Меню Рубрики

Выборка на трубе под сварку

Сварка труб в стык. Подготовка труб под сварку, разделка кромок

Содержание

Общие сведения по сварке трубопроводов

При монтаже трубопроводов, сварные стыки между трубами в трубопроводе могут быть поворотными, неповоротными и горизонтальными, как показано на рисунке ниже. Перед сборкой и сваркой необходимо проконтролировать следующие факторы: наличие сертификата на трубы, отсутствие эллипсности по диаметру трубы, отсутствие разностенности. Допускаемая величина разностенности составляет не более 10% от толщины стенок, но не более 3мм. Также необходимо обратить внимание на содержание различных химических элементов в составе трубы и определить, соответствуют ли эти значения требованиям, указанным в стандартах на эти трубы.

В каких условиях рекомендуется сваривать трубы?

Работы по сварке трубопроводов допускается выполнять при температуре окружающего воздуха не ниже -20°С. Если температура будет ниже, то расплавленный металл начинает активно поглощать различные газы (в основном, кислород и водород). В результате этого образуются поры и другие дефекты в сварных швах. Всё это значительно уменьшает механические свойства труб и снижает их эксплуатационные показатели.

Также необходимо учесть тот момент, что содержащиеся в металле трубы легирующие элементы сильно влияют на свариваемость. Поэтому, сварку труб, содержащих легирующие элементы, необходимо сваривать при температуре, не ниже -10°С из-за того, что при сварке данные трубы склонны к образованию холодных закалочных трещин в сварных швах. Иногда эти трещины выходят за границу сварного шва в зону термического влияния.

Подготовка труб к сварке

Очистка стыков труб

Очистку свариваемых труб рекомендуется выполнять следующим образом. Следы от масел, красок, лаков и других органических покрытий убирают при помощи бензина, или специального растворителя. От грязи и ржавчины кромки можно очистить стальными щётками или абразивными кругами.

Разделка кромок труб под сварку

При подготовке стыков труб под сварку необходимо проверить следующие показатели: перпендикулярность торца трубы к её продольной оси. Суммарный угол раскрытия стыка должен составлять 60-70°. Величина притупления 2-2,5мм. Фаски с торцов труб можно снимать механической обработкой, газовой резкой или другими способами, которые позволяют получить нужную форму, размеры и качество поверхности обрабатываемых кромок. Схема разделки кромок указана на рисункесправа:

Сборка труб под сварку

При сборке стыков труб необходимо совмещать их кромки так, чтобы поверхности стыков обоих труб совпадали, и ось трубопровода не была смещена. Зазор между кромками должен быть в пределах 2-3мм и он должен быть равномерным по всему диаметру.

Сборку и центрирование возможно сделать вручную, но минусы этого процесса состоят в том, что он достаточно трудоёмкий и не способен обеспечить высокую точность. Для сборки труб на производстве пользуются центраторами. Для совмещения стыков магистральных труб большого диаметра используют внутренние центраторы, которые позволяют отцентрировать трубы по внутреннему диаметру.

Наружные центраторы позволяют центрировать трубы по наружному диаметру и их конструкция проще, чем у внутренних центраторов. Но при большой разностенности труб или при большой гибкости труб, с помощью наружного центратора сложнее обеспечить хорошее качество сварки.

После сборки труб диаметром до 300мм, стыки скрепляют прихватками, длиной 50-80мм в 4-х местах. При сварке труб диаметром более 300мм прихватки располагают равномерно по окружности, и рекомендуемое расстояние между прихватками составляет 250-400мм.

Прихватки, являются неотъемлемой частью сварного шва и они должны выполняться теми же сварщиками, которые в дальнейшем, будут проваривать стык трубопровода с использованием таких же электродов.

При сборке внутренними центраторами вместо прихватки лучше выполнять сплошную заварку корня шва. Особенно, если температура окружающей среды низкая. Этот приём позволяет уменьшить внутренние напряжения и снизить риск возникновения закалочных трещин в металле сварного шва и околошовной зоне.

Видео: газовая резка трубы со снятием фаски под сварку

Некоторые особенности монтажа трубопроводов

При монтаже трубопроводов лучше всего наибольшее количество их стыков сваривать в поворотном положении. В случае, если толщина стенки трубы равняя 12мм, сварку выполняют в три слоя. Первый слой создаёт провар в корне шва и обеспечивает хорошее сплавление кромок.

Для выполнения местного провара необходимо, чтобы наплавленный металл формировал внутри трубы узкий нитевидный шов, высотой 1-1,5мм, равномерно распределённый по окружности.

Чтобы обеспечить провар без наплывав и грата, электроду сообщают возвратно-поступательное движение, с небольшой задержкой электрода над расплавленной ванной металла, небольшими поперечными колебаниями между кромками и с формированием маленького отверстия в вершине угла скоса кромок. Отверстие получают путём проплавления основного металла электрической дугой. Диаметр отверстия равен зазору между стыками, или превышает его не более, чем на 2мм.

источник

Правильная подготовка и сборка труб под сварку

Качественная подготовка и сборка труб под сварку может сэкономить значительное количество времени и денег и в конечном итоге повысить производительность всех операций.

Независимо от используемого процесса сварки, надлежащая подготовка перед началом работы является ключевой для обеспечения качества готового шва. Принятие необходимых операций подготовки сварных соединений может снизить риск появления дефектов в шве, а также сохранить деньги за расходные материалы.

Фото. Подготовка труб под сварку

Правильная подготовка труб под сварку помогает избежать таких проблем, как твердые включения, трещины в шве, не сплавления и низкая глубина проплавления. Предлагаю рассмотреть следующие ключевые этапы очистки и подготовки сварных соединений, которые помогут избежать некоторых распространенных проблем и ошибок при сварке труб.

Очистка и подготовка труб

Очистка и подготовка труб под сварку совместные процессы. Прежде всего этот процесс зависит от состояния труб в котором они принимаются. Не зря на некоторых сварщиков возлагают ответственность за резку труб и выполнения скоса кромок. Но часто бывает что скос кромок и резка труб выполняется кем-то еще до того, как сварщик получил трубу.

Правильно подготовленные стыки труб — независимо от того, скошены кромки или нет — должны обеспечивать доступ к стыку и глубокое проникновение сварочного шва вглубь разделки кромок. После того, как труба была разрезана газовой горелкой, плазменной резкой или механическим инструментом, а скос кромок выполненный шлифовальной машиной или механически следует очистить внутреннюю и внешнюю поверхность стыка труб и скоса.

Если труба разрезается механическими методами, наверняка использовалась смазка, поэтому ее необходимо удалить перед сваркой, чтобы уменьшить риск попадания водорода в сварочный шов. Газовая и плазменная резка обычно оставляет на кромке слой шлака и оксидов. Обязательно очистите его, чтобы предотвратить твердые включения и пористость.

Перед сваркой поверхность очищают от краски, масла и грязи на основном металле чтобы предотвратить вероятность появления дефектов и сохранить целостность сварочного шва. Очистить необходимо по крайней мере 2-5 см от сварного шва и точек прихватки.

В то время как некоторые виды сварочных процессов и сварочных материалов позволяют вести сварку по не зачищенным кромках и маслу, не стоит полагаться на это при сварке труб. Трубопроводы — ответственные конструкции, где нужно минимизировать риски появления дефектов и продлить максимально срок эксплуатации труб.

Сборка труб под сварку

Правильная сборка треб под сварку гарантирует, что сварочное соединение имеет одинаковый зазор по всей окружности трубы. Это позволяет предотвратить проблемы с недостаточным проваром корня шва, что может снизить срок службы готового шва.

Подбирать детали следует с совпадающими внутренними диаметрами труб.

Зажимают детали в специальные сборочные приспособления, которые должны удерживать трубы при сварке, чтобы в процессе сварки корня шва или прохода детали не меняли сближались и не удалялись друг от друга.

Сборка выполненная с помощью прихваток требует тщательного их осмотра на предмет наличия в них дефектов. Если таковые имеются, прихватку вырезают и сваривают повторно. Во время сварки все прихватки переплавляются.

Распространенные ошибки

Очень часто исправление дефектов и доработку сварочных соединений вызывает именно неаккуратная подготовка шва. Чтобы получить хорошие результаты сварки, избегайте этих распространенных ошибок:

  • Очень часто можно встретить скос кромок со слишком острым углом, что приводит к плохому проникновению сварочного шва в глубь сварочного соединения.
  • Не достаточно хорошая очистка от масла, грязи, краски или лака основного металла. Неправильные методы очистки могут вызвать пористость шва. Использование шлифовальных машин наиболее быстрый способ очистки зоны сварки. Убедитесь что вы очистили по крайней мере 2-5 см от торца детали, чтобы предотвратить попадание в шов посторонних материалов.
  • Не соблюдение технологических процессов выполнения сварных швов может показаться удобным для экономии времени и увеличения производительности, но это также может привести к дальнейшим доработкам, исправлениям и неудачным сварным швам. Перед сваркой труб следует ознакомиться с спецификациями и технологическими процессам, там обычно содержатся правильный угол скоса, размер зазора, размер корня шва и другие важные детали.

Заключение

Сварка трубопроводов требует качественных соединений, так как трубопроводы в большинстве случаев являются ответственными конструкциями. Ключевую роль на качество сварного соединения оказывает правильная очистка, подготовка деталей труб под сварку. Выполнение указанных операций качественно может сэкономить значительное время и деньги позже и в конечном итоге повысить производительность всех дальнейших операций.

источник

СБОРКА ТРУБ ПОД СВАРКУ

Перед сборкой труб под сварку необходимо:

-очистить внутреннюю полость труб от грязи, грунта, льда, снега, мусора возможных предметов т.д.;

-проверить состояние торцов труб, в случае необходимости (вмятины, рваные кромки, расслоения) обрезать концы труб, если задиры, забоины и т.д. глубиной более 5 мм.

Правку концов труб следует выполнять таким образом, чтобы не возникали трещины, кромки не смыкались, чтобы не было других повреждений, вмятины свыше 3,5 процента с наружного диаметра трубы удаляются; при температуре воздуха ниже минус 5 °C не допускаются правка концов труб без их предварительного подогрева.

-очистить до металлического блеска кромки и прилегающие к ним внутреннюю наружную поверхности труб на ширину не менее 20 мм;

-проверить наличие фаски на торцах труб, при отсутствии заводской разделки кромок на трубах толщиной 5 мм и более необходимо снять фаску. Разделка кромок (угол скоса, притупление должно выполняться в соответствии с ГОСТ 16037-80.

При сборке труб допускается смещение кромок свариваемых труб величиной не более 0,15% от толщины стенки плюс 0,5 мм.

Толщина стенок, мм 3 4 5 6

смещения кромок труб, мм 0,95 1,1 1,25 1,4

Сборку труб лучше выполнять с помощью центраторов на. инвентарных подкладках и других приспособлений.

При сборке труб с продольным и спиральным швом последние должны быть смещены относительно друг друга на величину не менее чем на:

— 15 мм для диаметра трубы до 50 мм;

— 50 мм для диаметра трубы от 50 до 100 мм;

— 100 мм для диаметра трубы свыше 100 мм.

При сборке под сварку труб, у которых заводские швы (продольный и спиральный) сварены с двух сторон, допускается не производить смещение швов при условии проверки места пересечения швов физическими методами контроля.

После центровки труб необходимо наложить прихватки. Прихватки должны быть выполнены, как правило, с применением тех же материалов (электродов, сварочной проволоки), что и для основного шва, длина прихваток должна быть 20-30 мм, при диаметре стыкуемых труб до 50 мм включительно, 50-60 мм при диаметре более 50 мм.

Высота прихваток должна составлять 1/3 толщины стенки трубы, но не менее 2 мм.

Количество прихваток определяется в зависимости от диаметра труб таблице:

Диаметр условного прохода труб, мм до 80 св.80 до 150 вкл. св.150 до 300 вкл. св.300
Количество прихваток через каждые 250 мм шва
· Прихватки ставят с лицевой стороны соединения. · Поверхность прихватки очищают от шлака. · При сварке прихватку удаляют или полностью переплавляют.

Прихватка патрубков, ответвлений в местах расположения поперечных (кольцевых) сварных швов основного газопровода НЕ ДОПУСКАЕТСЯ.

Расстояние между поперечным швом газопровода и швом приварки к нему патрубка должно быть не менее 100 мм.

На внутренних газопроводах, а также в ГРП, ГРУ при врезках ответвлений диаметром до 50 мм включительно (в том числе импульсных линий) расстояние от швов ввариваемых штуцеров до кольцевых швов основного газопровода должно быть не менее 50 мм.

Электродуговую сварку труб выполняют в поворотном или неповоротном положении в зависимости от условия монтажа. При этом трубы со скосом кромок 30 градусов при толщине стенок до 6 мм должны свариваться не менее, чем в 2 слоя, при толщине стенок свыше 6 мм не менее, чем в три слоя.

Газовая сварка газопроводов выполняется за 1 проход.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Студент — человек, постоянно откладывающий неизбежность. 10630 — | 7342 — или читать все.

178.45.235.145 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник

Сварка трубопроводов. Вид, технология и дефект сварного шва.

В этой статье рассмотрим технологию сварки труб применяемую на газопроводе и паропроводе с высоким давлением. А так же какой встречается дефект в сварном шве, и каким образом не допустить его появления в корне шва сварного соединения.

Технология сварного шва.

Использование электродуговой сварки встречается в нашей жизни повсеместно, характерно оно надёжным соединением металлических труб между собой. Поэтому в нашей специфике широко используется в системе отопления, ибо там, где высокое давление и предельные температуры, конкуренцию этому материалу не составит никакой другой. В такой системе предусмотрено использование безшовных труб, а сварка их между собой предусматривает особую технологию, соблюдать, которую требуется неукоснительно. Заключается она в проваре корня шва.

При сваривании труб и элементов оборудования на обычном водопроводе, или скажем канализации — всё гораздо проще. Описываемое же мною ниже, напрямую касается системы пара, и аналогичен ему процесс монтажа на газопроводе высокого давления. Интересует Вас, уважаемый посетитель такая информация? Тогда приглашаю ознакомиться, я постарался изложить всё простым языком.

Вид сварного шва.

Итак, имеем две трубы одного, либо различного диаметра, рассмотрим и тот, и тот вариант. В первом случае состыкуем трубу с отводом, а во втором — нам необходимо врезать трубу диаметром 76 миллиметров, в трубу диаметром 133 миллиметра. Для того, чтобы нам добиться абсолютной (не побоюсь этого слова) герметичности сварного соединения сварной шов будет двойным. Вначале провариваем так называемый — корень шва, а затем его перекроем вторым.
Разобьём весь процесс на несколько этапов, каждый из них важен и производится без «косяков», ежели что то пошло не так, лучше на начальной стадии добиться «идеальности». В нашем случае не пройдёт весёлая присказка: «Может не потечёт».

