Какой сваркой лучше варить трубы отопления

Содержание

Какой сваркой лучше варить трубы отопления

Электросварка – способ соединения металлических фрагментов (профилей, труб) методом локального расплавления металла. Он нагревается до нужной температуры с помощью электрической дуги с помощью сварочного аппарата, преобразующего переменный ток в постоянный.

Электрическая дуга образуется на электроде – металлическом стержне. В области действия дуги создается особая среда, которая одновременно плавит металл, но не дает ему контактировать с воздухом и окисляться.

С помощью сварки можно создать герметичное соединение двух труб, при котором вероятность протечки, как при фланцевых или муфтовых стыках. Для этого важно выполнить качественный сварной шов путем сплавления металла на кромках обоих отрезков труб. Сварщики используют несколько основных типов швов, в зависимости от типа металла, толщины свариваемых элементов и их взаимного расположения:

  • встык – наиболее распространенный способ сварки труб, при котором они располагаются друг напротив друга, соединяясь сечениями;
  • в тавр – два фрагмента трубы располагаются перпендикулярно в форме буквы Т;
  • угловое — детали располагаются относительно друг друга под углом 45 или 90 градусов;
  • внахлест – один отрезок трубы развальцовывается и надевается поверх другого, затем сваривается.

Важно! Стальные трубы для системы отопления и водоснабжения свариваются встык или угловым соединением. Это дает наиболее надежный и прочный шов.

Кроме способа соединения, различают еще и несколько видов сварного шва, которые используются в тех или иных случаях:

  • горизонтальный шов – выполняется при взаимном вертикальном расположении труб (чаще всего используется в установке систем водоснабжения и отопления);
  • вертикальный – соединение выполняется при взаимном горизонтальном расположении труб, при котором мастер делает вертикальные движения электродом (снизу вверх, сверху вниз и т.д.);
  • потолочный – во время сварки электрод находится под свариваемой деталью, сварщику приходится держать руку над головой;
  • нижний – в противоположность потолочному, электрод находится сверху соединяемых деталей.

Самый удобный способ сварки – с помощью нижнего шва, при котором специалист хорошо видит рабочее поле и может поворачивать фрагменты труб для более быстрой и продуктивной работы.

Потолочный шов обычно не используется при обустройстве инженерной системы с нуля, т.к. этот способ достаточно неудобен (сварщик быстро устает, плохо видит рабочее поле, на него могут попадать капли расплавленного металла). Потолочный шов обычно используется для ремонта, когда изношенный или деформированный фрагмент трубы вырезается, а взамен ему приваривается новый.


Сварка труб отопления: технология соединения металлических труб


Нормальная работа системы отопления дома возможна при полной герметичности всех соединений. Достигнуть необходимого результата при постройке системы с использованием стальных труб способна сварка труб отопления. Используемые технологии сваривания металлов основаны на расплавлении небольшого участка труб и наложения поверх этого участка дополнительного слоя металла – сварного шва.
На сегодняшний момент широко используется две технологии сварки – сварка труб отопления электросваркой и соединение при помощи газосварки. Первая использует для работы электрический ток, во втором случае делается нагрев и расплавление металла при помощи пламени газовой горелки.

Сварка металлических труб отопления при помощи электросварки

Сварка металлических труб отопления при помощи электросварки осуществляется с помощью сварочного аппарата, подключаемого к электрической сети. В основе большинства таких устройств лежит принцип плавления металлического стержня электрода в среде защитных газов под действием электрического тока большой силы. Этот метод менее опасный, чем газосварка поскольку в работе не используется летучий огнеопасный газ и открытое пламя. С другой стороны, сварка отопления электросварочным методом требует наличия определенного опыта работы и знания основ сварочного дела.

При кажущейся простоте технологии сварка труб отопления дело очень кропотливое, без достаточного опыта сделать нормальный шов очень трудно. Дело в том, что электрод касается металла только при розжиге дуги, в дальнейшем он отрывается от металла и держится на определенном расстоянии, так, чтобы металл электрода плавился в сварочной ванне – области жидкого металла. Кроме того, сварщик не проводит по месту соединения строго прямой шов, движение кончика электрода напоминает что-то похожее на урок каллиграфии, когда ученики в специальных тетрадях прописях пишут специальные упражнения – завитки, зигзаги, сложные и простые линии, напоминающие волны.


Использование такой техники и заключается секрет, как правильно варить трубы отопления ручной электросваркой.

Разновидности сварных швов и соединений труб

В теории сварки и резки металла при помощи электродуговой сварки используется несколько видов сварных соединений, различающихся между собой в зависимости от положения электрода.

Для начинающего сварщика достаточно знать три основных типов соединений деталей:

  • Прямое
  • Угловое;
  • Внахлест.

Прямое соединение подразумевает расположение деталей друг против друга с минимальным зазором между ними. Кстати, как отмечают профессионалы, мастерство заключается не в том, чтобы соединить трубы с большим зазором, а как раз, чтобы соединить поверхности таким образом, чтобы между ними был минимальный зазор.

Угловая сварка подразумевает соединение деталей находящихся под углом друг к другу. Такое соединение встречается в месте врезки трубы меньшего диаметра в трубу большего. Здесь соединяемые поверхности находятся под углом друг к другу.

Сварка внахлест делается, когда детали накладываются друг на друга. Сварка металлических труб отопления делается с применением различных пространственных положений шва – горизонтального, вертикального, потолочного или нижнего.

Горизонтальное расположение имеет свиду нахождение свариваемого объекта в горизонтальной плоскости, при этом электрод двигается подобно острию карандаша на листе бумаги, который лежит на столе. Здесь все предельно просто.

С вертикальным швом намного сложнее – здесь электрод ведется не только вверх или вниз, но еще и вправо, и влево.

Самым сложным считается потолочный шов – здесь работа осуществляется с нижнего положения, сварщик находится под соединяемыми деталями. Правда, для таких типов работ существует и специальный инструмент – электрод, у которого при работе кончик напоминает кратер вулкана. Обмазка при сгорании образует чашу, в которой находится расплавленный металл, более того, он не выплескивается и не выпадает во время работы. Что касается приемов работы то стоит помнить, что в процессе соединения всех элементов сварка труб отопления проводится без их жесткой фиксации относительно основных конструкций дома, только в самом конце большие отрезки соединяются в единое целое, вот тогда и приходится варить в самых неудобных положениях. Поэтому предварительно трубы рекомендуется сваривать большими отрезками, чтобы сократить количество потолочных швов до минимума. Кроме того, можно аккуратно согнуть электрод, чтобы получить возможность дотянуться до самой дальней и неудобной точки.

Несколько советов по выполнению качественной сварки

Качество сварки зависит от правильной подготовке к сварным работам, выбору электродов и технологии процесса, который несколько отличается при соединении стыков.

Выбираем подходящие электроды

От того, какой электрод применяется для сварки, во многом зависит качество сварного шва. Он представляет собой тонкий металлический стержень с особым покрытием. Внутренняя часть электрода служит проводником для создания электрической дуги, а покрытие обеспечивает ее стабильность, а также участвует в создании сварного шва.

По типу сердцевины электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся. В первом случае в основе изделия находится стальная проволока, во втором – вольфрамовый, угольный или графитовый стержень.

По типу защитного покрытия электроды делятся на:

  • целлюлозные – маркировка «С» — используются для трудоемких и сложных сварочных работ с трубами большого диаметра, на протяженных технологических магистралях;
  • рутилово-кислые – «RA» — наиболее используемый тип электрода для сварки инженерных сетей водоснабжения и отопления;
  • рутиловые – «RR» — также могут использоваться для сварки труб водоснабжения и отопления, отличаются большей толщиной и лучшим качеством сварного шва;
  • рутилово-целлюлозные – «RC» — дают более прочный шов при использовании вертикального способа соединения;
  • универсальные – «В» — подходят для сварки труб различных диаметров и толщины, в широком температурном диапазоне.

Еще одна классификация электродов для сварки – диаметр стержня. От него зависит сила электрической дуги, способная справиться с трубопрокатом определенной толщины:

  • 3 мм – электроды подходят для сварки труб толщиной до 5 мм;
  • 4 мм – электроды позволяют сваривать толщиной до 10 мм, а также делать многослойные швы металла.

Внимание! Кроме толщины и материала изготовления электрода для качественной сварки нужно учитывать еще и силу тока, которая зависит от способа соединения труб. Например, для простого соединения встык подойдет дуга от 80 до 110 ампер, а для сварки внахлест потребуется переключить аппарат на 120 ампер.

Технология сварки металлических труб


Для медных труб применяется технология газовой сварки
Чтобы соединение было крепким и герметичным, перед монтажом необходимо подготовить детали системы. Следует проверить ровность краев, снять фаски и отшлифовать металл на расстоянии 10 мм от среза. После этого нужно обработать зачищенные места растворителем, чтобы их обезжирить.

Чтобы сваривать трубы различного предназначения используются электроды с таким составом покрытия:

  • рутилово-кислое (RA) — для монтажа холодного и горячего водоснабжения в коммунальной сфере;
  • рутиловое (RR) — для сборки отопительных систем, работающих под высоким давлением;
  • рутилово-целлюлозное (RC) — применяется в конструкциях, требующих обеспечения высокой надежности стыков;
  • универсальное (B) — для сборки всех видов трубопроводов в жилом секторе и на производстве.


Метод холодной сварки можно использовать для временного соединения труб
Варить трубы из металла можно используя такие технологии:

  • Электросварка. Проводится вручную или с помощью автомата. Принцип действия основан на создании электронной дуги, возникающей при коротком замыкании. Этот процесс сопровождается выделением большого количества тепла, вызывающего плавление металла. Для создания шва используются плавящиеся или неплавящиеся электроды.
  • Газовая сварка. Стыки труб плавятся под воздействием горящего газа, одновременно с накладыванием на него металла, выполняющего функцию соединительной муфты. Образуется монолитный стык, имеющий однородную структуру с соседними деталями.
  • Холодная сварка. Данный метод применяется при монтаже трубопроводов низкого давления или их ремонтах в труднодоступных местах. Суть метода состоит в обматывании вокруг стука бандажа, пропитанного клеящим составом быстрого застывания.

Выбор варианта является правильным, если соответствует особенностям системы и характеристикам теплоносителя.

Как выполнить правильный шов

Чтобы сделать качественный шов, необходима правильная подготовка трубы к сварке. Качество кромки труб является определяющим для прочного и герметичного шва.

Например, для сварки встык срез трубы должен быть строго под прямым углом. Перед началом работы его тщательно зачищают наждачной бумагой на 1 см от края трубы, затем удаляют масла, краски, металлической пыли и обезжиривают.

Техника сварки зависит от формы сечения, толщины и диаметра соединяемых труб. Простые круглые трубы для систем отопления свариваются простым непрерывным швом, двигая электрод вдоль поверхности трубы до тех пор, пока два фрагмента не будут полностью сварены.

Для относительно тонкого трубопроката (до 6 мм) подойдет двухслойный шов, при толщине от 6 до 12 мм применяется трехслойная сварка. Массивные и толстые фрагменты трубопровода соединяются четырьмя и более швами.

Швы выполняются поочередно, один за другим. Следующий шов можно начинать только после остывания предыдущего. Чтобы добиться качественного и красивого шва, нужно периодически снимать образующийся в месте сварки шлак, слегка постукивая по трубе молоточком.

Особенности сварки поворотных и неповоротных стыков

Для выполнения качественного поворотного стыка (там, где две трубы соединяются под определенным углом) можно использовать специальный вращатель, который фиксирует и обеспечивает максимально удобный доступ сварщику.

При отсутствии аппарата придется поворачивать трубу вручную, обрабатывая электродом участок сечения трубы 60-110 градусов.

При ручном выполнении поворотного стыка диаметр труб сначала проваривается на 2/4 с внешней стороны в два слоя, затем разворачивают и доваривают стык, используя все три-четыре слоя.

Неповоротный стык делать намного легче: совместить два фрагмента трубы и сделать несколько точек сварки (например, в виде воображаемого креста, или только с двух противоположных сторон). Варить трубу, начиная с нижней точки, двигая электрод к верхнему участку.

Как проверить надежность соединения

Герметичность сварки можно проверить только одним способом – пропустить через трубу воду или газ под давлением и проверить визуально на наличие протечек рабочей среды. Например, если выполняется сварка труб системы отопления, можно присоединить участок трубы к системе и наполнить ее водой. Если на участке сварного шва не покажутся капли воды, сварка выполнена качественно.

Как выполняется сварка труб отопления – правила сваривания металлических и пластиковых труб

Чтобы система отопления была максимально надежной и функциональной, проводят сварку труб отопления. В зависимости от того, из каких именно труб организовывается контур, технология сварочных работ может отличаться.

Пластиковые трубы

Для стыковки между собой полипропиленовых деталей обычно применяют один из двух способов, чем лучше варить трубы отопления:

  1. Раструбная сварка. Осуществляется погружением одного конца трубы в другой.
  2. Муфтовая сварка. Применяется промежуточный элемент — муфта.

Для коммутации комплектующих из полипропилена используется диффузионная сварка. В процессе ее реализации происходит нагревание отдельных узлов контура с помощью специального паяльника мощностью 1500 В. Подобные приборы работают от обычной сети 220 В. В среднем на нагревание уходит не более 5 с. Характеристики полипропилена таковы, что его плавление начинается при температуре +27 градусов. Нужную температуру нагревания можно выставить на регуляторе температуры.

Процесс сваривания полипропилена в разные времена года имеет свои отличия. Если процедура проводится зимой в условиях улицы, продолжительность нагревания несколько увеличивают. Такой же принцип справедлив при работе с трубами большого диаметра: как правило, их нужно разогревать в течении 30 с. Специальная насадка на приборе обеспечивает одновременный разогрев всех поверхностей, которые будут стыковаться (имеется в виду труба и муфта). По ходу повышения температуры на деталях появляются «отбортовки».

По достижению нужной температуры элементы нужно извлечь с насадок и состыковать вместе, соблюдая равномерность нажатия с обеих сторон. Отдельные части после стыковки в разогретом состоянии запрещается сдвигать или крутить, иначе шов потеряет свою прочность. Чтобы соединение имело достаточную крепость, детали в соединенном состоянии нужно выдержать не менее 30 с. Признаком излишнего нагревания поверхности труб является приобретение ею коричневого цвета.

Металлические трубы

Для соединения комплектующих системы отопления из металла применяется метод электрической сварки. Перед тем, как варить трубы отопления, необходимо обзавестись металлическими электродами. Они проводят электрический ток и играют роль «присадки» для заполнения сварочного шва. Приступая к соединению, отдельные отрезки труб чистят от песка, грязи и мусора. Все замеченные при этом деформированные концы необходимо выровнять или обрезать. Для реализации дуговой сварки края деталей зачищают на ширину не менее 10 мм. Для коммутации труб по окружности необходимо наблюдать непрерывный режим. Чтобы сварить трубы отопления электросваркой, как правило, применяется разное число слоев.

Это напрямую зависит от того, какую толщину имеют стенки труб отопления:

  • 2 слоя – при толщине не более 6 мм.
  • 3 слоя — 6-12 мм.
  • 4 слоя — более 12 мм.

С каждого уложенного слоя перед укладкой следующего нужно убрать шлак. Стартовый слой укладывают методом ступенчатой наплавки. В дальнейшем применяется сплошная наплавка размягченного металла. По ходу соединения необходимо распределить ступенчатую наплавку на несколько промежутков, применив метод «через один».

Особенно важна при организации отопительного контура укладка первого слоя. Если будет допущен брак, такой участок устраняется и накладывается заново. Осуществляя накладку последующих слоев сварки, необходимо равномерно поворачивать трубу по своей оси. При реализации каждого последующего слоя делают небольшие смещения на 1,5-3 см от начала предыдущего. Завершающая наплавка должна состыковаться с основной поверхностью, и быть гладкой и ровной.

Сварка трубопровода в рабочем состоянии

Что соединить трубы под давлением, приходится столкнуться с вопросом, как варить отопление электросваркой в труднодоступных местах. Это объясняется частым расположением трубопровода в узких нишах или вплотную к стенам.

Чтобы реализовать сварочные работы, вырезают отверстие для сварки внутри трубы. После этого провариваются остальная часть. Начинать работу лучше всего от центральной части нижней поверхности трубы. для получения качественного шва электрод позиционируют под углом 90 градусов. Вертикальные швы накладывают в другом положении электрода (под углом вверх): для этих целей нередко используется точечная сварка.

Правила техники безопасности при сварке

Процесс сварки с помощью электрического тока несет в себе три потенциальных опасности:

  • получение электротравмы при соприкосновении с проводами или электродами под напряжением;
  • ожог кожи расплавленным металлом;
  • ожог сетчатки глаза дуговой вспышкой.

Чтобы избежать нежелательных последствий, стоит позаботиться об электроизоляции: использовать специальные резиновые коврики и галоши, заземлить сварочный аппарат, изолировать токопроводящие жилы.

Важно использовать средства индивидуальной защиты – специальные перчатки, а также защитный шлем или щиток для лица.

Что необходимо?

Для успешного выполнения сварочных работ требуются две составляющие: оборудование и навыки. Причём второй пункт является ничуть не менее важным, чем первый. Исключение может составлять, пожалуй, только сварка с использованием электрофитингов, так как простота технологии позволяет качественно выполнить соединение даже непрофессионалу.

Во всех остальных случаях желательно участие специалиста. Нельзя забывать, что нарушение герметичности сварного шва в системе отопления может привести к очень неприятным последствиям (порче имущества, в том числе – чужого, ожогам и т.д.).

Инструменты

Набор инструментов и оборудования, необходимых для производства сварочных работ, определяется в зависимости от типа труб, используемых для обустройства отопительной системы, а также выбранного способа сварки.

В первую очередь, это – ручной сварочный аппарат.

Утепление балкона требует знаний, а восполнить их можно в нашеи статье, как утеплить балкон пенопластом. Детальная схема подключения алюминиевых радиаторов тут.

Устройство для соединения полипропиленовых труб также иногда называют паяльником. Для бытовых нужд вполне подойдёт аппарат, мощность которого составляет 650 Вт. Его можно использовать для соединения пластиковых труб диаметром до 60 мм. Насадки идут в комплекте с аппаратом.


Ручной сварочный аппарат

При использовании электрофитингов также требуется специальное устройство для их подключения. Помимо этого, в процессе работы может пригодиться роликовый труборез, позиционер, специальные устройства для снятия окислений и центровки труб, нож, молоток, а также расходные материалы (муфты, электрофитинги и т.д.).

Сварка труб из металла выполняется при помощи электрического или газового аппарата. Для резки используется «болгарка» или резак. Помимо этого, потребуется обычная экипировка сварщика: маска, брезентовый костюм, рукавицы, асбест, молоток, электроды, проволока и т.д.


Электрический и газовый сварочные аппараты

Сварка труб отопления

Сварка отопления представляет собой процесс фиксации нескольких труб (пластиковых, стальных, металлических). Она превращает данную систему в монолитную конструкцию, препятствуя образованию различных протечек.

Сварка стальных труб отопления — достаточно сложный метод крепления, предполагающий наличие специальных навыков. Именно поэтому его лучше доверить специалистам.

Что же касается сварки пластиковых труб, то здесь необходимо лишь наличие специального сварочного аппарата (паяльника), насадок и ножниц для резки пластика.

Способы сварки труб

Для сварного соединения труб чаще применяют три способа:

  • Электродуговая бывает трех видов:

— ручная с использованием плавящихся электродов;

— с применением полуавтомата в среде углекислого газа, дуга создается тугоплавким электродом, для наплавочного слоя используют присадочную проволоку;

— под слоем флюса, его наносят на прокат с защитными покрытиями.

  • Электрошлаковая, благодаря толстому слою шлака шов не окисляется.
  • Газовая, нагрев обеспечивается сжиганием ацетилена, поступающего в рабочую зону из горелки.

Еще бывает контактная, ультразвуковая, термомеханическая сварка.

Газовая сварка

Метод применим в полевых условиях, когда магистрали прокладывают вдалеке от источников тока или когда нельзя сварить трубы электросваркой: прокат нельзя повернуть, прокрутить при образовании соединения. Наполненность швов при газовой выше, чем при электродуговой. Металл меньше подвергается температурному воздействию, риск возникновения внутренних напряжений в металле незначительный.

При сварке труб газом используют ацетилен или газогенератор, температура в рабочей зоне выше при сгорании баллонного ацетилена. Присадочная проволока марки UTP подается так, чтобы она ложилась на раскаленный металл. Для стыкового соединения 3-х мм стенок разделки кромок не требуется, у толстостенного проката кромки срезают под углом.

Оцинкованный монтируют с применением флюса HLS-B, концентрацию кислорода в газовой смеси увеличивают. После работы дополнительная противокоррозионная защита швов не проводится.

Метод ручной дуговой электросварки

Чтобы правильно варить трубу электросваркой, нужно учитывать технологию. Число проходок зависит от толщины проката, состав электродов и обмазки подбирают под вид марки проката. При сварке труб большого диаметра перед нанесением последующего слоя с металла сбивают окалину, проковывают соединение. Направленность наплавки меняют – четные швы делают противоположно нечетным. Многое зависит от первого соединения, он делается не спеша, при контроле валика проверяют металл на трещины. При обнаружении дефектов участок неровного шва вырубается, на его месте создается новый со смещением от 15 до 30 мм. Для финишного слоя выбирают электроды с толстой обмазкой.

Электроды для сварки труб

На практике с потребностью сваривания металлических труб приходится сталкиваться довольно часто. К такой работе всегда необходимо относится с большой долей ответственности, особенно если это трубы для системы отопления, водопровода или систем с высоким давлением. Для сварки труб ВГП (водогазопроводных) требуются соответствующие сварочные материалы

При сваривании таких труб швы должны выдерживать максимальные нагрузки и одного мастерства здесь, конечно, будет недостаточно. Для получения качественного, долговечного и прочного шва необходимо также применять и подходящие сварочное материалы, которые способны обеспечить необходимый шов, благодаря своему специальному составу. На этой странице мы постараемся подробно расписать, какие какие электроды лучше для сварки труб.

Электроды для сварки трубопроводов высокого давления

Специалисты рекомендуют электроды для сварки трубопроводов высокого давления таких марок как: ОК 53.70 и ОК 74.70, компании ESAB, МР-3с. Если трубы произведены из стали 20, то применяют тип Э42А УОНИ-13/45, а если в их изготовлении использовался металл ЗОХМА, 20ХЗМВФ подойдет ЭП-60, ЦЛ-19ХМ и ВСН-2. Электроды МР-3с могут иметь синего или зеленого цвета обмазку. Они просты в использовании, дают возможность работать на низком токе, от аппарата, подключенного к обычной сети.

Электроды марки ОК 53.70 позволяют выполнить одностороннюю сварку магистральных сетей высокого давления и многих других подобных очень ответственных конструкций, в построении которых использовались малоуглеродистые стали. Они покрыты специальным флюсом. Благодаря ему происходит выделение малого количества газов. Низкое содержание примесей неметаллического происхождения позволяет добиться создания шва, отличающегося высокой пластичностью и хорошей ударной вязкостью.

Электроды для нефтепроводов

Сегодня широко используются трубные электроды для нефтепроводов иностранного производства, например, LB52U (Япония) и OK 53.70 Швеция. Есть много подобных им, разработанных и изготовленных на местных заводах. К ним можно отнести ЛЭЗ ЛБгп, это марка прошла испытания во ВНИИИСТе и получила сертификат НАКС. Они покрыты серой, углеродом, кремнием и марганцем. Выпускают их диаметром 2,5, 3 и 4 мм. Ими варят трубы, сделанные из низколегированного металла.
Производит их в основном Лосиноостровский электродный завод, ЛЭЗ. Их состав похож на тот, который делается для производства смеси, наносимой на основание практически любого электрода. Но изменение пропорций серы, углерода, кремния и марганца позволили добиться просто отличного результата. Электроды ЛБгп предназначены для создания очень прочных швов. Изделия диаметром 2,5 и 3 мм используются для сварки и ремонта корневого слоя трубы, а 3 и 4 мм для создания облицовочного слоя.

