Обоснование выбранной технологии сварки трубопровода пара из аустенитной стали
Обоснование выбранной технологии сварки трубопровода пара из аустенитной стали
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
(специальность: Машиностроение)
Выполнил: студент IV курса
группы МС-13 ТИ СВФУ
Петров Егор Авристонович
Руководитель
Габышев Максим Евгеньевич
(должность, уч. степень, уч. звание, Ф.И.О.)
___________________________________
(подпись)
Якутск – 2017
Введение…………………………………............................... 3
Глава I. Расчётно-конструкторская часть…………………. 5
1.1 Основные понятия трубопроводов
1.2 Классификация трубопроводов пара и горячей воды
1.3 Способы сварки трубопроводов пара из аустенитной стали
1.4 Нормативные документы, применяемые при монтаже, изготовлении и ремонте трубопроводов пара
1.5 Технические требования к трубам
1.6 Подготовка труб под сварку
1.7 Требования к сборке труб
1.8 Предварительный подогрев
Глава 2. Выбор материала
2.1 Общее сведение
2.4 Выбор марки стали для трубопроводов
2.5 Свариваемость сталей
Глава 3. Технология сборки трубопровода низкого давления
3.1 Выбор сварочного материала
3.2 Сварные соединение и швы
3.3 Выбор сварочного оборудования Расчет параметров режима сварки
Глава 4. Охрана труда и пожарная безопасность на предприятии
Глава 5. Экономическая часть
Глава 6 Контроль качества сварных швов
Глава 7 Заключение.
Список использованной литературы
Ведение
Современное промышленное и гражданское строительство немыслимо без широкого использования металлопроката, металлических конструкций и трубопроводов. Основным видом неразъемного соединения элементов металлоконструкций и трубопроводов остается сварка во все возрастающем наборе применяемых видов и способов. Причем нарастание количества способов сварки будет происходить с каждым годом все интенсивнее, поскольку 50 о/национального валового продукта промышленно развитых стран производится с помощью сварки.
Совершенствование комплекса знаний крайне необходимо и актуально, так как оборудование и технология сварки постоянно прогрессируют как в научном, так и в прикладном плане. Особенно заметные изменения произошли в последние годы.
С развитием техники требуется совершенствовать технологию сварки деталей разных толщин из различных материалов, в связи, с чем постоянно расширяется набор способов сварки. В настоящее время сваривают детали толщиной от нескольких микрометров до нескольких метров, изготовленные не только из конструкционных сталей, но и из специальных сплавов на основе цветных и тугоплавких металлов, а также из композиционных материалов. Существенные изменения произошли в источниках питания для сварки, которые создаются теперь с использованием микропроцессорной техники и инверторных блоков и значительно расширяют технологические возможности процессов сварки.
Постоянно растет применение автоматической и механизированной сварки, а также комплексной механизации, охватывающей все виды работ, связанных с изготовлением сварных конструкций.
Одновременно в промышленном секторе экономики России наблюдаются существенные структурные изменения и появляются множество мелких и средних производств, доля выпуска сварных конструкций которыми в сравнении с крупными предприятиями постоянно возрастает. Это потребовало улучшения контроля над качеством продукции и профессиональной подготовки персонала сварочного производства.
Целью моей дипломной работы является, обоснование выбранной технологии сборки и сварки монтажного стыка трубопровода пара из аустенитной стали диаметром 89мм и толщиной 4мм.
Трубопроводы пара в Республики Саха (Якутия) применяются в таких крупных предприятиях как ГРЭС, ГРЭС2, ЯТЭЦ, Нерюнгринский ТЭЦ и.т.д
Глава 1
Расчетно-графическая часть
1.1 Основные понятия трубопроводов
Трубопровод- транспортное средство для передачи на расстояние жидких, газообразных или твердых сыпучих продуктов.
Трубопроводы, транспортирующие водяной пар с рабочим давлением более 0,07 Мпа (0,7 кгс/кс²) или воду с температурой больше 115°С относятся к трубопроводам пара горячей воды, на которые распространяются «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды» ПБ-03-75-94, утвержденные Госгортехнадзором РФ.