1. Подготовка свариваемых поверхностей.

Включает в себя доскональную подгонку их друг к другу. На обоих стыкуемых поверхностях снимается фаска, в идеале под 45 градусов к оси трубы. Снять её необходимо с условием оставления торца плоским, шириной в 2-3 миллиметра.

Здесь и далее, чтобы особо не подыскивать подходящих слов, для наглядности снабжаю пост фотоснимками и видеороликом.

На этом фотоснимке нанесена разметка на конце трубы, придерживаясь линии которой нам необходимо вырезать элемент, называется это у нас — «сделать усы», либо — «вырезать рыбку».

А здесь снимок, как выглядит вырезанная и обработанная поверхность заготовки.

2. Состыковка свариваемых поверхностей.

На этом фото представлен стык на прихватках. Обе плоскости поверхностей имеют фаски и не соприкасаются между собой, имея зазор в 2-3 мм, необходим он (зазор) для провара корня шва.

Важно что бы свариваемые элементы были соосны, ни о каком смещении относительно друг друга не может быть и речи, иначе стык будет забракован.
Выставляем и прихватываем между собой. В случае не одинакового зазора между поверхностями, что имеет место быть при неровном резе трубы, дорабатываем при помощи болгарки с отрезным диском, добиваемся равномерности по всему периметру.


Трубы диаметром до 50 миллиметров прихватываются в двух местах, на более же крупных диаметрах — не менее трёх прихваток, а варить начинаешь с места логичного размещения четвёртой. Уже в процессе сварки, доходя до очередной прихватки, её надо счистить.

Сварка корня шва.

Всё готово к провару на первый раз, чем и занимается далее сварщик.

По завершении обкатки стыка, настаёт черёд работы монтажника.

3. Выбор корня шва.

Заключается в обработке места сварки по всей окружности, до металлического блеска. Буквально — не должно остаться и намёка на неровность канавки, и уж тем более остатков шлака. Все края и неровности сглаживаются, а поверхности по обе стороны от шва зашлифовываются так же до металлического блеска, миллиметров по двадцать в каждую сторону. Я делаю это при помощи всё той же болгарки, с установленным на ней зачистным диском.
При выполнении этого этапа мною был замечен дефект — пора, образовалась она на месте «замка» сварки.
Вот наглядный результат:

Если монтажник заметил сей «косяк», необходимо это место вычистить, вплоть до проявления зазора, предусматривая при этом уклоны фасок свариваемых поверхностей.

Указать на наличие поры сварщику, он её «закидает». Затем выбрать подвареное место до металлического блеска. Как писал выше — довести всё до идеальности.

После этого сварной может приступить к следующему этапу.

4. Перекрытие корневого шва.

Соблюдая, что написал выше в рамочке, во 2 пункте, он обкатывает стык по кругу. Электроды не экономя, шов получается «жирным».
Затем монтажник обрабатывает шов при помощи всё той же болгарки с зачистным кругом.
В общем выглядит вот так:

Здесь ещё важен такой момент: при зачистке недопустимы «подрезы» свариваемых поверхностей, в предупреждение этому шлифуешь в одном заданном направлении — от трубы к шву.
Здесь красным отмечены места возможного появления «подрезов».

При наличии этого «косяка» — стык забраковывается.

Дополню описание ещё парой фотографий. На них сварной стык трубы с фланцем. Снаружи фланца провар осуществляется в соответствии всему выше описанному процессу, то есть — сварка корня шва, его выборка, перекрытие и зачистка.

Помимо этого свариваем стык ещё и изнутри фланца:

Дефект сварного шва.

Порину, и как её убрать мы с Вами посмотрели, а теперь давайте поясню моменты из-за которых велика вероятность её появления.

О первой вероятности должно быть известно каждому сварщику, ибо они проходят специальное обучение.
Вторая и третья характеризуется добросовестностью отношения к исполнению своих прямых обязанностей.
А вот по последнему моменту чуть подробнее:
Доводилось мне столкнуться с этой проблемой, сварщик варит, я выбираю корень, там порина — зачищаю, он опять варит, выбираю — порина, зачищаю, варит — порина. Потом догадались, трубопровод был длинный и с одной стороны имел связь с атмосферой, в общем пока эту связь ватными штанами не заткнули, к положительному результату не пришли.

Ну вот вроде и всё, что хотел рассказать, буду закругляться. Если будете соблюдать всё описанное, в итоге получите стык — идеальный. Никакой «светила», не найдёт причин забраковать, а рентген покажет соответствие стандартам.

Вот обещанный в начале статьи видеоролик, на сколько смог смонтировал понятным:

Я не тешу своё самолюбие, и совершенно не считаю себя «мастером пера», поделился лишь тем, что знаю из своего опыта. Интересующемуся же более глубокими познаниями в данной сфере, могу порекомендовать изучение книги, скачать можно кликнув на картинку расположенную ниже. Книга не бесплатна, но и цена не велика, всего то 84 рубля, мало того есть возможность прочесть фрагмент для ознакомления, и совершить покупку, лишь при условии, что заинтересовала. Книга состоит из 510 страниц и имеет 234 иллюстрации. В благонадёжности распространителя можете не сомневаться, «кидка» по перечислении денег не будет, проверял лично.

Гостям блога рекомендую подписаться на получение новых статей блога, для этого надо лишь ввести адрес своей электронной почты в форму, которая откроется при прокрутке страницы в самый низ.

Если появились вопросы, или есть чем дополнить статью, милости прошу в графу комментарии.
Всем успехов в монтаже, с уважением Андрей.

Кликни по иконке, если считаешь, что эта информация будет полезна твоим друзьям.

источник

Аргонщик.рф › Блог › Как варить корень шва(Любой вид свакри)

Сегодня я расскажу, как правильно подготавливать и варить корневой шов.
Если вы хотите качественно изготовить какую либо деталь с использованием сварки, первым делом, как я и описывал постами ранее нужна ее правильная подготовка.

Например если это труба, то перед сваркой обязательно ее торец необходимо подготовить. Зачистить околошовную зону перед сваркой при помощи УШМ или на наждаке до блестящего металла. В идеале зачистить все поверхности(наружную, торец и внутреннюю). После чего, если толщина стенки более 4-5мм или сварочная машина не позволяет вести сварку на большом токе, сделать разделку кромок. Если сварить деталь БЕЗ разделки и зазора, то проплава корня НЕ будет.

Идеальный и конструктивно грамотный св.шов должен выглядеть примерно так

Конечно описать словами этот процесс сложно и нужно много практики, тк сложности(особенно при сварке круглой трубы не большого диаметра) возникают из-за постоянного изменения положения в пространстве. То есть, для начала лучше практиковаться на горизонтально расположенном листе. После того, как удастся добиться четкого и ровного проплава корня шва нужно запомнить(а лучше записать) режим сварки. И уже после это переходить к другим пространственным сварочным работам. Так же многое зависит от направления свакри и количества проходов.

1 — Самый простой и удобный шов — горизонтальный, когда сварочная ванна у вас перед глазами и расплавленный металл «проникает» вглубь свариваемой детали.
2 — Более сложный шов — вертикальный, при равных условиях сварки, ток сварки уменьшается на 15-30% от горизонтального. Его сложность в том, что расплавленный металл под действием силы тяжести «утекает» из сварочной ванны вниз.
3 — Самый сложный — потолочный, при равных условиях сварки, ток сварки уменьшается на 50-60%. По аналогии с вертикальным, сложность в том, что расплавленный металл вытекает из сварочной ванны вниз, те прямо на сварщика.

Видео о том как при помощи сварки штучными электродами добиться качественного проплава корня шва.

источник

Подготовка труб и деталей к сборке и сварке стыков

Подготовка кромок под стандартную разделку выполняется механической обработкой или газовой резкой с после­дующей зачисткой шлифмашинкой.

Схема обработки кромки

Перед сборкой труб необходимо:

  • очистить внутреннюю полость труб и деталей от фунта, фязи, снега и других зафязнений;
  • очистить до металлического блеска кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб, деталей газопро­водов, пафубков, арматуру на ширину не менее 10 мм;
  • проверить геометрические размеры кромок, выправить плав­ные вмятины на концах труб глубиной до 3,5% наружного диаметра трубы;
  • очистить до чистого металла кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб на ширину не менее 10 мм.

Концы труб, имеющие трещины, надрывы, забоины, задиры фа­сок глубиной более 5 мм, обрезают.

При температуре воздуха ниже минус 5 °С правка концов фуб без их подогрева не рекомендуется.

Сборку стыков труб производят на инвентарных лежнях с ис­пользованием наружных или внутренних центраторов.

Допускаемое смещение кромок свариваемых фуб не должно пре­вышать величины 0,155 + 0,5 мм, где 5 — наименьшая из толщин стенок свариваемых труб.

Сварка стыков разнотолщинных фуб или труб с соединительны­ми деталями допускается без специальной обработки кромок при толщине стенок менее 12,5 мм (если разность толщин не превышает

2,0 мм). Сварка фуб или труб с соединительными деталями и па­трубками арматуры с большей разнотолщинностью осуществляется стандартным переходом длиной не менее 250 мм.

При отсутствии стандартных переходов допускается производить на надземных и внутренних газопроводах низкого давления нахлес- точные соединения «фуба в трубе» размером */50х40, 40×32, 32×25, 25×20 мм.

Сварка нахлесточных соединений производится в соответствии с ГОСТ 16037 с выполнением следующих требований:

  • просвет между трубами, соединяемыми внахлест, не более 1—2 мм и равновелик по периметру;
  • величина нахлеста по длине соединяемых труб не менее 3 см;
  • на конце трубы меньшего диаметра выполняется фаска во­внутрь под углом не менее 45° на всю толщину стенки трубы;
  • соединение свариваемых торцов после специальной подготов­ки (утонения) кромок изнутри или снаружи более толстостенного элемента с толщиной стенки S3 до толщины S2 свариваемого торца, которая не превышает 1,5 толщины менее толстостенно­го элемента S1.

Обработка свариваемых торцов труб

Сборку под сварку труб с односторонним продольным или спи­ральным швом производят со смещением швов в местах стыковки труб не менее чем:

  • на 15 мм — для труб диаметром до 50 мм;
  • 50 мм — для труб диаметром от 50 до 100 мм;
  • 100 мм — для труб диаметром свыше 100 мм.

При сборке под сварку труб, у которых швы сварены с двух сто­рон, допускается не производить смещение швов при условии про­верки места пересечения швов физическими методами.

При закреплении труб в зафиксированном под сварку положе­нии электродами, применяемыми для сварки корневого шва, следу­ет выполнять равномерно расположенные по периметру стыка при­хватки в количестве:

  • для труб диаметром до 80 мм — 2 шт.;
  • для труб диаметром свыше 80 мм до 150 мм — 3 шт.;
  • для труб диаметром свыше 150 мм до 300 мм — 4 шт.;
  • для труб диаметром свыше 300 мм — через каждые 250 мм.

Высота прихватки должна составлять */3 толщины стенки трубы,

но не менее 2 мм; длина прихватки 20-30 мм при диаметре сты­куемых труб более 50 мм.

При сварке на внутреннем центраторе и последующей сварке целлюлозными электродами сварщикам следует приступать непо­средственно к выполнению корневого шва без прихваток. Если в процессе сборки и установки технологического зазора прихватка была произведена, она должна быть полностью вышлифована и за­варена вновь при сварке корневого шва.

Перед началом выполнения сварочных работ поворотных и не­поворотных стыков труб производится просушка или подогрев тор­цов труб и прилегающих к ним участков путем нагрева до 50 °С:

  • при наличии влаги на трубах — независимо от температуры окружающего воздуха;
  • при температуре окружающего воздуха ниже плюс 5 °С.

Сварочные работы на открытом воздухе во время дождя, снего­пада, тумана и при ветре свыше 10 м/с можно выполнять при усло­вии обеспечения зашиты места сварки от влаги и ветра.

Необходимость предварительного подогрева стыков определяют в зависимости от марок стали свариваемых труб, подразделяющихся на следующие группы:

  • I — из спокойной (сп) и полуспокойной (пс) стали марок: Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4 по ГОСТ 380; 08, 10, 15 и 20 по ГОСТ 1050;
  • II — из кипящих (кп) сталей марок: Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4 по ГОСТ 380;
  • III — из низколегированных сталей марок: 09Г2С, 16ГС, 17ГС, 17Г1С и др. по ГОСТ 19281; марки 10Г2 по ГОСТ 4543.

Предварительный подогрев стыков производят при сварке труб с толщиной стенки от 5 до 10 мм электродами с рутиловым или цел­люлозным покрытием при температуре наружного воздуха: ниже минус 20 °С — для труб I и II групп; ниже минус 10 °С — для труб III группы.

При сварке при температуре минус 10 °С подогрев труб с толщи­ной стенки более 10 мм обязателен. Минимальная температура по­догрева должна составлять 10 °С и измеряться на расстоянии 5-10 мм от кромки трубы. Температуру предварительного подогрева контро­лируют контактными термометрами или термокарандашами (ТУ 6-10-1110). Место замера температуры контактными термометрами нужно предварительно зачистить металлической щеткой.

Если необходимы и просушка, и подогрев стыка, то производит­ся только подогрев стыка. Не рекомендуется зажигать дугу с поверх­ности трубы. Дуга зажигается с поверхности разделки кромок или же с поверхности металла уже выполненного шва. При применении для сборки стыка наружных центраторов снимать их допускается после сварки не менее 50% стыка. При этом отдельные участки шва равно­мерно располагают по периметру стыка. Перед продолжением свар­ки корневого шва после снятия центратора все сваренные участки защищают, а концы швов прорезают шлифмашинкой. До полного завершения корневого слоя шва не рекомендуется перемещать сва­риваемый стык.

Для предупреждения образования дефектов между слоями свар­ного шва перед выполнением каждого последующего слоя поверх­ность предыдущего слоя очищают от шлака и брызг. Для облегчения удаления шлака рекомендуется подбирать режимы сварки, обеспе­чивающие вогнутую (менискообразную) форму поверхности корне­вого и заполняющих слоев.

Начало и конец кольцевого сварного шва отстоят от заводского шва трубы (детали, арматуры) не ближе:

  • 50 мм— для диаметров менее 400 мм;
  • 75 мм — для диаметров 1000 мм;
  • 100 мм — для диаметров более 1000 мм.

Места начала и окончания сварки каждого слоя («замки» шва) располагают для труб диаметром 400 мм и более не ближе 100 мм от «замков» предыдущего слоя шва; для труб диаметром менее 400 мм — не ближе 50 мм.

