Общие технические требования
Сварка соединений трубопровода должна выполняться согласно требованиям производственно-технологической документации, которая включает указания по:
способам сварки трубопроводов;
требования к квалификации сварщика;
типам и конструктивным размерам сварных соединений;
роду и полярности сварочного тока;
используемому для сварки оборудованию;
используемым сварочным материалам (сочетанию марок сварочных материалов), их сортаменту;
пространственному положению соединения при сварке;
режимам сварки для конкретных соединений трубопроводов в зависимости от марки стали и способа сварки;
порядку выполнения слоёв (валиков) шва;
методам и объёмам операционного контроля;
клеймению сварных соединений.
Применяемая для сварки соединений трубопроводов технология перед началом работ должна быть аттестована согласно п.3 Правил АЭУ [11]. Применение неаттестованных технологий не разрешается.
К сварке соединения трубопровода разрешается приступить после приёмки качества его сборки. Приёмка сборки соединения под сварку выполняется представителем СТК (служба технического контроля) и руководителем сварочных работ (мастером, прорабом). Перед началом сварки соединения сварщик обязан осуществить контроль визуальным путём чистоты кромок и прилегающих поверхностей металла, а также качество сборки соединения под сварку (смещение кромок, величина зазора) и при необходимости потребовать выполнения повторной зачистки кромок и прилегающих к ним поверхностей труб (деталей) и обезжиривания.
Обезжиривание кромок является обязательным перед началом сварки соединений труб в среде аргона неплавящимся электродом. Обезжиривание является обязательным при ручной дуговой сварке и сварке под флюсом соединений труб из аустенитной стали, а также труб из стали перлитного класса при наличии следов жира и смазки на поверхности.
Марки применяемых сварочных материалов должны соответствовать приведённым в таблицах 8.1.
В процессе выполнения многопроходных швов после наложения каждого очередного слоя (валика) шва его поверхность и кромки должны быть зачищены от брызг расплавленного металла и визуально проконтролированы сварщиком на отсутствие трещин, недопустимых вольфрамовых и прочих включений, пор и неровностей (подрезов, наплывов, углублений между валиками) и других дефектов. Выявленные дефекты должны быть удалены механическим или ручным способом до возобновления сварки.
Обязательному контролю на отсутствие трещин подлежит поверхность корня шва сварных соединений труб из сталей марки 08Х18Н10Т (12Х18Н10Т), выполненного аргонодуговой сваркой без присадочной проволоки.
Все усадочные раковины (кратеры) должны быть тщательно заплавлены. Заплавленные кратеры при ручной дуговой сварке выполнять путём постепенного отвода электрода в сторону, противоположную направлению сварки и вывода дуги на только что наложенный шов. Участок вывода дуги должен быть не менее 15 мм.
Заплавку кратера при аргонодуговой сварке производить за счёт плавного уменьшения силы тока с одновременным резким уменьшением скорости подачи присадочной проволоки, или за счёт плавного увеличения дуги и скорости её перемещения с выводом дуги на кромку или ранее выполненный шов (последнее- при отсутствии в составе поста устройства для плавного гашения дуги и заварки кратера).
Сварку угловых швов следует выполнять не менее чем в два слоя.
При двухсторонней сварке (с выполнением подварочного шва) необходимость частичного или полного удаления корня выполненного шва, перед началом сварки со второй стороны, определяется по результатам визуального контроля обратной стороны шва. При сварке шва с обратной стороны производить зачистку механическим способом участков металла труб с неполным проплавлением. Зачистка производится до полного удаления непровара.
При выполнении многопроходных швов сварных соединений из сталей аустенитного класса после каждого прохода сварку следует прекращать до охлаждения металла в зоне сварки до температуры ниже 100С.
Контроль температуры выполняется термопарами (в т.ч. контактными), термокарандашами и термокрасками. При применении аустенитных сварочных материалов с регламентированным содержанием ферритной фазы допускается повышение температуры до 250С.
Ручную дуговую сварку покрытыми электродами, предназначенными для сварки сталей аустенитного класса между собой и со сталями перлитного класса (электроды марки ЭА-400/10У, ЭА-400/10Т, ЗИО-8, ЭА-395/9 и др., приведённые в таблице 8.1), следует выполнять узкими валиками шириной не более трёх диаметров применяемых электродов.