В соответствии с Правилами эти трубопроводы делятся на четыре категории. Категорию определяют по рабочим параметрам среды на входе и относят ко всему трубопроводу независимо от его протяженности.
| Категория | Группа | Рабочие параметры среды | |
| Температура С° | Избыточное давление, Мпа (кгс/см²) | ||
| I | Свыше 560 | Не ограничено | |
| Свыше 520 до 560вкл. | Не ограничено | ||
| Свыше 420до 520вкл. | Не ограничено | ||
| До 450 | Более 8 (80) | ||
| II | Свыше 350 до 450вкл. | До 8 (80) | |
| До 350 | Более 4 (40) до 8 (80) | ||
| III | Свыше 250 до 350вкл. | До 4 (40) | |
| До 250 | Более 1,6 (16) до 4 (40) | ||
| IV | - | Свыше 115 до 250вкл. | Более 0,07 (0,7) до 1,6 (16) |
Если значение параметров среды относятся к разным категориям, то трубопровод относят к категории, соответствующей большему из этих параметров.
Трубопровод из аустенитной стали относится к 1 категории 1 и 2 группы
Указанные правила Ростехнадзора не распространяются на трубопроводы 1 категории с наружным диаметром менее 51мм и трубопроводы 2,3 и 4й категории с наружным диаметром менее76мм
1.2 Классификация трубопроводов пара и горячей воды
| Категория трубопроводов | Среда | Рабочие параметры | |
| Избыточное давление кгс/см² | Температура С° | ||
| Перегретый пар Горячая вода, насыщенный пар перегретый пар Горячая вода, насыщенный пар перегретый пар Горячая вода, насыщенный пар перегретый пар, перегретый пар | Независимо То же » Более 184 Не более 39 80-184 Не более 22 16-80 1-16 | 610-660 570-610 450-570 Более 120 350-450 Более 120 250-350 Более 120 120-250 |
Правила Госгортехнадзора не распространяются на трубопроводы 1-й категории с трубами наружным диаметром D ˂ 51 мм и трубопроводы остальных категорий D ˂ 76мм; на трубопроводы сливные, продувочные и выхлопные; на трубопроводы в пределах котлов (до выходной задвижки котла); на временные трубопроводы со сроком службы до 1 года.
Увеличении толщины стенки с учетом коррозии труб (Ру до 100 кгс/см²) для транспортировки реднеагрессивных продуктов (МН 2566-61 и 4705-63)
| Dy мм | Увеличение толщины стенки (в мм) для труб из стали | ||
| Углеродистой | Легированной | Нержавеющей | |
| 10-40 50-100 125 и более | 1,5-2 3,5-4,5 4-5 | 1,5-3,5 3-6 | 1-1,5 2 |
Увеличение толщины стенки с учетом коррозии труб (Ру от 200 до 1000 кгс/ см²) для транспортировки среднеагрессивных продуктов (МН 5010-63)
| Dy | Увеличение толщины стенки (в мм) для труб из стали групп | |
| С, ХГ, ХМ, ХФ | ХН | |
| 10; 15 25 32-40; 60 70-100 125-200 | 2 2-2,5 2,5-3 3,5-4,5 5,5-7 | 1-1,5 1,5-2 2,5 3 4 |
1.3 Способы сварки трубопроводов пара из аустенитной стали
Сварка трубопроводов это: технологический процесс получения неразъёмных соединений труб и деталей трубопровода нагреванием или пластическим деформированием. Способы сварки трубопроводов классифицируют на термические, термомеханические и механические. Термические способы включают все виды сварки плавлением, выполняемой сплавлением кромок соединяемых труб или деталей без приложения давления (дуговая, газовая, плазменная, электроннолучевая, лазерная и другие виды сварки). К термомеханическому классу относятся методы сварки трубопроводов, которые образуют соединения между нагретыми до температуры плавления кромками за счёт приложения давления по оси труб, перпендикулярной плоскости стыка (стыковая контактная сварка, сварка магнитоуправляемой дугой). К механическим способам можно отнести сварку трубопроводов трением и взрывом методы сварки, при которых образование сварного соединения
Для трубопроводов пара (марки) 12Х18Н10Т диаметром 89мм и толщиной 4мм лучше всего подходит способ ручная аргоновая сварка неплавящимся электродом (способ TIG/WIG) – применима для сварки сталей всех марок с высоким качеством сварного соединения. Из-за минимального нагрева околошовной зоны эффективна при сварке теплоустойчивых и коррозионностойких сталей
Способ сварки РАД (141) ГОСТ 16037-80, РД 153-34.1-003-01
Тип шва СШ (BW)
Положение при сварке В1, вертикальное снизу вверх
В качестве защитного газа при ручной аргонодуговой сварке неплавящимся электродом применяют аргон высшего и первого сортов с физико-химическими показателями по ГОСТ 10157
Сварку трубопроводов пара и их элементов должны выполняться на специализированных предприятиях сварщиками не менее 5 разряда, аттестованными Национальным Агентством Контроля Сварки (НАКС).