источник

РД 34.17.310-96 Сварка, термообработка и контроль при ремонте сварных соединений трубных систем котлов и паропроводов в период эксплуатации

ВСЕРОССИЙСКИЙ ДВАЖДЫ ОРДЕНА
ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
(ВТИ)

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
(РАО) «ЕЭС РОССИИ»

ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ
И ПРОМЫШЛЕННЫЙ НАДЗОР РОССИИ
(ГОСГОРТЕХНАДЗОР РОССИИ)

УТВЕРЖДЕН
РАО «ЕЭС России»
20 марта 1996 г.

УТВЕРЖДЕН
Госгортехнадзором России
11 апреля 1996 г.

СВАРКА, ТЕРМООБРАБОТКА И КОНТРОЛЬ
ПРИ РЕМОНТЕ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ТРУБНЫХ СИСТЕМ КОТЛОВ И ПАРОПРОВОДОВ В
ПЕРИОД ЭКСПЛУАТАЦИИ

Обязателен для всех министерств, ведомств,
предприятий и организаций

Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт (ВТИ), РАО «ЕЭС России», Госгортехнадзор России

Ф.А. Хромченко (докт. техн. наук) — ответственный исполнитель, В.А. Лаппа, В.Ф. Злепко (канд. техн. наук), А.П. Берсенев, В.В. Гусев, Н.А. Хапонен, А.А. Шельпяков

Настоящий отраслевой руководящий документ устанавливает требования к технологическим процессам ремонта с применением ручной дуговой сварки и термообработки стыковых, штуцерных и тройниковых сварных соединений паропроводов и коллекторов котлов тепловых электростанций и котельных, повреждающихся в ходе эксплуатации, а также требования к качеству сварных соединений после ремонта, к оборудованию и материалам, применяемым при сварке.

РД предназначен для организаций, связанных с эксплуатацией, ремонтом и монтажом оборудования тепловых электростанций.

Предисловие

Настоящий отраслевой руководящий документ распространяется на:

трубопроводы пара I категории 1-, 2- и 3-й групп;

трубопроводы пара в пределах котла и турбины с температурой эксплуатации свыше 450 °С независимо от давления;

коллекторы (камеры) и приваренные к ним трубы (штуцера) с температурой пара свыше 450 ºС независимо от давления, изготовленные из теплоустойчивых хромомолибденованадиевых сталей 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ.

Настоящий руководящий документ не распространяется на элементы центробежнолитых труб из стали 15Х1М1Ф-ЦЛ.

С момента введения в действие настоящего отраслевого руководящего документа утрачивает юридическую силу РД 34 17.205-90 «Инструкция по приварке штуцеров к коллекторам из стали 12X1МФ аустенитными электродами без термической обработки».

Требования настоящего отраслевого нормативного документа обязательны для применения всеми расположенными на территории Российской Федерации предприятиями и объединениями предприятий, имеющими в своем составе (структуре) тепловые электростанции и котельные, независимо от форм собственности и подчинения.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Технологические процессы сварки, термообработки и контроля сварных соединений (далее — ремонтная технология), установленные настоящим руководящим документом, применяют в условиях действующих электростанций непосредственно по месту трассировки паропроводов, ремонтируемых котлов или в специальных помещениях — рабочих площадках на отдельных трубных блоках.

1.2. Работы по ремонтной технологии проводят специализированные организации (электростанции, ремонтные предприятия или другие организации), имеющие разрешение (лицензию) на эти работы органов Госгортехнадзора России.

1.3. Ремонтную технологию выбирают после определения причин повреждения элементов оборудования, при этом должны быть учтены:

результаты обследования поврежденного сварного соединения;

конструкция сварного соединения;

технология изготовления сварного соединения;

условия эксплуатации сварного соединения;

статистика аналогичных повреждений на электростанции;

планируемый срок дальнейшей эксплуатации оборудования.

При необходимости проводят поверочный расчет сварного соединения на прочность с учетом действия статических изгибающих или циклических нагрузок.

1.4. Техническую консультацию по применению технологии ремонта осуществляет ВТИ по запросу электростанции.

При необходимости ВТИ разрабатывает ремонтную технологию с учетом конкретного характера повреждения, конструкции сварных деталей (изделий) и условий эксплуатации и оценки остаточного ресурса отремонтированных сварных соединений.

1.5. Технологические операции проводят при положительной температуре окружающего воздуха, отсутствии сквозняков, ветра и атмосферных осадков, а также исключении возможности попадания золы, воды, нефтепродуктов в зону нагрева при сварке и термической обработке.

Ремонтируемое сварное соединение должно быть освобождено от недопустимых защемлений, изгибающих и растягивающих нагрузок.

1.6. Настоящий РД представляет собой типовую технологию по ремонту повреждающихся при эксплуатации сварных соединений коллекторов котлов и паропроводов и согласуется с РД 34 15.027-93 (п. 17.1) в части допустимого применения типовой технологии по исправлению дефектов в сварных соединениях, бывших в эксплуатации, для объектов Минтопэнерго.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОИЗВОДСТВЕННОМУ ПЕРСОНАЛУ

2.1. Технологические операции выполняются: аттестованными электросварщиками 5-6-го раз рядов, проводящими ремонт сварных соединений и имеющими право на производство сварочных работ по трубопроводам I категории 1-й и 2-й групп, подведомственных Госгортехнадзору России;

слесарями, осуществляющими удаление поврежденного металла и обработку поверхности выборки и отремонтированного сварного соединения механическим способом путем шлифования, фрезерования, полировки;

газосварщиками-газорезчиками, осуществляющими подогрев ремонтируемого соединения газопламенным способом;

термистами, осуществляющими электроподогрев при сварке и последующую термическую обработку с регистрацией температур и имеющими право на выполнение этих работ;

дефектоскопистами и металловедами, выполняющими контроль качества металла сварных соединений неразрушающими методами и имеющими право на проведение этих работ.

2.2. Перед началом сварочных работ каждый электросварщик, занятый на ремонтных операциях, должен сварить контрольное сварное соединение со стыковым или угловым швом в зависимости от конструкции ремонтируемой детали (изделия). Качество и свойства сварного соединения должны быть оценены в соответствии с нормативными требованиями РД 34 15.027-93.

3. СВАРОЧНО-ТЕРМИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

3.1. В качестве источников питания сварочной дуги применяются сварочные преобразователи постоянного тока ПСО-300, ПД-502 и др. или сварочные выпрямители ВД-201, ВД-306 и др. с балластным реостатом РБ-301 или подобного типа для регулирования силой сварочного тока в диапазоне 70-200 А.

3.2. Электротермическая обработка проводится с помощью источников питания:

преобразователей СЧИ-100-2,4-41, ВПЧ-100/2400 или аналогичного типа при индукционном нагреве токами повышенной (средней) частоты;

трансформаторов ТДМ-503, ТДФЖ-1002 или аналогичного типа при индукционном нагреве токами промышленной частоты;

сварочных преобразователей, выпрямителей и трансформаторов ПСО-300, ВД-201, ТДМ-503 и др. при нагреве гибкими печами электросопротивления.

3.3. Электронагревательными устройствами служат гибкие медные индукторы и электропечи сопротивления типа ГПЭС, КЭН (данные приведены в РД 34 15.027-93). При газопламенном нагреве используются газовые горелки различных типов, в том числе газосварочные горелки, питаемые от баллонов или газовых разводок.

3.4. Регистрация температур нагрева проводится с помощью самопишущих приборов от термопар, характеристики которых приведены в РД 34 15.027-93.

3.5. Для огневой резки трубных элементов и удаления поврежденного металла применяются газовые резаки типа РЗР-62 и подобные.

4. СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

4.1. В качестве сварочных материалов при ручной дуговой сварке применяются покрытые металлические электроды (табл. 4.1).

Назначение покрытых электродов для ремонта сварных соединений

Типы ремонтируемых сварных соединений и трубных элементов котлов и паропроводов

Необходимость пос лесварочной термической обработки

Штуцерные соединения труб поверхностей нагрева из стали 12Х1МФ;

штуцерные соединения водопароперепускных труб с коллекторами из стали 12X1МФ для температур эксплуатации до 510 °С;

стыковые соединения и паропроводные трубы наружным диаметром до 219 мм с толщиной стенки до 20 мм из стали 12Х1МФ для температур эксплуатации до 510 ºС

Без термической обработки

Стыковые, штуцерные и тройниковые соединения паропроводов и коллекторов из хромомолибденованадиевых сталей 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ для температуры эксплуатации до 570 ºС

Штуцерные соединения труб поверхностей нагрева и водопароперепускных труб с коллекторами из стали 12Х1МФ котлов для температуры эксплуатации до 560 °С, наплавка кромок в штуцерных соединениях труб Ду-100 с коллекторами для температуры эксплуатации до 545 °С

Наплавка кромок в штуцерных соединениях пароперепускных труб с коллекторами из стали 12Х1МФ для температуры эксплуатации до 560 °С

4.2. Требования к химическому составу и механическим свойствам наплавленного металла электродов приведены в РД 34 15.027-93. Состав и свойства должны удовлетворять требованиям паспортов на электроды и ГОСТ 9467-75 на электроды типов Э-09Х1М и Э-09Х1МФ; ГОСТ 10052-75 на электроды типа Э-11Х15Н25М6АГ2 и требованиям ОСТ 24 948.01-90 на электроды типа Э-08Н60Г7М7Т.

4.3. Условия хранения и просушки (прокалки) электродов перед сваркой, контроль качества и свойств электродов, химического состава и механических свойств наплавленного металла проводятся в соответствии с требованиями РД 34 15.027-93.

5. ТИПИЧНЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

5.1. Повреждения сварных соединений при эксплуатации происходят главным образом в результате ползучести, усталости, хладноломкости, коррозии и провала локальной пластичности из-за дисперсионного охрупчивания металла и обусловлены технологическими, конструкционными и эксплуатационными причинами. Дополнительной причиной может быть неудовлетворительно проведенный ремонт сварного соединения способом подварки.

5.2. Типичными для стыковых и тройниковых сварных соединений паропроводов являются повреждения, указанные в приложениях 1 и 3. Негативное влияние ремонтно-сварочной технологии на работоспособность таких сварных соединений рассмотрено в приложениях 2 и 4.

5.3. Типичные повреждения сварных соединений фасонных деталей проявляются в виде продольных и поперечных трещин в металле шва и в виде кольцевой (продольной) трещины в разупрочненной прослойке металла зоны термического влияния ЗТВрп соединения (приложения 5 и 6). Причины повреждений аналогичны указанным в приложениях 1 и 2. На повреждения соединений разнотолщинных трубных элементов влияет конструкционный фактор.

5.4. Повреждения наружной поверхности трубных элементов паропроводов в виде продольных и поперечных трещин, а также локальных повреждений металла обусловлены комплексом причин, в том числе наличием концентраторов напряжений (рисок, насечек, закатов), резким градиентом свойств (например, охрупчиванием из-за наклепа металла от ударов), эрозионным действием струи пара от сви ща соседней трубы, дополнительными изгибающими нагрузками на участке паропровода, превышающими проектные значения. Типичные повреждения представлены в приложении 7.

5.5. Типичными для коллекторов котлов являются повреждения в виде трещин на наружной поверхности камер в зоне отверстий под штуцера труб поверхностей нагрева, поперечные трещины в угловых швах штуцерных соединений, локальные повреждения металла из-за эрозионного износа (приложение 8), а также кольцевые трещины в ЗТВ штуцерных соединений пароперепускных и пароотводящих труб (аналогично рассмотренным повреждениям в приложении 3)

Кроме того, отмечаются повреждения типа продольных трещин в кольцевых швах мест приварки донышек к коллекторам и в стыках соединений камер (приложение 9).

Повреждения обусловлены комплексом причин: ползучестью, усталостью, коррозией, дисперсионным охрупчиванием металла при повторном нагреве, хладноломкостью (см. приложения 1- 4).

5.6. Причины повреждений сварных соединений устанавливаются на основании анализа:

результатов обследования поврежденного металла неразрушающими методами контроля;

конструкции и технологии изготовления сварной детали (изделия);

условий эксплуатации, включая планируемый срок дальнейшей эксплуатации отремонтированной детали (изделия).

5.7. Обследование поврежденного сварного соединения проводят с применением неразрушающих методов контроля (п. 14.1 настоящего РД), а именно:

внешнего осмотра протравленной 15 % водным раствором азотной кислоты шлифованной поверхности места повреждения, включая остальную часть сварного шва и прилегающие участки основного металла шириной по 20 — 30 мм, при этом устанавливают место расположения и размер магистральной трещины; рекомендуется использовать лупу с 4 — 7-кратным увеличением. Этот метод может быть заменен контролем МПД;

ультразвуковой дефектоскопии, которую проводят по возможности для уточнения размера магистральной продольной трещины или поперечных трещин в глубине металла;

измерения твердости сварного шва и основного металла;

металлографического исследования с помощью реплик для уточнения механизма повреждения металла и подтверждения полноты удаления трещин и недопустимой микроповрежденности.

6. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА СТЫКОВЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПАРОПРОВОДНЫХ ТРУБ

6.1. Технологию ремонта и способ выполнения выбирают с учетом особенностей повреждения сварных соединений (приложение 1) и возможного негативного влияния на работоспособность отремонтированных соединений (приложение 2).

6.2. Ремонту подлежат сварные соединения равнотолщинных паропроводных труб; допускаемая разнотолщинность составляет 10 % толщины стенки труб, но не более 5 мм.

6.3. Ремонт выполняют: путем удаления поврежденного металла без подварки места выборки, способом подварки места выборки с проведением послесварочной термической обработки и путем полной переварки поврежденного сварного соединения.

6.4. Ремонт путем удаления поврежденного металла без подварки места выборки.

6.4.1. Ремонт возможен при соблюдении следующих условий:

повреждение развивалось по механизму ползучести или усталости с наружной поверхности сварного соединения (приложение 1);

ремонтируемый утоненный участок сварного соединения в зоне выборки имеет толщину, равную или больше минимально допустимой толщины трубного элемента. В отдельных случаях по согласованию с ВТИ (подтверждается расчетом на прочность) допускается утонение на 5 — 15 % меньше допустимой толщины стенки с учетом размера выборки;

на поверхности выборки отсутствуют макродефекты, не допустимые по РД 34 15.027-93, и, кроме того, отсутствует микроповрежденность в виде микротрещин, цепочек пор ползучести и скоплений пор любых размеров по границам зерен, а также единичных укрупненных пор размером более 1 мкм в количестве трех и более в поле окуляра микроскопа при 1000-кратном увеличении с реплики или скола.

