Контактная сварка магистральных трубопроводов
Обновлено: 12.05.2024
ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОИТЕЛЬСТВЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ § 1. ТРУБОПРОВОДЫ Магистральные трубопроводы — это сооружения линейного типа из труб, соединенных между собой, для транспортирования жидких, газообразных и твердых продуктов от .
жения, ценное народное достояние. Одно из основных условий бесперебойности их функционирования — правильный выбор труб с учетом условий их эксплуатации. На сооружение трубопроводов ежегодно расходуются сотни тысяч тонн металла. Поэтому так важно .
временной его укладкой в траншею (совмещенная). Общее для всех схем — перемещение сваренного трубопровода, находящегося на бровке траншеи, с помощью трубоукладчиков на дно траншеи. При этом трубопровод изгибается как в вертикальном, так и в .
Автоматическая сварка под флюсом, по сравнению с ручной дуговой сваркой, имеет ряд преимуществ, к которым относятся: более высокая производительность, механизация процесса сварки, улучшение условий труда сварщиков. К недостаткам сварки под флюсом .
При поточно-расчленеином методе решающее значение имеют правильный подбор и расстановка людей в потоке. Темп бригады определяется наиболее продолжительной операцией — сборкой и сваркой первого слоя шва, которую выполняет специальное звено. Чтобы .
Синтетические рабочие жидкости негорючи, имеют более широкий температурный диапазон применения, менее летучи, застывают при более низких температурах, чем нефтяные, но из-за высокой стоимости применяют их редко. § 7. ГИДРОЦИЛИНДРЫ И .
полости А клапан 3 прижимается к седлу корпуса давлением p2 со стороны полости В и усилием пружины 7. Клапан 3 закрыт до тех пор, пока закрыт клапан 6. При превышении по каким-либо причинам допустимого давления в полости А увеличивается давление р2 .
линии, установка фильтров на всасывающей линии хотя и предохраняет насос, наиболее чувствительный к загрязнениям, вместе с тем ухудшает условия его питания. Рассмотрим устройство фильтра в гидролиниях сварочных машин. Рабочая жидкость поступает в .
сердечника уложены проводники — обмотки 4. Обмотка генератора состоит из трех групп катушек, располагаемых по окружности статора на расстоянии 120° друг от друга. Ротор 2 (вращающаяся часть) представляет собой стальной цилиндр с полюсами 5, на .
трансформатора; если же U2> U1 то в режиме повышающего трансформатора. Трансформаторы, применяемые при стыковой сварке оплавлением для нагрева свариваемых труб, являются понижающими. В системах управления электрооборудованием сварочных установок .
При выборе электродвигателя для привода рабочего механизма учитывают род тока. Для большей части современных производственных механизмов применяют привод переменного трехфазного тока. Трехфазный ток наиболее просто генерируется, распределяется и .
магнитными. Аппараты защиты и управления выбирают с учетом рода тока, напряжения и мощности электродвигателей. Рассмотрим аппаратуру защиты и управления электроприводов, применяемую в установках для стыковой сварки оплавлением .
тельно в фазу силовой цепи, а контакты — в цепь управления аппарата (например, контактора или магнитного пускателя), который обеспечивает автоматическое отключение цепи питания. При прохождении через катушку реле тока, превосходящего установленное .
На ней функциональные части изображают в виде прямоугольников, объединенных линиями взаимосвязей. На линиях, взаимосвязей стрелками обозначают направления хода процессов, происходящих в устройстве. Функциональная схема разъясняет определенные .
ричная обмотка трансформатора), по которой начинает протекать ток. Сопротивление полученной цепи складывается из сопротивления вторичного витка сварочного трансформатора с башмаками, называемого сопротивлением сварочного контура, сопротивления .
там свариваемых труб, также подсчитывается по закону Джоуля—Ленца. Оно незначительно и не превышает 5—10% от общего тепловыделения. Мощность, выделяемая в искровом промежутке, S=U22x.x/(1/G + + 2RK.3+ ZK3),где U2x.x — вторичное напряжение холостого .
мыми торцами, удаление из стыка жидкого окисленного металла и пластическая деформация чистых от оксидов поверхностей соединяемых деталей для образования между ними металлической связи (рис. 49). При этом первые два этапа (рис. 49, а и б) необходимо .
тока при частоте 50 Гц, т. е. длительностью более 0,03—0,04 с. Указанные нарушения большей длительности приводят к появлению в стыке дефектов и получению некачественных сварных соединений. В реальных условиях устойчивость оплавления обеспечивается .
