Требования к сварке и термической обработке
Сварка
При изготовлении, монтаже и ремонте технологических трубопроводов и их элементов допускается применение всех промышленных методов сварки, обеспечивающих необходимую эксплуатационную надежность сварных соединений в соответствии с НД.
Сварка технологических трубопроводов и их элементов должна проводиться в соответствии с проектом, требованиями ТУ на изготовление, производственных инструкций или технологической документации, содержащей указания по применению конкретных присадочных материалов, флюсов и защитных газов, по предварительному и сопутствующему подогреву, по технологии сварки и термической обработки, видам и объему контроля.
К производству сварочных работ, включая прихватку и приварку временных креплений, допускаются сварщики, аттестованные в соответствии с действующими Правилами аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства и имеющие соответствующее удостоверение сварщика установленного образца. При этом сварщики могут быть допущены к тем видам сварочных работ, которые указаны в их удостоверениях.
Сварочные материалы должны быть аттестованы,
иметь сертификаты и удовлетворять требованиям НД.
Для аустенитных сварочных материалов, предназначенных
для сварки соединений, работающих при температуре 450°С и выше, необходимо проводить контроль количества ферритной фазы. Содержание ферритной фазы в наплавленном металле должно быть не более 6 %.
Сварочные материалы, предназначенные для сварки соединений из перлитных хромомолибденовых сталей, работающих
в водородсодержащих средах при температуре выше 200°С, должны обеспечивать содержание хрома в наплавленном металле не менее минимального содержания хрома в свариваемой стали, установленного требованиями НД или проекта.
При наличии требований по стойкости сварных соединений против межкристаллитной коррозии аустенитные сварочные материалы необходимо испытывать в соответствии с НД.
Типы, конструктивные элементы подготовленных кромок
и сварных швов должны соответствовать НД.
При сборке стыков из аустенитных сталей с толщиной стенки трубы менее 8 мм, к сварным соединениям которых предъявляются требования стойкости к межкристаллитной коррозии, приварка технологических креплений не разрешается.
В собранных под сварку стыковых соединениях из труб
и деталей одинаковой номинальной толщины, не подлежащих механической обработке после сварки в зоне шва, допускаемое смещение кромок (несовпадение поверхностей соединяемых деталей) должно быть не более соответствующих величин, указанных в НД.
При смещении кромок, превышающем допустимое значение,
на трубе или детали сборочной единицы большей толщины должен быть обеспечен плавный переход под углом 15° к элементу меньшей толщины.
Сборка стыков труб и других элементов, работающих
под давлением до 10 МПа, для всех категорий технологических трубопроводов, кроме категории I, может осуществляться на остающихся подкладных кольцах или съемных медных кольцах, если это предусмотрено
в проекте.
Термическая обработка
Необходимость выполнения термической обработки сварных соединений и ее режимы (такие как скорость нагрева, температура
при выдержке, продолжительность выдержки, скорость охлаждения, охлаждающая среда) должны быть указаны в ТУ, проекте или рабочей документации.
К проведению работ по термической обработке сварных соединений допускаются термисты-операторы, прошедшие специальную подготовку, выдержавшие соответствующие испытания и имеющие удостоверение на право производства этих работ.
Обязательной термообработке подлежат сварные соединения:
стыковые соединения элементов из углеродистых сталей с толщиной стенки более 36 мм;
сварные соединения штуцеров с трубами из углеродистых сталей
при толщине стенки трубы и штуцера более 36 и 25 мм соответственно;
стыковые соединения элементов из низколегированных марганцовистых и кремнемарганцовистых сталей с толщиной стенки более 30 мм;
сварные соединения штуцеров с трубами из низколегированных марганцовистых и кремнемарганцовистых сталей при толщине стенки трубы и штуцера более 30 и 25 мм соответственно;
стыковые соединения и сварные соединения штуцеров с трубами
из хромокремнемарганцовистых, хромомолибденовых, хромомолибденованадиевых, хромованадиевольфрамовых
и хромомолибденованадиевольфрамовых сталей независимо от толщины стенки. Для сварных соединений из стали марок 12ХМ, 12МХ и 15ХМ толщиной не более 12 мм, выполненных с применением электродов типа
Э-09Х1М, термообработка не является обязательной при условии обеспечения твердости металла шва и зоны термического влияния
не выше 240 НВ;
стыковые соединения и сварные соединения штуцеров с трубами
из углеродистых и низколегированных сталей, предназначенные для работы в средах, вызывающих коррозионное растрескивание (по требованию проекта);
стыковые соединения и сварные соединения штуцеров с трубами
из аустенитных сталей, стабилизированных титаном или ниобием, предназначенные для работы в средах, вызывающих коррозионное растрескивание, а также при температурах выше 350°С в средах, вызывающих межкристаллитную коррозию, должны подвергаться стабилизирующему отжигу (по требованию проекта);
сварные соединения продольных швов лепестковых переходов
из углеродистых и низколегированных сталей независимо от толщины стенки.
Участки технологического трубопровода, расположенные возле нагреваемого при термообработке кольца, должны быть покрыты теплоизоляцией для обеспечения плавного изменения температуры по длине.
Для технологических трубопроводов из хромоникелевых аустенитных сталей, независимо от величины рабочего давления, применение газопламенного нагрева не допускается.
Термообработка сварных соединений должна проводиться
в соответствии с НД.
Термообработку одного и того же сварного соединения допускается проводить не более трех раз. Количество термообработок
в режиме отпуска не ограничивается.
После холодной гибки гнутые участки труб из углеродистых
и низколегированных сталей подлежат термической обработке
в соответствии с НД.