Электроды для газопровода

Чаще всего используются такие электроды для газопровода как ОК-46, ЛБ-52, УОНИ-13/55 и МТГ. У всех этих марок особый состав. УОНИ 13-55 сделаны с применением марганца, серы, углерода, фосфора и кремния. Марка ОК-46 считается универсальной. При ее создании используется рутиловое покрытие. Ими хорошо варить широкие зазоры. Производят их и с использованием ильменита. Такие электроды можно расположить между кислыми и рутиловыми. Марка ОК-46, которая имеет условное обозначение E43 3 R 11, используется для сварки судовых металлов и углеродистых конструкций, труб. Они отлично поджигаются, ими приятно работать.

Японская LB 52U марка отличается низким содержанием водорода, что позволяет добиться выполнения очень качественного шва. Такие электроды позволяют получить стабильную дугу, полное проплавление. На них нанесено основное покрытие. Для создания качественного корневого шва поворотных и неповоротных мест соединения газопроводов, других конструкций ответственного назначения, сделанных из углеродистых, низкоуглеродистых, и низколегированных металлов, характеризующихся прочностью класса К60, можно применить марку электрода МТГ-01К. Они создают стабильную дугу, удаление шлака легкое, разбрызгивание небольшое.

Электроды для сварки трубопроводов теплосети

Наиболее часто используются электроды для сварки трубопроводов теплосети следующих марок: Э42А, УОНИИ-13/45, диаметром 3 мм, для сварки труб, сделанных из углеродистых и низколегированных металлов типа У, имеющих толстое покрытие Д.

Подойдет и тип Э-09Х1МФ, марка ЦЛ-20, предназначенная для создания шва на легированном теплоустойчивом металле трубы. У них толстое покрытие типа Д. Для соединения труб из нержавейки, углеродной, легированной стали рекомендуется применить марку ЦЛ-9. У таких электродов основное покрытие, они отличаются низким содержанием водорода, за счет чего получается высококачественный шов.

Выбор электродов

Соединение сегментов стальных трубопроводов должно вестись при помощи качественных расходных элементов, иначе вряд ли удастся достичь хорошего результата.

Например, если речь идет о выборе электродов, то лучшими считаются следующие модели:

  • АНО-21, АНО-24 и МР-3 . Функционируют на переменных токах. Допускается работа даже при мокрой обмазке. Стоимость изделий невысока, что объясняет их востребованность в быту, они идеально подходят для того, чтобы соединить конструктивные элементы ворот, теплиц и других конструкций небольшой массы, не испытывающих высоких нагрузок. Работа с трубопроводами, транспортировка среды в которых ведется под значительным давлением, не допускается.
  • УОНИ . Качество сердечников заслуживает лестных отзывов даже со стороны профессиональных сварщиков, но они имеют минус – работа не может вестись с высокой скоростью. Необходимо постоянно следить за стабильностью дуги, шов наплавляется постепенно, так что у работника должен иметься определенный опыт взаимодействия с классическими электродами АНО и МР.
  • Отлично для металлических труб подходят LB-52Uэлектроды . Это японская разработка. Именно ей отдают предпочтение при реализации крупных проектов. Они формируют ровную и стабильную дугу, получаемый шов сочетает в себе прочность и эстетичность. Минус – довольно высокая стоимость, но подходят они и специалистам, и новичкам.

Посмотрите видео по теме, какие электроды использовать для сварки труб:

Основные методы

Соединение может выполняться одним из следующих способов:

  1. Встык, когда соединяемые трубы размещаются друг напротив друга. Наиболее распространенный вариант, отличающийся относительной простотой реализации. Впрочем, и он характеризуется определенными сложностями. Первый момент – работу лучше вести снизу. Второй момент – необходимо тщательно проваривать металл, чтобы глубина провара соответствовала толщине стенки.
  2. Внахлест. Данный метод ориентирован на соединение элементов, изначально различающихся по диаметру, либо сегментов, один из которых развальцован, то есть его диаметр увеличен намеренно, методом механического воздействия.
  3. Тавровое соединение выполняется под 90-градусным углом.
  4. Угловое соединение предполагает, что угол между соединяемыми отрезками менее 90 градусов.

Полезные рекомендации

Перед тем, как варить трубы электросваркой, стоит запомнить ряд советов, следование которым упростит процесс, а также улучшить качество конечного результата:

  • Если соединение осуществляется стыковым или тавровым методом, то лучше всего показывают себя электроды, диаметр которых варьируется от 2 до 3 миллиметров.
  • Рекомендуемая сила тока – от 80 до 100 ампер, исключение составляет только сварка внахлест, когда ее рекомендуется увеличить до 120 ампер.
  • При заполнении сварочного шва нужно ориентироваться на то, чтобы подъем металла над плоскостью элемента достигал 2-3 миллиметров.
  • Если труба имеет в сечении не привычные овалы или круги, а профили, то есть прямоугольники и квадраты, то используется точечный способ ее соединения.

Суть его состоит в том, что изначально нужно сварить небольшой участок с одной из сторон. Далее – аналогичный участок на противоположной стороне, после – на оставшихся двух плоскостях. Только после этого труба сваривается окончательно.

Данный подход дает возможность исключить вероятность коробления изделия при повышении температуры, его геометрия остается стабильной.

Подготовительные операции

Окончательное качество стыковки зависит не только от профессионализма сварщика и использования “правильных” электродов, но и от того, насколько грамотно выполнена предварительная подготовка.

Подготовительные работы

Чтобы соединения получились без дефектов, перед сваркой труб отопления электросваркой проводится подготовка. Проверяется перпендикулярность среза торцов относительно оси, при необходимости корректируется. С кромок снимаются фаски, оставляя притупление 2 мм, чтобы угол между ними был 65 — 70˚. Поверхность труб на расстоянии не менее 1 см от стыка зачищается до блеска наждачной бумагой и обезжиривается растворителем.

Как выполнить правильный шов

Чтобы сделать качественный шов, необходима правильная подготовка трубы к сварке. Качество кромки труб является определяющим для прочного и герметичного шва.

Например, для сварки встык срез трубы должен быть строго под прямым углом. Перед началом работы его тщательно зачищают наждачной бумагой на 1 см от края трубы, затем удаляют масла, краски, металлической пыли и обезжиривают.

Техника сварки зависит от формы сечения, толщины и диаметра соединяемых труб. Простые круглые трубы для систем отопления свариваются простым непрерывным швом, двигая электрод вдоль поверхности трубы до тех пор, пока два фрагмента не будут полностью сварены.

Для относительно тонкого трубопроката (до 6 мм) подойдет двухслойный шов, при толщине от 6 до 12 мм применяется трехслойная сварка. Массивные и толстые фрагменты трубопровода соединяются четырьмя и более швами.

Швы выполняются поочередно, один за другим. Следующий шов можно начинать только после остывания предыдущего. Чтобы добиться качественного и красивого шва, нужно периодически снимать образующийся в месте сварки шлак, слегка постукивая по трубе молоточком.

Особенности сварки поворотных и неповоротных стыков

Для выполнения качественного поворотного стыка (там, где две трубы соединяются под определенным углом) можно использовать специальный вращатель, который фиксирует и обеспечивает максимально удобный доступ сварщику.

Рекомендуем ознакомиться: Соединение пластиковых труб для водопровода своими руками

При отсутствии аппарата придется поворачивать трубу вручную, обрабатывая электродом участок сечения трубы 60-110 градусов.

При ручном выполнении поворотного стыка диаметр труб сначала проваривается на 2/4 с внешней стороны в два слоя, затем разворачивают и доваривают стык, используя все три-четыре слоя.

Неповоротный стык делать намного легче: совместить два фрагмента трубы и сделать несколько точек сварки (например, в виде воображаемого креста, или только с двух противоположных сторон). Варить трубу, начиная с нижней точки, двигая электрод к верхнему участку.

Как проверить надежность соединения

Герметичность сварки можно проверить только одним способом – пропустить через трубу воду или газ под давлением и проверить визуально на наличие протечек рабочей среды. Например, если выполняется сварка труб системы отопления, можно присоединить участок трубы к системе и наполнить ее водой. Если на участке сварного шва не покажутся капли воды, сварка выполнена качественно.

Все о сварке

Большинство профессиональных и домашних сварщиков рано или поздно сталкиваются с необходимость сварить трубы. Не удивительно! Это один из самых распространенных типов сварки. Но сварка труб отличается повышенными требованиями к качеству и герметичности швов, особенно это касается газовых и водопроводных узлов. Для этих целей используют специальные электроды.

Электроды для сварки трубопроводов сконструированы с учетом всех особенностей будущей эксплуатации труб. Швы получаются прочными и долговечными, они выдерживают максимальную температурную нагрузку. Такие электроды имеют особый состав, за счет чего и обеспечивают хорошее качество сварных соединений. У начинающих сварщиков обычно много вопросов по этой теме. Как правильно выбрать электроды? Какими стержнями варить трубу нкт? Какие электроды лучше для сварки труб? На эти, и многие другие вопросы мы постараемся ответить в этой статье.

  • Электроды для газопровода
  • Электроды для труб отопления
  • Электроды для водопровода
  • Электроды для прочих работ
  • Вместо заключения

Электроды для газопровода

Каким электродом варить трубу, если планируется вводить через нее подачу магистрального газа? Мы рекомендуем электроды марки ОК-46, ЛБ-52 или УОНИ-13/55 (этими же электродами можно сварить трубу нкт). У всех перечисленных марок подходящий состав, они могут быть сделаны с применением марганца, фосфора, серы или кремния. А электроды ОК-46 с рутиловым покрытием и вовсе считаются универсальными. По нашему опыту ими особенно удобно варить детали с широким зазором.

Также на рынке есть марка LB 52U с основным покрытием. Давайте остановимся на ней поподробнее. Такие электроды содержат незначительное количество водорода, поэтому шов получается очень качественным. При этом дуга стабильна, легко зажигается, полностью проваривает металл.

Если предстоит сварка особо ответственных узлов (например, поворотных), при этом труба сделана из углеродистой или низколегированной стали, то мы рекомендуем электроды для сварки труб марки МТГ-01К. Дуга горит стабильно, шлак удаляется легко и быстро, при этом разбрызгивание металла незначительное.

Электроды для труб отопления

Если вам нужно качественно варить трубы отопления, то рекомендуем следующие марки электродов: Э42А, УОНИ 13/45 (диаметр 3 мм). У этих стержней толстое покрытие, благодаря которому можно удобно сварить углеродистую сталь. Также для сварки труб отопления подойдут марки Э-09Х1МФ и ЦЛ-20. Они предназначены для формирования прочного шва при сварке теплоустойчивой стали. У таких стержней тоже довольно толстое покрытие. Если нужно сварить нержавеющую, углеродистую или легированную сталь, то воспользуйтесь электродами марки ЦЛ-9 с основным покрытием. Водорода в таких стержнях мало, а мы уже знаем, что это гарантирует отличное качество шва.

Если планируется сварка труб, в которых будет осуществляться непрерывная подача горячей воды и может быть повышенное давление, то используйте электроды для труб марки МР-3. Этими же стержнями можно сварить трубу нкт. Электроды данной марки имеют рутиловое покрытие и изготавливаются из специальной проволоки. Производители предлагают диаметр от 3 до 5 мм. При работе с этой маркой наклоните электрод в сторону наплавления и применяйте короткую дугу. Тогда сварное соединение получится максимально герметичным.

Очень важно правильно настроить ток. Чем меньше толщина металла и диаметр электрода, тем меньше значение напряжения. Если установить слишком маленькое напряжение, то металл может не провариться. И наоборот: если установить слишком большое значение тока, то деталь может деформироваться. Поэтому обратите внимание на толщину металла и размеры электрода.

Электроды для водопровода

Для сварки водопровода рекомендуем следующие марки: МН-5, МНЖ5 (для медных труб), НЖ-13 (для труб из нержавеющей стали) и МНЧ-2 (для сварки чугунных труб). Если предстоит домашняя сварка инвертором, а трубы изготовлены из черного металла, то можно использовать марку МР-3с. Они могут качественно сварить на низком токе даже трубу с диаметром 32 на 2.8 мм.

Если нужно сделать вертикальный шов, то используйте электроды МНЧ-2. Для сварки холодным и горячим способом подойдут ЦЧ-4, но учтите, что его можно использовать только в нижнем положении. Кстати, при выборе электродов обращайте внимание на наличие покрытия. Обязательно покупайте стержни с обмазкой, поскольку она защитит сварочную зону от негативного влияния кислорода. Мы рекомендуем электроды для сварки трубопроводов с толстым покрытием.

Если вам предстоит какой-то определенный вид работ, то проконсультируйтесь с продавцом в магазине. Внимательно прочтите информацию на упаковках. Для большинства работ подойдут трубные электроды таких производителей, как УОНИ, ОЗС, АНО, KOBELKO, ESAB. Среди отечественных производителей также рекомендуем электроды Уральского и Каменского завода.

Электроды для прочих работ

В этой статье мы уже несколько раз упоминали трубу нкт. Это не случайность. Вопрос «Какими электродами сварить трубу нкт?» активно обсуждается в интернете, и у многих сварщиков вызывает споры. Мы не претендуем на истину, но все же рекомендуем использовать для этих целей электроды марок УОНИ 13/45 или 13/55. Дело в том, что такой тип труб зачатую изготавливается из высоколегированной стали с повышенной прочностью, и такому металлу нужны электроды с особым составом. Приведенные выше марки отлично справляются с задачей, шов получается достаточно надежным и долговечным. Но учтите, что за сварку труб не стоит браться без должного опыта и хорошего сварочного аппарата, иначе вы рискуете испортить работу.

Вместо заключения

Теперь вы знаете, какими электродами лучше варить трубы. Перед покупкой комплектующих обязательно убедитесь, что приобретаете сертифицированный товар. Многие продавцы не стесняются продавать поддельную продукцию от якобы известных брендов. Не гонитесь за низкой ценой, выбирайте электроды по соотношению цены и качества. Делитесь этой статьей в социальных сетях и оставляйте свои комментарии. Желаем удачи в работе!

Полезные советы и возможные ошибки

Чтобы правильно варить трубы отопления не следует пренебрегать рекомендациями специалистов:

  • сварку труднодоступных мест удобней проводить согнутым электродом, используя зеркальце для контроля;
  • при смене электродов шов продолжается с накрытием в 1,5 см уже наложенного;
  • качество сварного соединения улучшится, если верхний шов выполнять в обратную сторону от нижнего, заканчивая его в другом месте;
  • прямая полярность при сварке постоянным током обеспечивает лучший прогрев металла, чем обратная.

Как правильно варить электросваркой трубы – теория и практика от мастера

Монтаж металлических труб практически невозможно провести без использования электрической сварки. В связи с этим у многих возникает вполне резонный вопрос о том, как правильно варить трубы электросваркой. Несмотря на простоту метода, далеко не у всех получается правильно выполнить такую работу.

Принцип работы электросварки достаточно прост: на электроды подается электрический ток, который их расплавляет. Расплавленные электроды попадают в пространство между трубами и заполняют его, в результате чего получается прочное соединение, способное выдержать существенные нагрузки. В данной статье речь пойдет о том, как варить трубы отопления электросваркой.

Выбор электродов для электросварных труб

Электрод представляет собой тонкий стержень из металла, на который нанесено специальное покрытие, позволяющее проводить сварные работы. Покрытие электрода служит двум целям: во-первых, оно обеспечивает стабильность работы электрической дуги, а во-вторых, это покрытие защищает готовый шов от влияния атмосферы.

Как варить водопроводные трубы электросваркой?

Начало делается с нижней центральной точки трубы. Чтобы стежок потолочной сварки был ровным и качественным электрод ведется перпендикулярно к месту сварки. От низа к центру наверх и симметрично, с другой стороны, так же.

Вертикальный шов может выполняться точечно, электрод при этом расположен вверх под углом.

Горизонтальный участок водовода наиболее удобен и прост для выполнения сварочных работ. Но, как и во всех остальных надо внимательно смотреть за тем, чтобы не сделать прожег металла.

Бывают ситуации, когда сварку необходимо произвести на трубе, близкорасположенной к стене. В этом случае в трубе вырезается отверстие для того, чтобы сделать шов по внутренней стенке, а после обрабатывается и делается шов на остальном участке стыка. Также на труднообозримых участках, чтобы процесс не делался вслепую, используется обыкновенное зеркальце, которое «показывает» невидимый кусок трубы и по отражению осуществляется электросварка.

Основные типы сварных соединений


Типы сварных соединений
По месту расположения в пространстве швы делятся на такие типы:

  • угловые — детали находятся под углом;
  • тавровые — соединение торца и боковой части элементов;
  • стыковые — трубы соединяются в одной плоскости;
  • нахлесточные — детали накладываются друг на друга;
  • торцовые — примыкание боковых поверхностей фрагментов.

В ходе работы мастер выбирает наиболее удобный для себя и соответствующий техническим условиям способ сваривания деталей.

Подготовка деталей

Перед началом работ по свариванию труб, необходимо подготовить кромки к выполнению соединения. Я всегда делаю это в такой последовательности:


Различные конфигурации кромок труб при сваривании деталей друг с другом.

  1. Проверяю трубы на соответствие тем параметрам, которые указаны в проекте инженерной системы (водопровода). Инструкция требует соблюдения следующих параметров:
  • геометрических размеров;
  • сертификата соответствия (особенно для труб, по которым предполагается транспортировать питьевую воду);
  • отсутствие дефектов в окружности (трубы должны быть идеально круглыми, а не овальными на срезе);
  • отсутствие дефектов в толщине (стенки металлических труб должны быть одинаковыми по всей длине детали);
  • соответствие химического состава металла тем требованиям, которые закреплены в ГОСТ России (это выясняется при лабораторном исследовании или из сопроводительных документов).

Устранение свища

Как заварить трубу с водой электросваркой с максимальной степенью надежности? Точная инструкция зависит от характера повреждения. Начнем с того, как устранить свищ в водопроводной трубе, то есть круглое отверстие, из которого сочится жидкость.

В таком случае нужно занять позицию, позволяющую четко наблюдать границы повреждения, а электроды держат перпендикулярно основанию, чтобы минимизировать объемы воды, попадающей на них. Работа ведется сверху вниз, пока отверстие полностью не будет скрыто наплавленным металлом.

Порядок действий выглядит следующим образом:

  • металл наплавляется на верхнюю часть свища;
  • молотком делается 2 удара сразу после того, как дуга погасла. Это способствует уплотнению материала, исключает порообразование;
  • цикл повторяется сверху вниз;
  • если имеет место истончение стенок по краям отверстия, они усиливаются по методу, описанному выше;
  • когда пар перестает сочиться наружу, стенка трубы усиливается. Ток выставляется минимальный, чтобы исключить сквозное прожигание. Постепенно наплавляется нужный объем материала;
  • для повышения прочности сформированный шов простукивается.

На этом видео подробно показано, как заварить свищ в трубе (нижнее положение):

Формирование врезки

Сварка под давлением пара может выполняться и в том случае, если нужна установка вспомогательного канала для его отвода.

Установке врезки должен предшествовать монтаж шарового крана. Это поможет не перекрывать систему полностью, но остановить поступление пара или воды на отдельный ее участок, что упростит дальнейшую работу.

Процесс выглядит следующим образом:

  • на определенный участок трубопровода подгоняется патрубок, оснащенный шаровым краном и резьбой соответствующего типа;
  • наложенная деталь обваривается, при этом сохраняется изначальная целостность трубопровода;
  • кран открывается, сквозь него происходит сверление отверстия в основной трубе;
  • сверло вытаскивается, подача воды останавливается перекрытием крана;
  • монтируется сгон, оснащенный обмоткой, новая ветка трубопровода замыкается;
  • кран открывается.

Уровень давления в системе в данном случае может быть любым. При работе следует придерживаться минимального тока, чтобы исключить повреждение главной магистрали.

При подборе диаметра сверла нужно иметь в виду, что сформированное отверстие должно быть достаточно широким для обеспечения эффективной работы новой ветки трубопровода.

Смотрите видео про врезку в стальную водопроводную трубу под давлением:

Работа с поворотными и неповоротными стыками

Техника, как сварить трубы разного диаметра с поворотными и неповоротными стыками требует отдельного упоминания (прочитайте также: «Как выполняется сварка неповоротных стыков труб – пошаговое руководство»).

Среди правил выполнения таких работ можно привести следующие:

  1. Поворотные стыки будет удобно выполнять во вращателе. Желательно, чтобы скорость выполнения работы и вращения механизма была одинаковой.
  2. Место контакта металла с дугой (сварочная ванна) должна располагаться на 30º ниже верхней точки трубы, установленной во вращатель, с противоположной направлению вращения стороны.
  3. Такую работу можно выполнять и вручную. Для этого трубу каждый раз проворачивают на 60-110º, чтобы с ней было удобно работать.

Однако наиболее сложной будет работа при развороте трубы на 180º.

В таком случае сварку лучше разделить на 3 стадии:

  • В первую очередь приваривают в 1-2 слоя 2/4 сечения трубы по внешнему радиусу сгиба.
  • Далее трубу разворачивают и доваривают оставшуюся часть шва, выполнив сразу все слои.
  • В конце труба еще раз проворачивается, и на внешней части сгиба добавляют оставшиеся слои шва.

Сваривание неповоротных стыков выполняется в две стадии.

Методика работы такова:

  1. Трубу нужно визуально разделить на два отрезка. Шов в данном случае получится одновременно и горизонтальным, и вертикальным, и потолочным.
  2. Сваривание начинают с нижней точки окружности, плавно перемещая электрод к верхней точке. Таким же образом проводят работу с противоположной стороны.
  3. При этом дуга делается короткой, по длине равной ½ толщины сердечника электрода.
  4. Высота валкового шва может достигать 2-4 мм, все зависит от толщины стенки трубы.

Заключительным этапом сварочных работ является контроль качества соединений.

Классификация сварных швов


При некачественной сварке со временем возникают дефекты швов
Заварить стык можно разными способами исходя из особенностей конструкции и толщины обрабатываемого металла.

Существует такая классификация сварных швов:

  • По внешнему виду — плоские (нормальные), ослабленные (вогнутые) и усиленные (выпуклые).
  • По протяженности — сплошные (непрерывные, замкнутые), прерывистые (точками, отрезками). По длине швы подразделяются на короткие (до 25 см), средние (26-100 см) и длинные (более 101 см).
  • По выполнению — горизонтальные (на вертикальных участках), вертикальные (на горизонтальных прогонах), потолочные (когда стык делается снизу), нижние (электрод сверху шва).
  • По действующему усилию — фланговые (вдоль оси), лобовые (поперек оси), косые (поперек), комбинированные (сочетание видов).
  • По числу слоев и проходов — однослойные (один проход) и многослойные (несколько проходов).

При правильном монтаже отопительной системы могут выполняться все перечисленные швы. При необходимости сварка ведется и с внутренней стороны труб.

Проверка надежности соединений

Зачастую контроль над качеством сварного шва и герметичностью системы вам придется выполнять самостоятельно путем визуального осмотра.

Для этого сначала шов нужно очистить от шлака и простучать его легким молотком. Далее визуально осматривают сам шов на наличие в нем сколов, порезов или трещин, плохо проваренных кусков или прожогов насквозь, а также прочих дефектов.

Последним этапом будет замер толщины шва. Для этого можно использовать стандартные приборы, а также щупы, шаблоны и прочие приспособления.

Обратите внимание, что газотранспортную или водопроводную систему нужно еще проверить на герметичность. Для этого выполняют пробный пуск жидкости под давлением.

Правила техники безопасности при работе со сварочным аппаратом

Немаловажным моментом при проведении любых электротехнических работ, в том числе сваривания металлических труб, является соблюдение правил техники безопасности. Если ими пренебречь, можно получить разнообразные травмы, такие как термические ожоги кожи, ожоги сетчатки глаз вспышкой дуги, удары электрическим током и другие.