Трубопроводы пара относятся к опасным техническим объектам сварка, наплавка, ремонт реконструкция которых производится аттестованными сварщиками, на аттестованном сварочном оборудовании, аттестованными сварочными материалами по аттестованным технологиям сварки.
Данные трубопроводы согласно Перечню групп технических устройств опасных производственных объектов, по РД-03-495-02 относят к группе-котельное оборудование пункт 2- Трубопроводы пара и горячей воды с рабочим давлением пара более 0,07 МПа и температурой воды свыше 115°С.
Принцип действия
Ядром сварочной горелки ТIG/WIG является неплавящийся температуростойкий вольфрамовый электрод. Электрическая дуга нагревает и расплавляет материал. В случае необходимости подача сварочной проволоки осуществляется вручную или механизмом подачи проволоки. Небольшой зазор, который следует заварить, во многих случаях вообще не требует сварочной присадки. Зажигание дуги обычно происходит без контакта вольфрамового электрода с изделием. Для этого служит источник высокого напряжения, который при зажигании временно включается. Сама сварка для большинства металлов осуществляется постоянным током. Только алюминий нужно сваривать переменным током.
Вокруг вольфрамового электрода расположено сопло для защитного газа. Выходящий поток газа защищает разогретый материал от химических реакций с окружающим воздухом и тем самым гарантирует требуемую прочность и механические свойства сварного соединения. В качестве защитных газов служат инертные газы аргон, гелий или их смеси. В отдельных случаях используется также водород. Все эти газы являются трудно вступающими в реакцию, на что указывает происходящий из греческого языка термин (inert). Из вида защитного газа и материала электрода вытекает название метода «сварка вольфрамовым электродом в инертном газе» (WIG). А от английского термина (Tungsten) (вольфрам) происходит название метода TIG (сварка вольфрамовым электродом в инертном газе).
Наиболее часто используемым газом для сварки WIG/TIG является аргон. Он оптимизирует качество поджига, а также стабильность сварочной дуги и способствует зоне очистки лучше, чем гелий. Гелий же, обеспечивает широкий и глубокий провар благодаря своей теплопроводности, которая в девять раз выше, чем у аргона. Также в соединении с алюминием образуется меньше пор. Для аустенитных сталей частично используется также водород, причем его доля часто составляет лишь от 2 до 5%, а остальная часть состоит из аргона. Теплопроводность водорода по сравнению с аргоном выше в одиннадцать раз, что обеспечивает очень глубокий провар и эффективную дегазацию.
При сварке коррозионностойких материалов, как например, нержавеющих сталей, разогретые поверхностные зоны оксидируют вследствие контакта с кислородом воздуха, которого не всегда можно избежать. Возникают так называемые цвета побежалости. Их можно удалить дополнительной обработкой, вследствие чего коррозионностойкость восстанавливается. Эффективная установка – это вообще избегать побежалости. Это происходит с помощью так называемых формирующих газов. Формирующие газы защищают поверхность сварочного шва от контакта с воздухом и в некоторых случаях даже оказывают влияние на формирование корня сварочного шва. Как формирующие газы служат, прежде всего, смеси водорода и азота, но используется также аргон.
KEMPPI MinarcTig 250
Аппарат отлично подходит для сварки TIG на постоянном токе при монтаже, ремонте и техническом обслуживании. Модель с силой тока 250 ампер удовлетворяет требованиям к высокому качеству работ, а ее небольшая масса и компактность являются настоящим подарком для сварщиков, которым требуется мобильный аппарат.
