Система нормативных документов в газовой промышленности
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
ПО ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ КС ИЗ ТЕПЛОУСТОЙЧИВЫХ И
ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
РД 51-31323949-38-98
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»
«Научно-исследовательский институт природных и газовых технологий - ВНИИГАЗ»
Москва
СОДЕРЖАНИЕ
РАЗРАБОТАН лабораторией сварки ВНИИГАЗа: к.т.н. Эффендиевым Э.Э. и к.т.н. Чашиным СМ. при участии Рыбакова А.И. (ОАО "Газпром"), Голдобина ВА. (п. "Волготрансгаз").
СОГЛАСОВАН начальником управления по надзору в нефтяной и газовой промышленности Госгортехнадзора России Ю.А. Дадоновым, письмо № 10-03/629 от 23 ноября 1998 года, заместителем начальника Управления по транспортировке газа и газового конденсата ОАО "Газпром" В.Н.Дедешко 28 сентября 1998 года, заместителем начальника Управления газового надзора ОАО "Газпром" В.И.Эристовым 7 августа 1998 года, генеральным директором ВНИИГАЗа А.И. Гриценко.
УТВЕРЖДЕН членом правления ОАО "Газпром" Б.В. Будзуляком 1 декабря 1998 года.
Настоящий Руководящий документ (РД) распространяется на сварочные работы при монтаже, реконструкции и ремонте технологических трубопроводов компрессорных станций (обвязка турбин, трубопроводы топливного, уплотнительного газа, маслопроводы, системы смазки, воздуховоды горячего тракта турбины).
Устанавливает основные требования к трубам и сварочным материалам, технологии сборки, сварки, термообработки и контролю качества сварных стыков. Содержит критерии и нормы приемки сварных швов.
Руководящий документ разработан с учетом данных следующих нормативных документов:
- Рекомендации по монтажной сварке SOK 7260686/4 РАО "Газпром", 1996;
- СНиП 3.05.05-84. Технологическое оборудование и технологические трубопроводы. М., Госстрой, 1985;
- РТМ-1С-93. Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте оборудования электростанций. М, 1993.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящий Руководящий документ (РД) распространяется на ручную дуговую и аргонодуговую сварку технологических трубопроводов компрессорных станций из теплоустойчивых сталей перлитного класса и высоколегированных сталей аустенитного класса (см. Приложение 1).
1.2. Монтаж, реконструкция и ремонт трубопроводов КС в соответствии с настоящим РД должны учитывать требования проекта (проектного решения).
1.3. Технология сварки стыков труб должна быть представлена в установленном порядке технологической инструкцией, технологическими картами.
Технология сварки должна быть аттестована, согласно требованиям разд. III РД 558-97, с учетом требований настоящего документа. Применение неаттестованных технологий сварки не допускается.
1.4. При производстве сварочно-монтажных работ на газопроводах на основе данного РД следует также руководствоваться:
- Типовой Инструкцией по безопасному ведению огневых работ на газовых объектах Мингазпрома [1];
- Инструкцией по производству строительных работ в охранных зонах магистральных трубопроводов Мингазпрома [2];
- Типовой Инструкцией по организации безопасного проведения огневых работ на взрывоопасных и взрывоогнеопасных объектах Госгортехнадзора [3].
1.5. Особенностями сварочно-монтажных работ на технологических трубопроводах КС являются:
а) особо строгий входной контроль труб и сварочных материалов, их соответствие проекту и состояние качества;
б) установка и надежное закрепление в различных пространственных положениях трубопроводов в процессе монтажа и сварки, исключающие внешние силовые воздействия на стык и колебания, а также наличие различного рода защемлений; при этом необходимо обеспечить условия для свободного осевого перемещения труб при тепловом расширении металла при сварке и термообработке;
в) строгое соблюдение технологии сварки стыков труб и контроль сварочных работ на всех этапах.
1.6. Учитывая особенности расположения технологических трубопроводов, необходимо, помимо требований по проведению огневых работ, обеспечения безопасности и других мероприятий, разработать план организации сварочно-монтажных работ, включающий:
- схему установки опор и закрепление трубопровода;
- схему организации поста сварки, термообработки, контроля качества (просвечиванием);
- технологическую карту сварки стыков труб;
- технологическую карту контроля качества сварных швов;
- мероприятия по обучению сварщиков, выполняющих работу в конкретных условиях;
- мероприятия по технике безопасности.
1.7. При монтаже трубопроводов в первую очередь следует строго установить на опоры арматуру, закрепить ее, только после этого начать присоединение к ней труб и фасонных деталей.
1.8. Монтировать трубопроводы следует из максимально укрупненных блоков или сборочных единиц, сварка которых может осуществляться в удобном положении.
1.9. Конструкция и расположение сварных соединений должны обеспечивать их качественное выполнение и контроль всеми предусмотренными методами в процессе монтажа и эксплуатации.
1.10. В зоне проведения сварочно-термических операций не допускается попадание воды, грязи, сквозняков и ветра; при необходимости должны использоваться переносные палатки-кабины для защиты от сквозняка и ветра, а торцы труб должны быть закрыты заглушками.
1.11. Для выполнения сварочно-монтажных работ следует применять полностью исправные, укомплектованные и налаженные установки, аппаратуру и оснастку, обеспечивающие соблюдение требований настоящего документа, а также приборы контроля за режимами сварки.
2. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПЕРСОНАЛА
2.1. К прихватке и сварке стыков труб допускаются сварщики, выдержавшие теоретические и практические испытания в соответствии с "Правилами аттестации сварщиков", утвержденными 16.03.1993 г. Госгортехнадзором России, и имеющие разрешение на выполнение конкретного вида работ.
2.2. Сварщики (по любому виду сварки), впервые приступающие к сварке трубопроводов на монтаже данного объекта или имевшие перерыв в своей работе более 2 месяцев, независимо от наличия у них удостоверения об аттестации, должны заварить пробные (допускные) стыки.
Допускается группировать трубы (допускные стыки) по следующим признакам:
а) способ сварки;
б) марки трубной стали:
1 группа - стали 12МХ, 15ХМ, А335Р11;
2 группа - стали 12Х1МФ, 15Х1М1Ф;
3 группа - высоколегированные аустенитные стали (Приложение 3);
в) номинальная толщина свариваемых труб в зоне сварки: в одну группу допускается объединять соединения с номинальной толщиной, мм: до 3, свыше 3 до 10, свыше 10.
г) диаметр труб в зоне сварки: в одну группу допускается объединять сварные соединения труб диаметром, мм: до 25, свыше 25 до 100, свыше. 100 до 500, свыше 500.
2.3. Если на производстве данное сварное соединение будут выполнять одновременно несколько сварщиков, то допускной стык должно сваривать такое же число сварщиков.
2.4. Допускные стыки помимо визуального и измерительного контроля проверяются путем радиографирования. Их качество необходимо оценивать по нормам данного РД.
2.5. Количество допускных стыков для каждой аттестуемой группы должно быть достаточным, чтобы обеспечить изготовление необходимого количества образцов для механических и металлографических испытаний.
2.6. Количество образцов, изготовленных из допускного стыка (стыков), должно быть не менее:
для испытания на растяжение - трех;
на статический изгиб или сплющивание - двух.
Критерии качества при механических испытаниях - в соответствии с табл. 4, приведенной в разделе 5.
2.7. К контролю сварных соединений труб физическими методами (в том числе стилоскопирование) допускаются контролеры, аттестованные в соответствии с "Правилами аттестации специалистов неразрушающего контроля", Госгортехнадзор РФ, 1992.
2.8. К руководству работами по сварке, контролю и термообработке сварных соединений, контролю за соблюдением технологии допускаются ИТР, производственные и контрольные мастера, изучившие правила Госгортехнадзора, настоящий РД, ПТД, рабочие чертежи, методические инструкции по контролю. Знания ИТР должны проверяться в порядке, предусмотренном Госгортехнадзором.
3. СВАРИВАЕМЫЕ ТРУБЫ
3.1. Применяемые трубы должны соответствовать проектной документации и/или рекомендациям головного института (ВНИИГАЗа).
3.2. Перечень трубопроводов обвязки газокомпрессорных станций приведен в Приложении 1.
3.3. В Приложении 2 приводятся химический состав и механические свойства труб из стали А335 по ASTM и ее близких отечественных аналогов - теплоустойчивых сталей перлитного класса.
3.4. В Приложении 3 приводятся химический состав и механические свойства труб из стали A312 по ASTM и ее близких отечественных аналогов - высоколегированных сталей аустенитного класса.