Раздел третийУСТАНОВКИ ДЛЯ СВАРКИ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ ГЛАВА VII. ПОЛУСТАЦИОНАРНЫЕ УСТАНОВКИ § 22. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО Полустационарные установки для сварки отдельных труб длиной 8—12 м в секции длиной^до 40 м серийно выпускают двух марок (табл. 9): .
осей 3, при этом вилки 2 опускаются ниже уровня ферм стеллажа, на которых лежат подлежащие зачистке трубы 1 и труба 6 с зачищаемыми концами. Фермы стеллажа расположены с наклоном в сторону рольганга под углом 5—10°, поэтому трубы, подлежащие .
560 об/мин) и микроскорости 2 (22,4 об/мин). Цепные передачи / и III расположены в вертикальной плоскости, а II — в горизонтальной. В цепной передаче I установлены сменные звездочки 9 и 10. Число зубьев сменных звездочек зависит от диаметра .
§ 23. СХЕМА РАБОТЫ Гидроприводы сварочной машины, пневмоприводы механизированных стеллажей и внутренний гратоснимателей питаются от отдельного агрегата — гидропневмостанции. Гидропривод. Рассмотрим принципиальную гидравлическую схему .
электростанции установлено устройство, которое автоматически отключает линию потребителя от электростанции в случае нарушения изоляции проводов или пробоя фазы на корпус. На прицепе электростанции расположен шкаф 2 управления, от которого к .
выполнения указанных функций все сварочные машины независимо от диаметра свариваемых ими труб и конструктивных особенностей оснащены двумя механизмами зажатия (подвижным и неподвижным), сварочным трансформатором с токоподводом электроэнергии к .
Отдельные катушки между собой соединяют непосредственно их выводами без применения дополнительных перемычек, чтобы исключить лишние контакты. Соединяемые между собой выводы располагают друг против друга. Ток к свариваемым трубам от трансформатора .
но i1 = 47 и i2=30 и электромагнитную муфту 4 передается на открытую зубчатую передачу со сменными шестернями 5 и 6, а через нее на кулачок 7. Сменные шестерни 5 и 6 имеют разное число зубьев (Z5=40; 32; 27 и 20 и соответственно Z6=40; 48; 53 и 60). .
роприводе с кинематической парой винт — гайка включают электромагнит. Если при этом перемещение подвижного зажима относительно неподвижного более 10% от заданного припуска на осадку, значит проскальзывание есть. Устраняют его регулировкой башмаков .
новных характеристик электростанций, применяемых при стыковой сварке оплавлением трубопроводов, является зависимость между напряжением на зажимах генератора и током нагрузки, т.е. внешняя характеристика электростанции. Снижение напряжения на зажимах .
теристики не регулируют. Затем включают контактор, по образовавшейся цепи начинает протекать ток. Амперметром и вольтметром фиксируют ток и напряжение. После этого отключают контактор, опускают один из электродов немного глубже в воду, что приводит .
ние подвижной части происходит вследствие электродинамического взаимодействия токов, проходящих по неподвижной и подвижной катушкам. Для измерения тока в приемнике энергии Iпр амперметр соединяют последовательно с этим приемником Rn (рис. .
точника света 2, фокусирующих линз 3, 6 и 8, барабана 7 с зеркалами), экрана 4 и фотографической кассеты 5. Измерительный механизм (рис. 104,6) имеет постоянный магнит 10, в поле которого находится петля 11 с зеркалом 9. Петля, опирающаяся на .
ции мощностью более 1000 кВт, так как серийно выпускаемых передвижных электростанций такой мощности не существует. Но даже увеличение мощности электростанции при жестких системах автоматического управления не обеспечивает 100%-ное качество сварных .
§ 34. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Перед пуском электростанцию тщательно проверяют и подготавливают к работе. Осматривают дизель, генератор, вспомогательные агрегаты, панели и щиты и устраняют обнаруженные неисправности. С помощью мегаомметра на .
образца будет не ниже временного сопротивления основного металла труб. Схема испытания на изгиб приведена на рис. 110,а. Диаметр d нагружающей оправки 3 равен четырем толщинам образца 2, а расстояние между опорами 1k=d+2a. При испытании фиксируют .
обслуживание (СО), которое проводят два раза в год при подготовке машины к использованию в период последующего сезона (летнего или зимнего). Плановые ТО различных машин и механизмов, входящих в состав установок для стыковой сварки оплавлением, .
пряжении выполняют на прессе с помощью специальных оправок и приспособлений. Шпильки завинчивают в гнездо плотно и перпендикулярно плоскости завинчивания. Отклонение от перпендикулярности по высоте выступающей части шпилек допускается не более 0,5 .
