Указания по сварке технологических трубопроводов

СВАРКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ
 

Общие положения технологии

Для изготовления стальных технологических трубопроводов применяют трубы из материалов, соответствующих указаниям проектной документации, а по своему химическому составу и механическим свойствам, соответствующих требованиям государственных стандартов и технических условий. Стали, используемые для изготовления трубопроводов, делят на несколько групп. К первой группе относятся стали ферритно-перлитного структурного класса - Ст2сп, Ст2пс, Ст3сп, Ст3пс, Ст4сп, ВСт3сп, ВСт3пс, ВСт4сп, 10, 20. Ко второй группе - стали перлитного класса 10Г2, 17ГС, 15Г2СФ, 17Г1С, 16ГС, 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1МФ. К третьей группе - стали мартенситного класса 15Х5М, 15Х5, 15Х5ВФ, 12Х8ВФ. В четвертую группу входят стали аустенитного класса 12Х18Н10Т, 08Х22Н6Т, 12Х18Н12Т, ОЗХ18Н11, 08Х18Н12Б, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М2Т, 08Х17Н15МЗТ, О3Х16Н15М3, 10Х14Г14Н4Т, 10Х23Х18, 06ХН28МТД. Пятая группа состоит из сталей аустенитно-ферритного класса - 08Х20Н14С2 и 08Х21Н6М2Т. В шестую группу входят стали ферритного класса 08Х13, 06Х17Т и 15Х25Т. Трубы из материалов, не предусмотренных проектом, разрешается применять только по согласованию с проектной организацией при условии, что технологические и эксплуатационные характеристики заменяющих материалов не ниже, чем у заменяемых.

Поставляемые трубы должны иметь соответствующий сертификат. При отсутствии сертификат трубы подвергают проверке для определения химического состава и механических свойств металла. Материалы труб, к которым предъявляют требования по стойкости против межкристаллитной коррозии, независимо от наличия сертификата должны быть испытаны на склонность к межкристаллитной коррозии.

Для ручной аргонодуговой сварки используют стальную сварочную проволоку, аргон газообразный, вольфрам латанированный, вольфрам иттрированный, флюс-пасту ФП8-2. При ручной сварке покрытыми электродами применяют металлические электроды по ГОСТ 9467-75 и ГОСТ 10052-75.

К прихватке и ручной сварке покрытыми электродами стыков трубопроводов / - IV категорий допускают сварщиков, выдержавших теоретические и практические испытания в соответствии с действующими "Правилами аттестации сварщиков", утвержденными Госгортехнадзором СССР, и имеющие удостоверение на право производства сварочных работ. К прихватке и сварке стыков трубопроводов V категории допускаются сварщики, заварившие пробные стыки без сдачи испытаний по правилам Госгортехнадзора СССР. К аргонодуговой сварке технологических трубопроводов допускают сварщиков не ниже 5 - 6-го разрядов, выдержавших теоретические и практические испытания в соответствии с действующими "Правилами аттестации сварщиков" Госгортехнадзора СССР и имеющих соответствующее удостоверение. К сварке трубопроводов из легированных сталей допускают сварщиков, имеющих опыт сварки этих сталей и прошедших предварительные испытания по сварке соответствующих труб. Сварщики, впервые приступившие к сварке трубопроводов на монтаже данного объекта или имевшие перерыв в работе более 2 мес., а также все сварщики в случае применения новых сварочных материалов или оборудования независимо от наличия у них документов о сдаче испытаний должны заварить пробные стыки в присутствии мастера (контролера) в условиях, аналогичных тем, в которых будет вестись сварка трубопроводов. Сварщики, не выдержавшие испытания, могут быть допущены к сварке трубопроводов только после сдачи повторных испытаний, которые проводят не ранее чем через 10 дней с момента отстранения их от сварки трубопроводов. Каждый сварщик должен иметь личное клеймо.

Для ручной аргонодуговой сварки применяют источники сварочной дуги постоянного тока с падающей вольтамперной характеристикой. Источники могут иметь и жесткую характеристику, но тогда необходимы балластные реостаты. При ручной сварке покрытыми электродами используют источники питания с падающей характеристикой.