3.5. Входной контроль труб включает следующие контрольные операции:
а) проверку наличия сертификата, полноты приведенных в нем данных и соответствие этих данных требованиям стандарта или технических условий;
б) проверку наличия заводской маркировки и соответствие сертификатным данным;
в) осмотр металла для выявления поверхностных дефектов и повреждений.
3.6. В металле не допускается наличие трещин, плен, рванин и закатов, а также видимых расслоений.
Царапины, риски и задиры на трубах глубиной выше 0,2 мм, но не более 5 % от толщины стенки устраняют шлифованием, при этом толщина стенки не должна быть выведена за пределы минусового допуска по ГОСТ или ТУ.
3.7. В целях идентификации все поступающие на монтаж трубы из высоколегированных и хромомолибденовых сталей должны быть проверены стилоскопическим методом [4].
3.8. Повторное применение труб, находившихся в эксплуатации, не допускается.
3.9. Все трубы из аустенитных сталей, к которым предъявляются требования по стойкости к межкристаллитной коррозии, перед использованием должны быть испытаны на склонность к межкристаллитной коррозии (МКК) по ГОСТ 6032-84 [5].
4. СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
4.1. Для сварки стыков труб из теплоустойчивых и высоколегированных аустенитных сталей может применяться:
а) ручная дуговая сварка покрытыми электродами, сварка корня шва, заполняющих и облицовочного слоев;
б) ручная аргонодуговая сварка: сварка корня шва, заполняющих и облицовочного слоев;
в) комбинированная сварка: корень шва выполняется аргонодуговой сваркой, заполняющие и облицовочный слои - ручной дуговой сваркой покрытыми электродами.
4.2. Сварочные материалы должны быть аттестованы согласно требованиям раздела III РД 558-97 [6] с учетом требований настоящего документа. Применение неаттестованных ВНИИГАЗом сварочных материалов не допускается.
4.3. Сварочные материалы (электроды, проволока), рекомендуемые для выполнения кольцевых стыковых соединений из теплоустойчивых сталей, приведены в табл. 1.
Таблица 1
Рекомендуемые сварочные материалы для сварки труб из теплоустойчивых сталей
|
Марка трубной стали |
Марка электродов |
Марка сварочной проволоки |
|
12МХ; 15ХМ; А335Р11 |
ЦЛ-38, ЦЛ-39, ТМЛ-1У, ЦУ-2ХМ, ТМЛ-ЗУ, СМВ-95*, СМВ-98*, СМВ-96* Хромо 335 кв**, Хромо 910 кв** |
Св-08МХ, Св-08ХМА-2, Св-08ХГСМА. ГОСТ 2246-70 |
|
12Х1МФ, 15Х1М1Ф |
ЦЛ-39, ЦЛ-20, ТМЛ-ЗУ, ЦЛ-45 |
Св-08ХМФА-2, Св-08ХМФА, Св-08ХГСМФА. ГОСТ 2246-70 |
*-электроды СМВ-95, СМВ-96 и СМВ-98 поставки ф. "Кобэ Стил" (Япония).
**-электроды хромо 335 кв, хромо 910 кв поставки ф."Клекнер" (ФРГ).
***-допускается применение других сварочных материалов подобного типа по Рекомендациям ВНИИГАЗа.
Химический состав и механические свойства металла, наплавленного указанными материалами, приведены в Приложении 4.
4.4. Рекомендуемые сварочные материалы для выполнения кольцевых стыковых соединений из высоколегированных аустенитных сталей приведены в табл. 2.
Таблица 2
Рекомендуемые сварочные материалы для сварки труб из высоколегированных аустенитных сталей
|
Марка трубной стали |
Марка электродов |
Марка сварной проволоки |
|
12Х18Н12Т; 12Х18Н10Т; 08Х18Н12Т; 08Х18Н10Т |
ЭА-400/10У; ЭФ-400/10Т; ЦТ-26; ЦТ-26М;ЦТ-15;ЦТ-15К. |
СВ-04Х19Н11МЗ; Св-08Х19Н10Г2Б; Св-01X19Н9; Св-04Х19Н9; Св-06X19Н9Т. |
|
А312ТР304 |
ЭА-400/10У; ЭА-400/10Т; ЦТ-26; ЦТ-26М; ЦТ-15; ЦТ-15К; NCA- 309*; NTCIA4829 кв** |
Св-04Х18Н9 |
*-электроды NCA-309 поставки ф. "Кобе Стал" (Япония)
**-электроды NTC1A 4829 кв поставки ф. "Клекнер" (ФРГ)
***-допускается применение других сварочных материалов подобного типа по рекомендациям ВНИИГАЗа.
Химический состав и механические свойства металла, наплавленного указанными материалами, приведены в Приложении 5.
4.5. Соответствие электродов, присадочной проволоки перед производством работ осуществляется: проверкой сертификата, этикетки на упаковке электродов, на бирке, закрепленной на сварочной проволоке, а для сварки высоколегированных аустенитных сталей также реакцией на контакт с магнитом. Аустенитный сварочный материал не должен притягиваться магнитом.
4.6. Для выполнения прихваток при сборке стыков труб следует применять сварочные материалы, предназначенные для сварки стыков труб из соответствующих сталей.
4.7. Сварочные материалы следует хранить по партиям с обеспечением их использования строго по назначению.
4.8. Определение партии покрытых электродов для ручной дуговой сварки - по ГОСТ 9466-75; сварочной проволоки - по ГОСТ 2246-70; защитного газа - по ГОСТ 10157-79.
4.9. Партией защитного газа следует считать газ одного наименования, одной марки, одного сорта (группы), поставляемого по одним техническим условиям.
4.10. Сварочная проволока должна храниться в условиях, исключающих ее загрязнение, коррозию и повреждение.
4.11. Перед сваркой электроды должны быть прокалены по режиму, приведенному в соответствующем документе (ОСТ, ТУ) или этикетке. В случае отсутствия таких данных режим прокалки выбирается по табл.3.
Импортные электроды прокаливают по режиму, указанному на этикетке, или по тому же режиму, что и отечественные с аналогичным типом покрытия.
Дата и режим прокалки должны быть зафиксированы в специальном журнале или этикетке электродов.
Таблица 3
Режимы прокалки электродов
|
Марка электрода |
Режимы прокладки |
|
|
Температура, °С |
Продолжительность, ч |
|
|
ЦЛ-39, ТМЛ-1У, ЦУ-2ХМ, ТМЛ-ЗУ,ЦЛ-20,ЦЛ-45. |
380±20 |
2,0+0,5 |
|
ЭА-400/10У, ЭА-400/10Т, ЦТ-26, ЦТ-26М, ЦТ-15, ЦТ-15К. |
220±20 |
1,0+0,5 |
Примечание. Прокалка электродов может производиться не более трех раз. Если электроды после трех прокалок показали неудовлетворительные сварочно-технологические свойства, то применение их для сварочных работ, выполняемых по настоящему РД, не допускается.
4.12. Покрытые электроды после прокалки следует хранить в закрытых мешках из водонепроницаемой ткани (полиэтиленовая пленка) или в закрытой таре с крышкой с резиновым уплотнением или в сушильных шкафах при температуре не менее 50°С, или в кладовых при температуре не ниже 18 °С и относительной влажностью воздуха не более 50 %. Срок хранения - согласно табл. 3.3 РД 558-97.
4.13. Электроды выдаются в количестве, необходимом для односменной работы каждого сварщика, если не оговорены более жесткие требования. При выдаче должна проверяться марка электродов по этикеткам или биркам, по окраске торца.
Электроды на рабочем месте сварщика должны находиться в переносном ящике-пенале или термосе емкостью на одну-две пачки электродов и защищены от попадания на них воды, грязи, нефтепродуктов, источников огня.
4.14. Порядок учета, хранения, выдачи и возврата сварочных материалов устанавливается инструкцией производственной организации с учетом данных требований.
4.15. Для ручной аргонодуговой сварки в качестве неплавящегося электрода следует применять электроды из вольфрама марок ЭВЛ, ЭВИ-1, ЭВИ-2, ЭВИ-3, ЭВТ-15 по ГОСТ 23949-80, лантанированного вольфрама марки ВЛ по ТУ 48-19-27-77 или иттрированного вольфрама марки СВИ-1 по ТУ 48-19-221-83 диаметром 2-4 мм.
4.16. Для аргонодуговой сварки в качестве защитного газа следует применять аргон высшего и первого сортов с физико-химическими показателями по ГОСТ 10157-79. Допускается использовать газообразный и жидкий аргон. Ротаметры расхода газа следует проверять в соответствии с ГОСТ 8122-74.
4.17. Рекомендуемое сварочное оборудование приведено в Приложении 6.
5. АТТЕСТАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ
5.1. Аттестация технологии сварки выполняется в соответствии с РД 558-97.