Поэтому перед началом работ следует выполнить следующие действия:

  • жилы, проводящие ток, и компоненты сварочного аппарата должны быть изолированы;
  • корпус сварочного оборудования и дополнительные приборы нужно заземлить;
  • спецодежда и рукавицы должны быть абсолютно сухими;
  • надеть галоши или постелить резиновый коврик в небольшом по размеру помещении для дополнительной изоляции;
  • чтобы уберечь глаза и лицо, при работе следует надеть защитный щиток.

Таким образом, мы частично рассказали, как следует выполнять сварочные работы на электрическом оборудовании. Безусловно, чтобы работа была успешной, у вас должны быть некоторые практические навыки. Тем не менее, благодаря информации, изложенной в материале, вы будете знать, с чего начинать практиковаться. При соблюдении наших рекомендаций, у вас обязательно получится сваривание металлических труб на достойном уровне.

РД 39-0147014-535-87 Инструкция по сварке при монтаже и ремонте трубопроводов и ответственных металлоконструкций в организациях и на предприятиях Миннефтепрома

Руководящий документ разработан Всесоюзным научно-исследовательским институтом разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб.

Главный инженер института В.Ф. Оловянишников.

Составители: В.А. Кот, З.Н. Уварова, Г.Н. Пашкова, С.А. Светлова.

Согласован с зам. начальника Главнефтемашремонта А.А. Шваревым.

Утвержден начальником Главного технического управления Миннефтепрома Г.И. Григоращенко 20 января 1987 г.

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

ИНСТРУКЦИЯ ПО СВАРКЕ ПРИ МОНТАЖЕ И РЕМОНТЕ ТРУБОПРОВОДОВ И ОТВЕТСТВЕННЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ В ОРГАНИЗАЦИЯХ И НА ПРЕДПРИЯТИЯХ МИННЕФТЕПРОМА

РД 39-0147014-535-87

Вводится впервые

Срок введения установлен с 02.02.1987 г.

Срок действия до 02.02.1990 г.

Настоящий документ разработан в соответствии с указанием Главного технического управления Миннефтепрома.

В нем рассмотрены основные вопросы сварочного производства на предприятиях и в организациях Миннефтепрома, выполняющих монтажные и ремонтные работы при строительстве трубопроводов и ответственных металлоконструкций.

Руководящий документ содержит требования стандартов, СНиПов, правил техники безопасности, касающиеся сборки, сварки, термообработки и контроля качества сварных соединений трубопроводов и ответственных металлоконструкций, а также включает технологические процессы электродуговой и контактно-стыковой сварки.

Подробно освещены вопросы подготовки основных и вспомогательных сварочных материалов.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В соответствии с настоящей инструкцией производят сварочные работы при строительстве промысловых и технологических трубопроводов, трубопроводов горючих, токсичных и сжиженных газов, а также монтаже ответственных металлоконструкций (классификация трубопроводов принята в соответствии с ВСН 51-3-85/Мингазпром — ВСН 2.38-85/Миннефтепром [ I ])

1.2. Для строительства трубопроводов применяют трубы, изготовленные по ГОСТ 8731-74 и ГОСТ 8733-74 (бесшовные), ГОСТ 20295-85 (электросварные диаметром до 800 мм) [2-4], а также импортные трубы, изготовленные в соответствии со специальными техническими условиями.

Для строительства трубопроводов используются трубы из малоуглеродистых сталей по ГОСТ 360-71 [5], качественных сталей Ст. 10, 20 по ГОСТ 1050-74 [6], а также низколегированных сталей марок 09Г2С, 10Г2, 17ГС по ГОСТ 19282-73 [7] (прил. 1, 2).

1.3. Структура и организация сварочного производства, требования к квалификации сварщиков, термистов и других специалистов подробно рассмотрены в РД 39-0147014-536-87 [8].

2. ТРЕБОВАНИЯ НА СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Электроды

2.1. Для ручной сварки трубопроводов и ответственных металлоконструкций из углеродистых, низколегированных, легированных конструкционных и легированных теплоустойчивых сталей применяют электроды покрытые металлические по ГОСТ 9467-75 и ГОСТ 9466-75 [9, 10], для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами — по ГОСТ 10052-75 [11] и ГОСТ 9466-75 отечественного производства (табл. 1).

Для сварки разнородных сталей применяют соответствующие электроды (табл. 2).

Допускается применение импортных электродов соответствующих типов.

2.2. Каждая партия электродов должна иметь сертификат, в котором должны быть указаны наименование завода-изготовителя, дата изготовления, условное обозначение присадочных материалов и результаты испытаний данной партии.

При отсутствии сертификата на сварочные материалы их применение при производстве огневых работ на технологических трубопроводах запрещается.

2.3. Технологические свойства электродов каждой партии необходимо проверять перед их применением независимо от наличия сертификата. Эту проверку должен выполнять квалифицированный сварщик. Легированные электроды, предназначенные для сварки трубопроводов и конструкций из легированных сталей, необходимо проверять на соответствие марочному составу путем стилоскопирования наплавленного металла. Эта проверка должна предшествовать всем остальным испытаниям электродов.

Типы электродов для сварки стальных конструкций по ГОСТ 9467-75 и соответствующие марки электродов и сварочных материалов

Механические свойства при нормальной температуре металла шва или наплавленного металла

Технологические марки электродов

Сварочные материалы для сварки

Временное сопротивление разрыву, МПа (кгс/мм 2 )

Ударная вязкость, кДж/м 2 (кгс × м/см 2 )

проволока для сварки в углекислом газе

Меловые, ОЦ-1, АН-1, К-3

АНО-1, АНО-5А, АНО-6М, АНО-17, ОЗС-6о, ОММ5, ОМ-6

АНО-3, АНО-4, АНО-4ж; АНО-13, АНО-14, АНО-18, АНО-20, МР-3, РБУ-4, РБУ-5, ОЗС-3, ОЗС-4, ОЗС-6, ЗРС-1

АН-348-А, АН-348-АМ, ОСЦ-45

К-51, К-52, ВСП-2, ВСЦ-3, АНО-19

УП-1/45, УП-2/45, ОЗС-2, АНО-7

ПП-2ДСК, ПП-АНЗ (7), (11), (12)

АН348-А, АН348-АМ, ОСЦ-4,5, АН-47

УОНИИ-13/45, СМ-11, Э138 /45Н, АНО-8, ОЗС-7

Св-08ГА, Св-10Г2, Св-08МХ

УОНИИ-13/55, ДСК-50, АНО-7, АНО-9, АНО-10, АНО-11, АНО-15, АНО-16, УП-1/55, УП-2/55

Св-10, ХГ2СМА, Св-08Н2, СМН, Св-08ХГС,

АН-47. АН-22, АН-17М

УОНИИ-13/65, У340/65, ВОФ-65

48Н-1, АНП-2, К-70, ЛКЗ-70

УОНИИ-13/85, ЦЛ-18, ЦЛ-18МО

Выбор электродов для сварки разнородных сталей

Электроды, используемые при сварке разнородных сталей, марок

17ГС, 17Г1С, 15ГС, 16ГС

** Предварительный подогрев и термообработка.

2.4. На каждом монтажном участке сварочные электроды следует хранить в отапливаемых помещениях при температуре воздуха не ниже 10 °С и относительной влажности не более 50 %.

Хранить материалы следует так, чтобы предотвратить их загрязнение, увлажнение, коррозию и механические повреждения.

Срок хранения электродов с основным покрытием в герметичной упаковке (металлических банках, пластмассовых пеналах) 1 год, в упаковке другого типа — 6 мес.

Срок хранения электродов с целлюлозным покрытием независимо от типа упаковки — не более 6 мес. Электроды необходимо хранить в упаковке завода-изготовителя на стеллажах. Высота укладки упаковок не более пяти рядов.

2.5. Электроды следует доставлять на трассу в герметичной неповрежденной упаковке, лучше в металлических пеналах.

Если упаковка была повреждена или сварку выполняют при отрицательной температуре (независимо от условий хранения, транспортировки и состояния упаковки), электроды перед сваркой изделий должны быть прокалены в течение 1 ч при следующей температуре:

электродов прокалки, °С

Электроды с целлюлозным покрытием

(ВСЦ-4, Фокс Цель, ВСЦ-4А, Кобе 6010) 80. 100

Электроды о основным покрытием:

— УОНИ-13/55, Гарант, Фокс ЕВ50, ВСФС-50,

ВСО-50СК, ЛБ-52У 250. 300

— Гарант К 300. 350

— ВСФ-65, Шварц ЗК, ВСФ-85,

ЛБ-62Д, Гарант КС 350. 400

Электроды с рутиловым и рутилово-основным покрытием:

— АНО-4, МР-3 180..200

2.7. Прокалку электродов в монтажных условиях производят в печах типа СШО при температуре, установленной п. 2.6. Превышение ее приведет к нарушению покрытия, а прокалка при более низкой температуре не обеспечит удаления из покрытия кристаллизационной влаги.

2.8. Прокаленные электроды необходимо хранить на рабочих местах в закрытых металлических ящиках, а при температуре ниже +5 °С — в герметичных пеналах с подогревом (термопеналах). Электроды с основным покрытием можно использовать в течение не более двух, а с целлюлозным покрытием — в течение пяти суток после прокалки.

По истечении указанного срока электроды следует прокалить вновь. Электроды можно прокаливать не более двух раз, не считая прокалки при изготовлении.

2.9. Технологические свойства электродов должны соответствовать требованиям ГОСТ 9466-75. Основные из них следующие:

— дуга легко зажигается и стабильно горит;

— покрытие плавится равномерно, без чрезмерного разбрызгивания, отпадания кусков и образования козырька, который препятствует нормальному плавлению электрода во всех пространственных положениях;

— образующийся при сварке шлак обеспечивает правильное формирование шва и легко удаляется после охлаждения;

— в металле шва и в наплавленном металле нет трещин, а количество включений не превышает допустимого.

2.10. При неудовлетворительных технологических свойствах электроды следует повторно прокалить в печи. Если после повторной прокалки технологические свойства электродов не отвечают приведенным выше требованиям, то данную партию электродов для сварки трубопроводов и ответственных металлоконструкций применять нельзя.

2.11. Для ручной и автоматической сварки в среде аргона в качестве неплавящегося электрода следует применять прутки лантанированного вольфрама (ТУ 48-19-27-72) [12] или иттрированного вольфрама марки СВИ-1 диаметром 2. 4 мм.

Сварочная проволока

2.12. Для ручной и автоматической аргонодуговой сварки неплавящимся электродом, газовой (ацетилено-кислородной), автоматической и полуавтоматической сварки в углекислом газе, автоматической сварки под флюсом необходимо применять низкоуглеродистую, ле гированную и высоколегированную сварочную проволоку (табл. 3), отвечающую требованиям ГОСТ 2246-70 [13]. Для сварки разнородных сталей использовать соответствующие сварочные материалы (табл. 4).

2.13. Каждая партия проволоки должна иметь сертификат с указанием завода-изготовителя, ее марки, диаметра, номера плавки и химического состава.

К каждому мотку (бухте) проволоки должна быть прикреплена бирка с указанием завода-изготовителя, номера ее плавки, марки и диаметра проволоки по ГОСТ 2246-70.

2.14. При отсутствии сертификата или бирки, а также в случае сомнений в качестве проволоки необходимо проверить ее химический состав на соответствие требованиям ГОСТ 2246-70. При неудовлетворительных результатах химического анализа производят повторный анализ на удвоенном числе проб. При неудовлетворительных результатах повторного анализа проволоку бракуют.

2.15. Поверхность проволоки должна быть чистой, без окалины, ржавчины, масла и грязи.

При необходимости сварочную проволоку просушивают при температуре 150. 200 °С в течение 1,5. 2 ч с последующей механической очисткой ее поверхности от ржавчины или технической смазки.

2.16. Каждая бухта (моток, катушка) легированной проволоки перед сваркой (независимо от способа сварки) должна быть проверена путем стилоскопирования для определения содержания основных легирующих элементов в соответствии с ГОСТ 2246-70.

Стилоскопированию подвергают концы каждой бухты (мотка, катушки). При неудовлетворительных результатах стилоскопирования данная бухта не может быть использована для сварки до установления точного химического состава проволоки количественным химическим анализом.

Порошковая проволока

2.17. При сварке в углекислом газе применяют проволоки рутилового и рутил-флюоритного типа (табл. 5).

Сварку труб из низкоуглеродистых сталей производят с помощью проволок рутил-органического и карбонатного типов. При сварке низколегированных сталей, а также кольцевых стыков с принудительным формированием применяют проволоки карбонатно-флюоритного типа.

Марка проволоки ( ГОСТ 2246-70 ) для сварки

ручной и автоматической аргонодуговой

полуавтоматической, автоматической в углекислом газе

автоматической и полуавтоматической под флюсом

Ст. 10, 15, 20, ВСт.2кп

17ГС, 16ГН, 09Г2С,

15Г2С, 14ХГС, 20ГСЛ

Примечание. Для ручной и автоматической аргонодуговой сварки стыков труб из сталей 08Х18Н10Т и ОХ18Н12Т применять проволоку Св-04Х19Н9, Св-06Х19Н9Т.

Рекомендуемые материалы для сварки разнородных сталей в среде защитных газов и под флюсом

Марка проволоки для сварки

Материалы для сварки под флюсом

в среде углекислого газа

10Г2, 17ГС, 17Г2СФ, 15ГС, 16Г

15МХ, 12гЛХ, 12Х1МФ

Св-06Х19Н10М3Т, Св-06Х19Н10М3Б, Св-06Х20Н11М3ТБ

Самозащитные проволоки отечественного производства

Диаметр проволоки, мм

Механические свойства металла шва

ан при 20 °С, Дж/см 2

Флюсы для автоматической сварки

2.18. Для автоматической сварки трубопроводов под флюсом следует применять плавленые флюсы по ГОСТ 9087-81 [14].

При сварке резервуаров используют плавленые (АН-348А, АН-22, АН-26, АН-43, АН-60) и керамические (КВС-19, КВС-19М, АНК-30) флюсы (табл. 6).

2.19. Флюс необходимо хранить в сухом отапливаемом помещении при относительной влажности не более 50 % и температуре не ниже 15 °С.

2.20. Перед употреблением флюсы независимо от условий выполнения сварочных работ необходимо прокалить в печах типа СНО: АН-348А и АН-47 — в течение 1-1,5 ч при температуре не ниже 250. 300 °С; АН-22 — в течение 2 ч при температуре не ниже 450 ° С. При прокалке толщина слоя флюса должна быть не более 60 мм.

2.21. Прокаленный флюс, хранящийся на складе, можно использо вать в течение 15 дней, а флюс, хранящийся в герметичной таре или сушильном шкафу, — в течение любого срока. Если флюс оставлен на несколько часов на открытом воздухе, например, в бункере сварочной головки, то перед работой его необходимо ссыпать и вновь прокалить. Прокаливать флюс можно многократно.

2.22. На складе флюсы хранят в заводской упаковке — в бумажных мешках, аккуратно уложенных в штабель, или при повреждении упаковки в специальных закрытых емкостях (контейнерах, бункерах, ларях).

Флюсы, применяемые в трубопроводном строительстве, по ГОСТ 9087-81

Марка проволоки по ГОСТ 2246-70

Марки сталей свариваемых конструкций (ГОСТ)

Ст.3; Ст.3сп; ВСт.3сп; ВСт.3кП; ВСт.3Гпс (ГОСТ 380-71) 10, 20, 30, 35, 45 (ГОСТ 1050-74)

16ГС; 17ГС; 09Г2С; 17Г1С ( ГОСТ 19282-73 )

15Г ( ГОСТ 4543-71 ) [ 15 ]

12Х18Н9Т ( ГОСТ 5632-72 ) [ 16 ]

15Г2САФ ( ГОСТ 19282-73 )

10Г2С1 ( ГОСТ 19282-73 )

Ст. 1, Ст. 2, Ст. 3 (ГОСТ 380-71)

Св-08ХМ; Св-08МХ; Св-10Г2

15Г2СФ ( ГОСТ 19282-73 )

Горючие и защитные газы

2.23. В качестве защитных газов для ручной и автоматической аргонодуговой сварки неплавящимся электродом применяют аргон по ГОСТ 10157-79 [17].

2.24. Для газовой ацетилено-кислородной сварки необходимо использовать газообразный кислород высшего и первого сорта, соответствующий требованиям ГОСТ 5583-78 [18].

В качестве горючего газа следует применять растворенный технический ацетилен по ГОСТ 5457-75 [19], поставляемый потребителю в баллонах или получаемый на месте из карбида кальция, отвечающего требованиям ГОСТ 1460-81 [20].

2.25. При полуавтоматической сварке в качестве защитного газа применяют углекислый газ первого и второго сорта или пищевую углекислоту (ГОСТ 8050-85) [21]. Использование технического углекислого газа не разрешается.

2.26. Газы доставляют на трассу в баллонах или в специальных изотермических емкостях (танках), устанавливаемых на грузовом автомобиле или на прицепе.

2.27. Перед использованием проверяют качество газа в каждом баллоне, для чего наплавляют на пластину или трубу валик длиной 100. 150 мм и по внешнему виду поверхности наплавки определяют надежность газовой защиты.

При наличии пор в металле шва газ, находящийся в данном баллоне, бракуют.

2.28. В качестве горючих газов используют ацетилен, пропан, природный газ, смеси различных газообразных или жидких углеводородов и водорода.

2.29. Горючие газы транспортируют и хранят в баллонах под давлением 1,34. 1,6 МПа, либо в стационарных или передвижных емкостях с испарителем.

2.30. Сжатый газообразный кислород хранят и транспортируют в отдельных баллонах (ГОСТ 949-73) [22] под давлением 10. 15 МПа.

Выбор и подготовка сварочных материалов для работы при отрицательных температурах

2.31. При выборе сварочных материалов для сварки при отрицательных температурах (табл. 7, 8) необходимо исходить из того, что наплавленный металл должен быть стойким к хрупкому разрушению, более вязким и пластичным по сравнению с основным металлом.

Электроды, применяемые для сварки трубопроводов и резервуаров при отрицательных температурах

Диаметр электрода, мм

Временное сопротивление свариваемых сталей s в ; МПа (слой шва)

Конструкции. Минимальная температура эксплуатации, ° С

550 [первый (корневой)]

Подземные трубопроводы. — 40

550 . 600 (первый)

До 600 (первый и второй)

До 500 (первый и последний)

До 480 (первый и последующие)

Наземные, надземные трубопроводы, резервуары. — 40

Подземные и надземные трубопроводы. — 60

До 500 (первый и последующие)

Подземные, наземные, надземные трубопроводы, резервуары. — 60

До 550 (первый и последующие)

550 . 600 (заполняющие и облицовочные)

Подземные, наземные трубопроводы. — 60

До 700 (заполняющие и облицовочные)

Сварочные материалы для автоматической сварки трубопроводов и резервуаров

Временное сопротивление свариваемых сталей s в , МПа (слой шва)

Конструкции. Минимальная температура эксплуатации, °С

До 550 (заполняющие и облицовочный)

Подземные трубопроводы и подземные резервуары. — 40

До 600 (заполняющие и облицовочные)

Подземные, наземные и надземные трубопроводы, резервуары. — 60

До 550 (заполняющие и облицовочные)

Подземные трубопроводы. — 60

* Флюсы АН-60, АН-65 используются преимущественно при форсированных режимах сварки.

2.32. Особенно тщательно в зимних условиях следует соблюдать правила хранения сварочных материалов и их подготовки к сварке.

Независимо от условий хранения сварочные материалы непосредственно перед сверкой необходимо прокалить в течение 60 мин (электроды) или 60. 90 мин (флюсы) при температурах, приведенных ниже:

Марка Температура прокалки, °С

УОНИ-13/45 300. 350

УОНИ-13/55 300. 350

Просушенные и прокаленные флюсы и электроды подают к месту сварки в количестве, необходимом для работы в одну смену, если нет других ограничений в технической документами.

3. ПОДГОТОВКА К СВАРКЕ

Проверка материалов. Сборка трубопроводов

3.1. Все поступающие на оборку трубы и детали должны быть проверены мастером (или другим ответственным лицом) на наличие клейм, маркировки, а также сертификатов завода-изготовителя, подтверждающих соответствие материалов их назначению.

При отсутствии клейм, маркировки или сертификатов трубы и детали к сборке не допускаются.

3.2. Необходимо также проверить:

— соответствие данных, указанных в сертификате или паспорте, техническим условиям, ГОСТам на поставку, заводской документации, чертежу (при наличии его), выполнение предприятием-изготовителем контрольных испытаний, предусмотренных стандартами и ТУ;

— соблюдение правил транспортировки;

— наличие и соответствие маркировки материала сертификату или паспорту, чертежу, техническим условиям;

— наличие клейма технического контроля;

— соответствие фактических геометрических размеров и качества материалов требованиям чертежей, ГОСТов, нормалей, ТУ и данным сертификатов или паспортов, заводской маркировке;

— качество поверхности материалов и деталей: на поверхности не должно быть трещин, раковин, вмятин, забоин, надрывов, задиров;

— правильность подготовки кромок и качество их поверхности.

3.3. Как исключение, допускается удостоверять качество и марки материала для металлических конструкций из углеродистой и низколегированной стали классов С38/23 — С60/45 лабораторными испытаниями в соответствии с требованиями, установленными стандартами.

Отступления от чертежей на металлические конструкции не допускаются, в случае необходимости они должны быть согласованы с разработчиками этих чертежей.

3.4. При приемке трубопроводной арматуры должно быть проверено:

— наличие документов, удостоверяющих проведение испытания арматуры;

— соответствие маркировки и отличительной окраски арматуры указаниям в паспорте;

— комплектность арматуры (наличие ответных фланцев и других деталей, поставляемых с ней).

3.5. Арматура трубопроводов I категории независимо от наличия паспортов предприятий-изготовителей и срока хранения перед передачей в монтаж подвергается гидравлическому испытанию на прочность и плотность согласно СНиП 3.05.05-84 [24].

3.6. Арматура трубопроводов II категории и ниже, имеющая паспорта предприятий-изготовителей, при приемке ее в монтаж до истечения гарантийного срока ревизии испытанию перед монтажом не подлежит.

Арматура, имеющая паспорта, но с истекшим гарантийным сроком, передается в монтаж после проведения испытания в соответствии с требованиями СНиП 3.05.05-84.

3.7. Арматура, не имеющая паспорта предприятия-изготовителя и маркировки, может быть принята и использована только для трубопроводов IV , V категории при наличии документов, подтверждающие проведение ее ревизии и испытания.

3.8. Входной контроль осуществляют специально выделенные работники отдела технического контроля (ОТК) предприятия-потребителя. Результаты контроля регистрируют в паспорте-журнале.

3.9. Проверенный материал должен быть рассортирован, заклеймен, сложен по профилям, размерам, маркам, плавкам.

3.10. При хранении необходимо предотвращать механические повреждения материала, обеспечить доступ для его осмотра.

3.11. Все материалы перед сваркой должны быть очищены от масла, ржавчины, окалины и пр. загрязнений, расконсервированы в соответствии с ГОСТ 9.014-78 [23].

Перед очисткой материалы должны быть просушены: они должны быть выдержаны в сухом помещении или обдуты нагретым воздухом.

Внутренняя поверхность труб может быть очищена от загрязнений путем продувки сжатого воздуха, промывки водой или протаскивания металлического пыжа.

3.12. Кромки труб и прилегающие к ним поверхности (внутренняя и наружная) должны быть зачищены до металлического блеска на ширине не менее 10 мм.

3.13. Сборка конструкций под сварку может производиться только из деталей и элементов, соответствующих требованиям чертежей или другой технической документации по геометрическим размерам, с помощью специальных приспособлений (прил. 3).

