быть не менее трехкратной толщины стенки свариваемых труб (элементов), но не менее 100 мм; на трубы и элементы наружным диаметром менее 100 мм это требование не распространяется.
4.2.8. При сборке стыка необходимо предусмотреть возможность свободной усадки металла шва в процессе сварки; не допускается выполнять сборку стыка с натягом.
4.2.9. При сборке стыков трубопроводов с подкладным кольцом его прихватку и приварку должен выполнять сварщик, который в дальнейшем будет сваривать этот стык, или сварщик, имеющий удостоверение на право сварки подобных стыков. В собранном стыке не должно быть перекоса подкладного кольца.
Последовательность сборки стыка с подкладным кольцом такова:
устанавливают подкладное кольцо в одну из труб с зазором между кольцом и внутренней поверхностью трубы не более 1 мм;
производят прихватку кольца с наружной стороны трубы в двух местах и затем приварку его к трубе ниточным швом катетом не более 4 мм (рис.4.6а)*. Прихватку и приварку кольца к трубе из низколегированной стали следует выполнять с предварительным подогревом конца трубы и подкладного кольца в соответствии с требованиями подраздела 4.4;
* При приварке кольца к первой трубе ручной аргонодуговой сваркой следует руководствоваться указаниями, приведенными в подразделе 6.3.
Рис. 4.6. Приварка подкладного кольца к первой (а) и второй (б) трубам
зачищают ниточный шов от шлака и брызг;
надвигают на выступающую часть подкладного кольца вторую трубу; зазор между ниточным швом и второй трубой должен быть 4-5 мм; проверяют правильность сборки стыка;
приваривают подкладное кольцо ниточным швом ко второй трубе (рис. 4.6б), предварительно подогрев стык согласно требованиям подраздела 4.4.
Корневой слой шва следует сваривать электродами диаметром 2,5-3 мм.
Примечание. Трубы с приваренным подкладным кольцом в процессе сборки не должны подвергаться ударам по кромкам и кольцу.
4.2.10. Подкладные кольца для стыков труб из углеродистых и низколегированных сталей должны изготовляться из стали 20 или другой малоуглеродистой стали спокойной или полуспокойной выплавки с содержанием углерода не более 0,24%; для стыков труб из низколегированных теплоустойчивых сталей можно применять подкладные кольца из сталей 12МХ, 15ХМ и 12Х1МФ. Размеры подкладного кольца: ширина 20-25 им, толщина 3-4 мм. Если кольцо изготавливается из полосовой стали, его стыковой шов должен быть зачищен заподлицо с внутренней и наружной сторон.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
4.2.11. Сборку замыкающего стыка при холодном натяге (независимо от способа сварки стыка) следует производить после окончания сварки, термообработки и контроля качества остальных стыков по всей длине участка трубопровода, на котором необходимо выполнить холодный натяг; в процессе сварки и термообработки замыкающего стыка необходимо укрепить трубопровод в таком положении, чтобы стык не испытывал усилий от холодного натяга. Рекомендуется следующий порядок технологических операций сборки, сварки и термообработки стыка с холодным натягом (рис. 4.7):
Рис. 4.7. Схема сборки и сварки замыкающего стыка при холодном натяге:
при сборке стыка установить временную вставку 3 в виде кольца из трубы; длина вставки должна быть равна размеру холодного натяга 
;
после сварки и термообработки всех других стыков на этой нитке трубопровод освободить от связей на неподвижной опоре 2;
из стыка удалить временную вставку, с помощью троса левый участок трубопровода подтянуть на длину и закрепить в таком положении с помощью троса;
произвести сборку, прихватку, сварку и термообработку замыкающего стыка;
трубопровод установить на опоре 2 в проектное положение.
4.2.12. За качество сборки стыков отвечает производитель работ (мастер, бригадир, звеньевой).
Качество сборки стыков трубопроводов давлением выше 2,2 МПа, а также трубопроводов диаметром более 600 мм независимо от рабочего давления должен проверять мастер (бригадир, звеньевой) или контролер.
Перед прихваткой и началом сварки качество сборки стыка должен проверять сварщик.
При контроле качества сборки стыков паропроводов с рабочей температурой 450°С и выше необходимо проверить наличие заводских номеров (номера плавки и номера трубы) в маркировке труб.
Примечание. На заводах порядок приемки собранных стыков устанавливают в соответствии с технологическим процессом и указывают в карте операционного контроля.
4.3. Выполнение прихваток
4.3.1. Собранные стыки труб к других элементов необходимо прихватывать в нескольких местам. Прихватки на месте пересечения швов не допускаются.
4.3.2. 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 аргонодуговых 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.
4.3.3. Прихватки необходимо выполнять с полным проваром и по возможности переваривать при наложении основного шва.
4.3.4. К качествy прихваток предъявляются такие же требования, как и к сварному шву. Прихватки, имеющие недопустимые дефекты, обнаруженные при визуальном контроле, следует удалять механическим способом.