MinarcTig 250 —аппарат, работающий в двух режимах и обеспечивающий впечатляющие характеристики сварки TIG и MMA на постоянном токе. Кроме того, великолепная управляемость при малом токе обеспечивает повышенное качество сварки TIG для операций, требующих высокой точности.
Сварочный инвертор MinarcTig 250 обеспечивает уникальную возможность выполнения различных сварочных операций. Технология дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG) может использоваться для задач, требующих высокой точности (подварка корня шва и заполнение разделки), в то время как технология ручной дуговой сварки (MMA) повышает универсальность этого аппарата - дает возможность сварки толстых и тонких листов, сплавов и нелегированных металлов в помещении и на улице.
Технические характеристики
| ХАРАКТЕРИСТИКА | ЗНАЧЕНИЕ |
| Напряжение питающей сети, В | |
| Частота питающей сети, Гц | 50/60 |
| ПВ, % | |
| Диапазон регулирования сварочного тока TIG, А | 5-250 |
| Диапазон регулирования сварочного тока MMA, А | 10-220 |
| Диаметр электрода MMA, мм | 1,5-5 |
| Потребляемая мощность TIG, кВА | 7,2 |
| Потребляемая мощность MMA, кВА | 8,2 |
| Напряжение холостого хода, В | |
| КПД TIG, % | |
| КПД MMA, % | |
| Габаритные размеры, мм | 400×180×340 |
| Вес, кг | |
| Производитель | KEMPPI, Финляндия |
Цена MinarcTig 250:192000руб
KEMPPI MASTER MLS 3500
| ХАРАКТЕРИСТИКА | ЗНАЧЕНИЕ |
| Напряжение питания 3~, 50/60 Гц | |
| Номинальная мощность при макс. токе MMA | 15 кВА |
| Номинальная мощность при макс. токе TIG | 13,8 кВА |
| Сетевой кабель H07RN-F | 4G1.5 (5 м) |
| Предохранитель с задержкой срабатывания | 16 А |
| Нагрузка при 40 °C ПВ 40 % | 350 А/34 В (400 А/26 В TIG) |
| Нагрузка при 40 °C ПВ 100% | 220 А/28,8 В |
| Диапазон сварочных токов и напряжений MMA | 10 А/20,5 В…350 А/34 В |
| Диапазон сварочных токов и напряжений TIG | 5 А/10 В…400 А/26 В |
| Напряжение холостого хода | 80 В |
| Коэффициент мощности при ПВ 100 % (cos φ) | 0,95 |
| КПД при ПВ 100 % | 86 % |
| Штучный электрод ø | 1,5…6,0 мм |
| Габаритные размеры Д х Ш х В | 500 x 180 x 390 мм |
| Масса | 21 кг |
Цена 235000тыс
ГОРЕЛКА KEMPPI TTC 220
Горелка Kemppi TTC 220 предназначена для использования с конкретными аппаратами Kemppi для сварки TIG. На выбор предлагаются модели с воздушным и водяным охлаждением. Горелки TTC подключаются к пультам дистанционного управления RTC10 и RTC20, заменяющим стандартный выключатель питания удобным и точным дистанционным регулятором силы тока, что упрощает дистанционное зажигание дуги и регулировку мощности.
Область применения
· Аргоно-дуговая сварка TIG
РУКОВОДСТВА И ИНСТРУКЦИИ
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
| ХАРАКТЕРИСТИКА | ЗНАЧЕНИЕ |
| Допустимая нагрузка, TIG DC, ПВ 40% | 220А |
| Диаметр электродов, мм | 1,0-3,2 |
| Подключение, газ/ток | R1/4 |
| Длина шланг-пакета, м | 4/8/16 |
Цена 21000
Я выбрал сварочный аппарат KEMPPI MinarcTig 250. Сварочные аппараты Kemppi являются одним из мировых лидеров в области производства срвременнго оборудования для дуговых видов и способов сварки. MinarcTg 250 обеспечивает стабильный поджиг дуги и точную регулировку сварочного тока что являются неотъемлемой характеристикой каждой модели семейства оборудований сварки TIG. Также можно выбрать дополнительные пульты управления, соответствующие условиям конкретного цеха или сварочной площадки и позволяющие сварщикам полностью сосредоточить свое внимание на качество.