6.4.2. Поврежденный металл удаляется только механическим способом (вышлифовкой). Края выборки следует сглаживать с радиусом скругления не менее 30 мм (рис. 6.1 ).

6.5. Ремонт способом подварки места выборки с проведением термической обработки.

6.5.1. Ремонт возможен при соблюдении следующих условий:

трещины развивались с наружной поверхности сварного соединения по одному из механизмов повреждения (приложение 1);

Рис. 6.1. Рекомендуемая форма выборки при ремонте сварных соединений механическим способом (шлифовкой) без подварки:

D S — глубина выборки; Тр — поверхностные трещины

протяженность местной выборки составляет не более 1/3 периметра трубы, а глубина — не более 50 % расчетной толщины стенки трубы ( S ) при отношении геометрических параметров трубы S / D н > 0,1 вплоть до сквозной трещины для труб при S / D н £ 0,1 ( D н — наружный диаметр трубы);

кольцевая выборка по всему периметру стыка имеет глубину до 25 % расчетной толщины стенки трубы;

металл поверхности выборки соответствует требованиям РД 34 15.027-93 по допустимым макродефектам и требованиям п. 6.4.1 настоящего РД по допустимой микроповрежденности.

6.5.2. Удаление поврежденного металла прово дят механическим способом (шлифовкой) дефектной поверхности до получения углубления — выборки.

6.5.3. Для сварных соединений паропроводов с температурой эксплуатации 510 — 560 ºС удалению подлежит поврежденный металл на глубину, превышающую не менее чем на 5 мм вершину удаленной трещины; при сквозной трещине глубина выборки должна быть меньше на 2 — 3 мм толщины стенки трубы (рис. 6.2). При глубине выборки более 0,25 S дополнительно механическим способом (шлифованием) наносят кольцевое углубление на 8 — 10 мм по всей оставшейся части периметра стыка на ширину, равную ширине выборки.

Рис. 6.2. Рекомендуемые формы выборки поврежденного металла при ремонте с подваркой сварных соединений паропроводов, эксплуатируемых при температуре 510 — 560 °С:

а — для соединений труб при любом S / D н (несквозные трещины); б — для стыков труб при S / D н £ 0,1 (сквозная трещина)

6.5.4. Заполнение места выборки наплавляемым металлом в сварных соединениях с температурой эксплуатации паропроводов 510 — 560 °С проводят многослойным способом кольцевыми валиками толщиной 5 — 8 мм и шириной 12 — 20 мм электродами типа Э-09Х1МФ диаметром 3 и 4 мм силой тока 90 — 120 и 140 — 180 А соответственно с предварительным и сопутствующим подогревом 200 — 250 °С для сталей 12Х1МФ и 20ХМФЛ и 250 — 300 °С для сталей 15Х1М1Ф и 15Х1М1ФЛ.

Примерная последовательность многослойной наплавки представлена на рис. 6.3.

Рис. 6.3. Рекомендуемый многослойный способ заполнения выборки кольцевыми валиками толщиной 5 — 8 мм и шириной 12 — 20 мм (поперечное сечение сварного шва):

Форма сварных соединений с подварочным швом показана на рис. 6.4. При глубине местной выборки более 0,25 S следует наплавку проводить в два этапа: I этап — наплавить металл в местную выборку и II этап — выполнить кольцевую наплавку по всему периметру стыка (рис. 6.4, б). При сквозной трещине рекомендуется наносить отверстия методом засверловки (рис. 6.4, г).

6.5.5. Для сварных соединений паропроводов с температурой эксплуатации ниже 510 °С удалению подлежит только поврежденный металл, а участок подварки может ограничиваться одной-двумя зонами соединения, например, металлом шва или участком шва с одной из прилегающих ЗТВ (рис. 6.5).

Способ многослойного поэтапного заполнения показан на рис. 6.3 и 6.4; подогрев и режимы сварки соответствуют рекомендациям п. 6.4.5 настоящего РД. При сварке следует применять электроды типа Э-09Х1МФ. Для стыковых соединений труб с наружным диаметром до 219 мм и толщиной стенки до 20 мм из стали 12Х1МФ допускается применение электродов типа Э-09Х1М марки ТМЛ-1У.

Рис. 6.4. Формы подварочных швов (ПШ) соединений паропроводов для эксплуатации при температуре 510 — 560 °С:

а — при несквозной выборке (поперечное сечение шва); б — то же с двухступенчатой выборкой I — II (продольное сечение); в — д ля выборки при сквозной трещине; г — засверловка сквозной трещины (Тр) в выборке; КНУ — кольцевой наплавленный участок; СШ — старый шов

6.5.6. Термическую обработку сварных соединений после подварки (и наплавки кольцевого участка, как на рис. 6.4,г) ведут по режиму высокого отпуска 720 — 750 °С с выдержкой 1 — 5 ч в зависимости от толщины стенки трубы согласно требованиям РД 34 15.027-93. Технологию нагрева и регистрацию температур выполняют в соответствии с РД 34 15.027-93. Для сварных стыковых соединений труб наружного диаметра до 219 мм и толщиной стенки до 20 мм с температурой эксплуатации паропроводов ниже 510 °С при выполнении подварочного шва электродами типа Э-09Х1М послесварочную термическую обработку можно не проводить.

Рис. 6.5. Рекомендуемые формы выборок и подварочных швов при ремонте сварных соединений для паропроводов с температурой эксплуатации ниже 510 °С:

а — при несквозной трещине в металле шва; б — то же в ЗТВ; в — при сквозной трещине в ЗТВ; СШ — старый шов; ПШ — подварочный шов

6.5.7. Контроль отремонтированных сварных соединений ведут неразрушающими методами: ультразвуком или радиографией, а также измерением твердости металла подварочного шва и его стилоскопирования. Предварительно наружная поверхность сварного соединения подвергается механической обработке — шлифовке с проведением визуального контроля травленой 15 % водным раствором азотной кислоты поверхности или контролем МПД и, кроме того, металлографического анализа с помощью реплик (п. 14.1 настоящего РД).

6.6. Переварка поврежденных сварных соединений.

6.6.1. Переварке подлежат сварные соединения с размерами возможных выборок, превышающих указанные в п. 6.5.1 и в случаях, когда трещины развивались с внутренней поверхности сварного соединения.

6.6.2. Переварку поврежденного (дефектного) сварного соединения ведут путем последовательного выполнения технологических операций, показанных на рис. 6.6 :

размещают временную скользящую опору (ВСО) типа швеллера на подвижном участке паропровода и выполняют разрезку дефектного стыка (ДС), а затем вырезку патрубка (рис. 6.6,а). Длину патрубка l , в мм, выбирают согласно требованиям правил Госгортехнадзора России на трубопроводы (табл. 6.1).

Рис. 6.6. Последовательность технологических операций на участке паропровода при переварке поврежденного (дефектного) соединения:

а — вырезка патрубка l с дефектным стыком (ДС); б — размещение нового патрубка-вставки; выполнение стыка № 1; в — сборка стыка № 2 и его выполнение; г — приведение участка паропровода в исходное рабочее положение [удаление временных опор ВПО и ВСО; снятие защемления, т.е. перевод опор защемленных (СОЗ) в скользящие опоры (СО) на коллекторе]

В любом случае длина патрубка должна быть не менее l = (где D ср — средний диаметр трубы). Окончательно выбирается наибольшая длина патрубка;

размещают вторую скользящую опору под новый патрубок-вставку, подготавливают новый патрубок и торцы трубных элементов под сварку, устанавливают новый патрубок в трассу паропровода, при этом подвижный участок паропровода смещают в осевом направлении силой Р до получения зазора, равного размеру холодного натяга — ХН (рис. 6.6,б). Выполняют сборку, сварку, термическую обработку и контроль нового стыка № 1 (рис. 6.6,б);

временно защемляют скользящие опоры (СОЗ) коллектора, удаляют временную скользящую опору в районе стыка № 1, устанавливают временную пружинную опору (ВПО), с помощью которой подвижная часть трассы паропровода смещается силой Р в осевом направлении в сторону собираемого под сварку нового стыка № 2 (рис. 6.6,в); выполняют сварку, термическую обработку и контроль нового стыка № 2;

удаляют временное защемление скользящих опор коллектора, снимают временную пружинную опору (ВПО) и удаляют временную скользящую опору (ВСО). Паропровод приведен в исходное рабочее положение (рис. 6.6,г).

6.6.3. Материал нового патрубка должен соответствовать стали 12Х1МФ или 15Х1М1Ф данного паропровода и отвечать требованиям ТУ 14-3-460-75 и ТУ-3-420-75. В качестве сварочного материала применяются покрытые электроды типа Э-09Х1МФ.

6.6.4. Конструкция свариваемых новых стыков трубных элементов, подготовка кромок под сварку, сборка и сварка стыков, термическая обработка и контроль сварных соединений проводятся в соответствии с РД 34 15.027-93. При необходимости дополнительно наплавляется кольцевой участок на сварное соединение разнотолщинных трубных элементов (например, на новый стык № 1; см. рис. 6.6) в соответствии с рекомендациями, изложенными в разделе 8.

7. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ТРОЙНИКОВЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПАРОПРОВОДОВ

7.1. Выбор технологии ремонта проводится с учетом особенностей повреждения сварных соединений (приложение 3) и возможного негативного влияния ремонтной технологии на их работоспособность (приложение 4).

7.1.1. Технология распространяется на ремонт тройниковых сварных соединений, в которых на поверхности выборки после удаления трещин отсутствует недопустимая микроповрежденность: единичные крупные поры ползучести размером 1 мкм и более, цепочки пор или скопления пор любых размеров по границам зерен, микротрещины.

Сварные тройники с выборками, размеры которых превышают указанные в табл. 7.1, подлежат немедленной замене.

7.1.2. Ремонтировать поврежденный тройник допускается один раз; для тройников с глубиной выборки менее 15 % высоты углового шва или толщины стенки тонкостенного трубного элемента ремонт допускается проводить дважды; при этом учитывается расчетный размер углового шва или толщины стенки.

7.1.3. Требования по ОСТ 108.031.10 обеспечения конструкционной прочности сварных тройников:

, где

d — диаметр отверстия в корпусе под штуцер; D н — наружный диаметр корпуса; S — толщина стенки корпуса, ее следует брать фактической (рекомендация составителей).

7.2. Ремонт проводится по одному из вариантов (табл. 7.1):

путем удаления поврежденного металла без последующей подварки места выборки;

путем подварки мест выборок с проведением послесварочной термической обработки;

путем применения усиливающих и восстановительных наплавок воротникового типа в районе углового шва как профилактической меры повышения конструкционной прочности тройников;

путем замены поврежденного сварного тройника на новый.

Рекомендуемые варианты сварочной технологии ремонта тройниковых сварных соединений паропроводов

Максимальные допустимые размеры выборки после удаления поврежденного металла

глубина по отношению к толщине стенки или высоте шва, %

протяженность по отношению к длине углового шва, %

1. Кольцевые (продольные) трещины в ЗТВ* со стороны корпуса тройника: в околошовной зоне — участке перегрева; разупрочненном участке — мягкой прослойке (приложение 3 , рис. П3.1 ,а,б)

Допускается подварка двух местных выборок, расположенных в диаметрально противоположных местах по периметру углового шва

Рекомендуется после заварки выборки выполнять кольцевую усиливающую наплавку

То же, но лучше полная переварка углового шва или замена тройника

Ремонт допустим при незначительной микроповрежденности металла единичными порами ползучести размером менее 1 мкм;

необходима восстановительная термическая обработка (ВТО **)

Сварной тройник не соответствует требованиям конструкционной прочности (п. 7.1.3 настоящего РД)

2. Кольцевые трещины в ЗТВ со стороны патрубка-штуцера (приложение 3 , рис. П3.1 ,в)

Допускается местная подварка двух выборок, расположенных в диаметрально противоположных местах по периметру углового шва

На кольцевую подварку рекомендуется наносить усиливающую наплавку

3. Поперечные трещины в угловом шве (приложение 3 , рис. П3.1 ,г)

Допускается подварка двух выборок, расположенных друг от друга на расстоянии не менее 20 % длины углового шва

На кольцевую подварку рекомендуется наносить усиливающую наплавку

Тройник не соответствует требованиям конструкционной прочности (п. 7.1.3 настоящего РД)

4. Повреждений нет, но высота углового шва меньше расчетной по проекту

5. Проявляется склонность тройников данного типоразмера к повреждению

Профилактическая мера. Требуется проверка конструкционной прочности (п. 7.1.3 настоящего РД)

* ЗТВ — зона термического влияния сварного соединения;

** ВТО — восстановительная термическая обработка по режиму одно- или двухкратной нормализации с высоким отпуском. Режим устанавливается с учетом структурного состояния и микроповрежденности металла тройника.

7.3. Ремонт тройниковых сварных соединений без подварки места выборки.

7.3.1. Ремонт проводят при соблюдении следующих требований: глубина местной выборки не превышает 3 мм и 10 % фактической толщины стенки трубного элемента тройника, при этом в расчет принимают меньшую толщину стенки штуцера или корпуса;

протяженность местной выборки должна быть не более 25 % периметра углового шва;

допускается на одном тройнике две выборки, расположенные в диаметрально противоположных местах по периметру углового шва;

утоненная выборкой толщина стенки или высота углового шва не должны быть меньше расчетных допустимых размеров для данного типа тройника;

ремонтируемый тройник должен соответствовать требованиям ОСТ 108.031.10-85 по конструкционной прочности (п. 7.3 настоящего РД);

данный ремонт можно проводить на тройнике только один раз.

7.3.2. Поврежденный металл удаляется механическим способом путем вышлифовки с помощью абразивного инструмента, при этом должен обеспечиваться плавный переход от дна выборки к наружной поверхности сварного соединения с радиусом округления не менее 30 мм. Поверхность выборки должна быть ровной, без рисок, насечек и резких переходов.

7.3.3. Поверхность выборки должна быть проконтролирована методом МПД или внешним осмотром с помощью лупы 4-7-кратного увеличения после травления 15 % водным раствором азотной кислоты с целью подтверждения полного удаления трещин. Рекомендуется дополнительно исследовать поверхность выборки металлографическим методом с помощью реплик для подтверждения отсутствия недопустимой микроповрежденности металла (см. п. 7.1.1 настоящего РД); реплики следует снимать с двух-трех точек в месте расположения удаленных трещин.

7.4. Ремонт тройниковых сварных соединений путем подварки места выборки с послесварочной термической обработкой.

7.4.1. Этот способ применяют к тройниковым сварным соединениям с ограничением по глубине и протяженности местных выборок (табл. 7.1).