5.2. Аттестация технологии сварки производится для каждой группы однотипных сварных соединений. Определение понятия однотипности приведено в п. 2.2 данного РД.
5.3. Результаты механических испытаний должны удовлетворять требованиям, приведенным в табл. 4
Таблица 4
Критерии качества при механических испытаниях сварных соединений
|
Вид испытаний |
Критерии качества |
|
|
Теплоустойчивые стали |
Высоколегированные стали |
|
|
1. Растяжение, тип образцов VII, VIII ГОСТ 6996-66 |
Равнопрочность основному металлу |
|
|
2. Статический изгиб (корнем шва наружу, внутрь, на ребро) тип образцов XVII, XVIII ГОСТ 6996-66 |
Угол загиба ≥50° при S≤20 мм, ≥40 при S>20 мм |
Угол загиба≥100° |
|
3. Сплющивание (для труб Dy<50 мм, S<4 мм), тип образцов XXX ГОСТ 6996-66 |
Просвет "в" между сжимающими поверхностями при появлении первой трещины должен быть не более
|
|
|
4. Ударная вязкость (Дж/см2), тип образцов VI ГОСТ 6996-66 |
≥49 при +20°С ≥39,2 при -45°С (по требованию проектировщика) |
≥69 |
6. СБОРКА СТЫКОВ ТРУБ ПОД СВАРКУ
6.1. Вид стыковых сварных соединений трубопроводов при ручной дуговой и аргонодуговой сварке приведен в табл. 5.
Таблица 5
Вид сварных соединений при ручной дуговой и аргонодуговой сварке
|
Позиция |
Тип разделки кромок, вид сварного соединения |
Характеристика |
|
|
|
Разделка кромок труб при толщине S≤4 мм а=1,0-2,5 мм е=5,0-8,0 мм д=0,7-2,5 мм |
|
|
|
Разделка кромок при толщине стенки S=4-25 мм, "V" - образная |
|
|
|
Разделка кромок с двойным скосом S≥15 мм В=7 мм (при S=15-19 мм) В=8 мм (при S=19-21,5 мм) В=10 мм (при S=21,5-25 мм) |
Примечание Параметры а, е, д указываются в технологической карте. Могут устанавливаться в соответствии с ГОСТ 5264, ГОСТ 14771.
6.2. Для подготовки кромок применяется механическая обработка. Допускается газовая кислородная (только для труб из теплоустойчивых сталей) и плазменная резка с последующей механической зачисткой кромок реза на глубину не менее 2 мм.
При толщине стенки свыше 12 мм и при отрицательной температуре воздуха огневую резку труб из теплоустойчивых сталей следует производить с предварительным подогревом до 200°С и медленным охлаждением под слоем асбеста.
Примечания:
1. При аттестации сварщиков испытания проводят по пп. 1, 2 и 3.
2. В случае требований проектировщика по ударной вязкости при - 45 °С необходимо применять электроды фирмы Клекнер (ФРГ) Хромо 335 кв, Хромо 910 кв, NTCIA 4829 кв.
6.3. Сборку стыков труб и деталей трубопроводов необходимо производить с помощью устройств (приспособлений), позволяющих равномерно распределять по периметру стыка смещение кромок, возникающее из-за погрешностей по толщине стенки, диаметру труб и их формы на торцах, обеспечить соосность прямых участков стыкуемых элементов. Допускается смещение кромок до 0,2·Sн (Sн - номинальная толщина стенки трубы), но не более 3 мм.
Трубы под сварку необходимо выбирать по внутреннему диаметру. В одну группу должны входить трубы, имеющие расхождение по внутреннему диаметру до 1 %, но не более 2 мм.
6.4. Рекомендации по сортировке труб - см. Приложение 5 РД 558-97.
6.5. При сборке стыков необходимо предусмотреть возможность свободной усадки металла шва в процессе сварки; не допускается выполнять сборку стыков с натягом.
7. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ПОДОГРЕВ
7.1. Сварочно-термические операции по выполнению стыков трубопроводов из теплоустойчивых перлитных и коррозионно-стойких аустенитных сталей должны проводиться при положительной температуре окружающего воздуха, при этом в любом случае должен быть предусмотрен предварительный подогрев свариваемых концов труб с целью удаления влаги с внутренней и наружной поверхности труб.
7.2. Температура предварительного подогрева концов труб из теплоустойчивых сталей перед сваркой (прихваткой) при положительной температуре окружающего воздуха устанавливается технологической инструкцией (технологической картой) или в соответствии с табл. 6.
Таблица 6
Температура предварительного подогрева концов труб при положительной температуре окружающего воздуха
|
Марка трубной стали |
Номинальная толщина свариваемых деталей, мм |
Температура подогрева, °С |
|
12МХ, 15ХМ |
До 10 включительно |
Не требуется |
|
Св. 10 до 25 включ. |
150-200 |
|
|
12Х1МФ |
До 10 включительно |
Не требуется |
|
Св. 10 до 14 включ. |
100-150 |
|
|
Св. 14 до 25 включ. |
200-250 |
|
|
15Х1М1Ф |
До 10 включительно |
Не требуется |
|
Св. 10 |
300-350 |
|
|
А335РП |
Независимо от толщины |
150 |
|
Аустенитные стали |
Независимо от толщины |
Не требуется |
7.3. Во всех случаях температура предварительного и сопутствующего подогрева не должна превышать максимальное значение более чем на 20 %.
7.4. При температуре окружающего воздуха ниже 0°С сваривать и прихватывать стыки трубопроводов необходимо с соблюдением следующих требований:
а) минимальная температура окружающего воздуха, при которой может выполняться прихватка и сварка стыков трубопроводов, в зависимости от марки приведена в табл. 7.
Таблица 7
Требования к температуре окружающего воздуха при сварке и прихватке стыков трубопроводов
|
Сталь свариваемых труб |
Номинальная толщина стенки, мм |
Минимальная температура окружающего воздуха, °С |
|
12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ |
≤10 |
-15 |
|
|
>10 |
-10 |
|
15Х1М1Ф |
≤10 |
-10 |
|
|
>10 |
0 |
|
12Х18Н10Т |
Независимо |
-20 |
Примечание. При сварке труб 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) металл в зоне сварного соединения перед прихваткой и сваркой должен быть просушен и прогрет с доведением его температуры до положительной;
г) 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. 6;
д) 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.
8. ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ТРУБОПРОВОДОВ ИЗ ТЕПЛОУСТОЙЧИВЫХ СТАЛЕЙ
8.1. Сварочные работы должны выполняться в соответствии с предварительно разработанной технологической картой. В технологической карте должны быть отражены технологические требования и режимы сварки.
8.2. Технологическая карта составляется на основе требований настоящего РД лицом, ответственным за сварку, и утверждается главным инженером предприятия или главным инженером подразделения, эксплуатирующего данный участок газопровода.
8.3. Перед проведением работ сварщик (бригада) должен изучить технологическую карту и уточнить параметры режима сварки.
8.4. Ручная дуговая сварка стыков труб должна осуществляться на постоянном токе обратной полярности электродами, указанными в табл. 1.
8.5. Сварку выполнять на умеренных режимах во избежание перегрева металла. Примерные значения тока при сварке в нижнем положении шва в зависимости от диаметра электрода приведены в табл. 8. 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. Толщина наплавляемых слоев 4-6 мм.
Таблица 8
Рекомендуемые значения сварочного тока для электродов различных диаметров
|
Диаметр электрода, мм |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
|
Ток, А |
70-90 |
90-110 |
120-170 |
170-210 |
8.6. При вынужденных перерывах более трех минут во время сварки первого (корневого) слоя шва необходимо поддерживать температуру торцов труб на уровне требуемой температуры предварительного подогрева. Если это правило не соблюдено, то стык должен быть вырезан и заварен вновь.
8.7. В целях предупреждения дефектов в металле шва перед наложением следующего слоя должна быть произведена зачистка предыдущего от шлака и брызг наплавленного металла. После окончания сварки поверхность облицовочного слоя шва также должна быть очищена от шлака и брызг.
8.8. Сваренный и зачищенный стык труб диаметром более 100 мм с толщиной стенки более 6 мм сварщик должен заклеймить присвоенным ему клеймом. 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, клеймо ставят все сварщики, выполнявшие этот стык, в одном месте, желательно на верхнем участке шва.
Клеймение стыков рекомендуется производить с помощью металлической пластины размером 40×30×2 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 на трубе на расстоянии 200 мм от шва. Пластина должна быть изготовлена из малоуглеродистой стали (марок 10, 20, Ст. 2, Ст. 3).