венной санитарии проводят в обязательном порядке для всех вновь принимаемых на работу. Рабочих знакомят с общим законоположением и основными принципами техники безопасности и производственной санитарии, особенностями работы данной строительной .
Магистральные трубопроводы — это сооружения линейного типа из труб, соединенных между собой, для транспортирования жидких, газообразных и твердых продуктов от мест их добычи, переработки к местам потребления.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Контактная сварка магистральных трубопроводов
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)
ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА СТЫКОВ СТАЛЬНЫХ ТРУБ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА ПРОЦЕССОМ STT ПРОВОЛОКОЙ СПЛОШНОГО СЕЧЕНИЯ
I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1. Типовая технологическая карта (далее ТТК) - комплексный нормативный документ, устанавливающий по определённо заданной технологии организацию рабочих процессов по строительству сооружения с применением наиболее современных средств механизации, прогрессивных конструкций и способов выполнения работ. Она рассчитана на некоторые средние условия производства работ. ТТК предназначена для использования при разработке Проектов производства работ (ППР), другой организационно-технологической документации, а также с целью ознакомления (обучения) рабочих и инженерно-технических работников с технологией односторонней полуавтоматической сварки корневого слоя шва поворотных и неповоротных стыков стальных труб процессом STT проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа.
Процесс STT - это инновационный метод сварки, основанный на переносе металла за счет сил поверхностного натяжения (Surface Tension Transfer™ - STT).
Главными особенностями сварочного процесса STT являются:
- величина сварочного тока регулируется автоматически в зависимости от требований сварочной дуги;
- время реакции системы на изменения, происходящие в сварочной ванне, составляет единицы микросекунд;
- параметры дуги оптимизируются в каждый момент времени в течение всего процесса образования и переноса каждой капли расплавленного металла с электрода в сварочную ванну.
Рис.1. Циклограмма процесса STT
- базовый ток; - обжатие капли и вычисление скорости изменения напряжения; - отделение капли; - рост плазменного столба; - стабилизация
1.2. В настоящей карте приведены указания по организации производства работ и технология полуавтоматической сварки стыков стальных труб процессом STT проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа рациональными средствами механизации, приведены данные по контролю качества и приемке работ, требования промышленной безопасности и охраны труда при производстве работ.
1.3. Нормативной базой для разработки технологических карт являются:
- строительные нормы и правила (СНиП, СН, СП);
- заводские инструкции и технические условия (ТУ);
- нормы и расценки на строительно-монтажные работы (ГЭСН-2001, ЕНиР); производственные нормы расхода материалов (НПРМ);
- местные прогрессивные нормы и расценки, нормы затрат труда, нормы расхода материально-технических ресурсов.
1.4. Цель создания ТК - описание решений по организации производства работ и технологии полуавтоматической сварки стыков стальных труб процессом STT проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа, с целью обеспечения их высокого качества, а также:
- снижение себестоимости работ;
- сокращение продолжительности строительства;
- обеспечение безопасности выполняемых работ;
- организация ритмичной работы;
- рациональное использование трудовых ресурсов и машин;
- унификация технологических решений.
1.5. На базе ТТК в составе ППР (как обязательные составляющие Проекта производства работ) разрабатываются Рабочие технологические карты (РТК) на выполнение отдельных видов работ по полуавтоматической сварке стыков стальных труб процессом STT проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа. Рабочие технологические карты разрабатываются на основе типовых карт для конкретных условий данной строительной организации с учетом её проектных материалов, природных условий, имеющегося парка машин и строительных материалов, привязанных к местным условиям. Рабочие технологические карты регламентируют средства технологического обеспечения и правила выполнения технологических процессов при производстве работ.
Конструктивные особенности полуавтоматической сварки стыков стальных труб процессом STT проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа решаются в каждом конкретном случае Рабочим проектом. Состав и степень детализации материалов, разрабатываемых в РТК, устанавливаются соответствующей подрядной строительной организацией, исходя из специфики и объема выполняемых работ. Рабочие технологические карты рассматриваются и утверждаются в составе ППР руководителем Генеральной подрядной строительной организации, по согласованию с организацией Заказчика, Технического надзора Заказчика.
1.6. Технологическая карта предназначена для производителей работ, мастеров и бригадиров, выполняющих полуавтоматическую сварку стыков стальных труб процессом STT проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа, а также работников технического надзора Заказчика и рассчитана на конкретные условия производства работ в III-й температурной зоне.
Параметры сварки стальных труб:
- 1420 мм;
- толщина стенки труб
- 21,6 мм;
- сварка первого (корневого) слоя шва
- процессом STT;
- сварка заполняющих и облицовочного швов
- проволокой Innershield.