7.4.2. Технология ремонта включает следующие операции:

удаление поврежденного металла и контроль полноты удаления;

проведение термической обработки сварного соединения с местной подваркой по режиму высокого отпуска;

обработка механическим способом поверхности подварочного шва и при необходимости углового шва по всему периметру с проведением контроля качества.

Дополнительной может быть операция по выполнению усиливающей наплавки воротникового типа в месте углового шва.

7.4.3. Удаление поврежденного металла проводят механическим способом путем шлифования поверхности с помощью абразивного инструмента. Полнота удаления поврежденного металла контролируется методом МПД или визуально с помощью лупы 4-7-кратного увеличения после травления поверхности выборки 15 % водным раствором азотной кислоты. Рекомендуется дополнительно исследовать поверхность металлографическим методом с помощью реплик для подтверждения полноты удаления недопустимой микроповрежденности металла (см. п. 7.1.1 настоящего РД) в двух-трех точках.

7.4.4. Рекомендуемая форма выборки для тройников, эксплуатирующихся при температуре 510 — 560 °С, приведена на рис. 7.1 — 7.4. Ширина выборки в поперечном сечении углового шва должна охватывать ширину старого шва и прилегающие к нему с двух сторон участки основного металла шириной от 6 до 10 мм (рис. 7.1 и 7.3); глубина выборки должна быть не менее чем на 5 мм больше высоты удаленной трещины (рис. 7.1 и 7.3); длина выборки должна быть не менее чем на 10 мм больше протяженности удаленной трещины с каждого ее конца (рис. 7.4); радиус скругления — не менее 10 мм (рис. 7.2). Для тройниковых сварных соединений с температурой эксплуатации ниже 510 ºС ширину местной выборки можно ограничивать размером удаленного поврежденного металла, при этом допускается оставлять края выборки на старом шве.

7.4.5. Сварочная технология ремонта выполняется с подогревом при сварке (табл. 7.2) электродами типа Э-09Х1МФ с проведением послесварочной термической обработки отремонтированного тройника.

Подогрев ремонтируемых тройников при сварке

Примечания. 1. Подогрев допускается проводить любым способом: индукционным, электропечным и газопламенным по технологии согласно РД 34 15.027-93.

2. Температура подогрева должна регистрироваться самопишущими приборами от термопар по технологии согласно рекомендациям РД 34 15.027-93.

Рис. 7.1. Рекомендуемая форма выборки (поперечное сечение шва) после удаления поврежденного металла с кольцевой трещиной (Тр к ):

КВ — контур кольцевой выборки; СШ — старый шов

Рис. 7.2. Рекомендуемые переходы ( R — радиусы скругления, углы скоса кромок) в районе кольцевой выборки

Рис. 7.3. Рекомендуемая форма выборки (поперечное сечение шва) после удаления поврежденного металла с поперечными трещинами (Тр п ):

СШ — старый шов; КВ — контур кольцевой выборки; А и Б согласно схеме на рис. 7.1

Рис. 7.4. Рекомендуемый контур выборки после удаления поврежденного металла с кольцевой трещиной (Тр к ):

СШ — старый шов; КВ — контур кольцевой выборки

7.4.6. Сварка выполняется многослойным способом валиками толщиной 5 — 8 мм и шириной 12 — 20 мм электродами диаметром 3 и 4 мм с силой тока 90 — 120 и 140 — 180 А соответственно. Примерная последовательность заполнения местной и кольцевой выборок показана на рис. 7.5 и 7.6; формы подварочных швов — на рис. 7.5 — 7.7.

7.4.7. Термическая обработка проводится по режиму высокого отпуска (табл. 7.3 ) сразу по окончании сварки подварочных швов, не допуская снижения температуры ниже 250 °С. Способ нагрева — индукционный или электропечной; регистрация температур осуществляется самопишущими приборами; технология нагрева и контроля температур проводится согласно РД 34 15.027-93.

7.5. Технология выполнения наплавок воротникового типа.

7.5.1. Усиливающая или восстановительная наплавка наносится для укрепления конструкции сварного тройника (табл. 7.1).

Режимы высокого отпуска отремонтированных сварных тройников

Толщина стенки тройника, мм (максимальная)

Примечания. 1. Скорость нагрева до 600 ºС должна быть не более 50 °С/ч и выше 600 °С — не менее 100 °С/ч.

2. Скорость охлаждения с 720 — 760 °С до 300 °С должна быть не более 100 °С/ч.

Рис. 7.5. Рекомендуемая последовательность многослойного заполнения местной кольцевой выборки при наплавке горизонтальных (а) и вертикальных (б) валиков:

Рис. 7.6. Рекомендуемая последовательность выполнения кольцевых валиков при многослойном заполнении кольцевой выборки:

а — наплавка валиков в нижнем, горизонтальном и потолочном положениях; б — наплавка валиков в вертикальном положении

Рис. 7.7. Допустимые местные подварки выборок в сварных тройниках, эксплуатирующихся при температуре пара ниже 510 °С:

СШ — старый шов; ПШ — подварочный шов

7.5.2. Требования к форме и размерам наплавок:

наплавку наносят по всему периметру углового шва, она может быть симметричной по отношению к угловому шву (рис. 7.8) или смещенной в сторону корпуса или штуцера, подлежащих укреплению (рис. 7.9);

усиливающая наплавка должна перекрывать старый угловой и подваренный швы ремонтируемого сварного тройника (рис. 7.8 и 7.9). Форма этой наплавки одинаковая как для сварного соединения с ремонтной подваркой, так и без нее (табл. 7.1). Восстановительная наплавка (табл. 7.1) выполняется симметричной по отношению к угловому шву (рис. 7.8);

Рис. 7.8. Рекомендуемая форма усиливающей кольцевой наплавки (симметричное расположение в сторону штуцера и корпуса трубы тройника) с подваренным швом:

а — местной выборки; б — кольцевой выборки; УН — усиливающая (укрепляющая) наплавка; ПШ — подварочный шов; СШ — старый шов

Рис. 7.9. Рекомендуемые формы усиливающих наплавок (УН), укрепляющих тело корпуса трубы (а) и штуцера (б) в районе сварного соединения с угловым старым швом (СШ) тройника. Размеры усиливающих наплавок ( l н , h н — ширина и толщина) определяются расчетом на прочность

размеры наплавок (толщина и ширина) определяют расчетным путем. Рекомендуется наплавку выполнять толщиной не менее 10 мм и шириной — согласно рекомендациям рис. 7.8 и 7.9. При этом участок наплавки на укрепляющем трубном элементе должен иметь ширину не менее 50 мм, т.е. l н ³ 50 мм.

7.5.3. Наплавки выполняют многослойным способом (например, двухслойным) кольцевыми валиками толщиной 4 — 6 мм и шириной 12 — 18 мм аналогично схемам, показанным на рис. 7.6.

7.5.4. Сварку усиливающих и восстановительных наплавок выполняют электродами типа Э-09Х1МФ с подогревом (табл. 7.2) и проведением послесварочной термической обработки по режиму высокого отпуска (табл. 7.3). Режимы тока — 80 — 120 и 140 — 180 А при сварке электродами диаметром 3 и 4 мм соответственно. Требования по технологии проведения термической обработки указаны в п. 7.4.7 настоящего РД. При ремонте, включающем операции сварки подварочного шва и усиливающей наплавки, термическую обработку сварного тройника проводят один раз после выполнения усиливающей наплавки, причем перерыв во времени между операциями сварки подварочного шва и усиливающей наплавки с обязательным сохранением требуемой температуры подогрева не допускается (табл. 7.2).

7.5.5. Поверхность углового шва после ремонта, включая кольцевые усиливающие и восстановительные наплавки, должна быть подготовлена для контроля механическим способом путем шлифования абразивным инструментом до получения необходимой гладкой поверхности и требуемого радиуса скругления (рис. 7.10). Данная операция выполняется после проведения термической обработки.

Рис. 7.10. Рекомендуемая форма тройникового сварного соединения после механической обработки (шлифования) подварочного шва (и усиливающей наплавки):

R радиус округления; S ш — толщина стойки штуцера; d наружный диаметр штуцера; D — наружный диаметр корпуса тройника

7.6. Качество отремонтированных сварных тройников оценивают по результатам неразрушающих методов контроля: МПД или внешнего осмотра протравленной поверхности 15 % водным раствором азотной кислоты; измерения твердости; ультразвуковой дефектоскопии; спектрального анализа. Контролю подлежат подварочный шов и/или наплавки воротникового типа с прилегающими участками металла шириной 20 — 30 мм по всему периметру углового шва.

Качество отремонтированного сварного соединения оценивается по нормативным требованиям РД 34 15.027-93.

8. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА СТЫКОВЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ, ПРИМЫКАЮЩИХ К ФАСОННЫМ ДЕТАЛЯМ ПАРОПРОВОДОВ

8.1. Ремонт сварных соединений разнотолщинных трубных элементов (рис. 8.1) ведут с соблюдением следующих условий:

повреждение развивалось с наружной поверхности сварного соединения в виде продольных или кольцевых трещин (приложение 5); причины повреждений аналогичны указанным в приложении 1;

при выборе технологии и ее выполнении учитывают возможное негативное влияние ремонта на работоспособность сварных соединений (приложение 2);

глубина выборки поврежденного металла не должна превышать 50 % толщины стенки паропроводной трубы независимо от протяженности кольцевой выборки. При глубине выборки более 50 % толщины стенки трубы сварное соединение подлежит переварке по технологии согласно РД 34 15.027-93;

основной металл трубных элементов и зоны сварного соединения характеризуются отсутствием макроповрежденности или незначительной микроповрежденностью в виде единичных пор ползучести размером менее 1 мкм (на поле окуляра микроскопа при увеличении ´ 1000) с реплики или скола.

8.2. Ремонт поврежденных сварных соединений

8.2.1. Ремонт включает следующие операции: удаление дефектного металла и подготовку места выборки под сварку, выполнение подваренного шва с подогревом деталей, термическую обработку сварного соединения, механическую обработку поверхности сварного соединения, улучшение (при необходимости) конструкции сварного соединения, контроль качества сварного соединения.

Рис. 8.1. Типовые конструкции ремонтируемых стыковых сварных соединений разнотолщинных трубных элементов паропроводов:

а, б — соединения труб с толстостенными патрубками; в — соединение трубы с переходом

8.2.2. Поврежденный металл удаляется только механическим способом, при этом глубина выборки не менее чем на 5 мм должна быть больше глубины проникновения магистральной трещины; форма выборки представлена на рис. 8.2. Выборка может быть местной, если ее глубина не превышает 20 % толщины стенки паропроводной трубы ( £ 20 % S 1 ). При большей глубине выборки ( £ 50 % S 1 ) дополнительно выполняют кольцевую выборку на оставшейся части периметра трубного элемента той же глубины. Удаление металла по всему периметру проводят механическим способом.

Рис. 8.2. Форма выборки ремонтируемого сварного соединения разнотолщинных трубных элементов при любом виде трещин

8.2.3. Заполнение места выборки выполняют многослойным способом кольцевыми валиками толщиной 4 — 6 мм и шириной 16 — 20 мм с использованием электродов диаметром 2,5 и 3 мм на режимах, указанных в табл. 8.1. Сварка выполняется с подогревом деталей при температурах 250 — 300 или 300 — 350 °С в зависимости от сочетания марок хромомолибденованадиевых сталей (табл. 8.2). При сварке кольцевой выборки применяют обратноступенчатый способ наплавки по схеме рис. 7.6. Рекомендуемый порядок заполнения разделки и форма усиления сварного шва представлены на рис. 8.3.

Необходимо, чтобы крайние валики усиления шва перекрывали на 2 — 4 мм кромку со стороны фасонной детали и на 3 — 5 мм кромку паропроводной трубы.

Рекомендуемые режимы ручной дуговой сварки

Выполнение усиливающей поверхностной наплавки

Рекомендуемые температуры предварительного и сопутствующего подогрева сварных соединений разнотолщинных трубных элементов

12Х1МФ, 20ХМФЛ, 15Х1М1Ф, 15Х1М1ФЛ

Примечание. Применяется любой способ нагрева: индукционный, электропечной и газопламенный.

8.2.4. Сварное соединение с подваренным швом подвергают термической обработке по режиму 720 — 750 °С с выдержкой 1 — 3 ч в зависимости от высоты подварочного шва, принимаемого за толщину стенки трубного элемента, выбираемую для установления дли тельности выдержки согласно РД 34 15.027-93. Применяется индукционный или электропечной способы нагрева; контроль температур и технология нагрева проводятся согласно требованиям РД 34 15.027-93.

Рис. 8.3. Рекомендуемая схема многослойного заполнения места выборки ремонтируемого стыкового сварного соединения разнотолщинных трубных элементов паропровода

8.2.5. После термической обработки поверхности подварочного шва и прилегающих участков основного металла должны быть обработаны механическим способом. Конструкции сварных соединений улучшенного типа с подварочным швом представлены на рис. 8.4.

8.3. Технология улучшения формы сварных соединений.

8.3.1. Рекомендуются два варианта технологии улучшения формы сварных соединений разнотолщинных трубных элементов:

путем относительного утонения толстостенного трубного элемента с обеспечением более плавного перехода к сварному шву (механическим способом);

путем укрепления тонкостенного трубного элемента (наплавка на поверхность паропроводной трубы с последующей термической и механической обработкой).

Конструкции сварных соединений улучшенной формы представлены на рис. 8.4; области примене ния технологических вариантов указаны в табл. 8.3.

Рекомендации по выбору улучшенной конструкции стыковых сварных соединений разнотолщинных трубных элементов паропроводов

Наружный диаметр и толщина стенки паропроводных труб, мм

Условия нагружения при работе

Максимально допустимые S2/ S1

Усиление снять заподлицо с поверхностью трубы

15Х1М1ФЛ+20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ+12Х1МФ, 15Х1М1Ф+20ХМФЛ, 15Х1М1Ф+12Х1МФ

Примечания. 1. Термическая обработка проводится сразу после окончания сварки подварочного шва, не допуская охлаждения ниже температуры подогрева (табл. 9.2).

2. Скорость нагрева до 600 °С должна быть не более 50 °С/ч и свыше 600 °С — не менее 100 °С/ч.

3. Скорость охлаждения с температур отпуска до 300 °С должна быть не более 100 °С/ч.

4. Термическая обработка проводится индукционным и электропечным способами: газопламенный способ нагрева не допускается.

5. Термопары для регистрации температур должны быть расположены равномерно по периметру отремонтированного стыка в четырех местах и с каждой стороны сварного шва (общее количество — 8 термопар); рис. 9.5.

6. Ширина кольцевой зоны равномерного нагрева при высоком отпуске составляет 150 — 200 мм со сварным швом в центре.