3.14. При подготовке стыковых соединений труб для сварки необходимо проверить их соответствие чертежам, требованиям нормативно-технической документации и обратить внимание на перпендикулярность плоскости реза к оси трубы; отклонение плоскости реза от перпендикуляра (размер l на рис. 1) не должно превышать следующих значений:

диаметр трубы, штуцера

или патрубка, мм До 65 66. 125 126. 225 226. 500 Более 500

плоскости реза, мм 0,5 1 1,5 2 2,5

3.15. Обработку концов труб для сварки (отрезку труб и снятие фасок) необходимо производить механическим способом (резцом, фрезой или абразивным кругом) с помощью специальных трубонарезных станков.

Шероховатость поверхности кромок труб, подготовленных для сварки, должна составлять 180.

Конструкция стыковых соединений труб

Собранный стык в поперечном сечении

Наружный диаметр трубы, мм

Ручная аргонодуговая, газовая

Автоматическая под флюсом 1 *

Ручная аргонодуговая, газовая

Автоматическая под флюсом

Ручная электродуговая комбинированная 3 *

При любом диаметре

Полуавтоматическая в углекислом газе

Автоматическая под флюсом

Ручная аргонодуговая, газовая

Ручная аргонодуговая, газовая

Автоматическая под флюсом

Полуавтоматическая в углекислом газе

Автоматическая под флюсом

Автоматическая под флюсом

1 * При автоматической сварке под флюсом корневая часть шва предварительно подваривается внутри трубы (Тр-1 и Тр-1б, Тр-2а) ручной электродуговой, аргонодуговой или полуавтоматической сваркой в углекислом газе. Если невозможна такая подварка, накладывают корневой шов с наружной стороны.

2 * Для Тр-1, Тр-1а, Тр-2, Тр-2а, Тр-6б указал зазор a при выполнении корневого слоя аргонодуговой сваркой с присадочной проволокой Если корневой слой выполняют аргонодуговой сваркой без присадочной проволоки, то зазор a должен быть при ручной сварке не более 0,5, при автоматической — не более 1 мм.

3 * Корень — ручная или автоматическая аргонодуговая, остальное — ручная электродуговая или полуавтоматическая сварка в углекислом газе.

4 * Корень — ручная аргонодуговая, остальное — ручная электродуговая и полуавтоматическая сварка в углекислом газе.

5 * Корень — автоматическая аргонодуговая, остальное — ручная электродуговая или полуавтоматическая сварка в углекислом газе.

Рис. 1. Проверка перпендикулярности обрезки торцов

3.16. При соосной стыковке труб с разными наружными диаметрами размер h (рис. 2 ) должен составлять для труб из углеродистой и низколегированной стали 30 % толщины более тонкой трубы, но не более 5 мм; для труб из аустенитных, мартенситно-ферритных сталей при номинальной толщине стенки 10 мм и менее — 15 % толщины более тонкой трубы.

Если смещение (несовпадение) стыкуемых труб по наружной поверхности из-за разности наружных диаметров превышает указанное, конец трубы с большим наружным диаметром должен быть дополнительно обработан согласно одному из эскизов (см. рис. 2).

Рис. 2. Обработка концов труб при стыковке элементов, имеющих разные наружные диаметры ( a = 15 ± 1 ° )

3.17. Дефектные торцы запорной (распределительной) арматуры ремонту не подлежат; арматура, имеющая дефекты патрубков, должна быть заменена на новую. Ремонт патрубков, арматуры допускается только в том случае, если это предусмотрено в сопроводительном документе завода-поставщика.

3.18. Основные рекомендуемые конструкции стыковых сварных соединений даны в табл. 9. Приведенные в ней конструктивные размеры подготовки кромок и сборки стыков могут быть несколько измен ены, если при этом обеспечивается надлежащее качество сварных соединений, их соответствие ГОСТ 16037-80, ГОСТ 5264-80 , ГОСТ 8713-79 , ГОСТ 14771-76 [25-28].

3.19. Сборка стыков труб под сварку должна производиться с использованием приспособлений для центрирования, обеспечивающих соосность стыкуемых труб (прил. 3), или специальных приспособлений — центраторов. Для труб диаметром 529 мм и выше разрешается применять при сборке только внутренние центраторы; трубы диаметром менее 529 мм можно собирать при помощи наружных центраторов.

3.20. При сборке труб с одинаковой толщиной стенки допускаемое смещение кромок может составлять до 20 % толщины стенки трубы, но не более 3 мм при дуговой и не более 2 мм при стыковой сварке оплавлением.

3.21. Непосредственное соединение на трассе разнотолщинных труб одного и того же диаметра или труб с деталями (тройниками, отводами, переходами, днищами) допускается при следующих условиях:

— если разность толщин стенок стыкуемых труб или труб с деталями не превышает 2,5 мм (при толщине стенок деталей 12 мм и менее);

— если разность толщин стенок стыкуемых труб или труб с деталями не превышает 3 мм (при толщине стенок 12 мм и более).

3.22. Соединение труб или труб с деталями с большей разностью толщин стенок осуществляется путем вварки между стыкуемыми трубами или между трубами и деталями переходников или вставок промежуточной толщины, длина которых должна быть не менее 250 мм.

При разнотолщинности до 1,5 толщины стенки допускается непосредственная сборка и сварка труб при специальной разделке кромок более толстой стенки трубы или детали. Конструктивные размеры разделки кромок и сварных швов должны соответствовать указанным на рис. 3.

Рис. 3. Конструктивные размеры разделки кромок и сварных швов разнотолщинных труб

3.23. Смещение кромок при сварке разностопных труб, измеряемое по наружной поверхности, не должно превышать допусков, установленных требованиями п. 3.16 настоящей инструкции.

3.24. Непосредственное соединение труб с запорной и распределительной арматурой разрешается при условии, что толщина свариваемой кромки патрубка арматуры не превышает 1,5 толщины стенки стыкуемой с ней трубы, а кромки патрубка арматуры подготовлены в заводских условиях согласно рис. 4.

3.25. Во всех случаях, когда специальная разделка кромок патрубка арматуры выполнена не в заводских условиях, а также когда толщина свариваемой кромки патрубка арматуры превышает 1,5 толщины стенки стыкуемой с ней трубы, соединение следует производить путем вварки между стыкуемой трубой и арматурой специального переходника или переходного кольца.

3.26. Изготовление сварных соединительных деталей трубопровода (отводов, тройников, переходов и др.) в полевых условиях запрещается.

3.27. При сборке труб и других элементов, имеющих продольные швы, последние должны быть смещены один относительно другого.

Смещение должно быть не менее трехкратной толщины стенки свариваемых труб (элементов), но не более 100 мм; на трубы и элементы с наружным диаметром менее 100 мм это требование не распространяется.

3.28. Сборку замыкающего стыка при холодном натяге (независимо от способа сварки стыка) следует производить после окончания сварки, термообработки и контроля качества остальных стыков на данной нитке трубопровода; в процессе сварки и термообработки замы кающего стыка необходимо укрепить трубопровод в таком положении, чтобы этот стык не испытывал на себе усилий от холодного натяга (рис. 5).

Рис. 5. Схема сборки и сварки замыкающего стыка при холодном нагреве

Р — трос; 1, 2 — неподвижные опоры; 3 — временные вставки

При сборке стыка I устанавливают временную вставку 3 в виде кольца из трубы; длина вставки равна значению холодного натяга. После сварки и термообработки всех других стыков на этой нитке трубопровод освобождают от связей на неподвижной опоре 1, из стыка I удаляют временную вставку, с помощью троса левый участок трубопровода подтягивают на значение холодного натяга и закрепляют в таком положении; производят сборку, прихватку, сварку и термообработку стыка I , трубопровод устанавливают на опоре 1 в проектное положение.

3.29. При ремонте стыков труб, обрезке поврежденных кромок, вырезке катушек и дефектных стыков из трубопровода и в других случаях разделку кромок труб выполняют непосредственно в полевых условиях.

Чаще всего для этой цели применяют ручную или механизированную газокислородную резку.

Современное оборудование для резки труб в полевых условиях, а также простейшие приспособления, применяемые при ручной резке, позволяют получать фаски простого профиля с удовлетворительными точностью и качеством поверхности реза.

После газокислородной резки рекомендуется зачистка поверхности реза при помощи ручных шлифовальных машинок абразивными кругами.

Более качественным и точным методом подготовки труб в полевых условиях является обработка резанием при помощи специализированных установок для механической обработки кромок.

3.30. Вырезку дефектной катушки производят с помощью специальных машинок для резки во взрывобезопасном исполнении, таких, как «Спутник-3», «Файн-600», или взрывом удлиненных кумулятивных зарядов (УКЗ). Линию реза намечают мелом по специальному шаблону или приспособлением для разметки катушек. Вырезку катушки с использованием энергии взрыва производят согласно инструкции по эксплуатации трубореза ТрККН.

Сборка металлоконструкций

3.31. Сборка и сварка элементов металлоконструкций может быть последовательной, полной, параллельно-последовательной и осуществляться следующими способами:

— по предварительной разметке;

— по контрольным отверстиям в собираемых элементах;

— на поточных линиях.

3.32. Сборочные работы выполняют на стендах, сборочных плитах, стационарных и передвижных стеллажах, обеспечивающих правильное положение деталей.

3.33. Сборку следует выполнять с применением инвентарных сборочных приспособлений и средств малой механизации — струбцин, домкратов, стяжных и распорных приспособлений и пр. (прил. 4).

Стыковая сборка листов

3.34. Собирают листы встык на горизонтальных стеллажах, обеспечивающих положение листов в одной горизонтальной плоскости.

3.35. Соединяемые листы с v-образной подготовкой кромок устанавливают на подкладки с целью предупреждения прогиба листов из-за поперечной усадки швов.

3.36. Укрупненные заготовки собирают только из выправленных листов. Допускается смещение кромок собираемых деталей до 10 % толщины металла, но не более 2 мм.

3.37. Укрупнение заготовок элементов конструкций, которые в последующем будут подвергнуты термической резке, выполняют из ме талла толщиной 10 мм и более. Если же термическая резка не производится, то укрупняют заготовки из металла толщиной 4. 10 мм.

При обработке полуфабрикатов для укрупнения заготовок необходимо сделать на каждый стык припуск на усадку от сварки: 1 мм при толщине листа до 16 мм и 2 мм — при больших толщинах.

Стыковая сборка углового, швеллерного и двутаврового проката

3.38. Конструкции из профильного металлопроката собирают встык.

3.39. Угловую сталь стыкуют двумя способами:

1) листовыми накладками;

2) короткими уголками без прокладки или с прокладкой.

Первым способом соединяют одиночные уголки. Стык может пере крываться накладками полностью, и в этом случае усилия с уголков передаются на накладки через фланговые швы. Можно также сначала сварить уголки между собой, а затем стык перекрыть накладками (комбинированный стык), но такое соединение хуже работает под нагрузкой.

Второй способ применяют при стыковке парных уголков. Ширина полок стыкуемых уголков должна быть такой, чтобы при установке их на место получался уступ, достаточный по размеру для наложения полномерного углового шва.

3.40. Швеллеры и двутавровые балки стыкуют наиболее часто с применением листовых накладок. При этом допускается зазор в стыке между торцами швеллеров и балок до 50 мм.

3.41. При соединении уголков, швеллеров и балок необходимо соблюдать следующие правила. Соединяемые детали укладывают в одну линию, не допуская перелома в стыке как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.

Накладки на стенке швеллеров и балок располагают симметрично относительно продольной оси сечения и подтягивают плотно с помощью струбцин к соединяемым деталям.

Кромки накладок, перекрывающих полки стыкуемых уголков, швеллеров и балок, должны быть параллельны кромкам стыкуемых деталей. На полки уголков, швеллеров и балок в комбинированном стыке накладки устанавливают после того, как будет проверена зачистка шва и его качество.

Сборка стропильных ферм и связей

3.42. Типовые фермы необходимо собирать с помощью механизированной инвентарной оснастки, а фермы, изготовляемые по индивидуальным проектам, по копиру или в кондукторе на сборочной плите.

Процесс сборки ферм включает следующие операции: ознакомление с чертежом, выбор варианта сборки, подготовка рабочего места, приспособлений и инструмента, приемка и раскладка полуфабриката, сборка копира или кондуктора, сборка половинки (плоскости) фермы на копире, кантовка половинки и оформление второй плоскости фермы, сдача собранной фермы ОТК.

3.43. Решетчатые пространственные конструкции (мачты, балки, опоры ЛЭП, легкие колонны и др.) следует собирать в объемных кондукторах с зажимными и фиксирующими приспособлениями.

3.44. Сборку конструкций и деталей необходимо вести так, чтобы не допустить изменения их формы, если это не предусмотрено технологическим процессом.

3.45. Формы кромок и размеры зазоров при сборке сварных соединений, а также выводных планок должны соответствовать значениям, приведенными ГОСТ 5264-80, ГОСТ 8713-79, ГОСТ 14771-76 [26-28] на швы сварных соединений, а в конструкциях из стали класса С60/45 — в чертежах КМ.

Все местные уступы и сосредоточенные неровности, имеющиеся на сборочных деталях, препятствующие плотному их соединению, надлежит до сборки устранять плавной зачисткой с помощью абразивного круга.

3.46. При общей сборке конструкций должна быть произведена подгонка всех соединений, включая рассверливание монтажных отверстий, и установлены фиксирующие устройства.

На всех элементах должны быть нанесены контрольные риски.

4. ПРИХВАТКА СТЫКОВ

4.1. Собранные стыки труб и других элементов необходимо прихватывать в нескольких местах, чтобы обеспечить их правильное взаимное расположение во время сварки.

Постановка прихваток на месте пересечения швов не допускается.

4.2. Прихваточные швы рекомендуется накладывать тем же способом сварки, которым будет выполняться корневой шов. Прихватку дол жен производить сварщик, который имеет удостоверение на право производства сварки стыков труб соответствующей категории, по возможности тот, который будет сваривать данный стык.

При автоматической сварке под слоем флюса собранные стыки необходимо прихватывать ручной электродуговой сваркой углеродистыми электродами диаметром не более 3 мм или полуавтоматической сваркой в углекислом газе.

4.3. Прихватки необходимо выполнять с полным проваром, на том же режиме сварки, что и при наложении основного шва.

4.4. К качеству прихваток предъявляются такие же требования, как и к основному сварному шву. Прихватки, имеющие недопустимые дефекты, обнаруженные при внешнем осмотре, следует удалять механическим способом.

4.5. Прихваточные швы должны быть равномерно расположены по периметру стыка. Не рекомендуется накладывать прихватки на потолочный участок стыка, так как в этом случае труднее обеспечить их полную переварку при наложении основного шва.

На стыках, собираемых без подкладных колец, число прихваток и их протяженность зависят от диаметра труб и в общем случае должны соответствовать следующим значениям:

Диаметр труб, мм До 100 От 100 Свыше 426

Число прихваток Через каждые

по периметру 1. 2 3. 4 300. 400 мм

Длина одной прихватки,

мм 10. 20 20. 40 30. 50

Высота прихватки определяется толщиной стенки трубы S и способом сварки. Она должна составлять 0,6. 0,7 S, но не менее 3 мм при толщине стенки до 10 мм, 5. 8 мм при толщине стенки более 10 мм (ручная электродуговая сварка или полуавтоматическая сварка в углекислом газе), 2. 3 и 3. 4 мм при толщинах стенок до 10 и более 10 мм соответственно (ручная аргонодуговая или газовая сварка).

4.6. Прихватки зачищают металлическими щетками от окалины, проверяют внешним осмотром их качество (определяют, нет ли трещин и пор).

При обнаружении недопустимых дефектов прихватки удаляют, стык подготавливают и вновь накладывают прихватки, повторяют зачистку и контроль.

4.7. Сборку стыков на внутренних центраторах, за исключением сборки труб под двустороннюю автоматическую сварку под флюсом, целесообразно выполнять без прихваток.

Сборку на наружных центраторах следует выполнять с прихватками. Число прихваток по периметру стыков зависит от диаметра трубы:

Диаметр трубы, мм До 400 400. 1000

Число прихваток 2 3

Длина прихваток, мм 30. 50 60. 100

4.8. При сварке в условиях низких (ниже -20 °С) температур длина прихваток должна составлять не менее 100. 200 мм.

4.9. Прихватки деталей металлоконструкций необходимо располагать в местах наложения сварных швов.

4.10. Размеры сечения прихваток металлоконструкций должны быть минимальными с тем, чтобы они расплавлялись при наложении швов.

Длина прихваток в конструкциях, выполненных из сталей классов до С52/40 включительно, должна быть не менее 50 мм, расстояние между прихватками — не более 500 мм, а в конструкциях из стали класса С60/45 — 100 и 400 мм при длине катета шва прихватки не более половины длины катета шва сварного соединения.

4.11. Прихватку труб при температуре воздуха ниже 0 °С необходимо производить с подогревом стыков до температуры, указанной в табл. 10 (раздел 5).

5. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ И СОПУТСТВУЮЩИЙ ПОДОГРЕВ СТЫКОВ ПРИ ПРИХВАТКЕ И СВАРКЕ

5.1. Предварительный и сопутствующий подогрев производят в соответствии с рекомендациями, содержащимися в табл. 10.

Рекомендации по предварительному подогреву стыков из углеродистых и низколегированных сталей*

Углеродный эквивалент Сэкв, %

* В знаменателе — для сварки электродами с целлюлозным покрытием, в числителе — для остальных способов сварки.

Примечание. Условные обозначения, принятые в таблице, следующие: А — подогрев не требуется; БТ — подогрев до 100 °С при температуре окружающего воздуха ниже Т (например, Б-15 значит, что подогрев требуется при температуре -15 °С); В, Г, Д — подогрев до 100, 150 и 200 °С соответственно независимо от температуры окружающего воздуха; Т — температура окружающего воздуха, ° С; Сэкв — углеродный эквивалент, % (Сэкв = С — ). C , Mn , Mo, Cr , Cu, N 1 — содержание соответствующих элементов в % по массе по техническим условиям или сертификату).

Температуру подогрева и число подогревов в процессе сварки необходимо выбирать с учетом понижения температуры вследствие теплоотвода в конкретном стыке с таким расчетом, чтобы металл свариваемых элементов в месте стыка в течение всего времени сварки был нагрет до требуемой температуры.

5.2. Предварительный и сопутствующий подогрев стыков из высоколегированных сталей производят, как указано в разделе 17.

5.3. Не следует выполнять сварку при температуре металла в месте стыка выше 450 °С из-за чрезмерной текучести сварочной ванны.

5.4. Подогревать стык можно индукторами (током промышленной или повышенной частоты), радиационными нагревателями сопротивления, кольцевыми газовыми горелками.

5.5. Стык должен быть подогрет по всему периметру, при этом для труб из низколегированной стали при толщине стенки более 30 мм ширина зоны подогрева до нужной температуры должна быть не менее 150 мм (по 70. 75 мм с каждой стороны стыка), при толщине стойки до 30 мм — не менее 100 мм.

5.6. Предварительный подогрев перед приваркой бобышек и штуцеров к трубопроводу при диаметре труб менее 219 мм необходимо произвести по всему периметру трубы, при больших диаметрах — только в месте приварки деталей.

5.7. Стыки труб при толщине стенки 20 мм и менее разрешается нагревать газовыми сварочными горелками.

Стыки труб с толщиной стенки более 20 мм можно нагревать сварочными горелками лишь в исключительных случаях, если нет возможности установить индуктор, радиационный нагреватель или кольцевую горелку; при этом необходимо надеть на трубу асбестовые муфели (манжеты) и установить такое число горелок, которое обеспечило бы равномерный нагрев стыка по всему периметру.

5.8. Температуру подогрева следует контролировать с помощью термоэлектрических преобразователей (ТП), термокарандашей и термокрасок.

5.9. Для контроля температуры предварительного и сопутствующего подогрева стыков трубопроводов из низколегированных сталей диаметром свыше 600 мм при толщине стенки более 25 мм необходимо установить два ТП в противоположных точках по периметру стыка.

6. СВАРКА СТЫКОВ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

6.1. Сварку стыков следует начинать сразу после прихватки. Непосредственно перед сваркой необходимо проверить состояние поверхности стыка и в случае необходимости зачистить его.

6.2. Сварку стыка труб (деталей) из легированных сталей следует выполнять без перерыва. Не допускается прекращение сварки стыка до заполнения хотя бы половины высоты разделки по всей окружности.

При вынужденных перерывах в работе (авария, отключение тока) необходимо обеспечить медленное и равномерное охлаждение стыка любыми доступными способами (например, обкладкой стыка листовым асбестом), а при возобновлении сварки стык должен быть подогрет (если это требуется) до температуры, указанной в табл. 10.

Не допускаются никакие силовые воздействия на стык до окончания его сварки и термообработки.

Примечание. Сварное соединение трубопроводов из низколегированных сталей, выполненное с перерывом, должно быть обязательно проконтролировано с помощью ультразвуковой дефектоскопии.

6.3. Во всех случаях многослойную сварку необходимо производить с таким расчетом, чтобы стыки швов («замки») в соседних слоях не совпадали, а были смещены один относительно другого и каждый последующий слой перекрывал предыдущий (рис. 6).

Рис. 6. Схема наложения «замков» шва

Значения смещения и перекрытия а должны быть следующими:

— при аргонодуговой сварке (ручной и автоматической), газовой и ручной электродуговой сварке электродами диаметром 2,5. 3 мм — не менее 10 мм;

— при ручной электродуговой сварке электродами диаметром 1. 5 мм и полуавтоматической сварке в среде углекислого газа — не менее 15 мм;

— при автоматической сварке под флюсом — не менее 50 мм.

6.4. При ручной электродуговой сварке дуга должна быть по возможности короткой, особенно при использовании электродов с фтористокальциевым покрытием. В последнем случае дуга должна быть предельно короткой (сварка производится методом опирания).

В процессе сварки необходимо как можно реже обрывать дугу, чтобы не оставлять незаплавленных кратеров.

Перед гашением дуги сварщик должен заполнить кратер путем постепенного отвода электрода и вывода дуги назад на 15. 20 мм на только что наложенный шов.

Последующее зажигание дуги производится на металле шва на расстоянии 12. 15 мм от кратера.

6.5. При ручной электродуговой сварке по избежание зашлаковки металла шва около кромок труб следует накладывать возможно более плоский (без выпуклости) валик.

Для этого нужно несколько задерживать электрод у кромки трубы или отводить его немного назад.

6.6. В процессе сварки следует обращать особое внимание на обеспечение полного провара корня шва и заделки кратера. После наплавки каждого валика необходимо полностью удалить шлак, дав ему остыть (потемнеть).

При наличии на поверхности шва трещин, сильной пористости и т.п. дефектное место следует удалить механическим способом до бездефектного металла и заварить шов вновь.

6.7. Высота усиления сварных швов должна быть следующей:

Толщина стенки трубы, мм Высота усиления, мм

Ширина усиления должна быть такой, чтобы наружные кромки фасок перекрывались на 2. 3 мм с обеих сторон.

В стыковых швах, выполненных автоматической сваркой под флюсом, при толщине стенки труб до 8 мм допускается отсутствие усиления (шов наложен заподлицо с трубой).

6.8. Каждый стык должен иметь клеймо сварщика или бригады сварщиков, выполнявших сварку.

На стыки труб из стали с нормативным временным сопротивлением разрыву до 539 МПа (55 кгс/мм 2 ) клейма должны наноситься механическим способом или наплавкой на расстоянии 100. 150 мм от стыка в верхней полуокружности трубы.

Стыки труб из стали с нормативным временным сопротивлением разрыву 539 МПа (55 кгс/мм 2 ) и выше маркирует несмываемой краской снаружи трубы.

7. РУЧНАЯ ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА ТРУБ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

7.1. Конструкция сварного соединения должна соответствовать типу Тр-2, Тр-3 или Тр-7 (табл. 9).

7.2. Производят прихватку стыков, их предварительный и сопутствующий подогрев, как указано в разделах 4, 5.

7.3. В зависимости от марки свариваемой стали подбирают электроды, как рекомендовано в разделе 2.

В зависимости от диаметра электрода и типа покрытия выбирают режим сварки (табл. 11).