К сварке соединений трубопроводов следует приступать сразу же после выполнения прихватки и контроля качества сборки. Допускается перерыв между прихваткой и сваркой не более одной смены при условии тщательного укрытия соединения чистой хлопчатобумажной тканью для предупреждения попадания загрязнений в зазоры соединения и на кромки. При перерыве между прихваткой и сваркой, непосредственно перед сваркой, необходимо проверить состояние поверхности кромок и в случае необходимости выполнить его зачистку механическим путём.
Перерыв между сваркой корня шва и заполнением разделки кромок должен быть минимальным и не должен превышать одних суток - при отсутствии радиографического контроля шва, и трех суток - при радиографическом контроле корня шва.
Не допускаются силовые воздействия на соединение до полного окончания его сварки.
Места начала и окончания каждого слоя (валика) шва должны быть смещены относительно соседнего валика (слоя), при этом каждый последующий по высоте валик (слой) шва должен перекрывать предыдущий. Величина смещения и перекрестия должна быть:
не менее 10 мм, при ручной и автоматической аргонодуговой сварке, полуавтоматической сварке плавящимся электродом в среде защитного газа и ручной дуговой сварке покрытыми электродами диаметром до 3 мм включительно;
не менее 15 мм, при ручной дуговой сварке электродами диаметром
4-5 мм;
не менее 50 мм, при автоматической сварке под флюсом.
Ручную дуговую сварку следует выполнять на возможно более короткой дуге. Возбуждение дуги производить в разделке кромок или на ранее выполненном шве. Не допускается возбуждение дуги на поверхности изделия вне разделки кромок.
При аргонодуговой сварке зажигание дуги производить контактным способом при малом значении силы тока или с помощью осциллятора. При отсутствии в составе поста осциллятора и невозможности возбуждения дуги контактным способом при малом значении тока (отсутствие устройств для возбуждения) зажигание дуги и разогрев электрода производить в разделке, на ранее наплавленном металле или на стальной, медной или графитовой пластинке, устанавливаемой рядом с разделкой.
При обрыве дуги к сварке приступать вновь после механической обработки (удаления) кратера, отступив в сторону ранее выполненной части шва от 5 до 15 мм.
Аргонодуговую сварку стыковых и угловых соединений трубопроводов из сталей аустенитного класса, подведомственные Правилам АЭУ выполнять с поддувом аргона во внутреннюю полость трубы, что должно быть оговорено в технологической документации на сварку конкретного трубопровода. При сварке замыкающих стыков трубопроводов, когда установка удаляемых заглушек не представляется возможной, разрешается сварка без поддува защитного газа по решению, согласованному проектной (конструкторской), монтажной организацией и разработчиком технологии сварки. В случае, если сварка замыкающего стыка во всех случаях должна быть выполнена с поддувом аргона, возможно выполнение щелевого поддува. В этом случае поддув производится через зазор между кромками при сварке первого прохода шва.
Толщина наплавляемого за один проход слоя (валика) шва не должна превышать:
6 мм при дуговой сварке покрытыми электродами;
5 мм при полуавтоматической сварке в среде защитных газов;
4 мм при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом с присадочной проволокой.
Ширина наплавляемого за один проход слоя (валика) шва не должна превышать:
при аргонодуговой сварке - диаметра сопла горелки, но не более 15 мм;
при дуговой сварке покрытыми электродами вертикальных соединений – не более 30 мм;
при полуавтоматической сварке плавящимся электродом в среде защитного газа – не более 25 мм.
При сварке горизонтальных соединений трубопроводов толщина наплавляемого слоя должна быть не более 80% от значений, приведённых в п.12.4.18, а ширина слоя не более 10 мм.
Если процессу сварки соединений трубопроводов из сталей перлитного класса мешает магнитное поле, возникающее вследствие намагничивания трубы (магнитное дутьё), то необходимо размагнитить металл труб путём установки на трубу индуктора (6-8 витков провода) и пропускание по нему в течение 2-3 минут постоянного тока силой
200-300 А. Если после этого магнитное поле сохраняется, то ток следует пропустить в обратном направлении, подсоединив провода к противоположным выводам индуктора.
Сварку замыкающего соединения трубопровода производить после окончания работ по сварке, контролю качества и исправления дефектов на всех остальных соединениях трубопровода.
После сварки шов и прилегающая к нему зона основного металла должна быть зачищена от шлака, брызг и защитного покрытия. Сваренное и зачищенное сварное соединение должно быть заклеймено личным клеймом сварщика.
Перелом осей труб (деталей) после сварки соединения не должен превышать величин, приведённых в конструкторской документации. При отсутствии указаний в конструкторской документации перелом не должен превышать величин, указанных на пункте 11.24.