8.9. Порядок наложения корневого и последующих слоев шва указывается в технологической карте. Стыки труб диаметром свыше 325 мм свариваются двумя сварщиками одновременно с симметричным положением швов.
8.10. При выполнении заполняющих и облицовочного слоев шва контролируется межслойная температура, которая оговаривается в технологической карте (200-300 °С).
8.11. Ручная аргонодуговая сварка (АДС) стыков труб может осуществляться сварщиками 5-6 разряда, имеющими соответствующий опыт работы и стажировку (см. п. 2.1).
8.1.11. Сборка стыков труб должна выполняться с зазором согласно табл.9. Количество прихваток - аналогично ручной дуговой сварке (согласно табл.10).
Таблица 9
Рекомендуемая величина зазора между кромками труб
|
Способ сварки, тип электрода |
Диаметр электрода, мм |
Величина зазора при толщине стенки труб, мм |
||
|
до 8 |
8-10 |
10 (и более) |
||
|
Ручная, электродами с основным покрытием |
2,5-3,25 |
2,0-3,0 |
2,5 |
3,0-3,5 |
Таблица 10
Количество и размеры прихваток
|
Диаметр трубы, мм |
Ориентировочное количество прихваток (не менее) |
Длина прихваток, мм, (не менее) |
|
До 426 |
2 |
30-50 |
|
530-1020 |
3 |
60-100 |
|
1220 |
4 |
100-200 |
8.11.2. Ориентировочные режимы сварки - согласно табл. 11. Сварка осуществляется на постоянном токе прямой полярности.
Таблица 11
Режимы ручной аргонодуговой сварки
|
Толщина стенки труб, мм |
Диаметр, мм |
Расход аргона, л/мин. |
Сварочный ток, А |
Напряжение, В |
||
|
неплавящегося электрода |
присадочной проволоки |
на первом слое |
на остальных слоях |
|||
|
1,0 |
1,5 |
1,0-1,2 |
6-8 |
90-95 |
- |
9-10 |
|
2,0 |
2,0 |
1,6-2,0 |
6-8 |
100-110 |
- |
9-10 |
|
4,0-14,0 |
3,0 |
1,6-2,5 |
6-10 |
100-110 |
110-130 |
10-12 |
8.11.3. Заточку вольфрамового (неплавящегося) электрода следует выполнять по схеме, приведенной на рис. 1.
Рис. 1. Схема заточки вольфрамового электрода Дэ
8.11.4. Рекомендации по технике сварки:
а) присадочная проволока должна подаваться в сварочную ванну навстречу движению горелки, а горелка должна двигаться справа-налево;
б) расплавляемый конец присадочной проволоки должен всегда находиться под защитой аргона, нельзя резко подавать конец присадочной проволоки в сварочную ванну;
в) подачу аргона из горелки необходимо начинать на 15-20 с раньше момента зажигания дуги и прекращать через 10-15 с после обрыва дуги. В течение этого времени необходимо направлять струю аргона на кратер;
г) зажигание и гашение дуги следует проводить на свариваемой кромке или на наплавленном металле шва на расстоянии 20-25 мм позади кратера;
д) кратер должен быть тщательно заплавлен.
9. ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ТРУБОПРОВОДОВ ИЗ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ
9.1. Для сварки труб в монтажных условиях могут применяться виды сварки, указанные в п. 4.1 настоящего РД.
При назначении технологии следует также руководствоваться пп.8.1-8.3, 8.7, 8.8 настоящего РД.
9.2. Вид сварных соединений, согласно табл.5.
9.3. Рекомендуемые сварочные материалы для сварки стыков труб приведены в табл. 2, химический состав и механические свойства наплавленного металла приведены в Приложении 5.
9.4. Режим ручной дуговой сварки должен соответствовать ТД, паспортным данным, который уточняется на стадии аттестации технологии и не должен превышать 30-dэ, A (dэ -диаметр электрода) с целью исключения перегрева металла и ухудшения структуры.
Режим аргонно-дуговой сварки - в соответствии с табл. 9. Требования по технике сварки аналогичны указанным в п.8.11 настоящего РД.
9.5. В целях надежной защиты сварочной ванны корневого слоя при аргонно-дуговой сварке следует устанавливать заглушки с подачей инертного газа внутрь полости (рис.2).
Рис. 2. Схема установки заглушек в трубопровод для поддува защитного газа
1 - свариваемая труба
2 - уплотнитель заглушки
3 - защитный газ (аргон)
9.6. Каждый технологический слой, особенно кратер, перед наложением последующего необходимо осмотреть на предмет обнаружения "горячих" трещин.
9.7. Другие технологические требования, направленные на повышение качества сварки - в соответствии с настоящим РД.
10. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
10.1. Сварные соединения трубопроводов из теплоустойчивых сталей должны подвергаться последующей термической обработке (высокому отпуску) в объемах 100 %. Режим термической обработки должен оговариваться в техдокументации и соответствовать данным табл.12.
Таблица 12
Режим термической обработки сварных стыков трубопроводов
|
Марка трубной стали |
Температура отпуска, °С |
Время выдержки при температуре отпуска |
|
12МХ, 15ХМ |
700-730 |
1ч - при S ≤ < 20 мм 2ч - при S > 20 до 25 мм |
|
12Х1МФ, 15Х1М1Ф |
710-750 |
1ч - при S ≤ 20 мм 2ч- при S > 20 до 25 мм |
|
А335Р11 |
675-700 |
1-1,5 ч |
Примечания.
1. Скорость нагрева до температуры отпуска не более 200°С/ч, при этом в интервале температур 600-700 °С скорость нагрева должна быть не менее 100°С/ч.
Скорость охлаждения - не более 300°С/ч до температуры 300°С совместно с печью (индуктором), далее - под слоем теплоизоляции.
2. При толщинах свыше 10 мм рекомендуется индукционный нагрев.
10.2. Термообработка стыков труб из высоколегированных аустенитных сталей не требуется.
10.3. Термообработку необходимо производить сразу после окончания сварки. Допускается максимальное время между окончанием сварки и началом термообработки - 1 сут, при этом сварное соединение должно находиться в нагретом до температуры 200-250 °С состоянии и не должно подвергаться внешним ударным и статическим изгибающим нагрузкам, кроме проектных нагрузок от собственного веса.
10.4. Методика проведения термообработки и контроля ее параметров - в разд II, п. 3 РД 558-97 [6].
11. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
11.1. Контроль за технологией сварки, качеством выполнения сварных соединений осуществляется путем:
а) проверки исходных материалов - входной контроль труб, сварочных материалов, запорной арматуры, соединительных деталей и др.;
б) проверки соответствия технологии сварки (технологических карт), оборудования и аппаратуры требованиям нормативных документов, проектным решениям;
в) аттестации новых технологий сварки, сварочного оборудования перед производством работ;
г) проверки квалификации сварщиков, контролеров, термистов и ИТР, установленных требованиями Госгортехнадзора;
д) систематического операционного контроля, осуществляемого в процессе сборки и сварки трубопроводов;
е) визуального контроля, замеров параметров швов;
ж) осуществления контроля качества физическими методами (радиографическим, ультразвуковым и др.);
з) проведения механических испытаний сварных соединений;
и) металлографического анализа;
к) стилоскопирования сварных швов;
л) контроля за своевременным и качественным оформлением исполнительной документации.
11.2. Контроль по пп. 11.1а-11.1з осуществляется в соответствии с положениями настоящего РД (по тексту) и РД 558-97.
11.3. Требования по п. 11.1ж (контроль физическими методами).
11.3.1. Объем контроля сварных соединений труб - в соответствии с табл.13, нормы предельно допустимых несплошностей приведены в табл. 14, 15 и 16.