Особенности аппарата Kemppi MinarcTig 250:
· Хорошее зажигание дуги при малом токе.
· Четкий и информативный дисплей.
· Таймер подачи газа до и после сварки.
· Таймер увеличения и уменьшения сварочного тока.
· Фиксирование переключателя сварочной горелки.
· Возможность работы с длинным сетевым кабелем.
· Управление при помощи одного регулятора.
· Отсек для хранения сварочного кабеля.
· Ручка для переноски.
· Устойчивая и легко управляемая дуга.
Комплект поставки:
· Сварочный аппарат Kemppi MinarcTig 250
· Газовый шланг
Также по моему мнению соотношение цены и качества сварочных аппаратов kemppi на уровне мировых аналагов: ESAB (Швеция), FUBAG (Германия) ФОРСАЖ (Россия) Кедр (Россия) GYS (Франция) Lincoln Electric Precision (США)
Нормативные ссылки
ОСТ 24.125.60-89. Детали и сборочные единицы трубопроводов пара и горячей воды тепловых электростанций. Общие технические условия.
ГОСТ 10157-79. Аргон газообразный и жидкий. Технические условия.
РД 03-606-03-Визуальный и измерительный контроль
Рендген ГОСТ 7512-82- Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ СВАРОЧНЫХ РАБОТ
ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ, МОНТАЖЕ И РЕМОНТЕ КОТЛОВ И ТРУБОПРОВОДОВ
Сварочная проволока
Для ручной и автоматической аргонодуговой сварки неплавящимся электродом, газовой (ацетилено-кислородной) сварки, механизированной в углекислом газе и автоматической сварки под флюсом необходимо применять сварочную проволоку сплошного сечения, удовлетворяющую требованиям ГОСТ 2246. Марку сварочной проволоки следует подбирать по данным табл.4.4.
Поверхность проволоки сплошного сечения должна быть чистой, без окалины, ржавчины, масла и грязи. При необходимости ее очищают от ржавчины и грязи пескоструйным аппаратом или травлением в 5%-ном растворе соляной или ингибированной кислоты (3%-ный раствор уротропина в соляной кислоте). Можно очищать проволоку, пропуская ее через специальные механические устройства (в том числе через устройства, заполненные сварочным флюсом, кирпичом, осколками наждачных кругов и войлочными фильтрами). Перед очисткой бухту проволоки рекомендуется отжечь при 150-200 °С в течение 1,5-2 часов. Разрешается также очищать проволоку наждачной шкуркой или другим способом до металлического блеска. При очистке проволоки, предназначенной для автоматической сварки, нельзя допускать ее резких перегибов (переломов).
Области применения сварочной проволоки и флюсов таб.4.4
| Группа основных | Марка проволоки (ГОСТ 2246) для сварки | |
| материалов по ПБ 03-164-97 | Сталь труб | ручной и автоматической аргонодуговой |
| 08, 10, 20, Ст2, Ст3, Ст4, Ст3Г, 15Л, 20Л, 25Л | Св-08ГА-2  , Св-08Г2С, Св-08ГС | |
| 15ГС, 16ГС, 17ГС, 14ГН, 16ГН, 09Г2С, 10Г2С1, 14ХГС, 20ГСЛ, 17Г1С, 17Г1СУ | Св-08Г2С, Св-08ГС | |
| 12МХ, 15ХМ, 12Х2М1, 20ХМЛ | Св-08МХ  , Св-08ХМА-2 , Св-08ХМ , Св-08ХГСМА | |
| 12Х1МФ | Св-08ХМФА , Св-08ХМФА-2 , СВ-08ХГСМФА, Св-08ХМ  , Св-08ХМА-2 , Св-08МХ  , Св-08ХГСМА | |
| 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ, 15Х1М1Ф-ЦЛ, 12Х2МФБ, 12Х2МФСР | Св-08ХМФА-2 , Св-08ХМФА, Св-08ХГСМФА | |
| 10Х9МФБ (ДИ 82-Ш) | Св-10Х9НМФА , Св-10Х9ГСНМФ | |
| 12Х11В2МФ | Св-10Х11НВМФ, Св-12Х11НМФ | |
| Св-04Х19Н11М3, Св-08Х19Н10Г2Б, Св-04Х20Н10Г2Б | ||
| 12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т | Св-04Х19Н11М3, Св-08Х19Н10Г2Б, Св-04Х20Н10Г2Б , Св-01Х19Н9, Св-04Х19Н9, Св-06Х19Н9Т | |
| 10Х13Г12БС2Н2Д2 (ДИ 59) | Св-08Х19Н10Г2Б, Св-04Х20Н10Г2Б |
Требования к квалификации персонала
РД 03-495-02
К сварочным работам при изготовлении, монтаже и ремонте элементов котлов и трубопроводов, на которые распространяется настоящий РД (см. п.1.4), могут быть допущены сварщики, аттестованные на уровень профессиональной подготовки в соответствии с ПБ 03-273-99 и имеющие аттестационное удостоверение, в котором указывается к каким видам работ допущен сварщик (способ сварки, наименование изделий, группа сталей, положение шва в пространстве).