4.3.5. Прихваточные швы должны быть равномерно расположены по периметру стыка. Не рекомендуется накладывать прихватки на потолочный участок стыка.
В стыках, собираемых без подкладочных колец, число прихваток и их протяженность зависят от диаметра труб и должны соответствовать следующим нормам:
Число прихваток по периметру
Протяженность одной прихватки, мм
Высота прихваток должна быть равна:
4.4. Подогрев стыков при прихватке и сварке
4.4.1. Температура подогрева стыков труб перед прихваткой и сваркой дуговыми способами при положительной температуре окружающего воздуха регламентируется данными табл. 4.3.
Газовая сварка выполняется без специального подогрева стыка, но с прогревом его перед сваркой в соответствии с требованиями пункта 8.9.
4.4.2. Выполнять сварку при температуре металла в месте стыка выше 450°С не разрешается.
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 20 мм и менее разрешается нагревать газовым пламенем. Стыки труб с толщиной стенки более 20 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 асбестовые муфели (манжеты) и обеспечить равномерный нагрев стыка по всему периметру.
При приварке подкладного кольца конец трубы можно подогревать газовым пламенем независимо от толщины стенки трубы.
4.4.4. Температуру подогрева следует контролировать с помощью термоэлектрических преобразователей (ТП), термокарандашей или термокрасок. Для контроля температуры предварительного и сопутствующего подогрева стыков трубопроводов из низколегированных сталей диаметром свыше 600 мм при толщине стенки более 25 мм необходимо установить два ТП в противоположных точках по периметру стыка, при этом для вертикальных стыков ТП должны быть установлены 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°С. Замер температуры подогрева следует производить в пределах зоны нагрева, ширина которой определяется п. 4.4.3.
4.5. Технология сварки стыков труб
4.5.1. Сварку стыков труб следует начинать сразу после прихватки. Промежуток времени между окончанием выполнения прихваток и началом сварки стыков труб из низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного 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. 4.2.4.
4.5.2. Стыки труб (деталей) из низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного и мартенситно-ферритного классов следует сваривать без перерыва. Не допускается прекращение сварки стыка до заполнения хотя бы половины высоты разделки по всей окружности. 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. 4.3. Эту температуру нужно поддерживать до окончания сварки.
Не допускается никаких силовых воздействий на стык до завершения его сварки.
Примечание. Сварное соединение трубопроводов из теплоустойчивых сталей, выполненное с перерывом, должно быть обязательно проконтролировано УЗД по всему периметру шва.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
Рис. 4.8. Схема наложения «замков» швов
4.5.4. 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.
4.5.5. При ручной дуговой сварке во избежание зашлаковки металла шва около кромок труб следует наплавлять возможно более плоский валик.
4.5.6. 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.
4.5.7. Сварные швы стыков должны иметь выпуклость (усиление) в следующих пределах:
Толщина стенки трубы, мм
В стыковых швах, выполненных автоматической сваркой, при толщине стенки труб до 8 мм допускается отсутствие выпуклости (шов наложен заподлицо с трубой). По ширине выпуклость должна перекрывать наружные кромки на 1-3 мм с каждой стороны.
4.5.8. Во время сварки элементов из подкаливающихся сталей (15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 12Х2МФСР, 12Х11В2МФ) и литья аналогичного состава следует заглушать концы труб или закрывать задвижки на трубопроводе.
4.5.9. При температуре окружающего воздуха ниже О°С 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. 4.4.
Требования к температуре окружающего воздуха при сварке
и прихватке элементов котлов и трубопроводов
Сталь свариваемых элементов
Номинальная толщина металла, мм
Минимальная температура окружающего воздуха, °С
Ст2, СтЗ, СтЗГ, Ст4, 08, 10, 20
15Л, 20Л, 25Л, 20ГСЛ, углеродистая сталь с содержанием углерода более 0,24%
10Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 15Г2С, 16ГН,
10
14ГН, 14ХГС, 17Г1С, 17Г1СУ, 15ГС, 16ГС, 17ГС
10
15Х1М1Ф, 15Х1М1Ф-ЦЛ,12Х2М1 12Х2МФСР,
10
20ХМЛ, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ, 12Х11В2МФ, 20Х13, 31Х19Н9МВБТ, 13Х11Н2В2МФ, 20Х12ВНМФ, 18Х12ВМБФР, ХН35ВТ
(Измененная редакция, Изм. № 1)
Примечание. При сварке деталей из сталей разных марок требования по допустимой температуре окружающего воздуха принимаются по стали, для которой допустимой температурой окружающего воздуха является более высокая температура.