Таблица 13
Объем контроля сварных соединений трубопроводов
|
Назначение трубопровода, тип сварочного соединения |
Объем контроля, % |
Нормы приемки |
|
|
радиографического |
ультразвукового |
||
|
1. Трубопроводы обвязочные из теплоустойчивых перлитных сталей |
100 |
100 после термообработки |
Табл.14,Табл.15 |
|
2. Трубопроводы обвязочные из высоколегированных аустенитных сталей |
100 |
- |
Табл.14 |
|
3. Трубопроводы пара, горячей воды, вспомогательные |
10 |
90 |
Табл.15, Табл. 16 |
Таблица 14
Нормы допустимых дефектов сварных швов стыков труб из теплоустойчивых и высоколегированных сталей (по СНиП 3.05.05-84) при радиографическом контроле
а) непровары, вогнутости, проплав
|
Оценка в баллах |
Непровары по оси шва, вогнутости и превышение проплава в корне шва |
|
|
Высота (глубина), % к номинальной толщине стенки труб |
Суммарная длина по периметру стыка труб |
|
|
0 |
Непровар отсутствует. Вогнутость корня шва до 10 %, но не более 1,5 мм |
до 1/8 периметра |
|
|
Превышение проплава :корня шва до 10 %, но не более 3 мм |
до 1/8 периметра |
|
1 |
Непровар по оси шва до 10 %, но не более 2 мм; |
до 1/4 периметра |
|
или до 5 %, но не более 1 мм |
до 1/2 периметра |
|
|
2 |
Непровар по оси шва до 20 %, но не более 3 мм; |
до 1/4 периметра |
|
или до 10 %, но не более 2 мм, |
до 1/2 периметра |
|
|
или до 5 %, но не более 1 мм |
Не ограничивается |
|
б) включения, поры
|
Оценка в баллах |
Толщина стенки, мм |
Включения, поры |
Скопления, длина, мм |
Суммарная длина на любом участке шва длиной 100мм |
|
|
ширина (диаметр), мм |
длина, мм |
||||
|
1 |
до 3 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
3,0 |
|
от 3 до 5 |
0,6 |
1,2 |
2,5 |
4,0 |
|
|
от 5 до 8 |
0,8 |
1,5 |
3,0 |
5,0 |
|
|
от 8 до 11 |
1,0 |
2,0 |
4,0 |
6,0 |
|
|
от 11 до 14 |
1,2 |
2,5 |
5,0 |
8,0 |
|
|
от 14 до 20 |
1,5 |
3,0 |
6,0 |
10,0 |
|
|
от 20 до 25 |
2,0 |
4,0 |
8,0 |
12,0 |
|
|
2 |
до 3 |
0,6 |
2,0 |
3,0 |
6,0 |
|
от 3 до 5 |
0,8 |
2,5 |
4,0 |
8,0 |
|
|
от 5 до 8 |
1,0 |
3,0 |
5,0 |
10,0 |
|
|
от 8 до 11 |
1,2 |
3,5 |
6,0 |
12,0 |
|
|
от 11 до 14 |
1,5 |
5,0 |
8,0 |
15,0 |
|
|
от 14 до 20 |
2,0 |
6,0 |
10,0 |
20,0 |
|
|
от 20 до 25 |
2,5 |
8,0 |
12,0 |
25,0 |
|
Примечания:
1. При расшифровке радиографических снимков не учитываются включения (поры) длиной 0,2 мм и меньше, если они не образуют скоплений и сетки дефектов.
2. Число отдельных включений (пор), длина которых меньше указанных в таблице, не должно превышать 10 шт. для балла 1, 12 шт. для балла 2 на любом участке радиограммы длиной 100 мм, при этом их суммарная длина не должна быть больше, чем указано в таблице.
3. Для сварных соединений протяженностью менее 100 мм нормы, приведенные в таблице по суммарной длине включении (пор), должны быть пропорционально уменьшены.
4. Оценка участков сварных соединений трубопроводов всех категорий, в которых обнаружены цепочки включений (пор), должна быть увеличена на один балл.
Таблица 15
Нормы допустимых несплошностей, выявляемых ультразвуковым контролем (по PTM-1с-93)
|
Толщина сварного соединения, мм |
Эквивалентная площадь одиночных несплошностей, мм |
Максимально допустимое число фиксируемых одиночных несплошностей на любые 100 мм протяженности сварного соединения |
Протяженность несплошностей |
||
|
минимально фиксируемая |
максимально допустимая |
суммарная в корне шва |
одиночных в сечении шва |
||
|
Св. 2доЗ |
0,3 |
0,6 |
6 |
20% внутреннего периметра соединения |
Не более условной протяженности максимально допустимой эквивалентной несплошности |
|
Св. 3 до 4 |
0,45 |
0,9 |
6 |
||
|
Св. 4 до 5 |
0,6 |
1,2 |
7 |
||
|
Св. 5 до 6 |
0,6 |
1,2 |
7 |
||
|
Св. 6 до 9 |
0,9 |
1,8 |
7 |
||
|
Св. 9 до 10 |
1,2 |
2,5 |
7 |
||
|
Св. 10 до 12 |
1,2 |
2,5 |
8 |
||
|
Св. 12 до 18 |
1,8 |
3,5 |
8 |
||
|
Св. 18 до 25 |
2,5 |
5,0 |
8 |
||
Примечание. Нормы эквивалентной площади приведены для контроля отверстий с плоским дном по ГОСТ 14782-86.
Таблица 16
Нормы допустимых дефектов сварных швов трубопроводов пара, горячей воды и вспомогательных (по РТМ-1С-93) при радиографическом контроле
|
Размерный показатель сварного соединения, мм |
Максимальный фиксируемый размер включения, мм |
Одиночные включения и скопления |
Одиночные протяженные |
Непровар в корне шва стыка с односторонним доступом бесподкладного кольца, мм |
|
||||||
|
Допустимый максимальный размер, мм |
Условия допустимости на любом участке сварного соединения длиной 100 мм |
Допустимые |
Допустимое число на любом участке сварного соединения протяженностью 100 мм |
|
|||||||
|
включения |
скопления |
max размер, мм |
max ширина, мм |
||||||||
|
допустимое число |
допустимая суммарная приведенная площадь, мм |
высотой (глубиной) |
суммарной длиной |
|
|||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
От 2,0 до 3,0 вкл. |
0,10 |
0,6 |
1,0 |
12 |
2,0 |
5,0 |
0,6 |
2 |
0,3 |
До 20 % внутреннего периметра |
|
|
Св. 3,0 до 4,0 -"- |
0,20 |
0,8 |
1,2 |
12 |
3,5 |
5,0 |
0,8 |
2 |
0,4 |
|
|
|
-"- 4,0 до 5,0 -"- |
0,20 |
1,0 |
1,5 |
13 |
5,0 |
5,0 |
1,0 |
2 |
0,5 |
|
|
|
-"- 5,0 до 6,5 -"- |
0,20 |
1,2 |
2,0 |
13 |
6,0 |
5,0 |
1,2 |
3 |
0,6 |
|
|
|
-"- 6,5 до 8,0 -"- |
0,20 |
1,5 |
2,5 |
13 |
8,0 |
5,0 |
1,5 |
3 |
0,8 |
|
|
|
-"-8,0 до 10,0-"- |
0,30 |
1,5 |
2,5 |
14 |
10,0 |
5,0 |
1,5 |
3 |
1,0 |
|
|
|
Св. 10,0 до 12,0 вкл. |
0,30 |
2,0 |
3,0 |
14 |
12,0 |
6,0 |
2,0 |
3 |
1,2 |
20% внутреннего периметра |
|
|
-"- 12,0 до 14,0 -"- |
0,40 |
2,0 |
3,0 |
15 |
14,0 |
6,0 |
2,0 |
3 |
1,4 |
|
|
|
"- 14,0 до 18,0 -"- |
0,40 |
2,0 |
3,5 |
15 |
16,5 |
6,0 |
2,5 |
3 |
1,4 |
|
|
|
-"-18,0 до 22,0-"- |
0,50 |
3,0 |
4,0 |
16 |
20,0 |
7,0 |
3,0 |
3 |
2,0 |
|
|
|
-"- 22,0 до 24,0 -"- |
0,50 |
3,0 |
4,5 |
16 |
25,0 |
7,0 |
3,0 |
3 |
2,0 |
|
|
|
-"- 24,0 до 25,0 -"- |
0,60 |
3,0 |
4,5 |
18 |
25,0 |
8,0 |
3,0 |
3 |
2,0 |
|
|
Высоту (глубину) дефектов определяют по имитаторам или эталонным снимкам.
11.3.2. Требования по установке балла по включениям, согласно табл. 14, в стыках труб из теплоустойчивых и высоколегированных сталей устанавливаются:
- для аргонодуговой сварки - балл 1;
- для ручной дуговой сварки - балл 1 или балл 2 (по согласованию с Заказчиком).
11.3.3. Во всех случаях при сварке труб из аустенитных сталей непровар корня шва не допускается.
11.3.4. Радиографический и ультразвуковой контроль кольцевых сварных соединений труб производится по всему периметру стыка.
Методика контроля: радиографического - по ГОСТ 7512-82, ВСН 012-88; ультразвукового - по ГОСТ 14782-86, ВСН 012-88 [7].
11.4. Механические испытания сварных соединений по п.11.1з проводятся при аттестации технологии сварки и аттестации сварщиков. Критерии качества принимаются согласно табл.4.
11.5. Металлографический анализ по п. 11.1 включает анализ макрошлифов (наличие дефектов, проплавление металла), замер твердости металла шва и зоны термического влияния, а также испытания (оговариваются в ТД) на межкристаллитную коррозию по ГОСТ 6032-84.