Для каждой марки электрода режим необходимо уточнить по паспортным данным. Электроды диаметром 5 мм можно применять при сварке верхнего участка вертикальных неповоротных стыков (в нижнем положении), начиная с выхода на вертикальный участок.

Потолочный участок шва следует выполнять электродами диаметром не более 4 мм.

7.4. При сварке вертикальных стыков трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей высота каждого слоя (валика) не должна превышать 5. 6 мм для электродов с руднокислым и рутиловым покрытиями и 4. 5 мм для электродов с фтористокальциевым покрытием. Ширина одного слоя должна быть не более 30. 35 мм.

7.5. При сварке вертикального стыка с разделкой типа Тр-3а (табл. 9) первые три-четыре слоя шва следует выполнять электродами диаметром 2,5. 3 мм, последующие слои — электродами диаметром 4 мм с соблюдением следующих требований:

— толщина слоя шва должна составлять 4. 7 мм, а ширина должна быть равна ширине разделки в данном сечении. Электрод следует перемещать с колебаниями 1. 3 мм, несколько задерживая его у кромок, чтобы обеспечить плавный переход от кромок к поверхности шва;

— кромки разделки на уровне шлака после сварки каждого слоя не должны быть подплавлены и не должны иметь подрезов;

— удалять шлак из разделки следует узким зубилом, нанося удары по шлаку, направленные по касательной периметра шва.

Ориентировочные режимы сварки и технологическое назначение электродов

Сварочный ток, А

Скорость сварки, м/ч

Электроды о основным покрытием (коэффициент наплавки 9 г/А × ч)

Заполняющий верхней полуокружности

Облицовочный верхней полуокружности

Заполняющий и облицовочный верхней полуокружности

Электроды с целлюлозным покрытием (коэффициент наплавки 10,5 г/А × ч)

Электроды с рутиловым и рутилово-основным покрытием (коэффициент наплавки 8 г/А × ч)

Заполняющий верхней полуокружности

Облицовочный верхней полуокружности

7.6. При сварке горизонтальных стыков трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей высота валика должна быть 3. 5 мм, ширина (наибольший размер в поперечном сечении) не более 10 мм.

7.7. Стыки труб из низколегированных сталей при толщине стенки более 12 мм необходимо сваривать неповоротными во избежание появления трещин в первых слоях шва при повороте труб.

7.8. Неповоротные (вертикальные и горизонтальные) стыки труб диаметром 219 мм и более с целью поддержания необходимого температурного режима в процессе сварки и уменьшения деформации должны сваривать в зависимости от диаметра труб два, три или четыре сварщика, работающие одновременно.

Примечание. Стыки труб из углеродистой стали при толщине стенки до 25 мм может сваривать один сварщик (независимо от диаметра труб).

Наложение слоев при сварке труб диаметром до 219 мм производят в порядке, указанном на рис. 7, а.

Первые три слоя стыков труб диаметром более 219 мм (для равномерного распределения напряжений по стыку и уменьшения деформации) следует выполнять обратноступенчатым способом (рис. 7, б), при этом длина каждого участка шва не должна превышать 200. 250 мм.

Длина участков последующих слоев может составлять половину окружности стыка.

7.10. Горизонтальные (неповоротные) стыки труб сваривает один сварщик в соответствии с рис. 8 , а (трубы диаметром до 219 мм) и рис. 8 , б (обратноступенчатый способ, трубы диаметром более 219 мм).

Стыки труб диаметром 219. 300 мм сваривают участками длиной, равной одной четвертой окружности стыка, большего диаметра — участками длиной 200. 250 мм.

Стыки труб с толщиной стенки до 12 мм можно сваривать, повора чивая трубу на 360° (круговое вращение), 180 и 90°. Поворотные стыки сваривает, как правило, один сварщик.

Рис. 7. Порядок наложения слоев при сварке вертикального неповоротного стыка труб диаметрами до 219 мм (а) и более 219 мм (б):

1-14 последовательность наложения слоев

I — IV — слои шва

Рис. 8. Порядок наложения слоев (валиков) при сварке горизонтального стыка труб одним сварщиком

Если сварку стыка с поворотом на 360° выполняют на рольгангах с механическим вращением труб (со скоростью, равной скорости сварки), то удобнее накладывать шов не в зените, а на участке, смещенном от вертикали на 30. 35° в сторону, обратную направлению вращения труб (рис. 9, а).

При отсутствии механического вращения трубы поворачивают несколько раз, причем единовременный угол поворота a в зависимости от диаметра труб должен составлять 60. 110° с тем, чтобы наложение шва происходило в нижнем и вертикальном положении (рис. 9, б, в).

Сварку труб диаметром более 219 мм выполняют обратноступенчатым способом за два полных поворота. Сначала на участке АБ (см. рис. 9, б) накладывают один-два слоя, а затем заполняют последовательно оставшуюся часть разделки за второй поворот трубы.

Рис. 9. Порядок выполнения сварки стыка труб с поворотом на 360 ° :

I — направление вращения труб; II — направление сварки

7.12. Сварку стыков с поворотом на 180 ° производят в два приема.

Сначала на участках ГА и ВА (рис. 10, а) накладывают один-два слоя, затем трубу поворачивают на 180° и заваривают участки ВБ и ГБ полностью [заполняют все сечение шва (рис. 10, б)]. После этого трубы опять поворачивают на 180° и накладывают остальные слои на участках ГА и ВА (рис. 10, в).

После второго поворота в первоначальное положение заваривают остальное сечение шва на участке АВБ (рис. 11, в).

Рис. 10. Порядок выполнения сварки стыка труб с поворотом на 180 °

Рис. 11. Порядок выполнения сварки стыка труб с поворотом на 90 °

7.14. Число накладываемых слоев зависит от разделки кромок и толщины стенки трубы. Для разделки кромок типа Тр-2, Тр-6б (см. табл. 9) число слоев следующее:

трубы, мм До 10 10. 15 15. 20 20. 25

Число слоев шва при

сварке электродами с

целлюлозным покрытием 3 4 5 6

При сварке труб с толщиной стенки более 25 мм число слоев увеличивают на один на каждые 2. 2,5 мм толщины.

При изменении разделки кромок соответственно изменится объем наплавленного металла в стыке и требуемое число слоев.

7.15. Наиболее ответственным является корневой слой шва. Он должен надежно проплавлять кромки свариваемых труб и образовывать на внутренней поверхности шва обратный валик с усилением 1. 3 мм.

Ослабление корня шва не допускается.

7.16. Наружная поверхность корневого слоя должна быть гладкой, мелкочешуйчатой, иметь плавное сопряжение с боковыми поверхностями разделки и вогнутую форму. С наружной поверхности шва необходимо удалять шлак (шлифовальной машинкой или пневмомолотком).

7.17. Если при сварке корня шва образовались прожоги (окна), то после зачистки их необходимо заплавить при выполнении следующего слоя шва.

7.18. Заполняющие слои шва должны обеспечить надежное сплавление отдельных слоев шва между собой и проплавление кромок свариваемых труб. После наложения каждого слоя шва обязательно выполняют очистку поверхности шва от шлака.

7.19. Облицовочный слой должен иметь плавные очертания и сопряжения с поверхностью трубы, без подрезов и других видимых дефектов.

Усиление шва должно быть не менее 1 и не более 3 мм.

Ширина шва должна быть такой, чтобы перекрывать ширину разделки на 2. 3 мм в обе стороны.

7.20. В конце смены сварной стык должен быть по возможности заварен полностью, а при толщине стенки труб 5. 6 мм это условие является обязательным.

В отдельных случаях разрешается оставлять стыки не до конца заваренными после окончания рабочего дня, если число слоев шва составляет не меньше, чем приведено ниже:

Электроды Толщина стенки трубы, мм

С целлюлозным покрытием 3 4

С основным покрытием 2 3

Примечание. Число слоев приведено без учета подварочного слоя.

8. ПРИВАРКА ФЛАНЦЕВ, АРМАТУРЫ И ДРУГИХ ДЕТАЛЕЙ К ТРУБАМ

8.1. Арматуру (вентили, задвижки), фланцы, донышки, заглушки и другие фасонные детали, присоединяемые к трубам стыковым сварным соединением, приваривают с соблюдением тех же режимов и технологии, что и при сварке стыков трубопровода соответствующего диаметра и марки стали.

8.2. В полевых условиях стыки труб из низколегированных теплоустойчивых сталей при толщине стенки более 12 мм следует сваривать неповоротными швами во избежание появления трещин в первых слоях шва во время поворота.

На заводе стыки труб независимо от толщины стенки можно сваривать поворотными, если сварка производится на вращающихся рольгангах.

8.3. Плоские (дисковые) фланцы приваривают к трубе двумя угловыми швами — наружным и внутренним (рис. 12).

Рис. 12. Приварка плоских фланцев к трубе:

а — на условное давление менее 1,6 МПа (16 кгс/см 2 );

б — на условное давление £ 2,5 МПа (25 кгс/см 2 )

Сначала накладывают наружный шов, затем внутренний. Если в чертежах или в другой технической документации не указаны размеры швов для приварки фланцев, то они должны соответствовать приведенным в табл. 12.

Размеры швов приварки фланцев

Зазор между трубой и фланцем а, мм, не более

Глубина фаски на фланце l ± 1, мм

Размеры катетов шва, мм

89 ´ 3,5; 108 ´ 4; 159 ´ 4,5

Внутренний шов, являющийся лишь уплотняющим, должен иметь катет К2, равный толщине стенки трубы, но не более 7 мм независимо от диаметра трубы.

8.4. К трубам из углеродистых и низколегированных сталей упоры, накладки, подвески и другие детали креплений из таких же сталей следует приваривать сплошным угловым швом с катетом, указанным в рабочих чертежах, с использованием электродов в соответствии с рекомендациями, приведенными в разделе 2. Диаметр электродов должен быть не более 3 мм.

Если детали креплений и трубы, к которым их приваривают, изготовлены из стали разных марок одного структурного класса, то электроды нужно выбирать по стали с меньшим содержанием легирующих элементов.

Трубы или детали, изготовленные из низколегированной стали с толщиной стенки более 10 мм необходимо приваривать с предварительным подогревом (табл. 10), при меньшей толщине стенки предварительный подогрев не производят.

8.5. Штуцера и бобышки из углеродистой стали и стали 15ГС, 16ГС приваривают электродами УОНИ-13/55 диаметром не более 3 мм без предварительного подогрева.

Бобышки и штуцера из низколегированных сталей при толщине стенки более 10 мм необходимо приваривать теми же электродами, которыми сваривают стыки труб стали данного класса, с предварительным подогревом.

При приварке бобышек и штуцеров к трубопроводу диаметром менее 219 мм предварительный подогрев необходимо провести по всему периметру трубы, при диаметре трубопровода 219 мм и более — только в месте приварки деталей.

9. АРГОНОДУГОВАЯ СВАРКА ТРУБ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Ручная аргонодуговая сварка труб малых диаметров

9.1. Неповоротные стыки труб диаметром менее 100 мм при толщине стенки не более 10 мм из стали марок Ст. 3, 4, 10, 20, 15, 10Г2С1, 14ХГС, 16ГС, 17ГС, 16ГН, 15Г2С сваривают двумя способами:

— корневой слой сваривают ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом, последующие слои — ручной электродуговой сваркой другими электродами (комбинированный способ);

— сварной шов полностью выполняют ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом.

9.2. Стыки труб с толщиной стенки 4 мм и более предпочтительнее сваривать комбинированным способом, при меньшей толщине более экономично сваривать стык полностью ручной аргонодуговой сваркой.

9.4. Аргон из баллона должен поступать в горелку через редукторы АР-10, АР-40, АР-150 с дозирующими устройствами расхода газа или через кислородный редуктор РК-53БМ (если отсутствует редуктор с дозирующим устройством) с ротаметром РС-3 или РС-5.

Горелки электрододержателей для ручной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом

Максимальный сварочный ток, А

Диаметр электрода, мм

Максимальный сварочный ток, А

Диаметр электрода, мм

1* При использовании горелок для ручной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом длина кабеля-шланга должна составлять 2. 3 тыс. м.

2** Охлаждение естественное.

3** Охлаждение водяное.

9.6. Концы труб должны быть обработаны и собраны в соответствии с табл. 9 (разделки Тр-1, Тр-1а или Тр-2).

9.7. Прихватку собранных стыков производят в соответствии с разделом 4.

9.8. Подогрев стыков производят в соответствии с разделом 5.

9.9. При комбинированном способе сварки наложение корневого слоя выполняют сразу после прихватки в течение одной смены.

9.10. Сварку ведут постоянным током (70. 100 А) прямой по лярности с применением вольфрамового электрода диаметром 2. 3 мм. Дуга должна быть по возможности короткой.

Рис. 13. Схема поста ручной сварки неплавящимся электродом в среде аргона:

1 — балластный реостат; 2 — ротаметр; 3 — редуктор; 4 — баллон с аргоном; 5 — сварочная горелка; 6 — свариваемые трубы

А — амперметр с шунтом; Г — сварочный генератор постоянного тока

Значения силы тока сварки уточняют при выполнении пробных стыков.

9.11. При сварке используют присадочную проволоку диаметром 1,6. 2,0 мм, марку которой выбирают в соответствии с маркой стали (см. раздел 2).

Присадочную проволоку необходимо подавать в сварочную ванну навстречу движению горелки. Корневой слой сваривают почти без колебательных движений поперек шва как проволоки, так и электрода.

При наложении следующих слоев горелке сообщаются колебательные поперечные движения. Конец проволоки должен всегда находиться под защитой аргона.

9.12. Высота слоя (валика), выполненного ручной аргонодуговой сваркой, должна составлять 2. 2,5 мм.

Порядок наложения слоев (валиков) такой же, как при ручной электродуговой сварке стыков труб.

9.13. В процессе наложения корневого слоя нужно следить за полным проплавлением свариваемых кромок труб и отсутствием непровара. Степень проплавления можно определить по форме ванны расплавленного металла.

Хорошему проплавлению соответствует ванна, вытянутая в сторону направления сварки, недостаточному — круглая или овальная.

9.14. При комбинированном способе сварки заполнение основной части разделки шва (после наложения корневого слоя ручной аргонодуговой сваркой) производится электродуговой сваркой в соответствии с требованиями раздела 7.

9.15. Высота усиления сварных швов должна иметь следующие значения:

Толщина стенки трубы, мм Высота усиления, мм

Ручная аргонодуговая сварка корневого слоя шва стыков толстостенных трубопроводов

9.16. При наложении корневого слоя стыков труб из стали Ст. 10, 20, 15ГС, 2, 3, 15, 10Г2С1, 17ГС, 15Г2С с толщиной стенки более 10 мм необходимо иметь оборудование и пост для ручной сварки в среде аргона, в соответствии с пп. 9.3-9.5. Горелка должна обеспечивать надежную защиту при сварке в глубокую разделку.

9.17. Концы труб должны быть обработаны и собраны в соответствии с табл. 9 (разделка Тр-6б).

9.18. Прихватку собранных стыков, а также их подогрев осуществляют в соответствии с разделами 4, 5.

9.19. Аргонодуговую сварку корневого слоя постоянным током прямой полярности (сила тока 110. 130 А) с помощью вольфрамового электрода диаметром 2,5. 3 мм осуществляют сразу после прихватки стыка.

Дуга должна быть по возможности короткой.

9.20. Присадочная проволока должна располагаться под определенным углом по отношению к горелке (рис. 14).

Присадочную проволоку необходимо перемещать перед горелкой, которую передвигают вдоль шва, одновременно сообщая ей поперечные колебания амплитудой 3. 4 мм.

Проволоку следует вводить в ванну равномерно, конец проволоки должен постоянно находиться в сварочной ванне, чтобы исключить окисление шва.

Рис. 14. Взаимное расположение горелки и присадочной проволоки при ручной аргонодуговой сварке корневого слоя шва:

1 — присадочная проволока; 2 — горелка; 3 — направление сварки

9.21. Высота корневого слоя при толщине стенки более 10 мм должна составлять не менее 3 мм. Шов должен иметь плавные переходы к поверхности и кромкам труб.

Автоматическая аргонодуговая электросварка неплавящимся электродом корневого слоя стыков трубопроводов

9.22. Корневой слой неповоротных вертикальных и горизонтальных стыков труб диаметрами 133. 560 мм с толщиной стенки 10 мм, изготовленных из сталей марок Ст. 20, 15ГС, 12Х1МФ, накладывают с помощью автоматической сварки неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона.

9.23. Сварку производят автоматами с подачей присадочной проволоки (ТА-2М, АК-2, АТ-159-3М, АСТМ-6, АСТН-100) или без нее (АТА-3М, АК-1).

9.24. На месте сварки должен быть оборудован пост автоматической сварки, снабженный источниками питания дуги (преобразователями постоянного тока ПСО-300-2, ПД-501, ПД-305, ПСО-500 или другими преобразователями с крутопадающей внешней характеристикой), балластным реостатом и баллоном с аргоном (на баллоне устанавливается редуктор, позволяющий измерять расход аргона), а также пост ручной сварки неплавящимся электродом в среде аргона для наложения прихваток.

9.25. Подключение, настройку и эксплуатацию оборудования необходимо осуществлять в соответствии с инструкциями по его эксплуатации.

Перед началом работы сварщик должен проверять исправность механической и электрической частей автомата.

9.26. Концы труб должны быть обработаны и собраны в соответствии с табл. 9 (разделки Тр-6б, Тр-7а и Тр-7б).

9.27. Прихватку собранных стыков, а также их подогрев осуществляют в соответствии с разделами 4, 5.

Зазор между трубами, указанный в табл. 9 для разделок Тр-6б и Тр-7а, соответствует зазору при сварке корневого слоя с присадочной проволокой. Если же сварку этих стыков выполняют без присадки, то трубы необходимо собирать с зазором не более 1 мм.

9.28. Сборку и сварку стыков необходимо выполнять с помощью центровочных приспособлений (см. разделы 3, 6).

9.29. Режимы сварки подбирают в зависимости от марки свариваемой стали, толщины стенки материала и конструкции стыка (табл. 14). Режимы корректируются во время сварки пробных стыков (изменяют силу тока, оставляя другие параметры постоянными).

9.30. Стыки труб из Ст.20 всегда следует сваривать с присадочной проволокой Св-08ГС (разделки типов Тр-6б и Тр-7а — автоматом с механизмом подачи проволоки, разделку Тр-7б — автоматом без такого механизма), трубы из других сталей можно сваривать с присадкой и без нее.

9.31. При сварке автоматами ТА-2М, АК-2, АК-3 используют проволоку диаметром 1,6 мм, автоматами АТ-159-3М, АСТМ-6, АСТН-1000 — диаметром 1,2; 1,6 и 2 мм.

9.32. Скорость подачи сварочной проволоки можно регулировать в пределах 1. 3,4 м/ч в зависимости от значения зазора между трубами. Если стык собран с неравномерным по периметру зазором, то сварку с присадочной проволокой производят только на тех участках, где зазор превышает 1 мм. При подходе сварочной головки к участку с зазором менее 1 мм сварщик должен выключить подачу проволоки и продолжать сварку на том же режиме.

9.33. Для предотвращения образования трещин в кратере шва, заканчивая сварку, необходимо постепенно гасить дугу и обеспечить хорошую газовую защиту сварочной ванны.

9.34. Высота (толщина) корневого слоя выполненного автомати ческой аргонодуговой сваркой, должна составлять не менее 3 мм, переходы шва к поверхности труб и кромкам должны быть плавными.

Ориентировочные режимы автоматической сварки неплавящимся электродом в среде аргона стыков труб со ступенчатой разделкой кромок

Диаметр и толщина стенки трубы, мм

1. Другие параметры сварки имеют постоянные значения (скорость сварки 3. 3,5 м/ч; напряжение дуги 10. 12 В; длина дуги 1. 2 мм; диаметр вольфрамового электрода 2,5. 3 мм; расход аргона 6. 8 л/мин).

2. В случае двухскосной разделки кромок сила тока должна быть увеличена на 10. 15 А по сравнению с приведенными в таблице значениями. Остальные параметры сварки остаются неизменными.

9.35. После окончания сварки корневого слоя необходимо приступить к заполнению разделки остальной части шва ручной электродуговой или полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа. Заполнение разделки после сварки корневого слоя необходимо осуществить в течение одной смены.

10. ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА В УГЛЕКИСЛОМ ГАЗЕ ТРУБОПРОВОДОВ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

10.1. Полуавтоматическую сварку в углекислом газе стыков труб из углеродистых и низколегированных сталей диаметром 100 мм и более при толщине стенки 4 мм и более можно выполнять на подкладных кольцах (разделки Тр-3г и Тр-6 по табл. 9) и без них (разделки Тр-2 и Тр-6а). Без подкладных колец сваривает трубопроводы, предназначенные для сред с рабочим давлением не более 4 МПа (40 кгс/см 2 ), в остальных случаях сварку производят на подкладных кольцах. Корень шва трубопроводов с толщиной стенки 17 мм и более выполняют аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом.

Полуавтоматическая сварка в углекислом газе применяется также при изготовлении сегментных отводов и тройников и при вварке штуцеров в трубопроводы низкого давления.

10.2. В качестве источников питания дуги применяют однопостовые сварочные преобразователи (ПСГ-500, ПСУ-500 и др.) и выпрямители (ВС-300, ВС-500, ВСЖ-303 и др.) с жесткой или пологопадающей внешней характеристикой.

Сварку выполняют с помощью переносных шланговых полуавтоматов (А-547У, А-825М, А-929С, ПДПГ-500, А-1197, ПШ-113, А-1230М и др.).

10.3. Установка (пост) для полуавтоматической сварки в углекислом газе в общем случае должна включать в себя подающий механизм, шкаф управления, осушитель газа, держатель со шлангом, катушку для электродной проволоки, баллон с углекислым газом (или подводку газа при централизованном питании), подогреватель газа, источник сварочного тока, редуктор У-30 или УР-2, ДЗД-1-50М.

10.4. Сборку, прихватку стыков и их подогрев выполняют в соответствии с разделами 3, 4, 5.

10.5. Сварку производят присадочной проволокой диаметром 1,2 мм, соответствующей свариваемой марке стали (раздел 2).

Допускается для сварки вертикальных швов в нижнем положении и горизонтальных швов использование проволоки диаметром 1,6 мм.

10.6. Сварку производят без поворота труб, с поворотом их на 90 или 180°, с вращением (поворотом на 360°).

Без поворота сваривают вертикальные и горизонтальные стыки, с поворотом (вращением) — только вертикальные.

Неповоротные вертикальные стыки труб сваривают в последовательности, приведенной в п. 7.9.

10.7. Корневой слой стыков с подкладным кольцом должен выполнять сварщик, который в дальнейшем будет сваривать этот стык.

Корневой слой вертикальных стыков труб диаметром до 630 мм без подкладного кольца накладывает по схеме (рис. 15, а).

При сварке труб диаметром более 630 мм без подкладных колец рекомендуется корневой слой накладывать изнутри трубы ручной электродуговой, аргонодуговой или полуавтоматической сваркой.

Обратная сторона корневого слоя (со стороны раскрытия шва) перед наложением последующего слоя должна быть зачищена абразивным кругом или металлической щеткой.

10.8. Сварку неповоротного вертикального стыка необходимо выполнять при положении горелки (электрода) «углом вперед» (рис. 15. б).

10.9. Горизонтальные неповоротные стыки труб сваривают в последовательности, установленной п. 7.10.

Рис 15. Полуавтоматическая сварка в углекислом газе вертикального неповоротного стыка:

а — последовательность наложения корневого слоя шва труб диаметром до 630 мм; б — положение горелки

10.10. Поворотные стыки сваривают в последовательности, установленной пп. 7.11-7.13.

При сварке стыков с поворотом труб на 360° вращение их со скоростью, равной скорости сварки, обеспечивается вращателем (манипулятором).