Квалификационный разряд присваивается сварщику в соответствии с "Единым тарифно-квалификационным справочником работ и профессий рабочих" вып.2, часть 1, М., 2000 (приложение к постановлению Министерства труда и социального развития Российской Федерации от 15.11.99 N 45) независимо от аттестации сварщика на I уровень согласно Правилам ПБ 03-273-99.
Сварщики всех специальностей и квалификаций, кроме газосварщиков, должны иметь квалификационную группу по электробезопасности не ниже II. Кроме того, все сварщики должны сдать испытания на знание противопожарных мероприятий и требований по безопасности труда.
Сварщик, прошедший первичную аттестацию, получает аттестационное удостоверение на право производства сварочных работ на конкретных изделиях, подконтрольных Росгортехнадзору России, срок действия которого 2 года. Через 2 года (по истечении первого срока действия аттестационного удостоверения) срок действия удостоверения может быть продлен Аттестационным центром на основании ходатайства с места работы сварщика и положительного заключения медицинской комиссии; продление срока действия удостоверения может быть осуществлено на 1 год, но не более двух раз подряд.
После окончания срока действия аттестационного удостоверения (с учетом полученных продлений, если они были) сварщик подвергается периодической аттестации со сдачей специального и практического экзаменов.
Если у сварщика был перерыв свыше 6 месяцев в выполнении работ, указанных в его аттестационном удостоверении, или ему будут поручены работы, не указанные в его аттестационном удостоверении, он должен пройти дополнительную аттестацию путем сдачи специального и практического экзаменов.
Если сварщик был временно отстранен от работы за нарушение технологии сварки или повторяющееся неудовлетворительное качество выполненных им производственных сварных соединений, он должен быть подвергнут внеочередной аттестации со сдачей общего, специального и практического экзаменов.
Содержание и объем первичной, периодической, дополнительной и внеочередной аттестации определяются аттестационной комиссией в соответствии с требованиями ПБ 03-278-99.
5.1.3. Сварщик, впервые приступающий в данной организации к сварке труб котлов и трубопроводов, несмотря на наличие удостоверения, должен перед допуском к работе пройти проверку путем сварки и контроля допускных (пробных) стыков.
Конструкция допускного стыка должна соответствовать видам работ, указанным в удостоверении сварщика. Методы и объемы контроля допускных стыков труб котлов и трубопроводов пара и горячей воды должны отвечать соответствующим правилам Госгортехнадзора России. Допускные стыки газопроводов (СНиП 3.05.02-88*), тепловых сетей (СНиП 3.05.03-85), трубопроводов наружного водоснабжения и канализации (СНиП 3.05.04-85*) проверяются путем визуального и измерительного контроля, радиографирования и механических испытаний. Оценка качества допускных стыков должна производиться по нормам, которые предусмотрены для таких же производственных стыков (см. раздел 18).
Контроль допускных стыков путем ультразвуковой или радиографической дефектоскопии можно заменить осмотром наружной и внутренней поверхности шва и установлением сплошности металла шва в процессе послойной его проточки на токарном станке через каждые 0,5-1,0 мм.
. Проверка состояния оборудования для сварки, термообработки и дефектоскопии
5.2.1. Оборудование для сварки и термообработки, аппаратура для дефектоскопии, контрольно-измерительные приборы (амперметры, вольтметры и др.) должны иметь паспорт завода-изготовителя, подтверждающий пригодность данного экземпляра оборудования для предназначенной работы.