9.2.5. После проведения высокого отпуска наружная поверхность подварочного шва и прилегающих участков основного металла по всему периметру должна быть обработана механическим способом до получения требуемой формы (рис. 9.6). Толщи на сварного шва с подваркой должна на 2 — 4 мм быть больше расчетной (номинальной) толщины стенки трубных элементов в районе расточки под подкладное кольцо, т.е. S = Sp +(2-4), как на рис. 9.6.

Рис. 9.6. Наружная поверхность отремонтированного сварного соединения после механической обработки. Соединение подготовлено для проведения контроля неразрушающими методами:

СШ — старый шов; ПШ — подварочный шов

9.3. Качество отремонтированных сварных соединений фасонных частей между собой оценивают по результатам неразрушающих методов контроля:

МПД или визуального контроля поверхности, травленной 15 % водным раствором азотной кислоты. Контролю подлежит поверхность подварочного шва и прилегающих кольцевых участков основного металла шириной 20-30 мм с каждой стороны шва по всему периметру;

УЗК на поперечные трещины, проводимого в соответствии с требованиями ОП № 501 ЦД-75; допускается замена УЗК на метод радиографии по всему периметру сварного шва;

металлографического анализа с помощью реплик, снимаемых с ЗТВрп на расстоянии 2 — 4 мм от края (зоны сплавления) сварного шва на основном металле в четырех местах по периметру стыка и с обеих сторон подваренного шва (общее количество — 8 реплик). Службой металлов и сварки ТЭС может быть дополнительно назначен контроль поверхности подварочного шва;

измерения твердости поверхности подварочного шва в 3 — 4 местах, равномерно расположенных по периметру стыка;

спектрального анализа поверхности подварочного шва в 3 — 4 местах, равномерно расположенных по периметру стыка.

Результаты контроля считают положительными при следующих условиях:

качество поверхности подварочного шва, оцененное по МПД или визуальному контролю, соответствует требованиям РД 34 15.027-93 (для макроанализа);

качество сварного шва, оцененное УЗК или методом радиографии, соответствует требованиям РД 34 15.027-93;

микроповрежденность ЗТВрп не превышает требований п. 9.1. Аналогичные требования распространяются и при оценке микроповрежденности металла шва;

твердость сварного шва и химический состав по результатам спектрального анализа соответствуют требованиям РД 34 15.027-93.

10. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ПОВРЕЖДЕННЫХ УЧАСТКОВ ПАРОПРОВОДНЫХ ТРУБ

10.1. Ремонт поврежденных участков труб (приложение 1) проводится при соблюдении следующих условий:

глубина выборки дефектного (поврежденного) металла не превышает 70 % толщины стенки трубы, протяженность продольной выборки — не бо лее 300 мм, кольцевой выборки — до 100 % периметра трубы;

ремонтируемая зона относится к участкам только прямых паропроводных труб. Не подлежит ремонту любой участок гиба (колена), перехода или другого фасонного трубного элемента паропровода;

минимальное расстояние от ремонтируемого участка (ближайшего края выборки) до сварного соединения (стыкового, штуцерного) на прямом участке паропровода должно быть не менее указанного в п. 6.6.2 размера;

в основном металле отсутствует недопустимая микроповрежденность в виде микротрещин, цепочек пор ползучести или их скоплений любого размера по границам зерен, единичных пор размером 1 мкм и более.

10.2. Технологические операции ремонта.

10.2.1. Технология ремонта включает операции по удалению поврежденного металла, по заварке места выборки, послесварочной термической и механической обработке и контролю качества отремонтированного участка трубы.

10.2.2. Выборку дефектного металла проводят механическим способом шлифовальными машинками.

Форма выборки зависит от размеров дефектного металла. Для выборок вытянутой формы рекомендуется обеспечивать переход от дна выборки к наружной поверхности трубы в продольном сечении под углом 30 — 40° с каждого конца и в поперечном сечении — под углом 15 — 20° на каждой кромке (рис. 10.1). Для выборок округлой формы угол перехода составляет 30 — 40° по всему контуру.

Перед наплавкой наружная поверхность трубы, окаймляющая контур выборки шириной 20 — 30 мм, должна быть зачищена механическим способом — шлифованием от окалины и ржавчины до металлического блеска.

Рис. 10.1. Подготовленные под наплавку места выборок:

а — удлиненной формы (продольная выборка); б — удлиненной формы (поперечная, кольцевая выборка);

10.2.3. Заполнение выборки выполняется многослойным способом валиками толщиной 6 — 10 мм и шириной 20 — 30 мм. Валики рекомендуется наплавлять продольными вдоль главной оси выборки вытянутой формы. Для выборки округлой формы направление валиков берется произвольно и сохраняется одним в процессе многослойной наплавки. Схема наплавки приведена на рис. 10.2. Рекомендуется применять обратноступенчатый способ наплавки валиками длиной по 100 — 150 мм. Заполненная выборка должна иметь усиление высотой 3 — 5 мм с шириной перекрытия 8 — 10 мм по всему контуру выборки в сторону основного металла наружной поверхности трубы (рис. 10.2).

Рис. 10.2. Схема многослойного заполнения мест выборок:

а — вытянутой формы; б — удлиненной формы; в — округлой формы; I — IV — слои наплавки; 1 — 3 — направление валиков, наплавляемых вдоль выборки обратноступенчатым способом

10.2.4. При сварке участков труб из сталей 12X1МФ и 15X1М1Ф применяют электроды типа Э-09Х1МФ диаметром 3 и 4 мм.

При ремонте паропроводных труб наружным диаметром до 219 мм с толщиной стенки до 20 мм из стали 12X1МФ для температуры эксплуатации ниже 510 °С могут применяться электроды типа Э-09X1М для кольцевой наплавки.

Сила тока при сварке электродами диаметром 3 мм составляет 100 — 120 А, а при сварке электродами диаметром 4 мм — около 140 — 180 А.

10.2.5. Процесс сварки проводят с подогревом трубного элемента до температуры 250 — 300 °С. Подогреву подлежит кольцевой участок трубы, включающий размер выборки и прилегающие кольцевые зоны шириной 80 — 100 мм с каждой стороны выборки. Подогрев выполняют любым способом: индукционным, электропечным или газопламенным.

Температуру подогрева регистрируют самопишущими приборами от трех термопар. При выполнении сварочных операций на удлиненных выборках число термопар увеличивают до 5. Кольцевой участок трубы в зоне заплавляемой выборки должен быть покрыт теплоизоляционным материалом (листовым асбестом, теплоизоляционными матами). Рекомендации по месту установки термопар и теплоизоляции даны на рис. 10.3.

10.2.6. Термической обработке после наплавки подвергают отремонтированные трубные элементы при толщине стенки труб более 10 мм. Допускается оставлять без послесварочной термической обработки трубные элементы из стали 12Х1МФ с наружным диаметром труб до 219 мм и толщиной стенки до 20 мм в случае кольцевой наплавки электродами типа Э-09Х1М для температур эксплуатации до 510 °С.

Термическую обработку проводят по режиму высокого отпуска при температуре 720 — 750 ºС с выдержкой 1 и 3 ч для труб с толщиной стенки до 20 и 21 — 60 мм соответственно.

Нагрев во время термической обработки ведут любым способом при условии обеспечения температурных режимов высокого отпуска по всему кольцевому трубному участку, включающему размер заплавленной выборки и прилегающие участки по 80 — 100 мм с каждой стороны от выборки в продольном направлении трубы. Температуру регистрируют самопишущим прибором от термопар. Расположение термопар и теплоизоляции приведено на рис. 10.3.

Рис. 10.3. Схема расположения термопар (ТП) и теплоизоляции ( l ти ; L ти ) при подогреве под наплавку и при последующей послесварочной термической обработке с кольцевой зоной равномерного нагрева ( l зрн ):

а — при выборке округлой и вытянутой формы (кольцевой выборки); б — при выборке вытянутой и удлиненной формы (продольной выборки)

10.2.7. После проведения высокого отпуска наружная поверхность наплавки должна быть обработана механическим способом — шлифованием вплоть до удаления усиления шва заподлицо с наружной поверхностью трубы. Допускается оставлять усиление высотой до 1 — 2 мм.

10.3. Качество наплавки оценивают по результатам ультразвукового контроля и визуального анализа с применением лупы 4 — 7-кратного увеличения. Макроанализу подвергают поверхности наплавки и прилегающих участков основного металла шириной по 20 — 30 мм, протравленных 15 — 20 % водным раствором азотной кислоты. Оценка качества проводится по нормативам РД 34 15.027-93 на сварные соединения.

11. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА КОЛЬЦЕВЫХ ШВОВ И ПЕРЕВАРКИ СОЕДИНЕНИЙ ДОНЫШЕК С КОЛЛЕКТОРАМИ КОТЛОВ

11.1. Типичные повреждения сварных швов коллекторов представлены в приложении 8. Причины повреждений и возможное негативное влияние ремонтной технологии аналогичны указанным в приложениях 1 и 2 соответственно.

11.2. Ремонт кольцевых швов проводят путем удаления поврежденного металла без последующей подварки или с подваркой места выборки и последующей термической обработкой. Переварку соединения донышка с коллектором ведут путем полного удаления поврежденного шва, сварки и термической обработки нового стыка.

11.3. Ремонт кольцевых швов без подварки места выборки проводят по технологии при соблюдении требований, указанных в пп. 6.4.1 и 6.4.2 настоящего РД для стыковых сварных соединений паропроводов. Рекомендуемые формы выборки показаны на рис. 11.1.

Рис. 11.1. Рекомендуемая форма выборки при ремонте сварных соединений коллектора механической обработкой без подварки:

D S — допустимая глубина выборки, устанавливаемая расчетом

11.4. Ремонт кольцевых швов способом подварки места выборки с проведением термической обработки.

11.4.1. Эту технологию ремонта применяют с наружной стороны сварных соединений при соблюдении следующих условий:

глубина выборки дефектного металла не превышает 20 % расчетной толщины стенки коллектора для температуры эксплуатации 510 °С и выше и не превышает 50 % толщины стенки для температуры работы коллектора ниже 510 ºС;

удаление дефектного металла выполняют механическим способом. Допускается применение огневого способа (воздушно-дуговой, дуговой, газовой строжки) для предварительной выборки дефекта с последующей обработкой поверхности выборки механическим способом на глубину не менее 5 мм;

оставшаяся часть сварного шва по всему периметру должна соответствовать нормативным требованиям качества по РД 34 15.027-93;

донышко в случае ремонта кольцевого шва этой детали должно соответствовать требованиям конструкционной прочности: сварной шов приварки донышка с коллектором должен быть проверен расчетом на прочность.

11.4.2. Способ ремонта включает следующие технологические операции:

удаление дефектного металла и проверка качества поверхности выборки неразрушающими методами (МПД, микроанализ с помощью реплик);

многослойную наплавку места выборки с подогревом коллектора;

послесварочную термическую обработку по режиму высокого отпуска;

механическую обработку поверхности ремонтной заварки;

контроль качества отремонтированного сварного соединения.

11.4.3. Форма выборки должна быть чашеобразной с гладкой поверхностью, при этом радиус скругления составляет не менее 10 — 15 мм (рис. 11.2).

11.4.4. Заварку места выборки выполняют многослойным способом (рис. 11.3,а) кольцевыми валиками толщиной 6 — 10 мм и шириной около 20 — 30 мм электродами типа Э-09Х1МФ. Рекомендуемый токовый режим при сварке составляет: 90 — 110 А для электродов диаметром 3 мм и 120 — 160 А для электродов диаметром 4 мм.

11.4.5. Сварку ведут с подогревом 250 — 300 и 300 — 350 °С для коллекторов из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф соответственно. Способ подогрева любой: индукционный, электропечной или газопламенный. Технологию местного нагрева и регистрацию температур выполняют согласно требованиям РД 34 15.027-93. Температуру нагрева фиксируют самопишущим прибором.

Рис. 11.2. Рекомендуемые формы выборки поврежденного металла при ремонте сварных соединений с подваркой:

а — для коллекторов, эксплуатирующихся при температуре 510 — 560 ºС; б, в — для коллекторов, эксплуатирующихся при температуре ниже 510 °С

11.4.6. Форма стыкового соединения с подварочным швом зависит от формы выборки, указанной на рис. 11.2. Для соединений коллектора с температурой эксплуатации 510 °С и выше отремон тированный сварной шов должен иметь усиление увеличенной ширины (рис. 11.3.).

Рис. 11.3. Рекомендуемый многослойный способ заполнения выборки (а) и форма соединения после механической обработки (б):

СШ — старый шов; ПШ — подварочный шов

11.4.7. Термическую обработку проводят сразу по окончании операции ремонтной заварки сварного соединения. Режим высокого отпуска составляет 720 — 750 °С с выдержкой 1 и 3 ч при толщине стенки коллектора менее или равной 20 и более 20 мм соответственно. Температуру регистрируют самопишущими приборами. Способ нагрева любой: индукционный, электропечной и газопламенный. Местную термическую обработку проводят согласно рекомендациям РД 34 15.027-93.

11.4.8. Контроль отремонтированных сварных соединений проводят неразрушающими методами ультразвуком или радиографией, а также измере нием твердости металла подваренного шва и его стилоскопирования. Предварительно наружную поверхность сварного соединения подвергают механической обработке до получения плавной поверхности в зоне подварки (рис. 11.3,б) с оценкой качества методом МПД или визуально после травления 15 % водным раствором азотной кислоты. Нормы качества должны соответствовать требованиям РД 34 15.027-93.

11.5. Технология переварки кольцевого шва, соединяющего донышко с коллектором.

11.5.1. Способ ремонта включает следующие технологические операции:

удаление дефектного кольцевого шва с прилегающим кольцевым участком основного металла коллектора;

обработка механическим способом торца коллектора;

наплавка на торец коллектора и термическая обработка;

механическая обработка поверхности наплавки до получения кромки;

сборка стыка коллектора с донышком на подкладном кольце;

сварка собранного стыка коллектора с донышком;

термическая обработка сварного соединения;

механическая обработка поверхности и контроль качества сварного соединения.

11.5.2. Удаление дефектного кольцевого шва и подготовку торца коллектора под наплавку выполняют следующим образом:

огневой резкой по плоскости I проводят разделение тела коллектора, затем механическим способом подготавливают кромку по плоскости II (рис. 11.4,а). Удаление кромки по плоскости II может быть выполнено газовой резкой с последующей механической обработкой — шлифованием на глубину 2 — 5 мм;

устанавливают подкладное кольцо увеличенной ширины, при этом его ширина должна скомпенсировать укорочение коллектора. Материал подкладного кольца — сталь 20 или 12Х1МФ. Кольцо необходимо прихватить с наружной стороны к кромке торца коллектора с подогревом 250 — 300 °С. Количество прихваток: две-три; размер прихваток: толщина 4 — 5 мм и длина 20 — 30 мм. Примерное расположение подкладного кольца показано на рис. 11.4,б.