-
Способы сварки. Общие технологические требования
-
Технология ручной аргонодуговой сварки стыковых соединений трубопроводов
Ручную аргонодуговую сварку (РАДС) выполнять на постоянном токе прямой полярности. Сварку выполнять горелками, приведёнными
в таблице 9.5.
РАДС корневого шва соединений труб с V-образной разделкой кромок типа 1-22-1, 1-24-1, 1-16 выполнять с подачей присадочной проволоки диаметром от 1,6 до 3 мм. Выбор марки присадочной проволоки производится согласно рекомендациям таблиц 8.1 в зависимости от марки стали труб.
РАДС корневого шва соединений труб с У-образной разделкой кромок типа 1-25-1 из сталей аустенитного и перлитного класса следует выполнять, как правило, без подачи присадочной проволоки. Допускается РАДС соединений труб типа 1-25-1 выполнять с подачей присадочной проволоки, при этом зазор в соединении труб должен быть равным 1,5+0,5 мм.
Сварку корневых слоёв шва выполнять непрерывной или импульсной дугой. Рекомендуется применение импульсно-дуговой сварки, обеспечивающей более высокое качество формирования шва.
Сварку корневого слоя шва вертикальных соединений трубопроводов Ду до 200 мм выполнять за 2 полуоборота «на подъём». Сварку корневого слоя шва соединений трубопроводов Ду от 200 до 400 мм рекомендуется выполнять по четвертям, сваривая поочерёдно швы в каждой четверти в направлении снизу-вверх «на подъём». Сварку корневого слоя шва трубопроводов Ду 450 мм и более рекомендуется выполнять по четвертям обратноступенчатым способом (длина ступени – от 150 до 200 мм) в направлении снизу-вверх на подъём.
Сварку при заполнении разделки кромок выполнять на проход снизу-вверх «на подъём» при Ду до 300 мм и на проход по четвертям при Ду 350 мм и более.
Сварку соединений труб Ду до 200 мм выполняет один сварщик, а соединений Ду более 200 мм рекомендуется выполнять двумя сварщиками. При этом сварка выполняется одновременно в диаметрально противоположных четвертях. Допускается сварка соединений Ду более 200 мм одним сварщиком. При этом очерёдность сварки швов следующая: IV четверть, II четверть, I четверть, III четверть. Допускается изменить порядок сварки швов в четвертях, но во всех случаях после сварки шва в одной из четвертей надлежит затем выполнить сварку шва в диаметрально противоположной четверти.
Сварку очередных слоёв шва выполнять поочерёдно в каждой половине или в каждой четверти. К сварке очередного слоя шва приступить после окончания сварки предыдущего слоя по всему периметру соединения. В порядке исключения при необходимости регулирования величины перелома осей свариваемых труб разрешается при заполнении разделки кромок выполнять в одной из четвертей или в одной половине 2 слоя шва (по высоте), не выполняя их в других четвертях (на другой половине).
Сварку слоёв (валиков) шва горизонтальных стыков выполнять в той же последовательности, что и вертикальных. Разрешается сварка за полный оборот горелки вокруг стыка. Место начала сварки выбирается в любом удобном для сварщика месте.
Не разрешается начинать сварку на прихватке. Прихватки при сварке корневого шва должны быть переплавлены.
При сварке соединения с поддувом защитного газа во внутреннюю полость трубы поддув прекращается после выполнения второго слоя по высоте.
Сварку соединения выполнять при минимальной силе тока, обеспечивающем качественное формирование корня шва и сплавление шва с кромками труб и предыдущим швом, при скорости сварки:
от 2,5 до 3,0 м/ч. соединений труб из сталей перлитного класса;
от 3 до 5 м/ч. соединений труб из сталей аустенитного класса.
Ориентировочные режимы сварки приведены в таблице 12.1, 12.2 настоящего стандарта.
-
Технология автоматической аргонодуговой сварки стыковых соединений трубопроводов диаметром меньше 200 мм
Автоматическую аргонодуговую сварку неплавящимся электродом выполнять на постоянном токе прямой полярности импульсной или непрерывной дугой с использованием сварочных аппаратов, приведённые в таблицах 9.6; 9.8; 9.9 настоящего стандарта.
Автоматическую сварку выполнять в следующей последовательности:
сварить корневой слой шва;
проконтролировать визуальным способом качество сварки корня шва;
выполнить заполнение разделки кромок и валик усиления шва.