При аттестации технологии сварки труб из теплоустойчивых сталей сварные соединения проверяются на твердость по Виккерсу по ГОСТ 2999-75 или Бринеллю по ГОСТ 9012-59 после термообработки.
11.5.1. Допустимые абсолютные значения твердости указываются в ТД.
11.5.2. В соответствии с требованиями СНиП 3.05.05-84 [8] сварные соединения теплоустойчивых сталей считаются качественными после термообработки, если:
а) снижение твердости наплавленного металла не более 25 НВ нижнего значения твердости основного металла;
б) превышение не более 20 НВ верхнего значения твердости основного металла;
в) превышение разности в твердости основного металла и металла в зоне термического влияния не более чем на 50 НВ.
При этом значения твердости для сварных соединений, выполненных электродами типа Э-09Х1М (марки ТМЛ-1У, ЦУ-2ХМ, ЦЛ-38), регламентируются в диапазоне 135-240 НВ, а для соединений, выполненных электродами типа Э-09Х1МФ (марки ЦЛ-20, ЦЛ-39, ТМЛ-ЗУ, ЦЛ-45), в диапазоне 150-250 НВ в состоянии после высокого отпуска сварных соединений.
11.6. Стилоскопированию подлежат 100% стыков трубопроводов. Стилоскопирование металла шва выполняется до термообработки сварных соединений.
11.6.1. Стилоскопирование следует производить на зачищенных до металлического блеска участках поверхности. Сварные соединения, которые выполняли одновременно два сварщика, необходимо стилоскопировать на двух диаметрально противоположных участках шва. В остальных случаях стилоскопирование можно осуществлять на одном участке.
11.6.2. Требования к результатам стилоскопирования металла шва в зависимости от марки присадочного материала приведены в табл.17.
11.6.3. При неудовлетворительных результатах стилоскопирования производят количественный спектральный или химический анализ, результаты которого считают окончательными.
Таблица 17
Требования к результатам стилоскопирования металла шва (наплавленного металла)
|
Присадочный материал |
Результаты стилоскопирования |
|
|
Электрод |
Сварочная проволока (ГОСТ 2246-70) |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
ТМЛ-1У |
Св-08МХ |
Наличие молибдена, отсутствие ванадия и содержание хрома.* |
|
ЦУ-2ХМ, ЦЛ-38 |
Св-08ХМ, Св-08ХМА-2, Св-08ХГСМА |
То же |
|
ЦЛ-20, ТМЛ-ЗУ, ЦЛ-39, ЦЛ-45 |
Св-08ХМФА, Св-08ХМФА-2, Св-08ХГСМФА |
Наличие ванадия и молибдена, отсутствие ниобия и содержание хрома* и марганца. Содержание марганца более 1 % недопустимо. |
|
|
Св-12Х11НМФ |
Содержание хрома (10,5-12 %), наличие никеля, молибдена, ванадия. |
|
|
Св-10ХПВМФ |
Содержание хрома (10,5-12 %), молибдена (1-1,3 %), вольфрама (1 -1,4 %), наличие никеля, ванадия. |
|
|
Св-01Х19Н9 Св-04Х19Н9 |
Отсутствие молибдена, ванадия и ниобия и содержание хрома (18-20 %), никеля (8-10%). |
|
|
Св-06Х19Н9Т |
Отсутствие молибдена, ванадия и ниобия, содержание хрома (18-20 %), никеля (8-10 %), наличие титана. |
|
ЦТ-26, ЦТ-26М |
Св-04Х19Н11МЗ |
Отсутствие ванадия и содержание хрома (14-21 %), никеля (7-12 %) и молибдена (1,5-3 %). |
|
ЭА-400/10УЭА-400/1 ОТ |
- |
Содержание хрома (16-19 %), никеля (9-12 %), молибдена (2-3,1 %), марганца (1,5-3 %) и ванадия (0,3-0,75 %). |
|
ЦТ-15, ЦТ-15К |
Св-08Х19Н10Г2Б, Св-04Х20Н10Г2Б |
Содержание хрома (16-24 %), никеля (9-14 %), марганца (1-2,5 %) и наличие ниобия. |
*-производится с целью не допустить ошибочного использования высоколегированных присадочных материалов (с содержанием хрома свыше 4 %) для сварки изделий из стали перлитного класса.
12. РЕМОНТ СВАРНЫХ ШВОВ
12.1. Поверхностные и подповерхностные дефекты в стыках трубопроводов должны исправляться следующим образом:
а) чрезмерные усиления сварных швов удалить механическим способом, недостаточные усиления исправить подваркой предварительно зачищенного шва;
б) наплывы удалить механическим способом и при необходимости подварить;
в) подрезы и углубления между валиками подварить, предварительно зачистив места подварки;
г) сквозной прожог или непровар в корневом слое, выполненном аргонно-дуговой сваркой (до заполнения остальной части разделки), исправить ручной аргонно-дуговой сваркой с применением присадочной проволоки соответствующей марки.
12.2. Дефектные участки следует удалять механическим способом (абразивным инструментом, резанием или вырубкой).
Допускается удаление дефектных участков воздушно-дуговой, воздушно-плазменной или кислородной строжкой (резкой) с последующей обработкой поверхности выборки механическим способом с удалением слоя металла толщиной не менее 1 мм. Стыки труб из хромомолибденовых, хромомолибденованадиевых сталей при толщине стенки более 10 мм перед огневой строжкой (резкой) следует подогревать до 200-300°С.
Кромки выборки следует плавно вывести на поверхность трубы или шва; в поперечном сечении выборка должна иметь чашеобразную форму разделки. Исправляемый участок после выборки с целью проверки полноты удаления дефекта контролируется визуально и капиллярной или магнитопорошковой дефектоскопией либо путем травления соответствующим реактивом.
Форма и размеры выборки в зависимости от места расположения дефекта и типа стали приведены на рис. 3.
При обработке выборки, согласно рис.3 в (в хромомолибденованадиевых сталях), необходимо обязательно удалить зону термического влияния металла трубы, образовавшуюся при сварке основного шва.
Рис 3. Формы выборки и подварочного шва при исправлении дефектов в сварных соединениях:
а, б - из аустенитных и хромомолибденовых сталей для температур эксплуатации до 545 С. Исправление дефектов в металле шва (а) и в ЗТВ соединения (б); в - из хромомолибденованадиевых сталей для температур эксплуатации до 560-570 °С. Исправление дефектов в металле шва и в 3ТВ соединения; г - подготовка к заварке участка со сквозной трещиной
Если исправляют стык с трещиной, то ее концы должны быть точно определены путем травления или капиллярным методом и засверлены сверлом диаметром 2-3 мм, после чего дефектный металл удаляют полностью. При сквозной трещине для удобства последующего заплавления целесообразно оставлять слой металла толщиной 2-2,5 мм в качестве подкладки нового шва (эту толщину проверяют несколькими сквозными сверлениями) (рис.3 г). Подварку в этом случае нужно начинать с переплавления оставшейся части стенки, с трещиной, причем сварщик должен следить за полным (сквозным) расплавлением стенки; если перед электродом перемещается маленькое сквозное отверстие, то это означает, что сварка идет с полным проваром.
12.3. Подварку дефектного участка и наплавку для исправления шва следует выполнять с применением присадочного материала, предназначенного для сварки данного стыка (табл. 1 г). Перед подваркой или наплавкой стык независимо от толщины стенки трубы и марки стали необходимо подогреть по всему периметру до температуры предварительного подогрева, регламентированной при сварке стыков труб из стали этой марки.
Один и тот же участок может быть исправлен не более 3 раз. Под участком понимается прямоугольник наименьшей площади, в контур которого вписывается подлежащая заварке (или уже заваренная) выборка, и примыкающая к нему поверхность на расстоянии, равном трехкратной ширине этого прямоугольника.
12.4. После заварки выборки стык подвергается термообработке по всему периметру в случае, если глубина выборки (толщина подварки) равна или больше толщины элемента сварного соединения, для которого, согласно табл. 12, требуется термообработка. При выполнении подварки труб из хромомолибденованадиевой стали аналогичным присадочным материалом (металл шва 09X1МФ) термообработка должна проводиться независимо от размеров (глубины) подварки. Режимы термообработки должны соответствовать табл. 12 для данной марки стали, однако длительность выдержки может быть сокращена на один час, но должна быть не менее одного часа.
12.5. Исправленные с помощью сварки стыки нужно подвергнуть 100 % визуальному контролю, ультразвуковой дефектоскопии или радиографии, а также магнитопорошковому или капиллярному контролю.
Контролируемая зона должна включать место заварки и прилегающие к нему участки шириной не менее 20 мм сварного шва и 10 мм основного металла.