Рис. 11.4. Последовательность подготовительных операций по переварке кольцевого шва, соединяющего донышко (Д) с коллектором (К):

а — удаление поврежденного шва ( I и II — плоскости реза и их последовательность); б — подготовленный под наплавку торец коллектора с установленным подкладным кольцом

11.5.3. Наплавку на торец коллектора проводят следующим образом:

наплавку выполняют многослойным способом кольцевыми валиками толщиной 4 — 8 мм и шириной 15 — 20 мм электродами типа Э-09Х1МФ; сила тока 90 — 110 и 120 — 160 А для электродов диаметром 3 и 4 мм соответственно. Примернее расположение валиков показано на рис. 11.5,а;

процесс наплавки выполняют с подогревом 250 — 300 и 300 — 350 °С для коллекторов из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф соответственно;

наплавку и прилегающий участок основного металла коллектора общей шириной не менее 50 мм подвергают термической обработке по режиму высокого отпуска 720 — 750 °С с выдержкой 1 ч; термическая обработка наплавки (как промежуточная операция) может не проводиться для коллекторов с толщиной стенки 25 мм из стали 12Х1МФ. Способ нагрева любой: индукционный, электропечной или газопламенный с технологией выполнения согласно рекомендациям РД 34 15.027-93;

обработка наплавки механическим способом осуществляется до получения необходимого размера и формы (рис. 11.5,б). Окончательная толщина наплавки должна быть такой, чтобы обеспечивалось место расположения нового стыка в зоне старого поврежденного шва;

контроль качества поверхности наплавки и околошовной зоны с наружной поверхности коллектора — визуальный; дополнительно рекомендуется проведение ультразвукового контроля качества наплавки для коллекторов с толщиной стенки более 25 мм.

Рис. 11.5. Последовательность выполнения компенсирующей наплавки (КН) на торцевую часть коллектора:

а — многослойный способ наплавки кольцевыми валиками с последовательностью их выполнения; б — форма компенсирующей наплавки после механической обработки

11.5.4. Новый стык донышка с коллектором выполняют с проведением следующих технологических операций:

стык собирают на подкладном кольце и выполняют согласно рекомендациям РД 34 15.027-93 многопроходным способом слоями толщиной 6 — 10 мм (рис. 11.6.). Усиление шва необходимо сваривать с отжигающим валиком (валик 8 на рис. 11.6,б).

кольцевой шов сваривается электродами Э-09X1МФ диаметром 3 и 4 мм с силой тока 90 — 120 и 130 — 180 А соответственно;

подогрев составляет 250 — 300 и 300 — 350ºС при сварке коллекторов из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф соответственно. Способ нагрева любой: индукцион ный, электропечной или газопламенный по технологии РД 34 15.027-93 с регистрацией температур самопишущими приборами от термопар;

Рис. 11.6. Последовательность выполнения нового кольцевого шва:

а — собранный под сварку стык донышка с коллектором; б — многослойный новый шов с отжигающим валиком 8 и компенсирующей наплавкой (КН)

после сварки сразу проводят термическую обработку по режиму высокого отпуска 720 — 750 °С с выдержкой 1 и 3 ч для коллекторов с толщиной стенки 20 и более 20 мм соответственно. Способ нагрева любой: индукционный, электропечной или газопламенный по технологии РД 34 15.027-93; регистрация температур проводится самопишущими приборами от термопар;

наружную поверхность кольцевого шва подвергают обработке механическим способом — шлифованием до получения формы согласно рис. 11.7;

Рис. 11.7. Общий вид нового шва (НШ), соединяющего донышко с коллектором через компенсирующую наплавку (КН), после механической обработки

заключительной является операция контроля качества сварного соединения: ультразвуком (или радиографией) и макроанализом травленной реактивом 15 % водного раствора азотной кислоты поверхности соединения (или МПД). Нормы качества оценивают по РД 34 15.027-93.

12. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА КОЛЛЕКТОРОВ В РАЙОНЕ ОТВЕРСТИЙ ПОД ШТУЦЕРА ТРУБ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА КОТЛОВ

12.1. Типичными повреждениями являются:

трещины на наружной поверхности между отверстиями под штуцера труб поверхностей нагрева;

поперечные трещины в угловом шве штуцера и выходящие в основной металл коллектора (камеры );

трещины по всей поверхности отверстия под штуцер;

углубления в металле коллектора (камеры), образовавшиеся в результате эрозионного износа от воздействия свищей пара (приложение 9).

Основные причины повреждений обусловлены термическими циклическими нагрузками и ползучестью металла.

12.2. Ремонт проводят при соблюдении следующих условий:

коллекторы (камеры) эксплуатировались в проектных условиях рабочих параметров и их наработка не превышает расчетный (парковый) ресурс;

материалом коллекторов (камер) является сталь 12Х1МФ;

число мест повреждений на коллекторе не превышает трех, при этом общее количество ремонтируемых зон в районе отверстий под штуцера не превышает десяти.

12.3. Технология ремонта включает:

удаление поврежденного металла механическим способом;

проведение (при необходимости) термической обработки;

выполнение механической обработки мест заварки;

вварку нового штуцера (или штуцеров) без термической обработки;

контроль качества отремонтированного участка коллектора (камеры).

12.4. Технология ремонта участков с межочковыми трещинами.

12.4.1. Последовательность операций ремонтной технологии (рис. 12.1 ):

газоразделительной резкой по плоскости I-I срезают штуцер, от углового шва которого развива лась трещина, после чего механическим способом удаляют угловой шов штуцера по плоскости II-II (рис. 12.1,а) с остатками штуцера;

аналогичным путем удаляют соседний штуцер, к которому подошла трещина;

механическим способом удаляют поврежденный металл коллектора (камеры) с расположенной в нем трещиной, при этом глубина выборки металла должна превосходить на 3 — 5 мм глубину залегания трещины (рис. 12.1,а). Полнота удаления дефекта контролируется визуальным способом поверхности выборки, предварительно протравленной 15 % водным раствором азотной кислоты; в отверстие под штуцер, к которому примыкает выборка, вставляют стальную втулку СВ и выполняется подварочный шов ПШ в виде заварки места выборки (рис. 12.1,б). Усиление подварочного шва — 2 — 4 мм;

проводят термическую обработку по режиму высокого отпуска при ремонте по основному варианту (табл. 12.1);

Рис. 12.1. Последовательность операций при ремонте межочковой трещины:

а — удаление штуцера и поврежденного металла; I — газоразделительный рез по штуцеру; II — удаление шва механическим способом; III — контур удаления металла с трещиной (Тр); б — выполнение подварочного шва (ПШ) с временной стальной втулкой (СВ); в — вварка нового штуцера

Варианты сварочной технологии ремонта коллекторов из стали 12Х1МФ

Максимальная допускаемая глубина выборки

Без термической обработки

Наплавка на поверхность отверстия

Примечание . S — толщина стенки коллектора (камеры).

механическим способом (фрезерованием, сверлением) удаляется временная стальная втулка СВ и механическим способом (шлифованием) снимается выпуклость (усиление) подварочного шва ПШ заподлицо с поверхностью коллектора (рис. 12.1,в);

проводится контроль качества подварочного шва;

приваривается угловым швом новый штуцер к коллектору согласно рекомендациям РД 34.15.027-93. Электроды Э-09Х1М применяются для углового шва при подварочном шве 09Х1МФ и электроды Э-11Х15Н25М6АГ2 при любом типе подварочного шва.

12.4.2. При выборке поврежденного металла рекомендуется применять V -образную разделку поперечного сечения выборки, а перед сваркой поверхность выборки и прилегающий участок металла с наружной стороны шириной 10 — 20 мм очищать до металлического блеска.

12.4.3. Наплавку подваренного шва (ПШ) выполняют по одному из вариантов: по основному варианту — электродами Э-09Х1МФ с подогревом при глубине выборки до 50 % толщины стенки коллектора и по резервному варианту — аустенитными электродами Э-11Х15Н25М6АГ2 без подогрева при глубине выборки не более 10 мм (табл. 12.1 ). Сварку выполняют многослойным способом валиками толщиной 5 — 8 мм (рис. 12.2 ), при этом режимы тока с использованием электродов Э-09Х1МФ диаметром 2,5 и 3 мм составляют 75 — 90 и 90 — 110 А соответственно. При использовании аустенитных электродов Э-11Х15Н25М6АГ2 режимы тока должны быть на 10 — 15 % ниже по сравнению с указанными.

Рис. 12.2. Рекомендуемые формы, выборки и последовательность наплавки валиков подварочного шва при ремонте поврежденного металла с межочковой трещиной:

12.4.4. Стальную втулку СВ применяют как вспомогательное приспособление для облегчения более качественного выполнения многослойного подварочного шва (рис. 12.1 и 12.2 ). Толщина втулки — 5 — 6 мм, материал — сталь 20 или 12X1МФ. Установка втулки в отверстие под штуцер должна быть плотной без проскальзывания и падения ее во внутреннюю полость коллектора (камеры).

12.4.5. Термическую обработку по режиму высокого отпуска при ремонте по основному варианту электродами Э-09Х1МФ (табл. 12.1 ) допускается проводить любым способом нагрева: индукционным, электропечами сопротивления и газопламенным. Технологию нагрева и регистрацию температур выполняют в соответствии с требованиями РД 34 15.027-93. Ширина равномерного кольцевого участка нагрева коллектора (камеры) включает ширину подварочного шва (размер берется вдоль оси коллектора) и дополнительно по 50 — 100 мм ширины примыкающих кольцевых участков коллектора с каждой стороны подварочного шва.

12.4.6. Контроль качества подварочного шва оценивают ультразвуком, макроанализом травленной 15 % водным раствором азотной кислоты поверхности шва и прилегающей зоны основного металла шириной 10 — 20 мм, измерением твердости. Оценка качества осуществляется по нормативным требованиям РД 34 15.027-93. Для аустенитного шва контроль проводится только визуальным способом.

12.5. Технология ремонта мест, пораженных поперечными трещинами в угловых швах.

12.5.1. Последовательность технологических операций та же, что в п. 12.4.1 настоящего РД. При наличии коротких поперечных трещин длиной до 10 — 15 мм удалению подлежит штуцер, угловой шов которого поражен поперечными трещинами, удаляют также соседние штуцера, к угловым швам которых подходят вершины трещин.

12.5.2. Форма выборки поврежденного металла должна быть кольцевой; способ заполнения — многослойный кольцевыми валиками толщиной 5 — 8 мм (рис. 12.3); сила тока — 75 — 90 А и 90 — 120 А при сварке электродами Э-09Х1МФ диаметром 2,5 и 3 мм соответственно, при использовании аустенитных электродов Э-11Х15Н25М6АГ2 режимы тока на 10 — 15 % ниже указанных.

Рис. 12.3. Рекомендуемая последовательность наплавки кольцевых валиков подваренного шва при ремонте поврежденного металла с поперечными трещинами:

12.5.3. Для облегчения качественной заварки места выборки рекомендуется применять стальную втулку СВ, устанавливаемую в отверстие под штуцер (рис. 12.3). Рекомендации по установке этой втулки аналогичны указанным в п. 12.4.4 настоящего РД.

12.5.4. Требования по применению основного и резервного вариантов ремонта указаны в табл. 12.1 и пп. 12.4.3 и 12.4.5 настоящего РД.

12.5.5. Требования по контролю качества соответствуют п. 12.4.6 настоящего РД.

12.6. Технология ремонта поверхности отверстий, пораженных трещинами.

12.6.1. Последовательность операций ремонтной технологии показана на рис. 12.4 и состоит в следующем:

поверхность поврежденного металла обрабатывают механическим способом (сверлением, фрезерованием) до полного удаления трещин, при этом начальный диаметр отверстия d 0 увеличивают до размера d1 (рис. 12.4,а);

проводят контроль полноты удаления трещин визуальным способом после травления поверхности отверстия 15 % водным раствором азотной кислоты (или МПД);

устанавливают стальную подкладку (СП) в донной части отверстия (рис. 12.4,б). Для удобства фиксации СП рекомендуется использовать проволочный штырь ПШ — отрезок проволоки диаметром 4 — 5 мм, привариваемый к плоскости СП, с выводом его через отверстие на внешнюю сторону коллектора (рис. 12.4,б);

выполняют наплавку кольцевыми валиками толщиной 4 — 6 мм и шириной 12 — 18 мм на поверхность отверстия (рис. 12.4,б);

проводят термическую обработку по режиму высокого отпуска (табл. 12.1);

механическим способом (сверлением, фрезерованием, шлифованием) удаляют СП и лишний наплавленный металл до получения отверстия диаметром d 0 и поверхности наплавки НМ заподлицо с наружной поверхностью коллектора (рис. 12.4,в);

контролируют качество поверхности наплавленного металла НМ (поверхности отверстия) и прилегающего кольцевого участка основного металла шириной 15 — 20 мм с наружной стороны визуальным способом после травления поверхности 15 % водным раствором азотной кислоты или методом МПД;

выполняют приварку нового штуцера (штуцеров) к коллектору согласно рекомендациям раздела 13.

Рис. 12.4. Последовательность операций при ремонте поверхности отверстия (очка) под штуцер с удалением трещин:

а — увеличение диаметра отверстия механическим способом при удалении поверхностных трещин; б — наплавка кольцевыми валиками; СП — стальная подкладка; ПШ — проволочный штырь; в — отверстие с поверхностной наплавкой, подготовленное под вварку нового штуцера; НМ — наплавленный металл

12.6.2. Сварочные операции по наплавке поверхности отверстия выполняют электродами Э-09Х1МФ малого диаметра (2,5 мм) на режимах тока 75 — 90 А, при этом процесс сварки проводят с подогревом (табл. 12.1).

12.6.3. Стальная подкладка (СП) используется в качестве вспомогательного приспособления для облегчения качественного выполнения первого кольцевого валика, примыкающего к внутренней поверхности коллектора. Толщина подкладки составляет 4 мм, и материалом служит сталь 20 или 12Х1МФ для коллектора из соответствующей марки стали. Рекомендуется кромку СП выполнять в виде фаски с углом скоса 40 — 50° и притупления 1 — 1,5 мм. Подкладку в отверстии следует располагать фаской к наружной стороне коллектора (рис. 12.4,в).

12.6.4. Требования термической обработки приведены в табл. 12.1 и п. 12.4.5 настоящего РД.