5.2.2. Оборудование перед использованием должно быть проконтролировано на: наличие паспорта завода-изготовителя; комплектность и исправность; действие срока последней проверки и госповерки (для аппаратуры и приборов, подлежащих госповерке).
5.2.3. На каждом предприятии (заводе, монтажном участке или площадке, ремонтной организации) должны быть составлены графики осмотров, проверок, профилактических (текущих) и капитальных ремонтов оборудования, поверок средств измерений, утвержденные главным инженером. В графиках, помимо сроков (дат) контроля, указываются фамилии лиц, ответственных за проведение этих операций.
Периодичность осмотров, проверок, ремонтов должна соответствовать требованиям паспортов или других документов. Основные требования к организации и порядку проведения поверки средств измерений должны соответствовать ГОСТ 8.513 и ГОСТ 8.326.
Сварочное оборудование должно подвергаться еженедельному осмотру (а сварочные автоматы и полуавтоматы - ежедневному осмотру перед началом работы) на предмет определения видимых неисправностей. Для сварочного оборудования может быть принята периодичность ремонта, указанная в табл.5.1.
Периодичность ремонта сварочного оборудования
| Оборудование и его ремонт | Число ремонтов в год | Межремонтный период, мес | |||
| текущий | средний | капитальный | |||
| Сварочные трансформаторы | 1 раз в 4 года | ||||
| Сварочные преобразователи | 1 раз в 2 года | ||||
| Сварочные выпрямители | 1 раз в 4 года | ||||
| Сварочные автоматы и полуавтоматы | 1 раз в 2 года | ||||
| Характеристика ремонта сварочного оборудования | Тщательный осмотр без разборки. Замена или восстановление отдельных изношенных деталей | Тщательный осмотр оборудования с частичной разборкой. Замена, восстановление, чистка изношенных и неисправных деталей, механизмов и электрических устройств | Полная разборка оборудования. Проверка размеров. Замена или восстановление всех изношенных и неисправных деталей, механизмов и электрических устройств. Восстановление первоначальных технических данных оборудования | ||
Подготовка труб под сварку
Трубы, изготовляемые на трубопрокатных заводах, доставляют на трассу в различное время года и разными транспортными средствами. Поэтому при транспортировке, хранении и погрузочно-разгрузочных работах они могут покрыться ржавчиной, изменить точную форму и т. п., что требует перед сборкой и сваркой выполнения следующих подготовительных работ.
Очистку внутренней полости труб от возможных загрязнений, снега, льда и случайных предметов выполняют до сборки. На механизированных линиях загрязнения и случайные предметы удаляют ершом, который укрепляют на центраторе. В процессе прохода центратора внутри трубы ерш удаляет их автоматически. Попавшие внутрь трубы камни, грунт и посторонние предметы могут нарушить технологический процесс сборки и сварки при сооружении трубопровода, а также причинить вред готовой линии во время ее продувки и эксплуатации.
Правку деформированных концов труб глубиной до 3,5 % диаметра трубы можно выполнять с помощью устройства для правки вмятин УПВ-141. Это устройство применяют для правки вмятин на трубах диаметром 630-1420 мм с толщиной стенок до 22 мм. В. качестве рабочего органа используют гидравлический домкрат с усилием 300 кН. Для труб из стали с σв до 539 МПа допускается правка вмятин и деформированных концов при положительной температуре без подогрева. При отрицательной температуре окружающего воздуха проводят местный подогрев до 100-150 °С. Правку труб из стали с (σв>539 МПа осуществляют с местным нагревом до 150 - 200 °С при любых температурах окружающего воздуха. Участки труб с вмятинами глубиной более 3,5 % диаметра, а также с резкими деформированными краями, имеющими надрывы и надрезы, обрезают ацетилено-кислородной резкой или механическим способом.
Подготовку кромок труб к сварке начинают с выявления забоин и задиров на фасках глубиной до 5 мм, которые заплавляют узкими ниточными валиками, а затем шлифовальной машинкой или напильником выполняют скос кромок с притуплением. При наплавке валика на кромки из стали, которая требует подогрева, место наплавки подогревают до температуры 150-200 °С. Для двусторонней сварки под флюсом и для сварки в среде углекислого газа форму кромки труб подготовляют в трассовых условиях специальными лобовыми станками. Необходимый скос кромок и притупление создают таким образом, чтобы увеличить производительность процесса и обеспечить высокое качество сварных соединений.