После горячей гибки термическую обработку гнутых участков труб допускается не проводить, если температура конца деформации не ниже 700°С для углеродистых и низколегированных сталей и не ниже 850°С
для аустенитных сталей.
Контроль качества сварных соединений
Контроль качества сварных соединений стальных трубопроводов включает:
пооперационный контроль (при изготовлении);
визуальный и измерительный контроль;
ультразвуковой или радиографический контроль;
капиллярный или магнитопорошковый контроль;
определение содержания ферритной фазы;
стилоскопирование;
измерение твердости;
механические испытания;
контроль другими методами (металлографические исследования, испытание на стойкость к МКК), предусмотренными проектом;
гидравлические или пневматические испытания.
Все виды контроля качества сварных соединений должны соответствовать НД.
Конструкция и расположение сварных соединений должны обеспечивать проведение контроля качества сварных соединений, предусмотренного для них в рабочей документации.
Окончательный контроль качества сварных соединений, подвергающихся термообработке, должен проводиться после термообработки.
Неразрушающему контролю подвергают наихудшие
по результатам внешнего осмотра сварные швы по всему периметру трубы. Число контролируемых сварных швов определяется ТУ на объект,
но во всех случаях оно должно быть не ниже приведенных в НД.
При проведении контроля качества должны выполняться следующие дополнительные условия:
для технологических трубопроводов, где ползучесть и усталость являются контролируемыми факторами, объем неразрушающего контроля назначается, как для I категории трубопроводов;
для I категории технологических трубопроводов пара и горячей воды с наружным диаметром 200 мм и более и с толщиной стенки менее 15 мм контролю УЗД или РД подлежат все поперечные сварные соединения по всей длине соединений.
При поставках по нормам Евросоюза трубопроводов пара и горячей воды следует учитывать:
в местах, где PS × DN ≥ 5000 бар·мм, где PS - давление пара, необходим 100 %-ный объем контроля от общего количества сварных стыков
и сварных швов ответвлений методом УЗД или РД;
в местах, где PS × DN ≥ 3500,необходим 25 %-ный объем контроля
от общего количества сварных стыков и сварных швов ответвлений методом УЗД или РД.
Для технологических трубопроводов, работающих при температуре 100°С и выше, необходимо подвергнуть контролю не менее 10 % муфтовых соединений методом УЗД или РД.
Метод контроля (УЗД, РД или оба метода в сочетании) выбирают, исходя из возможности обеспечения более полного и точного выявления недопустимых дефектов с учетом особенностей физических свойств металла, а также освоенности конкретного метода контроля
для конкретных объектов и вида сварных соединений.
Определение содержания ферритной фазы должно проводиться
в сварных соединениях трубопроводов из аустенитных сталей на РN>100
в объеме 100 % на сборочных единицах, предназначенных для работы
при температуре выше 350 °С, а в остальных случаях – по требованию проекта.
Сварные соединения технологических трубопроводов из легированных сталей для технологических трубопроводов I категории группы А(а),
либо работающих с давлением РN > 100, подлежат стилоскопированию
в объеме 100 %.
Измерение твердости проводят для сварных соединений
технологических трубопроводов, изготовленных
из хромокремнемарганцовистых, хромомолибденовых, хромомолибденованадиевых, хромованадиевольфрамовых
и хромомолибденованадиевольфрамовых сталей.
Твердость необходимо измерять на каждом термообработанном сварном соединении по центру шва, в зоне термического влияния
и по основному металлу. Результаты измерения твердости должны соответствовать требованиям НД. Значения твердости не должны превышать указанных в НД. При твердости, превышающей допустимую, сварные соединения должны подвергаться стилоскопированию и при положительных результатах – повторной термообработке.
Дефекты, обнаруженные в процессе контроля, должны быть устранены, с последующим контролем исправленных участков.
Исправлению подлежат все дефектные участки сварного соединения, выявленные при контроле качества неразрушающими и другими методами испытаний.
Исправлению местной выборкой и последующей подваркой
(без повторной сварки всего соединения) подлежат участки сварного шва, если размеры выборки после удаления дефектного участка шва
не превышают значений, указанных в НД.
Сварное соединение, в котором для исправления дефектного участка требуется произвести «выборку» размером более допустимого по НД, должно быть полностью удалено, а на его место вварена «катушка».
Механические свойства стыковых сварных соединений трубопроводов должны подтверждаться результатами механических испытаний контрольных сварных соединений.
Контрольные сварные соединения должны свариваться
на партию однотипных производственных стыков.
Однотипными являются соединения из сталей одной марки, выполненные одним сварщиком, по единому технологическому процессу
и отличающиеся по толщине стенки не более чем на 50 %.
Однотипными по номинальному диаметру являются
соединения: DN от 6 до 32, DN от 50 до 150, DN ≥175 мм.
Число контрольных сварных соединений для проведения механических испытаний и металлографических исследований
должно соответствовать НД.
Испытания на ударный изгиб проводят на образцах
с концентратором типа «U» (КСU) или «V» (KCV).
Испытание на статический изгиб сварных соединений
труб с номинальным диаметром DN ≤ 50 мм может быть заменено испытанием стыков на сплющивание.
Результаты механических испытаний сварных соединений должны удовлетворять требованиям НД.
В разнородных соединениях прочность оценивают
по стали с более низкими механическими свойствами, а ударную вязкость
и угол изгиба – по менее пластичной стали.
Качество сварных соединений по результатам испытаний
на стойкость к МКК (по требованию проекта) признается удовлетворительным, если результаты испытаний соответствуют требованиям НД по стойкости против указанной коррозии.
|