12.6.5. Требования по контролю качества мест подварки осуществляются согласно п. 12.4.6 настоящего РД.

12.7. Технология ремонта участков, ослабленных эрозионным износом.

12.7.1. Последовательность операций ремонтной технологии (рис. 12.5) состоит в следующем:

удаляют механическим способом (шлифованием) неровности участка эрозионного износа металла до получения рекомендуемой формы выборки (рис. 12.5,а) и зачищают поверхности выборки и прилегающего к ней участка основного металла шириной 15 — 20 мм с наружной стороны коллектора (камеры);

контролируют качество поверхностей выборки и прилегающего участка основного металла шириной 15 — 20 мм визуальным способом с предварительным травлением 15 % водным раствором азотной кислоты (или методом МПД);

выполняют заварку выборки многослойным способом (рис. 12.5,б) валиками толщиной 6 — 10 мм и шириной 15 — 25 мм с перекрытием наплавляемых валиков на ширину около 20 — 30 % относительно друг друга;

проводят термическую обработку по режиму высокого отпуска при основном варианте ремонта (табл. 12.1);

удаляют механическим способом (шлифованием) выпуклость (усиление) подваренного шва заподлицо с наружной поверхностью коллектора (камеры);

контролируют качество подварочного шва и прилегающего к нему участка основного металла шириной 15 — 20 мм.

Рис. 12.5. Форма подготовленной под сварку выборки металла (а) и схема ее заполнения многослойным способом (б) при ремонте утоненных эрозионным износом стенок коллекторов

12.7.2. Заварку мест выборок по основному варианту ремонта проводят электродами Э-09Х1МФ диаметром 2,5; 3 и 4 мм на режимах тока 75 — 90; 90 — 120 и 120 — 160 А соответственно и с подогревом (табл. 12.1); при использовании аустенитных электродов Э-11Х15Н25М6АГ2 по резервному варианту ремонта режимы тока рекомендуется снижать на 10-15 % по сравнению с указанными и сварку вести без подогрева (табл. 12.1).

12.7.3. Для случаев эрозионного износа металла у штуцеров труб поверхностей нагрева рекомендуется применять стальную втулку (СВ), устанавливаемую в отверстие вместо удаленного штуцера. В этом случае технологические операции следует проводить с учетом рекомендаций, приведенных в пп. 12.4 и 12.5 настоящего РД. Приварку штуцеров следует проводить в соответствии с требованиями, изложенными в пп. 12.3 и 12.4.1 настоящего РД.

12.7.4. Требования по термической обработке осуществляются в соответствии с табл. 12.1 и п. 12.4.5 настоящего РД.

12.7.5. Требования по контролю качества мест подварки соответствуют п. 12.4.6 настоящего РД.

13. ТЕХНОЛОГИЯ ПРИВАРКИ ШТУЦЕРОВ DУ-100 К КОЛЛЕКТОРАМ КОТЛОВ БЕЗ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

13.1. Приварку штуцеров по данной технологии выполняют при соблюдении следующих условий:

место повреждения штуцерного соединения ограничивалось угловым швом и ЗТВ штуцера. При наличии трещин в теле коллектора должна быть применена технология ремонта с применением послесварочной термической обработки;

коллекторы (камеры) эксплуатировались в проектных условиях и срок наработки не превышает расчетный (парковый) ресурс;

материалом коллекторов (камер) является теплоустойчивая сталь 12Х1МФ;

основной металл коллекторов (камер) в месте приварки штуцеров не имеет микроповрежденности (микротрещин, цепочек пор ползучести или скоплений пор любых размеров по границам зерен, единичных укрупненных пор размером 1 мкм и более);

материалом (штуцера) патрубка является теплоустойчивая сталь 12Х1МФ. Материал штуцера должен соответствовать техническим требованиям на сталь 12X1МФ и трубы из этой стали.

13.2. Приварку выполняют по одному из вариантов: с применением перлитных электродов Э-09Х1М, включая подогрев и термический отдых, для коллекторов с температурой эксплуатации до 510 °С или с использованием аустенитных электродов без подогрева и термического отдыха для коллекторов с температурой эксплуатации до 545 — 560 °С (табл. 13.1).

13.3. Технология приварки штуцеров без термической обработки включает операции:

удаление поврежденного штуцерного соединения;

обработку механическим способом (фрезерованием, обточкой, шлифованием) поверхностей коллектора и штуцера в местах под сварку и наплавку;

проведение контроля качества основного металла и штуцера в местах под сварку и наплавку;

выполнение усиливающих наплавок на поверхности нового штуцера и коллектора;

сварку углового шва (с подогревом и термическим отдыхом при сварке и наплавке электродами Э-09Х1М);

обработку механическим способом поверхности углового шва и усиливающих наплавок;

контроль качества штуцерного сварного соединения.

Сварочные материалы и температурные режимы нагрева при выполнении штуцерных сварных соединений труб D У -100 коллекторов котлов

Максимальная температура эксплуатации, °С

Температура подогрева при сварке и наплавке, °С

Термический отдых для углового шва

для усиливающей наплавки кромок

Примечание. Наплавленный металл электродов Э-09Х1М должен иметь отношение содержания марганца к сере Mn / S более 70.

13.4. Старый поврежденный штуцер удаляется в несколько этапов (рис. 13.1):

I — разрезка кольцевого шва, соединяющего штуцер с трубой;

II — разрезка штуцера вблизи углового шва;

III — разрезка углового шва;

IV — удаление остатков углового шва механическим способом;

V — обработка механическим способом (шлифованием, полированием) поверхности коллектора для проведения контроля качества основного металла.

Этапы I — III выполняют огневой резкой или резкой механическим способом (фрезерованием, проточкой).

Рис. 13.1. Последовательность операций по удалению поврежденного штуцера ( D У -100) на коллекторе из стали 12Х1МФ:

I — III — линии огневой резки; IV — V — линии механической обработки ( IV ) и после удаления остатков старого углового шва ( V )

13.5. Качество поверхности коллектора в местах под сварку и наплавку контролируют методом МПД или визуальным способом после травления поверхности 15 % водным раствором азотной кислоты для выявления макродефектов; оценку качества проводят по нормам РД 34 15.027-93. Дополнительно проводят микроанализ с помощью реплик (раздел 14 настоящего РД; степень микроповрежденности устанавливают согласно требованиям п. 13.1 настоящего РД). При использовании старого шту цера проводят контроль качества его основного металла аналогично изложенному для коллектора. При использовании нового штуцера рекомендуется проводить макроанализ травленой поверхности в местах под сварку и наплавку аналогично изложенному выше для коллектора.

13.6. Технология приварки штуцеров перлитными электродами Э-09Х1М.

13.6.1. Конструкция нового штуцерного соединения, выполняемого по данной технологии, включает коллекторы со штуцером, угловой шов и усиливающую кольцевую наплавку воротникового типа. Расчетная схема штуцерного соединения представлена на рис. 13.2; расчетная зона перехода от штуцера к коллектору — на рис. 13.3 и расчетные размеры параметров соединения — в табл. 13.2.

Рис. 13.2. Расчетная схема штуцерного сварного соединения коллектора из стали 12Х1МФ с усиливающей наплавкой воротникового типа и угловым швом, выполненным электродами Э-09Х1М

Геометрические параметры штуцерных сварных соединений стали 12X1МФ с металлом углового шва и усиливающих наплавок типа 09X1М без термической обработки для коллекторов котлов с максимальной температурой эксплуатации 510 °С

Типоразмеры (наружный диаметр ´ толщина стенки), мм, соединяемых трубных элементов

Размеры, мм, геометрических параметров штуцерных сварных соединений (рис. 13.2 и 13.3 )

Основной является конструкция штуцерного соединения без остающегося подкладного кольца. Допускается конструкция с подкладным цилиндрическим кольцом, которое после термического отдыха сварного соединения рекомендуется удалять механическим способом (шлифованием, фрезерованием). Подкладное кольцо может быть изготовлено точеным или вальцованным из полосы или трубной заготовки; материал кольца — сталь 12Х1МФ или 20.

Рис. 13.3. Зона перехода от штуцера к коллектору (относится к рис. 13.2)

13.6.2. Усиливающие наплавки на штуцер и коллектор наносят кольцевыми валиками шириной 12 — 16 мм и высотой 3 — 5 мм в два слоя (рис. 13.4 и 13.5 ). Сварку выполняют электродами диаметром 3 мм силой тока 90 — 110 и 100 — 120 А для наплавки на штуцер и коллектор соответственно и с подогревом 200 — 250 и 250 — 300 °С для штуцера и коллектора соответственно. Способ нагрева любой. Регистрация температур — с помощью термокарандашей или термопар с приборами (милливольтметром, потенциометром). После сварки поверхность наплавки под вергают механической обработке (шлифованию) до получения требуемых размеров и форм (рис. 13.4 и 13.5 ; табл. 13.2 ). Качество сварки оценивается по результатам макроанализа визуальным способом с применением лупы 4 — 7-кратного увеличения поверхности наплавки травленной 15 % водным раствором азотной кислоты; нормы допустимых дефектов соответствуют РД 34 15.027-93.

Рис. 13.4. Схема нанесения усиливающей наплавки электродами Э-09Х1М на тело штуцера:

а — подготовленный под наплавку штуцер; б — последовательность двухслойной наплавки кольцевыми валиками; в — форма усиливающей наплавки после механической обработки (размеры см. в табл. 13.2)

Рис. 13.5. Схема нанесения усиливающей наплавки электродами Э-09Х1М на тело коллектора

13.6.3. В собранных под сварку деталях кольцевой зазор в корневой части должен составлять 3 — 4 мм для штуцера без подкладного кольца (рис. 13.6) и 5 — 8 мм — для штуцера с подкладным цилиндрическим кольцом (рис. 13.7). Собранные элементы скрепляют двумя прихватками длиной по 40 — 50 мм и высотой 4 — 6 мм, располагающимися в диаметрально противоположных местах по периметру кольцевого зазора. Прихватки выполняют электродами диаметром 3 мм, ток при сварке — 90 — 110 А с подогревом деталей при температуре 250 — 300 °С. Способ нагрева любой: контроль температур осуществляют согласно рекомендациям п. 13.6.2 настоящего РД.

Рис. 13.6. Собранные под сварку элементы штуцерного соединения без подкладного остающегося кольца. Усиливающие наплавки выполнены электродами Э-09Х1М

Рис. 13.7. Собранные под сварку элементы штуцерного соединения с подкладным цилиндрическим кольцом. Усиливающие наплавки выполнены электродами Э-09Х1М

13.6.4. Угловой шов выполняется многослойным способом (рис. 13.8) кольцевыми валиками шириной по 12 — 18 мм и высотой 6 — 8 мм с использованием электродов типа Э-09Х1М диаметром 3 и 4 мм на режимах тока 100 — 120 к 140 — 180 А соответственно; заполнение разделки обеспечивается по всему сечению с получением усиления шва высотой около 15 — 20 мм.

Рис. 13.8. Схема последовательности заполнения разделки и усиления углового шва кольцевыми валиками с помощью электродов Э-09Х1М

13.6.5. При сварке должен быть обеспечен предварительный и сопутствующий подогрев свариваемых деталей при температуре 250 — 300 °С. Зона равномерного подогрева включает полностью тело штуцера и кольцевой участок коллектора шириной 400 — 500 мм по всему периметру с расположением в центре привариваемого штуцера. Способ подогрева любой: индукционный, электропечной или газопламенный. Технология установки и применения нагревательных устройств должна обеспечиваться в соответствии с рекомендациями РД 34 15.027-93. Тем пература подогрева регистрируется с помощью самопишущего прибора от 7 термопар типа ХА, установленных на штуцере (две термопары) и коллекторе (пять термопар) на расстоянии 30 — 40 мм от края усиливающих наплавок (рис. 13.9).

Рис. 13.9. Схема размещения термопар (ТП) для регистрации температур подогрева при выполнении усиливающих наплавок и углового шва и при проведении термического отдыха сварного соединения. Усиливающая наплавка (УН) воротникового типа и угловой шов выполнены электродами Э-09Х1М

13.6.6. По окончании сварки углового шва проводится термический отдых сварного соединения по режиму 250 — 300 °С, 1 ч с регистрацией температуры самопишущим прибором от 7 термопар (рис. 13.9).

13.6.7. Усиление углового шва должно быть обработано механическим способом (шлифованием) до получения вогнутой поверхности с радиусом округления 40 — 45 мм (табл. 13.2) и плавным переходом к усиливающим наплавкам; высота углового шва должна составлять около 20 мм (рис. 13.10). Внутренняя поверхность сварного соединения должна быть обработана механическим способом (шлифованием, фрезерованием) до получения ровной поверхности корневой части шва заподлицо с внутренней поверхностью штуцера. Подкладное кольцо рекомендуется удалять механическим способом (шлифованием, фрезерованием).

Рис. 13.10. Форма углового шва (УШ) с усиливающими наплавками воротникового типа после механической обработки штуцерного сварного соединения коллектора

13.6.8. Сварное соединение подвергают ультра звуковой дефектоскопии (или радиографии) по всему периметру сварного шва и визуальному контролю всей поверхности сварного шва и усиливающих наплавок, предварительно протравленных 15 % водным раствором азотной кислоты (или МПД вместо визуального контроля). Дополнительно проводят спектральный анализ металла наплавок и сварного шва.

Качество сварного соединения и соответствие состава легирующих элементов в металле шва и наплавок оценивают по нормативным требованиям РД 34 15.027-93.

13.7. Технология приварки штуцеров аустенитными электродами.

13.7.1. Конструкция нового штуцерного соединения включает угловой шов с усиливающими наплавками и по форме подобна указанной на рис. 13.2 и 13.3. Основной является конструкция соединения без остающегося подкладного кольца; резервной — с подкладным кольцом, которое рекомендуется удалять механическим способом после сварки углового шва. Материалом подкладного кольца служит сталь 12Х1МФ или 20.

13.7.2. Усиливающие наплавки на штуцер и коллектор выполняются в один слой (рис. 13.11 — 13.13) аустенитными электродами (табл. 13.1) диаметром 3 мм на токовых режимах, указанных в табл. 13.3. На коллектор допускается наносить двухслойную наплавку. Процесс наплавки выполняется без подогрева. По окончании процесса сварки поверхность наплавки подвергается механической обработке (шлифованию) до получения требуемых размеров (рис. 13.11 — 13.13) и последующему визуальному контролю с оценкой качества по нормам РД 34 15.027-93 для сварных соединений перлитных сталей.

Режимы сварки и наплавки аустенитными электродами при приварке штуцеров D У -100 к коллекторам из стали 12Х1МФ

источник

Adblock
detector