Зачистка кромок. Перед сборкой кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб шириной не менее 10 мм зачищают до металлического блеска абразивным инструментом или напильником.
Для электроконтактной сварки на концах труб зачищают полосу шириной 100 мм под контактные башмаки (на расстоянии 50 мм от торца трубы).
Подготовка труб под сварку включает: резку труб и обработку кромок под сварку согласно чертежам, очистку поверхности свариваемых кромок, центровку стыка.
Разделку концов труб и деталей трубопроводов из углеродистой стали с условным проходом до 100 кгс/см2 я сборку стыков с зазорами под сварку следует производить в соответствии с требованиями, указанными в табл. 9.
Угол скоса кромок труб проверяют шаблоном в нескольких точках по окружности. Допускаемое отклонение от заданного угла не должно превышать значений, приведенных в табл. 9. Торцы труб должны быть перпендикулярны к ее продольной оси. Проверяют перпендикулярность угольником и линейкой. Отклонения замеряют по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Отклонение от перпендикулярности для труб с условным проходом до 250 мм допускается не более 1 мм, а с условным проходом более 250 мм — 2 мм. Нельзя сваривать трубы, кромки которых покрыты ржавчиной, маслом, краской или грязью, так как ухудшается устойчивость горения дуги, появляется пористость и понижается прочность сварного соединения. Очищают кромки и концы труб от ржавчины, окислов и других загрязнений с наружной и внутренней сторон на ширину 15—20 мм от сварного стыка; при этом пользуются стальными щетками, шарошками, шлифовальными машинками и приспособлениями.
Таб 9
| Схемы разделки кромок под сварку труб и деталей трубопроводов из углеродистой стали | |||||||
| Особенности соединения | Схемы разделки | Размеры, мм | |||||
| Толщина зазора стенки, S | смещение кромок х не более | притупление р | |||||
| С равными стенками при S <5 мм |  | 1,5-3,5 4-5 | 1±0,5 2±1 | 0,5 1 | — | ||
| С одной утолщенной стенкой при S от 3 до 5 мм |  | 3-3,5 4-5 | 1±0,5 2±1 | 0,5 1 | — | ||
| С равными стенками при S свыше 5 до 25 мм |  | 6-7 8-10 11—20 22-25 | 2+2-1 | 1,5 2 2,5 3 | 1+1-0,5 2+1-0,5 | ||
| C одной утолщенной стенкой при S свыше 5 до 25 мм если х превосходит установленную величину |  | 6-7 8—10 11—20 22—25 | 2+2-1 | 1,5 2 2,5 3 | 1+1-0,52+1-0,5 | ||
| Для приварки с подкладным кольцом (применяется только при наличии специальных указаний) |  | 6-9 | 4+1-0,5 | — | — | ||
| 10—18 | 5±1 | — | — | ||||
| При расточке конца трубы допускается уменьшение толщины на 15% |  | ||||||
| 20-25 | 5±1 | — | — | ||||
Особое внимание уделяется центровке стыка труб. При сборке необходимо обеспечить требуемую точность совпадения кромок свариваемых элементов и их фиксацию при прихватке. Прихватка представляет собой короткий сварной шов, который накладывается при сборке сварных конструкций. К качеству прихватки предъявляют те же требования, что и к основному шву. При сборке ответственных трубопроводов прихватку должен выполнять тот же сварщик, который будет заваривать весь стык.
Центраторы
Центратором называется устройство, позволяющее совмещать цилиндрические поверхности двух стыкуемых изделий (труб, секций из труб и т. п.) для выполнения сварочных работ. Центровка предусматривает закрепление отдельных труб или подобных изделий таким образом, чтобы они не имели сдвига и поворота относительно трех координатных осей. Это условие достигается за счет приложения радиальных сил, развиваемых силовым механизмом центратора. Для обеспечения устойчивого положения труб в центраторе необходимо, чтобы центры приложения радиальных сил (опоры) были расположены от стыка на значительном расстоянии, что уменьшит действие макрогеометрических