Сборка трубопроводов

Трубы под сварку выбирают по внутренним диаметрам. В одну группу должны входить трубы, имеющие расхождение по внутреннему диаметру до 1 %, но не более 2 мм. Огневая резка труб и обработка кромок допустима для труб из сталей марок первой и второй групп или аналогичных им. Огневую резку сталей третьей группы можно производить в исключительных случаях. При этом перед огневой обработкой участок трубы, примыкающий к месту реза, должен быть подогрет до 300 - 350 °С. После резки необходимо обеспечить медленное охлаждение кромок трубы, которые затем следует зачистить наждачным кругом на глубину не менее 3 мм, считая от максимальной впадины реза, и тщательно проконтролировать методом цветной дефектоскопии отсутствие трещин на ширину не менее 20 мм. Допускается плазменная и воздушно-дуговая резка труб из сталей четвертой  -  шестой групп с последующей механической зачисткой поверхности на глубину не менее 1 мм. При обнаружении трещин глубину зачистки кромок увеличивают до полного удаления трещин.

При сборке стыков трубопроводов должно быть обеспечено правильное зафиксированное взаимное расположение стыкуемых труб и деталей, а также свободный доступ к выполнению сварочных работ в последовательности, предусмотренной технологическим процессом. Стыки и детали трубопроводов собирают с помощью сборочных устройств, позволяющих равномерно распределять по окружности стыка смещения кромок, возникающие из-за погрешностей размеров и формы стыкуемых концов труб и деталей трубопроводов. Несовпадение кромок по внутреннему диаметру не должно превышать 10 % толщины стенки, а для труб с толщиной стенки более 20 мм не должно превышать 2 мм. При разности в толщине стенок стыкуемых труб, превышающей указанные значения, плавный переход от более толстого элемента к более тонкому должен быть обеспечен посредством соответствующей обработки. При этом толщина стенки трубы в любом месте разделки не должна выходить за пределы допусков по толщине.

Соосность труб в месте стыка проверяют линейкой, прикладываемой в 3 - 4 местах по окружности трубы. Максимально допустимое отклонение а от соосности, измеряемое щупом, не должно превышать 1,5 мм на расстоянии 200 мм от стыка (рис.1,а). Соосность трубы с отводом проверяют шаблоном (рис.1,б).

Рис.1 Схема проверки соосности элементов трубопровода
а - на прямых участках; б - соединения трубы с отводом

При сборке стыков трубопроводов диаметром более 100 мм из прямошовных сварных труб и их деталей продольные сварные швы смещают один относительно другого не менее чем на 100 мм, а при диаметре менее 100 мм - на 1/3 длины окружности. В отдельных случаях при двусторонних продольных швах допускается располагать их на одной оси. Для поперечных стыков сварных соединений расстояние между осями соседних сварных швов на прямых участках трубопроводов / - /// категорий должно составлять не менее 100 мм, для трубопроводов IV и V категорий - не менее 50 мм. Не допускаются поперечные сварные швы на гнутых участках труб.

Стык между трубопроводом и запорной арматурой собирают с применением  расплавляемой  вставки (рис.2).

Рис.2. Сварной стык с расплавляемой вставкой

а  -  расплавляемая вставка; б  -  стыковое соединение с расплавляемой вставкой
D -  внутренний диаметр свариваемой трубы

При отсутствии специальных указаний на чертежах угол разделки и величину притупления выбирают в соответствий с ГОСТ 16037-80. Стык трубопровода собирают в условиях, надежно защищенных от ветра и попадания на стык атмосферных осадков и грязи. Торцы, скошенные кромки и прилегающие к ним участки поверхности трубы шириной 15 - 20 мм должны быть зачищены до металлического блеска механическим способом.

Прихватку стыков трубопроводов должен выполнять тот же сварщик и теми же сварочными материалами, что и при сварке корневого шва на данном стыке. Прихватка стыков с расплавляемой вставкой производится аргонодуговой сваркой без присадочной проволоки. Длина прихваток 3 - 8 мм, шаг прихваток 10 - 15 мм. В остальных случаях размеры и число прихваток должны соответствовать данным, приведенным в табл. 1.

Таблица 1

Размеры прихваток, мм