Сварщик не перемещает держатель вдоль шва, а ведет сварку на одном участке, смещенном от вертикали на 30…35° в сторону, обратную направлению вращения труб.

При отсутствии механического вращателя трубы необходимо поворачивать за один раз на 60. 110° (в зависимости от их диаметра) с таким расчетом, чтобы наложение шва происходило преимущественно в вертикальном и нижнем положениях.

10.11. Слои и валики (высота каждого из них должна составлять 5. 6 мм) располагают в определенном порядке (рис. 16).

10.12. Сварку неповоротных стыков осуществляют на режимах, приведенных в табл. 15 [для полуавтомата А-929С (А-1011)].

Корневой слой горизонтального неповоротного стыка сваривают на режиме 3, а переварку прихваток и замков швов производят на режиме 4 (табл. 15).

Рис. 16. Примерное расположение слоев и валиков по сечению шва вертикального (а) и горизонтального (б) с разделкой Тр-3г (угол скоса 15 ° )

Для вертикальных неповоротных стыков в зависимости от положений свариваемого участка (рис. 17) и конструкции стыка режим выбирают по табл. 16, а в тех случаях, когда трубы диаметром до 219 мм сваривают полуавтоматами А-547У, А-825М и др., сварку производят на режиме, аналогичном режиму 1.

Неповоротные вертикальные стыки диаметром более 219 мм сваривают два сварщика, при этом один полуавтомат настраивают на режим 1, а второй на режим 2, и сварщики обменивается держателями в зависимости от того, какой участок стыка они сваривают.

10.13. Сварку поворотных стыков с использованием полуавтомата А-929С производят на режимах, приведенных в табл. 15 и 16.

Ориентировочные режимы сварки горизонтальных и вертикальных неповоротных стыков с помощью полуавтомата А-929С (А-1011)

Напряжение дуги, В

Диаметр сварочной проволоки 1,2 мм

Диаметр сварочной проволоки 1,2 мм

Диаметр сварочной проволоки 1,6 мм

Примечание. Расход углекислого газа должен составлять 900. 1200 л/ч.

При сварке поворотных стыков полуавтоматами А-547У и А-825М и другими ориентировочные режимы следующие:

Параметры режима Корень шва Остальное сечение

Напряжение дуги, В 19. 20 20. 22

Сила тока, А 100. 130 130. 160

Рис. 17. Схема положения свариваемых участков:

1 — нижнее; 2 — вертикальное; 3 — потолочное

Выбор режима сварки в зависимости от конструкции вертикального неповоротного стыка

Номер режима сварки по табл. 16 при положении шва*

Без подкладного кольца (разделки Тр-2 и Тр-6а)**

На подкладном кольце (разделка Тр-3б)

То же (разделка Тр-6)

* При потолочном положении шва сварку производят на режиме 1.

** Типы разделок — в соответствии с табл. 9.

11. АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА В УГЛЕКИСЛОМ ГАЗЕ ТРУБОПРОВОДОВ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

11.1. Автоматическая сварка используется для таких же конструкций стыковых соединений, как и полуавтоматическая (по ГОСТ 16037-80, ГОСТ 14771-76), и может производиться как снаружи, так и изнутри трубы.

11.2. Автоматическая сварка снаружи трубы выполняется с помощью автоматов ТСГ-4, ТСГ-5, АСП-60, А-1311, СГУ-301, установок УТ1, УТ1А, АСУ-59, комплексно-механизированных участков УД263, УД266 (прил. 5, 6) с использованием тех же источников питания, что и при полуавтоматической сварке.

Кроме того, сварку снаружи трубы можно выполнять полуавтоматами А-547У (прил. 7).

Режимы сварки выбирают в зависимости от конструкции стыка (табл. 17-20).

11.3. Сборку и прихватку стыков выполняют в соответствии с разделами 2 и 3.

11.4. Электродную проволоку выбирают в зависимости от марки основного металла (табл. 3).

11.5. При сварке с поворотом труб диаметрами 89. 273 мм на установках УТ1 и УТ1А используют сварочную головку СГ-301, которую смещают от вертикали на 30. 35° в сторону, обратную направлению вращения секции (рис. 18).

Рис. 18. Схема установки сварочной головки

11.6. Автоматами ТСГ-4 выполняют сварку стыков при вращении трубы (автомат остается неподвижным). Сварка ведется постоянным током обратной полярности, плавящимся расщепленным электродом (двумя электродными проволоками).

Режимы поворотной сварки в среде углекислого газа установками УТ1, УТ2 (диаметр электродной проволоки 1,2 мм)

Зазор при сборке, мм

Сварочный ток, А

Напряжение на дуге, В

Скорость сварки, м/ч

Вылет электрода, мм

Первый слой шва

Последующие слои шва

Примечание. Сварку головкой СГ-301 выполняют с наклоном электрода «углом вперед» на 60. 75°.

Режимы сварки труб в углекислом газе автоматом ТСГ-4

Размеры труб, мм

Сварочный ток, А

Скорость сварки, м/ч

Расход газа, л/мин

Угол разделки, град.

Примечание. Проволока Св-08ГС диаметром 1 мм.

Режим сварки в углекислом газе стыков труб из малоуглеродистых и низколегированных сталей в нижнем положении

Толщина металла, мм

Зазор между кромками труб, мм

Сила сварочного тока, А

Скорость сварки, м/ч

Вылет электрода, мм

Расход газа, л/мин

Сварка первого слоя шва

Сварка последующих слоев

Примечание. Диаметр электрода 1,2 мм.

Режим сварки в углекислом газе стыков труб из малоуглеродистых и низколегированных сталей в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях

Зазор между кромками труб, мм

Сила сварочного тока, А

Скорость сварки, м/ч

Вылет электрода, мм

Расход газа, л/мин

Примечание. Диаметр проволоки 1,2 мм, напряжение дуги 21 В.

Дугу смещают на расстояние 25. 60 мм от зенита свариваемой трубы в направлении, противоположном направлению ее вращения (рис. 19).

11.7. Трубы собирают под сварку и сваривают на трубосварочном стенде, состоящем из сборочного стеллажа, продольной рамы с роликоопорами и вращателя.

Перед сваркой кромки труб зачищают и собирают на прихватках в звенья на сборочном стеллаже. Прихватки выполняют ручной сваркой электродами типа Э42А диаметром 3 мм.

11.8. Собранные звенья укладывают для сварки на роликоопоры и центрируют с вращателем. Перед сваркой поверхность прихваток очищают от шлака.

11.9. Сварку автоматом ТСГ-4 ведут при непрерывном вращении труб за один или несколько оборотов в зависимости от толщины стенки труб.

Рис. 19. Схема сварки труб в поворотном положении:

g — угол смещения сварочной головки; b — 1/2 угла между электродами

11.10. Автоматом ТСГ-5 производят сварку труб диаметром 76. 325 мм с толщиной стенки 4. 12 мм одной колеблющейся проволокой марки Св-08ГС диаметром 1 мм. Этим автоматом можно сваривать стыки труб с повышенными зазорами и смещением кромок из-за разностенности труб и других дефектов. Сварку производят постоянным током обратной полярности (сила тока 180. 240 А, напряжение 24. 26 В). Скорость сварки 25. 35 м/ч, расход углекислого газа 15 л/мин.

11.11. Автоматическую сварку в углекислом газе корневого шва поворотных стыков на весу внутри трубы выполняют с помощью самоходного автомата типа ИК-6: на специальной тележке находится сварщик, который производит сварку внутреннего и наружного слоев электродной проволокой диаметром 1,2 мм, колеблющейся поперек стыка (рекомендуемые режимы сварки приведены ниже):

Диаметр электрода, мм 1,2

Сила сварочного тока, А 290. 340

Напряжение, В 32. 35

Скорость сварки, м/ч 50. 55

Амплитуда колебаний электрода, мм 4. 6

Частота колебаний, мин -1 180. 240

Вылет электрода, мм 15

Смещение от надира по направлению вращения, мм 150. 250

Этот режим обеспечивает получение качественного шва с полным проваром притупления, валиком снаружи шириной 2. 4 мм, усилением на внутренней поверхности трубы высотой 1,5. 2 мм и шириной 8. 12 мм.

11.12. Для поворотной сварки труб малого диаметра (168. 325 мм) применяют установку УТ, в комплект которой входят автомат СГУ-301 и источник сварочного тока СДАУ-1 (прил. 8).

12. АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ ПОВОРОТНЫХ СТЫКОВ ТРУБ

12.1. Автоматическая сварка под флюсом поворотных (кольцевых) стыков труб диаметром более 200 мм при толщине стенки более 3 мм из углеродистых и низколегированных сталей производится установкой, которая укомплектована роликовым стендом с механизмом вращения свариваемого изделия, сварочной головкой и источником питания.

При сварке секторных отводов вместо роликового стенда в качестве вращающего устройства применяют манипулятор (чаще всего Т-25М), оборудованный специальным приспособлением для крепления отвода.

В качестве сварочной головки могут быть использованы подвесная головка консольного типа (например, АБСК), сварочный трактор (ТС-17М, 26, АДС-1000, 500, АДФ-1002 и др.) или шланговый полуавтомат ПШ-54.

В случае применения сварочного трактора его устанавливают неподвижно на стык или он движется навстречу вращению свариваемых труб с такой же скоростью, с какой вращаются трубы.

Для использования шлангового полуавтомата изготовляется специальное приспособление, закрепляющее держатель в шланге и позволяющее изменять его положение относительно стыка.

12.2. Автоматическую сварку под флюсом можно производить как на переменном, так и на постоянном токе обратной полярности.

12.3. Сборку и автоматическую сварку под флюсом необходимо выполнять по технологическому процессу, разработанному применительно к конкретным свариваемым изделиям, сборочно-сварочной оснастке и сварочному оборудованию с учетом требований, изложенных в этом разделе.

12.4. Конструкцию стыка выбирают по табл. 9 (разделки Тр-1, Тр-1б, Тр-2а, Тр-3а), а марку присадочной проволоки по табл. 3. Для углеродистых и низколегированных сталей независимо от марки стали следует использовать флюс АН-348А.

Производят прихватку в соответствии с разделом 4.

12.5. Независимо от конструкции стыков (с подкладным кольцом или без него) один или два корневых слоя следует выполнять ручной электродуговой или полуавтоматической сваркой в углекислом газе. Толщина этого слоя (слоев) должна составлять в стыках с подкладным кольцом не менее 4 мм, без подкладного кольца — не менее 6 мм.

Присадочный материал и технология сварки корневых слоев должны отвечать требованиям, изложенным в разделах 2, 7, 10.

12.6. Мундштук сварочной головки следует устанавливать таким образом, чтобы электрод был смещен от верхней точки (зенита) в сторону, обратную направлению вращения труб (рис. 20). Смещение a зависит от диаметра свариваемых труб Дн:

Дн, мм 200. 400 400. 800 > 800 мм

a , мм 15. 20 30. 50 60. 70

12.7. Толщина слоя флюса в месте сварки должна составлять 40. 50 мм. Для удержания флюса на цилиндрической поверхности трубы следует применять флюсовые коробки, открытые сверху и снизу и плотно прилегающие боковыми стенками к поверхности трубы.

Рис. 20. Установка электрода при автоматической сварке под флюсом поворотных стыков труб

12.8. Стыки труб толщиной до 5. 6 мм можно выполнять автоматической сваркой под флюсом за один проход (в один слой), при большей толщине шов накладывается за два прохода и более.

12.9. При многопроходной сварке каждый слой шва перед наложением последующего следует тщательно очистить от шлака металлической щеткой или зубилом.

Начало каждого слоя на длине 40. 50 мм нужно очистить от шлака с тем, чтобы «замок» шва накладывался на чистый металл. Расстояние между соседними слоями («замками») должно составлять не менее 50 мм.

12.10. Ориентировочно режимы сварки приведены в табл. 21.

Ориентировочные режимы автоматической сварки под флюсом поворотных стыков труб (по предварительной подварке)

Диаметр электродной проволоки, мм

Напряжение дуги, В

Скорость сварки, м/ч

1* Сварка выполняется в один слой.

2* В числителе приведены параметры режима сварки для первого слоя, в знаменателе — для остальных слоев.

13. СВАРКА СТЫКОВ ТРУБ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ

13.1. Сварные соединения из разнородных сталей по сочетанию материалов делятся на две группы:

— сварные соединения сталей одного структурного класса с различным содержанием легирующих элементов;

— сварные соединения сталей разных структурных классов.

13.2. Способы выполнения сварных соединений труб из разнородных сталей следующие:

— непосредственное соединение труб друг с другом;

— соединение посредством переходных наплавок (облицовок кромок);

— соединение с помощью переходников, предварительно изготовленных на заводе.

13.3. Технология подготовки, сборки, сварки стыков, способы их термической обработки, порядок контроля, выбора присадочных материалов, флюса и защитных газов должны отвечать требованиям технологических инструкций или указаний проекта, а также требованиям, изложенным в настоящей инструкции.

В данном разделе содержатся некоторые рекомендации по выбору присадочного материала и особенности технологии сварки разнородных сталей.

13.4. Для трубопроводов из разнородных сталей используются следующие виды сварки:

— ручная покрытыми электродами (применяют как для наплавки, так и для выполнения основного шва);

— ручная, полуавтоматическая, автоматическая в среде защитных газов;

— полуавтоматическая и автоматическая под флюсом.

13.5. Разделку стыков выполняют в соответствии с табл. 9, а прихватку — в соответствии с разделом 4.

13.6. Электроды, сварочную проволоку, флюсы выбирают в соответствии с разделом 2 (табл. 2, 4).

13.7. Сварку перлитных (Ст. 10, 20, 16ГС, 15ГФ, Ст.4 5, 38ХМ и др.) сталей с аустенитными (12Х18Н9, 08Х18Н10Т) с целью исключения образования хрупких прослоек в шве выполняют аустенитными присадочными материалами.

13.8. При сварке между собой мартенситно-ферритной и перлитной сталей для предупреждения закалки околошовной зоны и с целью получения соединения с оптимальной структурой рекомендуется предварительная наплавка кромок труб из мартенситно-ферритной стали, причем необходимо обеспечить минимальное расплавление основного металла. Поверхность под наплавку готовят так же, как и под сварку.

13.9. Особое внимание при выполнении наплавки следует обратить на плавность переходов между основным металлом и наплавленным, при необходимости произвести зачистку, шлифовку, удалить концентраторы напряжений в виде подрезов, грубых рисок и т.д.

13.10. Каждый валик должен перекрывать предыдущий на 20. 40 % его ширины.

13.11. Перед сваркой аустенитными электродами стыков труб из разнородных сталей с толщиной стенки более 14 мм кромки труб низко- и среднелегированных сталей должны быть облицованы трехслойной наплавкой аустенитными присадочными материалами, а затем зачищены.

13.12. Целесообразно при монтаже в полевых условиях для соединений труб из разнородных сталей вваривать изготовленные на заводе переходники. Длина их должна составлять не менее полутора — двух наружных диаметров соединяемых труб.

13.13. При сварке труб перлитного класса разного легирования температуру подогрева выбирают по детали с большим содержанием легирующих элементов.

Если только одна из свариваемых деталей требует подогрева, вторую деталь допускается не подогревать.

13.14. После сварки аустенитными электродами труб из закаливающихся сталей (12ХМ, 15ХМ и др.) или разнородных сталей, одна из которых закаливающаяся, термообработка сварных соединений не допускается.

14. СВАРКА ТРУБОПРОВОДОВ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ПРОДУКТОВ, СОДЕРЖАЩИХ СЕРОВОДОРОД И УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ

14.1. Для сварки труб из Ст.20 (ГОСТ 8732-78) [29], Ст. 20ЮЧ (ТУ 14-3-1074-82) [30] или аналогичных импортных труб, предназначенных для транспортирования сред, содержащих сероводород и углекислый газ, используется ручная электродуговая и автоматическая электродуговая сварка под флюсом.

14.2. Сварку выполняют на подкладном кольце или без него. Разделка кромок должна соответствовать табл. 9 (типы Тр-2, Тр-3).

Прихватку выполняют в соответствии с разделом 4.

14.3. Технология ручной электродуговой сварки аналогична приведенной в разделе 7.

14.4. Ручной дуговой сваркой необходимо накладывать швы труб диаметром 57. 630 мм, корневой, заполняющий и облицовочный слои шва, корневой слой швов, выполняемых автоматической дуговой сваркой под флюсом, подварочный слой неповоротных стыков, осуществлять ремонт сварных швов и соединения труб с запорной (распределительной) арматурой и деталями трубопроводов, вварку свечей и т.д.

14.5. Первый корневой слой стыков трубопроводов диаметром 219 и более миллиметров необходимо выполнять электродами с основным покрытием диаметром 2,5. 3,25 мм. Допускается использовать для этой цели электроды с целлюлозным покрытием марок Фокс Цель и ВСЦ-4 диаметрами 3. 4 мм.

Сварку электродами ВСЦ-4 ведут методом опирания без колебательных движений. Вертикальные стыки сваривают в направлении сверху вниз.

Электроды других марок допускается использовать для наложения корневого слоя только в том случае, если их диаметр не превышает 3 мм.

Сварку последующих слоев неповоротных стыков следует производить снизу вверх электродами диаметром 4 мм, участки шва, свариваемые в нижнем положении, можно выполнять, начиная с третьего слоя, электродами диаметром 5 мм.

14.6. Сварку стыков труб с толщиной стенки до 8 мм необходимо выполнять не менее чем в два слоя, при толщине стенки труб до 12 мм — в три слоя и при толщине более 12 мм — в четыре слоя и более.

14.7. Каждый слой перед наложением последующего, а также прихватки необходимо тщательно очищать от шлака до металлического блеска (шлифовальной машиной, щеткой, зубилом и т.п.)

14.8. Заполняющие и облицовочные слои поворотных стыков накладываются автоматической дуговой сваркой под слоем флюса. Допускается ручная электродуговая сварка (используются электроды с покрытием основного типа УОНИ-13/55, Гарант, Фокс ЕВ50 диаметром 3. 4 мм). Сварку производят током обратной полярности, параметры режима приведены в табл. 22.

14.9. При сварке стыков труб с толщиной стенки до 16,5 мм число слоев шва, выполняемого автоматической сваркой под слоем флюса, должно составлять не менее двух, при большей толщине стенки трубы — не менее трех.

14.10. Запрещается прекращать сварку до заполнения 2/3 разделки кромок, а при сварке захлесточных швов и приварке арматуры — до заполнения всей разделки.

Запрещается зажигать дугу вне шва на трубе и опускать неостывшие стыки на мокрый грунт или на снег.

Ориентировочные режимы автоматической сварки под слоем флюса

Толщина стенки трубы, мм

Диаметр электродной проволоки, мм

Сварочный ток, А

Напряжение на дуге, В

Скорость сварки, м/ч

Смещение с зенита, мм

Угол наклона*, град.

* Угол наклона, к направлению сварки.

15. СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ ПРИ РЕМОНТЕ НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ

15.1. Сварочно-монтажные работы выполняются при плановых и аварийных заменах арматуры, дефектных участков труб и сварных швов на действующих нефтегазопроводах. Сварку разрешается выполнять при температурах воздуха, приведенных в табл. 23.

15.2. При температурах окружающего воздуха ниже приведенных в табл. 23 сварку следует производить в отапливаемом помещении или с использованием временных отапливаемых укрытий.

Допускаемые температуры воздуха при сварке

Толщина стали, мм

Допускаемая температура воздуха, °С

Углеродистая с содержанием углерода до 0,2 % (Ст. 3, 10, 20)

Углеродистая с содержанием углерода более 0,2 % (10Г2, 17ГС)

Аустенитная (12Х18Н9Т, 12Х18Н9, 08Х18Н10Т)

При любой толщине стенки 3*

1* Тип электрода перлитный.

2* Тип электрода аустенитный или перлитный (температура подогрева в соответствии с табл. 10).

3* Тип электрода аустенитный.

15.3. До начала сварочно-монтажных работ необходимо определить толщину стенки и марку материала, из которого изготовлен поврежденный участок трубопровода.

15.4. Края труб обрезают со скосом кромок, суммарный угол которого не должен превышать 60. 70 ° .

15.5. Края свариваемых участков зачищают шлифовальными машинками, напильниками или металлическими щетками на ширине не менее 10 мм до металлического блеска.

15.6. Сборочные зазоры стыков устанавливаются в зависимости от толщины стенок труб и применяемых электродов (табл. 24). Зазор должен быть одинаковым по всему периметру стыка.

Зазор между кромками при сборке труб, мм

Диаметр электрода, мм

Зазор при толщине стенки трубы, мм

15.7. Изготовление сварных соединительных деталей трубопроводов (отводов, тройников, переходов и др.) в полевых условиях запрещается.

15.8. Для сварки рекомендуется применять передвижные одно- и многопостовые сварочные агрегаты АДД-303У1, АДД-305У1, АДБ-309, АДБ-318У1, АДД-502У2.

15.9. Передача тока от сварочного агрегата к месту сварки осуществляется по гибким проводам с резиновой изоляцией ДДГН и ПРГД.

15.10. Неповоротные стыки сваривают ручной электродуговой сваркой (постоянный ток обратной полярности).

15.11. Концы труб при сварке рекомендуется закрывать для предотвращения тяги воздуха.

15.12. При аварийно-восстановительных работах необходимо использовать качественные электроды органического и фтористокальциевого типов по ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75 (табл. 25).

Отечественные электроды, используемые при аварийно-восстановительных работах, по ГОСТ 9467-75

Предел прочности, МПа

Температура эксплуатации, °С, не менее

* Все электроды пригодны для сварки в любом пространственном положении (постоянный ток обратной полярности, источник питания с падающей внешней характеристикой).

** При условии сварки в нижнем или полувертикальном положении.

15.13. Можно применять и зарубежные электроды, аналогичные отечественным:

Отечественный электрод Зарубежный аналог

УОНИ-13/55 «Гарант», Фокс ЕВ-50

ВСФС-50 «Гарант», Фокс ЕВ-50

УОНИ-13/45 Е44, 83

ВСЦ-4 Фокс Цель, Флитвелд-5П

15.14. Каждая партия электродов должна иметь сертификат, в котором должны быть указаны наименование завода-изготовителя, дата изготовления, условное обозначение присадочного материала, в нем должны быть приведены результаты испытаний данной партии. При отсутствии сертификата применение сварочных материалов при производстве огневых работ на нефтегазопроводах запрещается.

15.15. В зависимости от типа (марки) и диаметра электрода, а также от пространственного положения при сварке выбирает силу тока (табл. 26).

Сила тока, А, в зависимости от типа (марки) электродов и пространственного положения сварки

полупотолочное и потолочное

Э50А (УОНИ-13/55) и их аналоги

Сварка не ведется

342, Э50 (ВСЦ-4, ВСЦ-4 А) и их аналоги

Примечание. Электродами типа Э50А сварка производится в направлении снизу вверх, а электродами типа Э42, Э50 — сверху вниз.

15.16. При необходимости производят прихватку и подогрев кромок свариваемых деталей в соответствии с разделами 4, 5.

15.17. Запрещается оставлять стыки на прихватках или после выполнения одного слоя шва.

15.18. На всех сварных швах, выполненных при ремонте, должно стоять личное клеймо сварщика.

16. СВАРКА МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

16.1. В соответствии с настоящим разделом производят сборку и сварку металлоконструкций из углеродистых и низколегированных сталей, перечисленных ниже [6(12) — категории сталей]:

Класс прочности стали Марка стали

С 38/23 ВСт.3кн2; ВСт.3пс6;

С 44/29 09Г2-6 (12); 09Г2С-6 (12)

толщиной 21. 60 мм

С 46/33 14Г2-6 (12); 10Г2С1-6 (12);

09Г2С-6 (12) толщиной 5. 20 мм

С 52/40 15Г2АФДпс-6 (12);

С 60/45 16Г2АФ-6 (12)

16.2. Стальные конструкции монтируют с учетом требований, изложенных в инструкциях и руководствах, проекте производства работ и технологических картах.