б) стыки труб, которые при положительной температуре полагается сваривать с подогревом и термообрабатывать, 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 изоляции толщиной 8-15 мм для обеспечения замедленного охлаждения;
г) металл в зоне сварного соединения перед прихваткой и сваркой должен быть просушен и прогрет с доведением его температуры до положительной. В случае сварки на трассе трубопроводов из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей стык может не прогреваться, если не требуется подогрева стыка согласно табл. 4.3;
д) подогрев стыков при прихватке и сварке производится в тех же случаях, что и при положительной температуре окружающего воздуха, но температура подогрева должна быть на 50°С выше указанной в табл. 4.3 и п.4.4.1;
е) во время всех термических операций (прихватки, сварки, термообработки и т.п.) стыки труб должны быть защищены от воздействия осадков, ветра, сквозняков до полного их остывания.
Примечание. При сварке в местных укрытиях типа будок, кабин, палаток температурой окружающего воздуха считается температура внутри укрытия на расстоянии 0,5-0,8 м от стыка по горизонтали.
4.5.10. Магнитное поле, возникшее вследствие намагничивания трубы (так называемое магнитное дутье) и затрудняющее процесс сварки стыка, устраняется следующим образом: на стык наматывают индуктор (шесть-восемь витков) и пропускают по нему в течение 2-3 мин. постоянный ток 200-300 А; если после этого магнитное поле не исчезает, пропускают ток в обратном направлении, т.е. присоединяют токоподводящие провода к противоположным выводам индуктора.
4.5.11. Сваренный и зачищенный стык труб диаметром более 100 мм с толщиной стенки более 6 мм сварщик должен заклеймить присвоенным ему клеймом. Клеймо ставят на самом сварном шве вблизи верхнего «замка» (на площадке размером около 20Х20 мм, зачищенной абразивным камнем или напильником) или на трубе на расстоянии 30-40 мм от шва. Если стык сваривают несколько сварщиков, каждый ставит свое клеймо в верхнем конце того участка, который он выполнял. Если стык сваривают по технологии, предусматривающей, что сварщик накладывает швы (слои) в разных местах или по всему периметру стыка (например, при сварке поворотных стыков труб большого диаметра), клеймо ставят все сварщики, выполнившие этот стык, в одном месте, желательно на его верхнем участке. При зачистке стыка для ультразвукового контроля место расположения клейма не зачищается; если клеймо было сошлифовано, то его необходимо восстановить.
Для стыков труб из углеродистых сталей с рабочим давлением до 2,2 МПа (22 кгс/см
) клеймо можно наплавлять сваркой. Клеймение стыков трубопроводов диаметром более 100 мм из перлитных сталей можно производить также с помощью металлической пластины размером 40
302 мм, на которой выбивается клеймо сварщика (сварщиков); пластина прихватывается около верхнего «замка» шва вертикального стыка или в любом месте по периметру горизонтального стыка непосредственно к сварному шву или к трубе на расстоянии 200 мм от шва. Пластина должна быть изготовлена из малоуглеродистой стали (марок 10, 20, Ст2, Ст3).
5. РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА ТРУБ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ
И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
5.1. Сварка трубопроводов пара и горячей воды, на которые
распространяются правила Госгортехнадзора России
5.1.1. Конструкция сварного соединения должна соответствовать типам, приведенным в табл. 4.2. Могут быть применены конструкции сварного соединения в соответствии с рис. 5.1. Такие конструкции получаются, если в соединении Тр-6 стачивается нижний пояс на одной (рис. 5.1, а) или на обеих трубах (рис. 5.1, б).
Рис. 5.1. Конструкции сварных соединений труб со снятым нижним скосом
При сварке стыков труб внутренним диаметром более 900 мм, когда возможно выполнять подварку корня шва изнутри трубы, следует применять конструкции стыков Тр-2, Тр-6, Тр-7 или согласно рис. 5.1 (без подкладного кольца) с зазором между трубами 1-2 мм. Перед подваркой корень шва должен быть обработан абразивным инструментом.
5.1.2. Марку электродов выбирают в соответствии с рекомендациями, приведенными в табл. 2.1.
5.1.3. Для выполнения корневого слоя шва стыков труб и деталей с толщиной стенки более 10 мм из хромомолибденовых сталей, а также из хромомолибденованадиевых сталей, работающих при температуре не более 510°С, могут быть использованы электроды ЦУ-5, ЦУ-6, ЦУ-7, ЦУ-8, УОНИ-13/55, ТМУ-21У диаметром 2,5-3,0 мм. Высота корневого слоя шва при сварке углеродистыми электродами должна быть 4-5 мм.
5.1.4. Примерные значения тока при сварке в нижнем положении шва в зависимости от диаметра и типа покрытия электрода приведены в табл. 5.1. При вертикальном и потолочном положениях шва ток должен быть уменьшен на 10-20%. Для каждой марки электрода режим необходимо уточнять по паспортным данным. Электроды диаметром 5 мм можно применять при сварке в нижнем и вертикальном положениях шва вертикальных* неповоротных стыков. Потолочный участок шва следует выполнять электродами диаметром не более 4 мм.
* Вертикальными называются стыки, шов которых располагается в вертикальной плоскости или отклоняется от нее на угол не более 45°.
Рекомендуемые значения сварочного тока для электродов различных диаметров