При сварке корневого (основного) слоя шва стыковых соединений труб из аустенитных сталей применять следующие способы сварки:
сварку импульсной дугой с шаговым перемещением электрода;
сварку импульсной дугой с непрерывным перемещением электрода;
сварку по методу последовательного проплавления непрерывной дугой;
сварку непрерывной дугой.
При сварке соединений трубопроводов из аустенитных сталей применять типы сварных соединений 1-21-2 (без разделки).
При сварке корневого (основного) слоя шва стыковых соединений труб из перлитной стали применять следующие способы:
сварку импульсной дугой с шаговым перемещением электрода;
сварку импульсной дугой с непрерывным перемещением электрод;
сварку непрерывной дугой.
Сварку корневого (основного) слоя шва импульсной дугой с шаговым перемещением применять при выполнении стыковых соединений типа 1-21-2 на кромках труб:
из аустенитной стали при толщине стенок от 2 до 4 мм;
из перлитной стали при толщине стенки от 2 до 3,5 мм.
Сварку основного слоя шва соединения 1-21-2 по методу последовательного проплавления выполнять при толщине стенки труб до 3,5 мм включительно. При сварке по методу последовательного проплавления выполнять 2-3 прохода (без перерывов между ними) непрерывной дугой с постоянной скоростью перемещения электрода. Сварка выполняется при значении силы тока меньшем, чем необходимо для получения сквозного проплавления на первом проходе.
Сварка корня шва должна выполняться при минимальной длине дуги. Установочная длина дуги (расстояние между электродом и поверхностью трубы или «уса» разделки пред возбуждением дуги) должна составлять
от 1 до 1,2 мм. При сварке по методу последовательного проплавления установочная длина дуги может составлять до 1,5 мм.
Таблица 12.1 Рекомендуемые режимы ручной аргонодуговой сварки непрерывной дугой стыков трубопроводов
Тип соединения (для перлитных и аустенитных сталей)
|
Толщина стенки, мм
|
Сила тока, А
|
При сварке корня шва
|
При заполнении разделки
|
С-22;С-23;
С-25
1-23(С-23);1-24-1(С-24-1);1-25 (С-25)
|
До 2
Свыше 2 до 4
Свыше 4 до 6
Свыше 6
|
40 – 60
60 – 90
80 – 110
90 – 120
|
40 – 60
70 – 100
90 – 120
90 – 130
|
С-23;С-42;
1-23(С-23);
1-25-1(С-42);
1-24-1(С-24-1);1-22(С-22)
|
До 6 вкл.
Свыше 6 до 16
Свыше 16
|
70 – 90
85 – 105
100 – 130
|
90 – 120
90 – 130
100 – 140
|
Таблица 12.2 Рекомендуемые режимы ручной аргонодуговой сварки импульсной дугой стыков трубопроводов
Тип соединения (для перлитных и аустенитных сталей
|
Толщина стенки, мм
|
Сила тока, А
|
Продолжительность, с
|
Импульса
|
Паузы
|
Импульса
|
Паузы
|
С-22;С-23;
1-23(С-23); 1-24-1(С-24-1)
|
от 1 до 1,5
от 1,5 до 2,5
от 2,5 до 4
от 4 до 6
от 6 до 12
свыше 12
|
40 – 50
50 – 70
80 – 110
90 – 120
100 – 130
125 – 150
|
6 – 8
|
0,4 – 0,6
0,4 – 0,6
1,5 – 2
1,5 – 2
1,5 – 2,5
1,5 – 2,5
|
0,3 – 0,5
|
С-23;
1-23(С-23);1-24-1(С-24-1); 1-22(С-22)
|
4 – 8
9 – 16
свыше 16
|
100 – 125
115 – 130
125 – 130
|
1,2 – 2
1,5 – 2,5
1,5 – 2,5
|
Примечание - значение силы тока при сварке сталей перлитного класса принимать ближе к верхнему пределу.
|
Сварка основного (корневого) слоя шва неповоротного вертикального и горизонтального стыков выполняется за полный оборот горелки вокруг стыка. При сварке вертикального стыка место начала сварки рекомендуется выбирать на участке соединения, соответствующему «4-5 часов» (по циферблату часов) и выполнять в сторону потолочного положения «12 часов». При сварке горизонтального стыка место начала сварки не регламентируется. В процессе сварки основного (корневого) слоя вертикального стыка допускается программирование режима сварки по силе тока в зависимости от пространственного положения сварочной ванны. Программирование может осуществляться автоматически и вручную (сварщиком) по заранее выбранной программе (определяется при сварке пробных соединений).