16.3. Качество и марки сталей, используемых при монтаже конструкций, должны удостоверяться сертификатами или паспортами заводов-поставщиков и соответствовать стандартам и техническим условиям.

16.4. Подготовку кромок, сборку и прихватку стыков производят согласно разделам 3, 4.

16.5. При сварке листов с Х-образной подготовкой кромок с целью устранить коробление от поперечной усадки листы сваривают с одной стороны в 2-3 прохода, кантуют на 180°, подрубают в стыке непровар в вершине угла, захватывая основной металл на 2. 3 мм, и заваривают стык за 4-5 проходов заподлицо с плоскостью листа.

16.6. При монтаже стальных конструкций используют ручную, полуавтоматическую в среде углекислого газа, автоматическую под слоем флюса и т.д. электродуговую сварку.

16.7. Типы и марки электродов, применяемых для сварки сталей различных классов, выбирают в зависимости от группы стали, температуры, при которой производится сварка, и температуры эксплуатации конструкций (табл. 1, 27).

Минимально допустимая температура стали при ручной и полуавтоматической сварке без предварительного подогрева, °С

Толщина проката, мм

Из углеродистой стали:

— листовые объемные и сплошно-стенчатые

Из низколегированной стали класса до С52/40:

— листовые объемные и сплошно-стенчатые

Ручная дуговая сварка

16.8. Ручную дуговую сварку применяют для наложения коротких швов в различных пространственных положениях. При этом используют одно- и многопостовые источники питания дуги переменного и постоянного тока: сварочные трансформаторы ТС-300, -500, ТСК-500, ТД-300, -500 и др., сварочные выпрямители ВД-301, ВКС-500, ВКСМ-1000, ВДМ-1601, -3001 или сварочные преобразователи ПСО-300, -500, ПСМ-1000.

В полевых условиях применяют сварочные агрегаты с приводом от двигателя внутреннего сгорания АСБ-300-7, АСД-3000М1, АДД-303, -502 и др.

16.9. Выбор режима сварки определяется маркой используемого электрода, а также конструкцией стыка (табл. 28).

Рекомендуемые режимы ручной дуговой сварки

Диаметр электрода, мм

Сварочный ток, А, при различных положениях шва

16.10. Электроды перед употреблением необходимо прокаливать согласно указаниям паспорта.

16.11. Свариваемые кромки и околошовную зону (не менее чем по 20 мм с обеих сторон) зачищают от окалины, ржавчины и других загрязнений.

16.12. При сварке с разделкой кромок вначале выполняют основной шов, а затем, после зачистки корня, — подварочный шов.

16.13. Сварку многослойных швов выполняет мелкими валиками (диаметр электрода 4. 5 мм), при этом каждый предыдущий слой отжигают последующим. На последний слой наплавляют отжигающий валик, ширина которого на 4. 6 мм меньше ширины основного шва.

Отжигающий валик целесообразно наплавлять при температуре основного шва 150. 200 °С.

Швы не должны иметь резких переходов от основного металла к наплавленному, а также наплывов, подрезов, больших усилений и незаваренных кратеров.

Полуавтоматическая сварка в углекислом газе

16.14. Полуавтоматическую сварку в углекислом газе выполняют постоянным током обратной полярности (табл. 29, 30).

16.15. При сварке используют сварочные полуавтоматы А-537, А-765, А-1035М, А-1197, ПДГ-507 в комплекте с источниками питания дуги постоянного тока типа ПСГ-500, ВС-500 и т.п., имеющими жесткую внешнюю характеристику.

Параметры тока при полуавтоматической сварке в углекислом газе

Плотность тока, А/мм 2

16.16. Технология полуавтоматической сварки стыковых и угловых швов аналогична технологии ручной дуговой сварки, но отличается от последней тем, что вылет электрода должен быть постоянным, а горелку необходимо равномерно перемещать в процессе сварки.

Режимы сварки определяются в зависимости от конструкции стыка (табл. 31).

Коэффициенты наплавки при полуавтоматической сварке в углекислом газе

Диаметр сварочной проволоки, мм

* Порошковая проволока ПП-АН8.

16.17. Однослойные швы и корневые слои многослойных швов сваривают, придавая электроду (горелке) возвратно-поступательное движение.

Средние слои сваривают, перемещая электрод по вытянутой спирали, а верхние слои — придавая ему колебания «змейкой» (рис. 21).

Режимы полуавтоматической сварки в углекислом газе стыковых и угловых швов в нижнем положении

Толщина проката или катет шва, мм

Число слоев шва 1

Диаметр проволоки, мм

Сварочный ток, А

Напряжение дуги, В

Скорость подачи проволоки, м/ч

1. При сварке проволокой диаметром 1,4 мм вылет электрода должен составлять 10…15 мм.

2. Расход углекислого газа при сварке проволокой диаметром 1,4. 2 мм составляет 1000…1200 л/ч.

Рис. 21. Траектория движения электрода при полуавтоматической сварке в углекислом газе многослойных швов:

а — возвратно-поступательного; б — по вытянутой спирали; в — «змейкой»

16.18. При сварке угловых швов электрод наклоняют под углом 25. 45° к вертикали, а дугу незначительно (примерно на 1 мм) смещают от вертикальной стенки (рис. 22 ).

16.19. При сварке угловых швов, когда толщина металла не превышает 6 мм, или при сварке в лодочку дугу направляют точно в угол.

Максимальный катет углового однопроходного шва при сварке проволокой диаметром 1,4. 2 мм не превышает 8 мм. Швы с катетом более 8 мм сваривают за несколько проходов.

Рис. 22. Положение электрода при сварке углового шва

16.20. Низколегированные стали лучше сваривать в углекислом газе тонкой проволокой 1,2. 1,6 мм без предварительного подогрева.

Автоматическая сварка под флюсом

16.21. Автоматическую сварку под флюсом стыковых и угловых швов выполняют в нижнем положении. Размеры швов и элементов кромок должны соответствовать ГОСТ 8713-79, режимы сварки — табл. 32.

16.22. При автоматической сварке под флюсом применяют одно- и двухдуговые сварочные автоматы типа ТС-17МУ, ТС-17Р, ТС-35, АДС-1000-2, ДТС-38, А-639 в комплекте с источниками питания дуги переменного (ТСД-1000, -2000, ТДФ-1001, -1601) или постоянного (ВКСМ-1000, ВДМ-3001, ВМГ-5000, ВСМ-1000) тока.

16.23. Стыковые соединения без разделки кромок и с разделкой их рекомендуется сваривать на флюсомагнитных стендах или на флюсовых подушках.

16.24. Угловые швы в элементах двутаврового сечения (подкрановые балки, ветви колонн, стойки и т.п.) сваривают в основном в нижнем положении в лодочку.

16.25. Элементы для сварки поясных швов устанавливают на специальные стеллажи или в кантователи — цепные и двухстоечные.

16.26. Изделия цилиндрической формы сваривают на роликовых стендах типа Т-30 или подобных им. Если специальные флюсовые подушки для кольцевых швов отсутствуют, сварку производят по шву, заранее подваренному ручной или полуавтоматической сваркой.

16.27. Соединения внахлестку при толщине металла до 6 мм сваривают вертикально расположенным электродом, оплавляя при этом верхнюю кромку. При большой толщине металла электрод следует установить под углом 30. 45°.

Рекомендуемые режимы однодуговой автоматической сварки под флюсом стыковых и угловых швов по ГОСТ 8713-79

Толщина проката или катет шва, мм

Диаметр сварочной проволоки, мм

Напряжение дуги, В

Сварочный ток, А

Скорость проволоки, м/ч

Скорость сварки, м/ч

1. Режимы указаны для сварки постоянным током обратной полярности.

2. Для стыковых соединений режимы даны при сварке на флюсовой подушке.

17. СВАРКА ТРУБОПРОВОДОВ И МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

17.1. Низкими температурами при сварке считаются температуры окружающего воздуха ниже 0 ° С, допускаемые техническими условиями на изделие.

17.2. Сварку при отрицательных температурах следует выполнять в соответствии с требованиями проектной и нормативно-технической документации на изделие и данной инструкции.

17.3. Сварочно-монтажные работы разрешается производить при температуре окружающего воздуха не ниже -40 ° С при условии отсутствия дополнительных ограничений.

17.4. Технологии подготовки, сборки и сварки конструкций в основном аналогичны приведенным в соответствующих разделах, однако имеются некоторые особенности при выборе оборудования, присадочных материалов, их подготовке к сварке, а также выполнении технологического процесса. Эти особенности рассмотрены в настоящем разделе.

17.5. Оборудование выбирают и размещают с учетом его климатического исполнения по ГОСТ 15150-69, ГОСТ 15543-70 [31, 32].

17.6. Место выполнения сварочных работ должно быть защищено от атмосферных осадков, сквозняков и ветра.

Во всех случаях необходимо оборудовать тепляки, применять теплую одежду или одежду с электрическим подогревом, непосредственно у рабочего места оборудовать устройство для обогрева рук.

Температуру окружающего воздуха контролируют через каждые два часа, результаты контроля фиксируют в журнале.

17.7. Негативное влияние отрицательных температур на качество сварных соединений снижают, выполняя следующие мероприятия:

— предварительный подогрев свариваемого металла (см. раздел 5);

— наложение теплоизолирующего пояса на шов и прилегающие участки;

— сокращение времени перерывов между наложением первого и последующих слоев;

— повышение погонной энергии при сварке.

17.8. При выполнении прихватки и сварки при температуре воздуха ниже 0 ° С подогрев производят в соответствии с разделом 5, а высоколегированных сталей — в соответствии с табл. 33.

Подогрев стыков из высоколегированных сталей при отрицательных температурах окружающего воздуха

Толщина стенки, мм

Температура воздуха, при которой разрешается сварка, °С

Температура подогрева стыка, °С

Н t подогревается

17.9. Сварочные работы при температуре наружного воздуха ниже указанной в табл. 10, 33 можно производить только в отапливаемых помещениях или в специальных обогреваемых кабинах, внутри которых температура не ниже 0 °С.

17.10. Сварку и монтаж (подъем, транспортировку, установку) трубопроводов, изготовленных из кипящих или полуспокойных сталей, можно выполнять при температуре не ниже -20 °С.

17.11. Чтобы не увеличилась зона разупрочнения при сварке термоупрочненных труб, кромки перед сваркой следует нагревать до температуры не более 250 °С.

17.12. Ручную электродуговую сварку и прихватку выполняют электродами с хорошими технологическими свойствами, не склонными к образованию пор (электродами с покрытием основного типа), ведут сварку при повышенной (за счет увеличения на 10. 20 % по сравнению с применяемой при сварке в условиях положительной температуры) энергии дуги, не допускают перерывов до окончания заполнения разделки шва.

В случаях вынужденных перерывов (из-за отсутствия подачи электроэнергии, выхода из строя аппаратуры) необходимо обеспечить медленное и равномерное охлаждение металла и возобновить сварку после подогрева стыка до соответствующей температуры, термическую обработку стыка выполнять сразу после сварки, не давая металлу остыть, после термообработки обеспечить медленное охлаждение стыка до температуры окружающего воздуха.

17.13. При сварке постоянным током обратной полярности характерно увеличение объема ванны на 15. 20 %, поэтому сварку при отрицательной температуре плавящимся электродом следует вести на обратной полярности.

17.14. Более предпочтительна при сварке в условиях низких температур автоматическая и полуавтоматическая сварка.

17.15. Ручную и полуавтоматическую дуговую сварку металлических конструкций из стали класса до С52/40 включительно при температурах стали ниже приведенных в табл. 34, следует производить с предварительным подогревом в зоне сварки до 120. 160 ° С (по 100 мм в обе стороны от стыка).

Минимальная допустимая температура стали при сварке, °С

Толщина стенки, мм

Из углеродистой стали:

— листовые, объемные и сплошностенчатые

Из низколегированной стали:

— листовые, объемные и сплошностенчатые

Сварку листовых объемных конструкций из стали толщиной более 20 мм производят способами, обеспечивающими уменьшение скорости охлаждения: каскадом, горкой, двусторонней сваркой, секциями.

17.16. Сварку конструкций из стали класса С60/45 ( s в = 600 МПа, s т = 450 МПа) следует производить при температуре не ниже -15 ° С при толщине стали до 16 мм и не ниже 0 °С при толщине от 16 до 25 мм.

При более низких температурах сварку стали указанных толщин следует производить с предварительным подогревом до температуры 120. 160 °С.

При толщине стали более 25 мм предварительный подогрев должен производиться во всех случаях, независимо от температуры окружающей среды.

17.17. Без подогрева разрешается производить автоматическую сварку конструкций:

— из углеродистой стали толщиной до 30 мм, если температура стали не ниже -30 °С, а при больших толщинах — не ниже -20 °С;

— из низколегированной стали толщиной до 30 мм, если температура стали не ниже -20 °С, а при больших толщинах — не ниже -10 °С.

17.18. При сварке без подогрева необходима просушка кромок под сварку за счет нагрева до 20. 50 °С.

17.19. При температуре стали ниже -5 °С сварку следует производить от начала до окончания шва без перерыва, за исключением перерывов, необходимых для смены электрода или электродной проволоки и зачистки шва в месте возобновления сварки.

Прекращать сварку до выполнения шва проектного размера и оставлять незаваренными отдельные участки шва не допускается. В случае вынужденного прекращения сварки процесс следует возобновлять после подогрева стали в соответствии с установленным режимом.

17.20. Заварку дефектных швов следует производить после подогрева в зоне заварки до 180. 200 °С.

17.21. После окончания сварки стыков труб из низколегированных сталей должно быть обеспечено медленное охлаждение путем обкладывания стыка теплоизоляционным материалом или другим способом до полного остывания сварного шва.

17.22. Для обеспечения меньшей скорости охлаждения поверхности нагретой конструкции и сварного соединения следует применять теплоизолирующие пояса из асбеста и стекловолокна. Последние обладают таким преимуществом, как минимальная чувствительность к увлажнению.

18. КОНТАКТНО-СТЫКОВАЯ СВАРКА ОПЛАВЛЕНИЕМ ТРУБОПРОВОДОВ

18.1. К сварке допускаются трубы, отвечающие требованиям СНиП 2.05.06-85 и настоящего РД.

18.2. При стыковой сварке оплавлением следует дополнительно зачищать торец трубы и пояс под контактные башмаки сварочной машины на длине 200 мм.

18.3. Отдельные трубы сваривают в секции длиной до 36 м на полустационарных, полностью механизированных линиях.

Секции или отдельные трубы сваривают в непрерывную нитку трубопровода передвижными комплексами машин и механизмов. Как на стационарных, так и на передвижных установках управление процессом сварки должно быть полностью автоматизировано.

18.4. Для контактной стыковой сварки трубопроводов используют установки для сварки труб в секции в условиях полустационарной трубосварочной базы ТКУС и установки для сварки труб или секций в непрерывную нитку ТКУП (прил. 9).

18.5. Основным элементом сварочных установок ТКУС и ТКУП является сварочная головка, которая обеспечивает центрирование труб, их зажим по всему периметру, равномерный токоподвод, перемещение труб в процессе оплавления и осадки, создает осевое давление в процессе осадки.

18.6. Передвижная полуконтактная установка ТКУП-321 комплектуется сварочной машиной К-584М (прил. 10).

18.7. Режимы сварки определяются типом сварочной головки (табл. 35).

18.8. Перед началом сварки труб производят наладку и проверку сварочной установки на холостом ходу и в рабочем режиме.

18.9. Технология стыковой сварки оплавлением включает следующие основные операции:

— подготовку труб к сварке;

— зачистку поверхности труб под контактные башмаки сварочной машины;

— центрирование труб в сварочной машине;

— сварку труб, выполняемую автоматически по заданной программе;

— удаление внутреннего и наружного грата.

18.10. При сварке труб на полустационарных установках в секции длиной до 36 м необходимо выполнить следующие операции:

— расположить трубы на приемном стеллаже;

— механическим путем, не повреждая тела трубы, снять усиление продольного шва трубы, выполненного электродуговой сваркой, на участке 370 мм от торца трубы. Высота оставшейся части усиления продольного шва после снятия должна быть не менее 0,5 мм;

— зачистить до металлического блеска поверхности труб под контактные башмаки зачистными машинами на специальной линии: пояск и шириной 150 мм должны отстоять от торцов труб на 50 мм; дополнительно металлической щеткой зачищают фаски труб от ржавчины и грязи;

— подать на рольганг и транспортировать по нему зачищенные трубы к сварочной машине, руководствуясь при этом инструкцией по эксплуатации установки;

— произвести центрирование труб сварочной машиной. Допускается смещение кромок на величину до 20 % толщины стенки трубы, но не более 2 мм; зазор между торцами сцентрированных труб желательно иметь равномерным по периметру и минимальным, значение его в любой точке периметра не должно превышать 7 мм;

— нажать кнопку «Пуск-сварка», после чего начинается автоматическая сварка труб. Стыковая электроконтактная сварка производится методом непрерывного оплавления с программным изменением основных параметров в процессе сварки. Скорость, заданная программой в процессе оплавления, корректируется с помощью регулятора. В конечный период оплавления значение скорости не регулируется, а задается жестко;

— после сварки первого стыка при движении двухтрубки по рольгангу удалить внутренний грат внутренним гратоснимателем в соответствии с инструкцией по его эксплуатации;

— подать на рольганг третью трубу, которую вместе с двухтрубкой переместить к сварочной машине, центрируя в ней и осуществляя сварку второго стыка;

— удалить внутренний грат после сварки второго стыка при движении секции по рольгангу и подать плеть на линию удаления наружного грата;

— удалить наружный грат гратоснимателем. Гратосниматель устанавливают на стык таким образом, чтобы плоскость стыка проходила через середину режущего инструмента, и в этом положении фиксируют его на трубе. После снятия внутреннего и наружного грата стыки должны иметь усиление высотой не более 3 мм. При снятии внутреннего и наружного грата не допускается уменьшение толщины стенки трубы. Смещение кромок после сварки должно составлять не более 25 % толщины стенки (3 мм).

Допускаются местные смещения на 20 % периметра стыка, значения которых не превышают 30 % толщины стенки (4 мм):

— сваренную трехтрубную секцию перемещают по рольгангу, а затем с помощью сбрасывателя с рольганга на склад для хранения готовых секций.

Ориентировочные режимы контактно-стыковой сварки трубопроводов

Максимальное свариваемое сечение, мм 2

Время сварки одного стыка, с

Напряжение питающей сети, В

Номинальная мощность трансформатора, кВА

Максимальное усилие осадки, МН

Максимальное усилие зажатия трубы, МН

Скорость оплавления, мм/с

Скорость осадки, мм/с

Давление масла в гидросистеме осадки, МПа

Габаритные размеры головки, мм:

18.11. При сварке труб в непрерывную нитку передвижными установками (ТКУП-321) необходимо выполнить следующие операции:

— разложить трубы или секции вдоль трассы;

— положить конец трубы вспомогательным трубоукладчиком на ролики подвесного рольганга так, чтобы ось ее находилась на одной линии с осью машины К-584М, переместить трубу так, чтобы второй конец трубы находился в зоне рабочего органа зачисткой машины, зажать прижимом плети;

— снять усиление продольного шва трубы, выполненного электродуговой сваркой, с помощью ручной шлифовальной машины (не повреждая тела трубы) на участке 370 мм от торца трубы. Оставшаяся часть усиления должна иметь высоту не более 0,5 мм;

— зачистить поверхности секций (труб) под токоподводящие башмаки с помощью зачистных устройств в соответствии с инструкцией по их эксплуатации; зачищенные до металлического блеска пояски шириной 150 мм должны отстоять от торцов труб на 50 мм. Дополнительно металлической щеткой зачистить фаски труб от ржавчины и грязи;

— установку расположить у края нитки трубопровода, приподнять этот край в зоне сварки и зафиксировать нитку прижимным роликом;

— одиночную трубу из зоны зачистки подать в зону сварки. Машину К-584 выставить на стык;

— расположенный внутри трубы внутренний гратосниматель установить на стык;

— осуществить центрирование между собой сваренной нитки трубопровода и привариваемой трубы. Допускается смещение кромок до 20 % толщины стенки трубы, но не более 2 мм. Зазор между торцами сцентрированных труб желательно иметь равномерным по периметру и минимальным. При сцентрированных осях труб величина зазора между ними в любом месте периметра не должна превышать 7 мм;

— после центрирования машину К-584М опустить на стык, зажать концы труб, после чего отвести от стыка внутренний гратосниматель на длину тросика и начать сварку;

— с пульта управления машины К-584М управлять процессом сварки стыка, снятием наружного и внутреннего грата (можно и вручную остановить работу привода внутреннего гратоснимателя). После удаления грата (внутреннего и наружного) стыки трубопровода должны иметь усиление не более 3 мм. При снятии грата не допускается уменьшение толщины стенки трубы. Допускаются смещение кромок после сварки не более 25 % толщины стенки (3 мм) и местные смещения на 20 % периметра стыка, не превышающие 30 % толщины стенки (4 мм);

— после снятия внутреннего грата подается звуковой сигнал, трубоукладчик с установкой перемещается ко второму концу трубы и цикл повторяется.

19. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

19.1. Термообработку сварных соединений трубопроводов производят с целью снизить остаточные сварочные напряжения, а также улучшить свойства металла шва и околошовной зоны (повысить пластичность и получить стабильную структуру, обеспечивающую необходимые механические свойства).

19.2. Режим термообработки должен соответствовать свариваемой стали (табл. 36).

19.3. Термическая обработка состоит из нескольких операций, последовательность выполнения которых приведена ниже:

— установка термометров, нагревательных устройств и теплоизоляции;

— включение термометров в измерительную цепь потенциометра;

— соединение нагревательного устройства с источником питания;

— нагрев, выдержка, охлаждение сварного соединения;

— демонтаж теплоизоляции, нагревательного устройства и термометров.

19.4. Нагрев, выдержку, охлаждение сварного соединения в процессе термической обработки необходимо производить по режиму, установленному проектной документацией, действующей нормативно-технической документацией, данной инструкцией.

19.5. При наличии двух и более однотипных сварных соединений (вертикальных или горизонтальных) рекомендуется групповая термическая обработка.

При этом следует контролировать температуру каждого сварного соединения.

При групповой термической обработке от одного источника питания необходимо выполнить следующие требования:

— одновременно нагреваемые стыки должны принадлежать трубам одного размера (диаметра и толщины стенки), одной марки стали и иметь одинаковую исходную температуру;

— мощность источника питания должна быть достаточной для покрытия потерь мощности во всех одновременно работающих индукторах и в подводящих кабелях;

— нагрев всех стыков должен производиться индукторами одного типа, имеющими одинаковое число витков, шаг навивки и площадь сечения витка;

— стыки должны иметь одинаковую теплоизоляцию.

Режимы термообработки стыковых сварных соединений (электродуговая сварка)

Толщина элементов, мм

Режим термообработки 1*

Температура, °С (±15 °С)

Длительность выдержки 2* , мин, не более

Ст. 10, 15, 20, 15Л, 20Л и их сочетания между собой

Ст. 15ГС, 16ГС, 25Л, 20ГСЛ и их сочетания между собой или сочетания этих сталей с углеродистыми, указанными в предыдущем пункте

12МХ, 15ХМ, 20ХМЛ и их сочетания между собой

12Х1МФ, 20ХМФЛ и их сочетания между собой

Сочетания Ст. 10, 20, 20Л, 25Л, 15ГС, 16ГС, 20ГСЛ + 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ

1* До 300 ° С охлаждение с печью или под слоем асбеста, далее — на спокойном воздухе.

2* Может быть выше указанных значений не более чем на 10 %. При вынужденных перерывах в процессе термообработки за длительность выдержки следует принимать суммарное время.

19.6. До термической обработки узлы со сварными соединениями запрещается подвергать нагрузкам. Перед началом термической обработки трубопроводов необходимо обеспечить свободное перемещение трубопровода в продольном направлении относительно оси трубопровода.