13. ОХРАНА ТРУДА, ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
13.1. При производстве сварочно-монтажных работ следует руководствоваться разделом IV "Охрана труда" РД 558-97.
ЛИТЕРАТУРА
1. Типовая инструкция по безопасному ведению огневых работ на газовых объектах Мингазпрома. М.: Главгосгазнадзор, 1988.
2. Инструкция по производству строительных работ в охранных зонах магистральных трубопроводов РАО "Газпром". М.: Главгосгазнадзор, 1992.
3. Типовая Инструкция по организации безопасного проведения огневых работ на взрывоопасных и взрывоогнеопасных объектах Госгортехнадзора, утвержденная 07.05.74.
4. РД 34 10.122-94. Унифицированная методика стилоскопирования деталей и сварных деталей и сварных швов энергетических установок. М.: Энергомонтажпроект, 1994.
5. ГОСТ 6032-84. Стали и сплавы коррозионностойкие. Методы определения стойкости против межкристаллитной коррозии. М.: Госстандарт, 1985.
6. РД 558-97. Руководящий документ по технологии сварки труб при производстве ремонтно-восстановительных работ на газопроводах. М.: ВНИИГАЗ, 1997.
7. ВСН 012-88. Контроль качества и приемка работ. М.: Миннефтегазстрой, 1989.
8. СНиП 3.05.05-84. Технологическое оборудование и технологические трубопроводы. М.: Госстрой, 1988.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Перечень трубопроводов обвязки газокомпрессорных станций
|
Рабочая среда |
Диаметр и толщина стенки, мм |
Давление, атм |
Рабочая температура, °С |
|
Хромомолибденовая сталь А335 по ASTM |
|||
|
1. Воздуховоды |
168×7 273×8 |
6 |
528 |
|
830×10(16) 1220×20(25) |
11 |
528 |
|
|
Аустенитная сталь A312 по ASTM |
|||
|
2. Уплотнительный газ |
25-50 |
80 |
100 |
|
3. Топливный газ |
114×6 |
30-40 |
80-100 |
|
4. Маслопроводы |
60×3; 114×3 |
10-12 |
100; 220 |
|
5. Воздуховоды |
89×3; 114×3 |
2 |
80 |
Приложение 2
Таблица 1
Химический состав теплоустойчивых трубных сталей перлитного класса
|
Стандарт на трубы |
Марка стали |
Содержание элементов, % |
|||||||||
|
С |
Si |
Мn |
Сr |
Мо |
V |
S |
Р |
Ni |
Ост. |
||
|
не более |
|||||||||||
|
ТУ 14-3-460-75 |
15ХМ |
0,1-0,15 |
0,17-0,37 |
0,4-0,7 |
0,8-1,1 |
0,4-0,55 |
- |
0,025 |
0,035 |
0,25 |
0,2Си |
|
ГОСТ 20072-74 |
12МХ |
0,09-0,16 |
0,17-0,37 |
0,4-0,7 |
0,4-0,7 |
0,4-0,6 |
- |
0,025 |
0,025 |
0,30 |
- |
|
ТУ 14-3-460-75, ТУ 14-3-341-75 |
12Х1МФ |
0,08-0,15 |
0,17-0,37 |
0,4-0,7 |
0,9-1,2 |
0,25-0,35 |
0,15-0,3 |
0,025 |
0,025 |
0,25 |
0,25Си |
|
ТУ 14-3-460-75, ТУ 3-923-75, ТУ 14-3-420-75 |
15Х1М1Ф |
0,1-0,15 |
0,17-0,37 |
0,4-0,7 |
1,1-1,4 |
0,9-1,1 |
0,2-0,35 |
0,025 |
0,025 |
|
|
|
ASTM* |
А335Р11 |
0,15 |
0,5-1,0 |
0,3-0,6 |
1,0-1,5 |
0,44-0,65 |
- |
0,03 |
0,03 |
- |
|
*-Трубы зарубежных поставок по стандарту США
Таблица 2
Механические свойства теплоустойчивых трубных сталей перлитного класса при температуре 20°С
|
Стандарт на трубы |
Марка стали |
σв |
σт |
δ5, % |
ψ, % |
Ударная вязкость, при+20°С, Дж/см2 (кгс м/см2) |
|
МПа (кгс/мм2) |
||||||
|
не менее |
||||||
|
ТУ 14-3-460-75 |
15ХМ |
441 (45) |
235(24) |
21 |
50 |
59 (6,0) |
|
ГОСТ 20072-74 |
2МХ |
411 (42) |
205(21) |
21 |
50 |
68 (7,0) |
|
ТУ 14-3-460-75 ТУ 14-3-341-75 |
12Х1МФ |
441 (45) |
254 (26) |
21 |
55 |
59 (6,0) |
|
ТУ 14-3-460-75, ТУ 3-923-75, ТУ 14-3-420-75 |
15Х1М1Ф |
490 (50) |
314(32) |
18 |
50 |
49(5,) |
|
ASTM** |
А335Р11 |
509 (52) |
205(21) |
40 |
- |
|
*- σв, σт, δ5, ψ - соответственно временное сопротивление при растяжении, предел текучести, относительное удлинение, относительное сужение и ударная вязкость с надрезом Менаже
**- труба зарубежных поставок по стандартам США
Приложение 3
Таблица 1
Химический состав трубных высоколегированных сталей аустенитного класса
|
Стандарт на трубы |
Марка стали |
Содержание элементов, %, не более |
||||||||
|
С |
Si |
Мn |
Сr** |
Ni** |
Ti |
Си |
S |
Р |
||
|
ТУ 14-3-46-75, |
12Х18Н12Т |
0,12 |
0,8 |
2,0 |
17-19 |
11-13 |
0,7 |
0,3 |
0,020 |
0,035 |
|
ТУ 14-3-796-79 |
08Х18Н12Т |
0,08 |
0,8 |
2,0 |
17-19 |
11-13 |
0,6 |
- |
0,020 |
0,035 |
|
ГОСТ 5632-72, |
12Х18Н10Т |
0,12 |
0,8 |
2,0 |
17-19 |
8-9,5 |
0,8 |
0,3 |
0,020 |
0,035 |
|
ТУ 14-3-796-79 |
08Х18Н10Т |
0,08 |
0,8 |
2,0 |
17-19 |
9-11 |
0,7 |
- |
0,020 |
0,035 |
|
ASTM* |
А312ТР304 |
0,08 |
0,75 |
2,0 |
18-20 |
8-11 |
- |
- |
0,030 |
0,04 |
*- труба зарубежных поставок по стандарту США
**- приведены минимальные и максимальные значения
Таблица 2
Механические свойства трубных высоколегированных сталей аустенитного
|
Стандарт на трубы |
Марка стали |
σв |
σт |
δ5, % |
ψ, % |
Твердость, НВ, не более |
|
МПа (кгс/мм2) |
||||||
|
не менее |
||||||
|
ТУ 14 3-460-75, |
12Х18Н12Т |
548 (56) |
215(22) |
35 |
55 |
200 |
|
ТУ 14-3-796-79 |
08Х18Н12Т |
548 (56) |
196(20) |
37 |
- |
- |
|
ГОСТ 5631-72, |
12Х18Н10Т |
548(56) |
215(22) |
35 |
- |
180 |
|
ТУ 14-3-796-79 |
08Х18Н10Т |
509 (52) |
196(20) |
37 |
- |
- |
|
ASTM** |
А312ТР304 |
509(52) |
205(21) |
40 |
- |
- |
*- σв, σт, δ5, ψ - соответственно временное сопротивление при растяжении, предел текучести, относительное удлинение, относительное сужение
** - труба зарубежных поставок по стандарту США
Приложение 4
Таблица 1
Типичные механические свойства наплавленного металла при сварке труб из теплоустойчивых сталей при температуре 20 °С
|
Стандарт на электроды |