Отклонение электрода при сварке корневого слоя шва от центра соединения должно составлять 0,5 мм.
После выполнения корневого (основного) слоя производить визуальный осмотр поверхности шва (выполняет сварщик) на отсутствие трещин и других поверхностных дефектов, а также с целью оценки наличия проплавления. Проплавление стенки («уса» разделки) имеет место при наличии полосы более тёмного цвета по центру соединения.
Сварку корневого слоя шва рекомендуется выполнять по возможности при вертикальном расположении осей свариваемых трубных элементов, чем исключаются дефекты в виде излишней вогнутости и усиления обратной стороны шва.
Усиливающий валик шва и заполнение разделки выполнять одним из следующих способов:
сваркой по методу автоопрессовки;
сваркой с подачей присадочной проволоки.
Сварку по методу автоопрессовки применять при выполнении сварных швов на трубах из аустенитных и перлитных сталей при условии ослабления шва с наружной стороны не более 0,5 мм на трубах диаметром до 76 мм и не более 0,8 мм на трубах диаметром более 76 мм из аустенитных сталей, и не более 0,3 мм на трубах любого диаметра из перлитных сталей.
Сварку с присадочной проволокой можно применять без ограничений.
Сварку по методу автоопрессовки осуществлять за счёт выполнения 3-4 опрессовочных проходов при сварке соединений труб из сталей аустенитного класса; 6-8 опрессовочных проходов при сварке соединений труб из сталей перлитного класса.
После выполнения 2-3 непрерывных проходов производить охлаждение стыка до температуры ниже 100С.
Опрессовочные проходы при сварке соединений труб диаметром более 76 мм рекомендуется выполнять по частям, для чего периметр стыка условно разбивают на 3 и более участков, каждый из которых длиной не более 120 мм. Опрессовку на них выполнять поочерёдно, за счёт возвратнопоступательных движений электрода от начала участка к его концу и обратно. Опрессовка на каждом очередном участке начинать после охлаждения стыка до температуры ниже 100С. Опрессовочные проходы рекомендуется выполнять с поперечными колебаниями электрода, если узел колебаний имеется в сварочном автомате.
Длина дуги при выполнении опрессовочных проходов должна составлять от 2 до 2,5 мм.
Сварку валиков шва с подачей присадочной проволоки производить с поперечными колебаниями электрода за полный оборот горелки вокруг стыка.
Присадочная проволока диаметром 1,2 мм подается по центру выполняемого валика шва в переднюю часть сварочной ванны навстречу движению электрода.
При выполнении опрессовочных проходов без колебаний электрода рекомендуется смещать дугу относительно центра соединения вправо (влево) на расстояние от 1 до 1,5 мм после выполнения 1-2 проходов с каждой стороны от центра соединения.
Длина дуги при сварке валика с присадочной проволокой должна составлять от 1,5 до 2,5 мм.
Сварку слоёв (валиков) шва вертикального стыка с присадочной проволокой следует начинать в нижней части вертикального стыка и выполнять в направлении нижнего положения (12 часов) при условии окончания сварки прохода в нижнем положении (с учётом перекрытия валика шва) или в положении «на спуск»). При сварке горизонтального стыка место начала сварки не регламентируется.
В сварных соединениях труб из аустенитной сталей, к которым предъявляются повышенные требования по стойкости к межкристаллитной коррозии, и в сварных соединениях труб из углеродистых и кремнемарганцовистых сталей перлитного класса, к которым предъявляются повышенные требования к пластичности соединения, сваренные с подачей присадочной проволоки рекомендуется выполнять дополнительно по 3-4 опрессовочных прохода (без присадочной проволоки). Необходимость выполнения опрессовочных проходов оговаривается в ПТД.
Выбор марки присадочной проволоки при автоматической дуговой сварке выполняется согласно рекомендациям, приведённым в таблице 8.1, в зависимости от марки свариваемой стали.
Рекомендуемые режимы автоматической аргонодуговой сварки неповоротных соединений трубопроводов приведены в таблицах 12.3; 12.4; 12.5. Допускается корректировка отдельных параметров режимов в пределах не более ±10%.
Разрешается выполнение усиливающего валика шва и заполнение разделки кромок способом ручной аргонодуговой сваркой с присадочной проволокой, ручной дуговой сваркой покрытыми электродами и полуавтоматической сваркой плавящимся электродом в среде защитного газа.
-
|