При термической обработке вертикальных сварных соединений во избежание прогиба трубопровода следует установить временные опоры или подвески по обе стороны от сварного шва на расстоянии не более 1 м от оси шва.

19.7. Перерывы в процессе термической обработки не допускаются. При вынужденных перерывах (отключение электроэнергии, выход из строя нагревателя и т.п.) необходимо обеспечить медленное охлаждение сварных соединений до 300 °С.

При повторном нагреве время нахождения сварного соединения при температуре выдержки суммируется с временем выдержки при первоначальном нагреве (в сумме оно должно быть равно заданному нормативно-технической документацией).

19.8. Количество термометров для контроля температуры и схемы их установки определяются конструкцией соединения (табл. 37).

19.9. Крепление горячего спая термоэлектрического термометра на поверхности рекомендуется производить одним из способов, указанных на рис. 23, а установку согласно рис. 24.

При термической обработке сварных соединений изделий сложной конфигурации количество термометров для контроля температуры и схемы их установки определяются необходимостью контроля на всех участках сварного соединения (рис. 25).

19.10. Термическую обработку сварных швов производят с помощью гибких и комбинированных электронагревателей, а также гибких индукторов, ацетилено-кислородных и многопламенных горелок.

19.11. При нагреве ГЭН и КЭН часть термометра, находящегося под нагревателем, необходимо теплоизолировать с помощью асбеста или кремнеземной ткани (рис. 26).

19.12. Демонтаж теплоизоляции, нагревательных устройств и термометров производятся после охлаждения сварного соединения до температуры 300 °С.

19.13. Термообработка с помощью горелок должна производиться строго нейтральным пламенем.

Количество термометров для контроля температуры и схемы их установки

Схема установки термометров

Схема установки термометров

Сварные соединения элементов с одинаковой толщиной стенки

Сварные соединения элементов с различными толщинами стенок

Примечание. При нагреве кольцевой многопламенной горелкой сварных соединений трубопроводов любых диаметров количество устанавливаемых термометров должно быть не менее двух.

Рис. 23. Крепление горячего спая термометра:

а — бобышкой с прорезью; б — Л-образной бобышкой; в — гайкой с болтом; г — аргонодуговой сваркой; д — бобышкой, наплавленной на сварной шов

19.14. Термическую обработку сварных соединений из разнородных сталей производят на соответствующих режимах (табл. 38, 39).

19.15. Выбор вида и режима термической обработки сварных соединений из разнородных сталей необходимо производить с учетом их принадлежности к одной из двух групп:

1) соединения сталей одного структурного класса, но разной степени легирования;

2) соединение сталей разных структурных классов.

К первой группе могут быть отнесены, например, сварные соединения сталей перлитного класса в сочетаниях сталь 20 — 12Х1МФ, 15ГС — 15Х1МФ, 20 — 15Х1М1ФЛ и др.

Необходимость в проведении термической обработки определяется по стали с более высокой степенью легирования с учетом номинальной толщины стенки.

Режимы термической обработки выбирают так: температуру как среднюю между температурами отпуска, рекомендуемыми для каждой стали, а время выдержки как для стали с более высокой степенью легирования. Аналогично обрабатывают и стали других структурных классов.

Ко второй группе можно отнести соединения сталей следующих классов: аустенитного и перлитного, мартенситно-ферритного и перлитного, аустенитного и мартенситно-ферритного.

Соединения сталей аустенитного и перлитного классов, например сочетания сталь Ст. 20 — 12Х18Н10Т, 12Х1МФ — 12Х18Н9Т, термически не обрабатываются.

Высокому отпуску подвергаются только концы труб из сталей перлитного класса с наплавкой из аустенитной стали.

Рис. 24. Установка термометров при нагреве ГЭН (а), КЭН-3 или индуктором (б), ацетилено-кислородной горелкой (в), многопламенной горелкой (г):

1 — сварное соединение; 2 — пояс ГЭН; 3 — термометр; 4 — теплоизоляция горячего спая; 5 — КЭН-3 или индуктор; 6 — экран; 7 — воронка; 8 — многопламенная горелка

Рис. 25. Схемы установки термометров для контроля температуры сварных соединений узлов сложной конструкции:

а — крутопадающий отвод; б — сварной тройник; г — труба; д — воротниковый фланец

1 — термометр; 2 — сварной шов; 3 — временные прихватки; 4 — заглушка

Режимы термической обработки сварных соединений металлических конструкций

Толщина элементов, мм 1*

Температура обработки, °С (допускаемое отклонение ± 15 °С)

Время термообработки, мин 2*

Ст. 10, 15, 20, 15Л, 20Л и их сочетания между собой

15ГС, 16ГС, 25Л и 20ГСЛ и их сочетания между собой или сочетания этих сталей с углеродистыми, указанными в предыдущем пункте

12МХ, 15ХМ, 20ХМЛ и их сочетания между собой

12Х1МФ, 20ХМФЛ и их сочетания между собой

12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ и их сочетания между собой

Сочетания Ст.10, 20, 20Л, 15ГС, 16ГС, 20ГСЛ с 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ

Сочетания 12МХ, 15ХМ, 20ХМЛ с 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ и 15Х1М1ФЛ 1Х11В2МФ

Сочетание 1Х11В2МФ (ЭИ756) с 12Х1МФ и 15Х1М1Ф

1* За толщину стенки принимается ее номинальное значение (свариваются детали одинаковой толщины) или наибольшее из фактических значений (соединяются детали разной толщины).

2* При вынужденных перерывах в процессе термообработки за время выдержки следует принимать суммарное время нахождения стыка при температуре термообработки.

3* До 300 °С охлаждение с печью или под теплоизолирующим слоем, далее — на спокойном воздухе.

4* Охлаждение после сварки до 150. 200 ° С, выдержка при этой температуре в течение 1 ч и последующий нагрев под термообработку.

5* После термообработки охлаждение стыка до 300 °С со скоростью не более 150 °С/ч.

Режимы термической обработки сварных соединений трубопроводов

Режимы термической обработки

Температура нагрева, °С

Скорость нагрева, ° С/ч

Время выдержки, ч

20, 15ГС, 16ГС, 14ХГС

начиная с 300 °С

начиная с 300 °С

начиная с 300 °С

начиная с 300 °С

£ 75 до 600 °С, далее 150

12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т 10Х17Н13М2Т 10Х17Н13МЗТ 08Х17Н15МЗТ

£ 75 до 600 °С, далее 150

1* До температуры 300 ° С охлаждение под теплоизолирующим слоем, далее — на воздухе.

2* Охлаждение на воздухе.

3* Охлаждение на воздухе или в воде.

Рис. 26. Теплоизоляция при нагреве ГЭН и КЭН-3:

1 — сварные соединения; 2 — асбест; 3, 4 — маты марки МВТ; 5 — ГЭН или КЭН-3

Для соединений сталей мартенситно-ферритного и перлитного классов, например сочетаний 1Х12В2МФ — 12Х1МФ, режим термической обработки определяется по высокохромистой стали. Вместе с тем во избежание опасности развития диффузионных процессов температуру отпуска в отдельных случаях несколько снижают.

19.16. В качестве отчетной документации о термической обработке должны быть представлены:

— диаграмма автоматической регистрации режима термической обработки (при контроле температуры автоматическими самопишущими потенциометрами);

— исполнительная схема трубопроводов, оформляемая вместе с группой сварки (прил. 11);

— журнал выполнения термической обработки сварных соединений*;

* Приведен в РД 39-0147014-536-87 «Положение по организации сварочного производства на предприятиях и в организациях Миннефтепрома».

— заключение о твердости сварных соединений после термической обработки (прил. 12), составляемое на основе журнала контроля твердости сварных соединений (прил. 13).

19.17. На записанной в координатах температура — время диаграмме режима термической обработки необходимо указать:

— номер линии трубопровода;

— номер сварного соединения по исполнительной схеме;

— марку или сочетание марок стали сварного соединения;

— диаметр и толщину стенки трубопровода;

— дату термической обработки;

— скорость протяжки диаграммной ленты потенциометра.

Диаграмма должна быть подписана термистом-оператором, ответственным за проведение термической обработки и руководителем работ по термической обработке. Последний должен сделать отметку «Принято».

Диаграмме необходимо присвоить порядковый номер, соответствующий номеру сварного соединения в журнале термической обработки сварных соединений.

19.18. При групповой термической обработке отчетная техническая документация должна оформляться отдельно на каждое сварное соединение.

19.19. Объемы и нормы контроля качества термообработки определяются требованиями проектной и нормативно-технической документации.

19.20. При контроле необходимо проверить:

— выполнение требований к термической обработке сварных соединений по оформленной технической документации;

— твердость металла во всех зонах сварного соединения с помощью переносных приборов статического или динамического действия типов ТПСЛ-3М, ТПП-10, ТКП-1, МЗИ-Т7, ВПИ-2, ТОП-1, КПИ, Польди.

Результаты проверки должны фиксироваться в журнале контроля твердости сварных соединений после термической обработки и заключении о твердости сварных соединений после термической обработки.

Если значение твердости сварного соединения после термической обработки выше установленного технической документацией, то производится повторная термическая обработка, если значение твердости сварного соединения после термической обработки ниже установленного технической документацией, то сварное соединение бракуется.

19.21. Допустимое количество повторных термических обработок должно быть указано в технической документации.

19.22. После проведения термической обработки необходимо проверить сварные соединения на отсутствие трещин методами, предусмотренными технической документацией.

20. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРОЧНЫХ РАБОТ

Трубопроводы

20.1. С целью повышения эффективности сварочного производства и качества сварочных работ при монтаже трубопроводов, изготовлении и монтаже металлоконструкций должен быть организован эффективный контроль качества сборочно-сварочных работ, включающий предупредительный и пооперационный контроль, а также контроль качества готовых сварных соединений.

20.2. При предупредительном контроле проверяют:

— техническое состояние и выполнение правил эксплуатации сварочного оборудования, сборочно-сварочной оснастки и приспособлений, аппаратуры и контрольно-измерительных приборов;

— проектную и исполнительную техническую документацию на соответствие требованиям технических условий, ГОСТов;

— квалификацию сварщиков, газорезчиков, термистов и дефектоскопистов, а также инженерно-технических работников, осуществляющих оперативное руководство производством сборочно-сварочных работ;

— качество сварочно-наплавочных материалов, а также качество материалов для дефектоскопии, выполнение требований на их хранение, подготовку к использованию и использование в соответствии с назначением.

20.3. При пооперационном контроле проверяют следующие показатели:

— соответствие марки материала свариваемых труб и металлоконструкций нормативной документации;

— соответствие сварочных материалов применяемой технологии;

— качество подготовки труб и деталей заготовок под сварку;

— качество сборки перед сваркой;

— режимы предварительного подогрева;

— соблюдение технологии сварки (режима сварки, порядка наложения швов, формы и качества наложения отдельных слоев шва, зачистки шлака между слоями, наличие пор, подрезов, трещин и других внешних дефектов);

— посредством замера твердости металла определяют качество термической обработки сварных соединений.

20.4. Качество готовых сварных соединений проверяют при систематическом операционном контроле, механических испытаниях образцов, вырезанных из пробных стыков; при выполнении проверки сплошности стыков и выявлении внутренних дефектов одним из неразрушаю щих методов контроля, а также при последующих гидравлических или пневматических испытаниях. Методы контроля качества сварных соединений установлены ГОСТ 3242-79 [33]. Проверка качества сварных швов трубопроводов V категории ограничивается осуществлением операционного контроля.

20.5. Контроль сварных соединений стальных трубопроводов радиографическим или ультразвуковым методами проводят после устранения дефектов, выявленных внешним осмотром и измерениями, а также магнитопорошковым методом. Сварные швы не должны иметь трещин, прожогов, кратеров, грубой чешуйчатости, подрезов глубиной более 0,5 мм. В сварных швах трубопроводов с Ру 10. 100 МПа подрезы не допускаются.

20.6. Объем контроля сварных соединений стальных трубопроводов неразрушающими методами в процентах от общего числа стыков, сваренных каждым сварщиком (но не менее одного стыка), должен составлять для трубопроводов:

Ру = 10. 100 МПа (100. 1000 кгс/см 2 ) 100

II категории 10

III категории 2

Неразрушающий контроль следует с учетом конкретных условий выполнять преимущественно ультразвуковым электрорентгенографическим и рентгенографическим методами с использованием в качестве детектора фотобумаги. Контролю должен подвергаться весь периметр стыка.

В трубопроводах I — IV категорий контролю подлежат стыки, качество которых вызвало сомнения при внешнем осмотре. Контроль корня шва сварных соединений трубопроводов с Ру 10. 100 МПа из сталей всех групп при толщине стенки 16 мм и более следует производить радиографическим методом, а окончательный контроль готовых сварных соединений из сталей групп С, ХГ, ХМ — преимущественно ультразвуковой дефектоскопией.

Готовые сварные соединения трубопроводов с Ру 10. 100 МПа перед проведением радиографического или ультразвукового контроля следует проверять магнитопорошковым или цветным методом. При этом контролю подлежат поверхность шва и прилегающая к нему зона шириной 20 мм от краев шва.

20.7. Оценку качества сварных соединений стальных трубопрово дов по результатам радиографического контроля следует производить по балльной системе согласно прил. 14 .

Сварные соединения трубопроводов должны быть забракованы, если их суммарный балл равен или больше приведенного ниже значения:

Категория трубопровода Балл качества

Ру 10. 100 МПа (100. 1000 кгс/см 2 ) 2

Сварные соединения, оцененные указанным или большим баллом, подлежат исправлению, после чего дополнительному контролю подвергается удвоенное от первоначального объема контроля количество стыков, выполненных сварщиком, допустившим брак.

Сварные соединения трубопроводов III и IV категорий, оцененные соответственно суммарным баллом 4 и 5, исправлению не подлежат, но дополнительному контролю подвергается удвоенное количество стыков, выполненных этим сварщиком.

Если при дополнительном контроле хотя бы один стык будет забракован (а для трубопроводов III и IV категорий оценен соответственно баллом 4 и 5), контролю подвергается 100 % стыков, выполненных данным сварщиком. Если при этом будет забракован хотя бы один стык, сварщик отстраняется от сварочных работ на трубопроводах.

20.8. Чувствительность радиографического контроля должна соответствовать (по ГОСТ 7512-82) [34] для трубопроводов с Ру 10. 100 МПа (100. 1000 кгс/см 2 ), I и II категорий — классу 2, а для трубопроводов III и IV категорий — классу 3.

20.9. По результатам ультразвукового контроля сварные соединения трубопроводов Ру 10. 100 МПа (100. 1000 кгс/см 2 ) считаются качественными, если отсутствуют:

а) протяженные плоскостные и объемные дефекты;

б) объемные непротяженные дефекты с амплитудой отраженного сигнала, соответствующей эквивалентной площади 2 мм 2 и более, — при толщине стенки трубы до 20 мм включительно и 3 мм 2 и более — при толщине стенки свыше 20 мм;

в) объемные непротяженные дефекты с амплитудой отраженного сигнала, соответствующей эквивалентной площади до 2 мм 2 , — при толщине стенки трубы до 20 мм включительно и до 3 мм 2 — при толщине стенки свыше 20 мм в количестве более трех на каждые 100 мм шва.

Сварные соединения стальных трубопроводов I — IV категорий должны удовлетворять требованиям, установленным отраслевыми стандартами. При получении неудовлетворительных результатов контроля ультразвуковым методом хотя бы одного стыка производится контроль удвоенного количества стыков, выполненных данным сварщиком. При неудовлетворительных результатах повторного контроля производится контроль 100 % стыков, выполненных сварщиком, допустившим брак. Сварщик, допустивший брак, может быть допущен вновь к сварке трубопроводов только после сдачи испытаний по программам, утвержденным министерством (ведомством) СССР.

20.10. Испытаниям на твердость металла шва должны подвергаться сварные соединения стальных трубопроводов с Ру 10. 100 МПа (100. 1000 кгс/см 2 ), а также трубопроводов на давление до 10 МПа (100 кгс/см 2 ) из сталей ХМ и ХФ.

По результатам измерения твердости сварные швы считается качественными при выполнении следующих условий:

а) снижения твердости наплавленного металла не более чем на 25 НВ по сравнению с нижним значением твердости основного металла;

б) превышения твердости наплавленного металла не более чем на 20 НВ по сравнению с верхним значением твердости основного металла;

в) превышения разности в твердости основного металла и металла в зоне термического влияния не более чем на 50 НВ.

При разности в твердости, превышающей допустимую, стыки следует вновь подвергать термической обработке, и, если разность в твердости превышает допустимую после повторной термической обработки, следует произвести стилоскопирование металла шва и основного металла всех однотипных стыков, сваренных данным сварщиком за период времени после последней контрольной проверки.

При несоответствии химического состава наплавленного металла заданному стыки бракуются.

Металлические конструкции

20.11. Для проверки качества швов сварных соединений стальных конструкций используются визуальный дефектоскопический контроль, механические и гидравлические испытания и т.д. (табл. 40).

Методы контроля сварных соединений стальных конструкций

Систематическая проверка выполнения заданного технологического процесса сборки и сварки

Все типы конструкций

Наружный осмотр 100 % швов с проверкой размеров

Выборочный контроль швов ультразвуковой дефектоскопией или просвечиванием проникающими излучениями*

Все типы конструкций, за исключением предусмотренных дополнительными правилами СНиП III-18-75 или проектом

Испытание всех швов на плотность одним из следующих методов: опрыскиванием керосином, мыльной эмульсией (при повышенном давлении или вакууме)

Листовые конструкции при толщине металла до 16 мм включительно, швы которых должны быть герметичными

Испытание на плотность и прочность воздушным, гидравлическим или газовым давлением

Резервуары, трубопроводы и сосуды. Испытательная среда и величина давления принимаются в соответствии с указаниями дополнительных правил СНиП III-18-75 или проекта

Контроль физическими методами без разрушения контролируемых соединений

Типы конструкций, методы и нормы контроля предусматриваются дополнительными правилами СНиП III-18-75 или проектом

Механические испытания контрольных образцов

Металлографическое исследование макрошлифов на торцах швов контрольных образцов или на торцах стыковых швов сварных соединений

* Для выборочного контроля разрешается применять другие методы контроля согласно ГОСТ 3242-79, табл. 2.

а) иметь гладкую или равномерно чешуйчатую поверхность (без наплывов, прожогов, сужений и перерывов) и не иметь резкого перехода к основному металлу;

б) наплавленный металл должен быть плотным по всей длине шва, не иметь трещин и дефектов, выходящих за пределы, указанные в п. 20.17 настоящего раздела;

в) подрезы основного металла допускаются глубиной не более 0,5 мм при толщине стали от 4 до 10 мм и не более 1 мм при толщине стали свыше 10 мм, за исключением случаев, приведенных в дополнительных правилах СНиП III-18-75;

г) все кратеры должны быть заварены.

20.13. для конструкций, возводимых или эксплуатируемых в районах с расчетной температурой от -40 до -65 ° С при сварке допускаются: подрезы основного металла вдоль усиления сварного шва и местные подрезы (по 25 % длины шва) поперек усиления в соответствии с подпунктом 20.12 в, подрезы поперек усиления глубиной не более 0,5 мм при толщине стали до 20 мм и 1 мм — при толщине стали более 20 мм.

20.14. Выборочный контроль ультразвуковой дефектоскопией или просвечиванием проникающим излучением швов сварных соединений согласно табл. 40 производится, как правило, в местах пересечения швов и в местах с признаками дефектов. Если в результате выборочного контроля будет установлено неудовлетворительное качество шва, контроль продолжают до выявления фактических границ дефектного участка, после чего весь шов на этом участке удаляют, вновь заваривают и проверяют повторно.

20.15. Проверку герметичности швов сварных соединений керосином следует производить обильным опрыскиванием стыковых швов и введением керосина под нахлестку. Обработка швов керосином должна производиться не менее двух раз с перерывом 10 мин. На противоположной стороне соединения, покрытой водной суспензией мела или каолина, в течение 4 ч при положительной и 8 ч при отрицательной температуре окружающего воздуха не должно появляться пятен.

20.16. При проверке плотности швов сварных соединений повышенным давлением воздуха или вакуумом на поверхности шва, покрытой мыльной эмульсией, не должны появляться пузыри.

а) непровары по сечению швов в соединениях, доступных сварке с двух сторон, глубиной до 5 % толщины металла, но не больше 2 мм, при длине непроваров не более 50 мм, расстоянии между ними не менее 250 мм и общей длине участков непровара не более 200 мм на 1 м шва;

б) непровары в корне шва в соединениях без подкладок, доступных сварке только с одной стороны, глубиной до 15 % толщины металла, но не свыше 3 мм;

в) отдельные шлаковые включения или поры либо скопления их (по группе А и В ГОСТ 7512-82) размером по диаметру не более 10 % толщины свариваемого металла, но не свыше 3 мм;

г) шлаковые включения или поры, расположенные цепочкой вдоль шва (по группе Б ГОСТ 7512-82), при суммарной их длине, не превышающей 200 мм на 1 м шва;

д) скопления газовых пор и шлаковых включений (по группе В ГОСТ 7512-82) в отдельных участках шва в количестве не более пяти на 1 см 2 площади шва при диаметре одного дефекта не более 1,5 мм;

е) суммарная величина непровара, шлаковых включений и пор, расположенных отдельно или цепочкой (по группе А и Б ГОСТ 7512-82), не превышающая в рассматриваемом сечении при двусторонней сварке 10 % толщины свариваемого металла, но не более 2 мм, и при односторонней сварке без подкладок — 15 %, но не более 3 мм. В конструкциях из стали класса С60/45 не допускаются дефекты швов, указанные в подпунктах «а» и «б».

Примечание. Шлаковые включения или поры, образующие сплошную линию вдоль шва, не допускаются.

20.18. Для конструкций, возводимых или эксплуатируемых в районах с расчетной температурой -40. -65 °С, не допускаются несплавления по кромкам, непровары в стыковых швах, а также непровары на участках угловых и тавровых соединений, где проектом предусмотрено сквозное проплавление. В стыковых и угловых швах сварных соединений конструкций, воспринимающих динамические нагрузки, а также в статически нагруженных растянутых элементах допускаются единичные поры или шлаковые включения диаметром не более 1 мм для стали толщиной до 25 мм и не более 4 % толщины для стали толщиной более 25 мм, в количестве не более четырех дефектов на участке шва длиной 400 мм. Расстояние между дефектами должно быть не менее 50 мм. В стыковых и угловых швах статически нагруженных сжатых элементов допускаются единичные поры и шлаковые включения диаметром не более 2 мм в количестве не более шести дефектов на участке шва длиной 400 мм или не более одной группы этих же дефектов на этой же длине. Расстояние между дефектами должно быть не менее 10 мм.

Примечание. Характер работы элементов принимается по чертежам КМ (конструкции металлические) и КМД (конструкции металлические, деталировка).

20.20. Трещины всех видов и размеров в швах сварных соединений не допускаются.

21. ИСПРАВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ СВАРКИ

Трубопроводы

21.1. Исправлению подлежат дефектные участки сварного соединения, выявленные при внешнем осмотре и измерениях, контроле ультразвуковым, магнитопорошковым или цветным методом.

21.2. Исправлению путем местной выборки и последующей подварки (без переварки всего сварного соединения) подлежат дефектные участки сварного шва, если размеры выборок не превышают значений, указанных в табл. 41.

21.3. Исправление сварных швов допускается производить при наличии в них любых недопустимых дефектов, кроме трещин длиной более 50 мм, если суммарная длина дефектных участков не превышает 1/6 периметра стыка. В противном случае стык вырезают.

Размеры выборок после удаления дефекта

Суммарная протяженность в % от номинального наружного периметра сварного соединения

Трубопроводы на рабочее давление Ру = 10. 100 МПа (100. 1000 кгс/см 2 )

Источник https://xn--b1ac1aqnee.xn--p1ai/elektroinstrumenty/chem-luchshe-varit-truby-otopleniya.html

Источник https://docinfo.ru/rd/rd-39-0147014-535-87/

Источник