Тип и марка электрода |
Режим термообработки после сварки |
σв |
σт |
δ5, % |
Ударная вязкость (Менаже) при t=+20°C Дж/см (кгс м/см2) |
|
МПа (кгс/мм2) |
||||||
|
не менее |
||||||
|
Э-09Х1М: ТМЛ-IV; ЦУ-2ХМ; ЦЛ-38 |
Отпуск 695-725 °С, 4±0,5 ч |
470(48) |
- |
18 |
88(9) |
|
|
|
Э-09Х1МФ: ЦЛ-20; ТМЛ-ЗУ ЦЛ-39; ЦЛ-45 |
Отпуск 720-750 °С, 5±0,5ч |
490 (50) |
- |
16 18 |
78(8) 88(9) |
|
Типичные значения (по каталогу) |
СМВ-96 |
Отпуск 690 °С, 1ч |
654 (67) |
58 |
25 |
- |
|
Типичные значения по S0K7260686/4 |
СМВ-95 СМВ-98 |
Отпуск 675-700 °С, 2ч |
78 (59) 686 (70) |
470(48) 588(60) |
29 26 |
77 (7,9) при 0 °С (Шарпи) |
*- σв, σт, δ5- соответственно предел прочности, предел текучести, относительное удлинение
Таблица 2
Химический состав наплавленного металла при сварке труб из теплоустойчивых сталей
|
Стандарт на электроды, проволоку |
Тип и марка электродов, проволоки |
Содержание элементов, % |
||||||
|
С |
Si |
Мn |
Сr |
Мо |
S |
Р |
||
|
не более |
||||||||
|
Э-09Х1М: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТМЛ-IV; ЦУ-2ХМ |
<0,12 |
0,15-0,40 |
0,5-0,9 |
0,8-1,2 |
0,4-0,7 |
0,025 |
0,035 |
|
|
ЦЛ-38 Э-09Х1МФ: |
-"- |
0,20-0,45 |
-"- |
0,7-1,0 |
-"- |
0,030 |
-"- |
|
|
ЦЛ-20, 39; ТМЛ-ЗУ1) |
<0,12 |
0,15-0,40 |
0,5-0,9 |
0,80-1,25 |
0,4-0,7 |
0,025 |
0,030 |
|
|
ЦЛ-45 2) |
-"- |
0,12-0,35 |
-"- |
0,85-1,25 |
0,70-0,95 |
0,030 |
-"- |
|
|
Типичные значения |
СМВ-95 |
0,03 |
0,87 |
0,71 |
1,20 |
0,53 |
0,007 |
0,005 |
|
СМВ-96 |
0,07 |
0,53 |
0,79 |
1,2 |
0,5 |
0,008 |
0,011 |
|
|
СМВ-98 |
0,07 |
0,68 |
0,75 |
1,29 |
0,52 |
0,006 |
0,012 |
|
|
Состав проволоки по ГОСТ 2246-70 и ТУ 14-1-4369-87 |
Св-08МХ |
<0,10 |
0,12-0,30 |
0,35-0,60 |
|
|
0,025 |
0,030 |
|
Св-0ХМА-23) |
<0,09 |
0,25-0,40 |
0,65-0,90 |
0,9-1,2 |
0,50-0,70 |
0,025 |
0,025 |
|
|
Св-08ХМФА4) |
<0,10 |
0,12-0,30 |
0,35-0,60 |
|
|
0,025 |
0,025 |
|
|
Св-08ХГСМА |
<0,10 |
|
1,15-1,45 |
0,85-1,25 |
0,40-0,60 |
0,025 |
0,025 |
|
|
Св-08ХГСМФА5) |
< 0,10 |
0,45-0,70 |
1,20-1,50 |
0,95-1,25 |
0,50-0,70 |
0,025 |
0,025 |
|
Примечания. 1)0,1-0,3 V; 2)0,08-0,18 V, 3)0,05А1, 4)0,15-0,30 V; 5)0,20-9,35 V;
В состав проволок входит до 0,3 % Ni
Приложение 5
Таблица 1
Химический состав металла, наплавленного электродами для сварки высоколегированных аустенитных сталей
|
Стандарт на электроды, проволоку |
Тип и марка электродов, проволоки |
Содержание элементов, % |
||||||||
|
С |
Si |
Мп |
Сг |
Ni |
Мо |
Проч. |
P |
S |
||
|
не более |
||||||||||
|
Э-07Х19Н11МЗГ2Ф: ЭД-400/10У; |
до 0,09 |
до 0,6 |
1,5-3,0 |
17-20 |
9,5-12 |
2-3,5 |
0,35-0,75 V |
0,02 |
0,03 |
|
|
ЭА-400/10Т Э-08Х16Н8М2: |
-"- |
-"- |
-"- |
-"- |
-"- |
-"- |
-"- |
-"- |
-"- |
|
|
ЦТ-26; |
до 0,08 |
0,3-0,75 |
1,0-2,3 |
16,5-18,5 |
7,5-10 |
1,5-2,3 |
- |
0,02 |
0,02 |
|
|
ЦТ-26М Э-08Х19Н10Г2Б: |
до 0,05 |
-"- |
1,2-2,3 |
-"- |
-"- |
-"- |
- |
-"- |
-"- |
|
|
ЦТ-15; |
0,05-0,12 |
до 1,3 |
1,0-2,5 |
18-20 |
8,5-10,5 |
- |
0,7-1,3 Nв |
0,02 |
0,03 |
|
|
ЦТ-15К |
до 0,06 |
0,2-0,8 |
1,5-2,2 |
17,5-20,5 |
-"- |
- |
0,8-1,1 Nв |
-"- |
-"- |
|
|
SOK 7260686/4 (тип. знач.) |
NCA-308 |
0,05 |
0,24 |
1,33 |
20,32 |
10,01 |
- |
- |
0,003 |
0,02 |
|
Св-01Х19Н9 |
до 0,03 |
0,5-1 |
1-2 |
18-20 |
8-10 |
- |
- |
0,025 |
0,03 |
|
|
Св-04Х19Н9 |
до 0,06 |
0,5-1 |
1-2 |
18-20 |
8-10 |
- |
- |
0,015 |
0,02 |
|
|
Св-06Х19Н9Т |
до 0,08 |
0,4-1 |
1-2 |
18-20 |
8-10 |
- |
0,5-1,0 Ti |
0,018 |
0,02 |
|
|
Св-04Х19Н11МЗ |
до 0,06 |
до 0,6 |
1-2 |
18-20 |
10-12 |
2-3 |
- |
0,015 |
0,03 |
|
|
Св-08Х19Н10Г2Б |
005-0,10 |
0,2-0,45 |
1,8-2,2 |
18,5-20,5 |
9,5-10,5 |
- |
0,9-1,3 Nв |
0,018 |
0,02 |
|
Таблица 2
Механические свойства металла, наплавленного электродами для сварки труб из высоколегированных сталей аустенитного класса при температуре 20 °С
|
Стандарт на электроды |
Тип электродов |
Марка электродов |
σв |
σт |
δ5, % |
Ударная вязкость (Менаже) при t=+20°С Дж/см2) (кгс·м/см2 |
|
МПа (кгс/см2) |
||||||
|
Э-07Х19Н11МЗГ2Ф |
ЭА-400/10У |
539 (55) |
- |
25 |
78(8) |
|
|
ЭА-400/10Т |
-"- |
- |
-"- |
11 |
||
|
Тоже |
Э-08Х16Н8М2 |
ЦТ-26 |
539(55) |
- |
30 |
98(10) |
|
ЦТ-26М |
-"- |
- |
-"- |
ft |
||
|
То же |
Э-08Х19Н10Г2Б |
ЦТ-15 |
539 (55) |
- |
24 |
78(8) |
|
ЦТ-15К |
588 (60) |
- |
25 |
49(5) |
||
|
AWSA5.4 |
E-308L-16 |
СА-308 |
558(57) |
411 (42) |
50 |
74 (7,6) Шарпи при -40°С |
*- σв, σт, δ5- соответственно предел прочности, предел текучести, относительное удлинение
Приложение 6
Таблица 1
Сварочные выпрямители для ручной дуговой сварки
|
Тип |
Напряжение питания, В |
Сварочный ток, А |
Напряжение холостого хода, В |
Кол-во свар, постов |
Изготовитель |
|
ВД-2010 |
3×380 |
65-200 |
70 |
|
АО "Электрик" С-Петербург |
|
ЕНТ 257 |
3×380 |
10-250 |
63 |
1 |
то же |
|
ВД-306 |
3×380 |
63-315 |
70 |
1 |
Латвия ф. "Velda" |
|
ВДМ 2×250 |
3×380 |
60-250 |
70 |
2 |
АО "Электрик" С-Петербург |
|
ВДМ 6302 |
3×380 |
40-630 |
70 |
4 |
то же |
Таблица 2
Установка для ручной аргонодуговой сварки
|
Тип |
Напряжение питания, В |
Сварочный ток, А |
Вариантность |
Изготовитель |
|
|
углер. стали |
нерж. стали |
||||
|
УДГ-82 |
220 |
8-80 |
+ |
+ |
АО "Электрик" С-Петербург |
|
УДК-121 |
220 |
20-125 |
+ |
+ |
-"- |
|
УДГ-122 |
220 |
20-125 |
+ |
- |
-"- |
|
ЕНТ-257 |
3x380 |
10-250 |
+ |
+ |
-"- |
|
ТИР-300ДМ1 |
3x380 |
25-315 |
|
|
|