II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2.1. Технологическая карта разработана на полуавтоматическую сварку стыков стальных труб процессом STT проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа.
2.2. Полуавтоматическая сварка стыков стальных труб процессом STT проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа выполняется в одну смену, продолжительность рабочего времени в течение смены составляет:
где 0,06 - коэффициент снижения работоспособности за счет увеличения продолжительности рабочей смены с 8 часов до 10 часов, а также время, связанное с подготовкой к работе и проведением ЕТО, перерывы, связанные с организацией и технологией производственного процесса и отдыха машинистов строительных машин и рабочих - 10 мин через каждый час работы.
2.3. В состав работ, последовательно выполняемых при полуавтоматической сварке стыков стальных труб процессом STT проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа, входят:
- подготовка кромок труб;
- предварительный подогрев кромок стыка труб;
- сборка стыка труб с помощью внутреннего центратора;
- полуавтоматическая сварка корневого слоя шва процессом STT проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа;
- полуавтоматическая сварка заполняющих и облицовочного слоев шва с использованием самозащитной поршковой проволоки Innershield.
2.4. Для полуавтоматической сварки корневого слоя стыков стальных труб применяются: стальная омедненная сварочная проволока Super Arc L-56 1,14 мм фирмы The Lincoln Electric Company (США); 100% углекислый газ высшего сорта по ГОСТ 8050; для полуавтоматической сварки заполняющих и облицовочного слоев - самозащитная проволока марки Innershield NR-208S 2,0 мм.
Рис.2. Сварочная проволока Super Arc L-56
2.5. Технологической картой предусмотрено выполнение работ комплексным механизированным звеном в составе: кран-трубоукладчик Komatsu D355C-з (длина стрелы 8,56 м, максимальная грузоподъемность 92 т); бульдозер Б10М (емкость отвала 4,75 м); механизм подачи проволоки LN-27 (2-х роликовый блок протяжки высокой мощности, проволока сплошная 0,61,6 мм, габаритные размеры 585x190x360 мм, вес механизма 15,0 кг); сварочная горелка Magnum 200FM (шланг коаксиальный кабель на массу с клеммой* заземления длиной 22,68 м, кабель управления длиной 25,0 м для удаления от источника питания, вес горелки 2,0 кг); 225-ти амперный инверторный источник сварочного тока STT II (диапазон регулировки сварочного тока от 5 до 450 А, сеть питания - 200-440 V, со встроенным измерителем потока углекислого газа, габаритные размеры 589x336х620 мм, вес 59,0 кг); внутренний центратор типа ЦВ-147 (масса без штанги 1935 кг; 3000 мм; 1420 мм; число жимков в одном центрирующем ряду 20 шт.; рабочее давление в гидросистеме 17 МПа); газовый баллон с редуктором и подогревателем газа; самоходная сварочная установка АСТ-4А на шасси треллевочного трактора ТТ-4М (2 поста сварки, автономная дизельная электростанция 100 кВт, 2 инверторных выпрямителя Invertec STT II, манипулятор для подвешивания защитных палаток, сварочных кабелей и газовых коммуникаций 1,0 т, рампа для баллонов с защитными газами, компрессор для привода внутреннего центратора) в качестве ведущего механизма.
* Текст соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
Рис. 3. Механизм подачи проволоки LN-27
Рис.4. Сварочная горелка Magnum 200FM
Рис.5. Источник тока Invertec STT II
Рис.6. Внутренний центратор ЦВ 147
Рис.7. Трубоукладчик Komatsu D355C-з
Рис.8. Бульдозер Б170М1.03ВР*
Рис.9. Самоходная сварочная установка АСТ-4А
2.6. Полуавтоматическую сварку стыков стальных труб процессом STT проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа следует выполнять руководствуясь требованиями следующих нормативных документов:
- СТО Газпром 2-2.2-136-2007. Инструкция по технологиям сварки при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. Часть I;
- СТО Газпром 2-2.2-115-2007. Инструкция по сварке магистральных газопроводов с рабочим давлением до 9,8 МПа включительно;
- СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования;
- СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство;
- РД 11-02-2006. Требования к составу и порядку ведения исполнительной документации при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте объектов капитального строительства и требования, предъявляемые к актам освидетельствования работ, конструкций, участков сетей инженерно-технического обеспечения;
- РД 11-05-2007. Порядок ведения общего и (или) специального журнала учета выполнения работ при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте объектов капитального строительства.
III. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
3.1. В соответствии с СП 48.13330.2001 "Организация строительства" до начала выполнения строительно-монтажных работ на объекте Подрядчик обязан в установленном порядке получить у Заказчика проектную документацию и разрешение на выполнение строительно-монтажных работ. Выполнение работ без разрешения запрещается.
3.2. До начала производства работ по сварке стыков стальных труб процессом STT проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа необходимо провести комплекс организационно-технических мероприятий, в том числе:
- назначить лиц, ответственных за качественное и безопасное выполнение работ, а также их контроль и качество выполнения;
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)
АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА СТЫКОВ СТАЛЬНЫХ ТРУБ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА ПРОВОЛОКОЙ СПЛОШНОГО СЕЧЕНИЯ В СРЕДЕ ЗАЩИТНОГО ГАЗА КОМПЛЕКСОМ ОБОРУДОВАНИЯ ФИРМЫ "CRC-Evans AW"
I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1. Типовая технологическая карта (далее ТТК) - комплексный нормативный документ, устанавливающий по определённо заданной технологии организацию рабочих процессов по строительству сооружения с применением наиболее современных средств механизации, прогрессивных конструкций и способов выполнения работ. Она рассчитана на некоторые средние условия производства работ. ТТК предназначена для использования при разработке Проектов производства работ (ППР), другой организационно-технологической документации, а также с целью ознакомления (обучения) рабочих и инженерно-технических работников с технологией двухсторонней, автоматической сварки неповоротных стыков стальных труб в специальную узкую разделку при сооружении протяженных участков линейной части магистральных газопроводов диаметром от 630 до 1420 мм проволокой сплошного сечения в среде защитного газа, системой автоматической сварки "СRС-Еvans AW".
Первым и очень важным фактором, определяющим стабильное качество стыков, выполняемых с использованием автоматической сварки, является качество подготовки кромок труб. В системе автоматической сварки CRC-EVANS Automatic Welding это достигается путем механической переточки кромок труб под узкую разделку с помощью установок для обработки кромок. Специальная разделка кромок позволяет резко повысить качество сварки и повторяемость результатов, увеличить производительность и уменьшить объем наплавляемого металла, время горения дуги и расход сварочных материалов.
Рис.1. Колонна автоматической сварки CRC-Evans
1.2. В настоящей карте приведены указания по организации производства работ и технология автоматической сварки стыков стальных труб проволокой сплошного сечения в среде защитного газа, сварочным комплексом "СRС-Еvans AW", рациональными средствами механизации, приведены данные по контролю качества и приемке работ, требования промышленной безопасности и охраны труда при производстве работ.
- нормы и расценки на строительно-монтажных работы (ГЭСН-2001 ЕНиР);
- производственные нормы расхода материалов (НПРМ);
1.4. Цель создания ТК - описание решений по организации производства работ и технологии автоматической сварки стыков стальных труб проволокой сплошного сечения в среде защитного газа, сварочным комплексом "СRС-Еvans AW", с целью обеспечения их высокого качества, а также:
- организации ритмичной работы;
- унификации технологических решений.
1.5. На базе ТТК в составе ППР (как обязательные составляющие Проекта производства работ) разрабатываются Рабочие технологические карты (РТК) на выполнение отдельных видов работ автоматической сварки стыков стальных труб проволокой сплошного сечения в среде защитного газа, сварочным комплексом "СRС-Еvans AW". Рабочие технологические карты разрабатываются на основе типовых карт для конкретных условий данной строительной организации с учетом её проектных материалов, природных условий, имеющегося парка машин и строительных материалов, привязанных к местным условиям. Рабочие технологические карты регламентируют средства технологического обеспечения и правила выполнения технологических процессов при производстве работ.
Конструктивные особенности автоматической сварки стыков стальных труб проволокой сплошного сечения в среде защитного газа, сварочным комплексом "СRС-Еvans AW", решаются в каждом конкретном случае Рабочим проектом. Состав и степень детализации материалов, разрабатываемых в РТК, устанавливаются соответствующей подрядной строительной организацией, исходя из специфики и объема выполняемых работ. Рабочие технологические карты рассматриваются и утверждаются в составе ППР руководителем Генеральной подрядной строительной организации, по согласованию с организацией Заказчика, Технического надзора Заказчика.
1.6. Технологическая карта предназначена для производителей работ, мастеров и бригадиров выполняющих автоматической сварки стыков стальных труб проволокой сплошного сечения в среде защитного газа, сварочным комплексом "СRС-Еvans AW", а также работников технического надзора Заказчика и рассчитана на конкретные условия производства работ в III-й температурной зоне.
- 1000 м;
- диаметр и толщина стенки труб
- 1420х21,6 мм; 1420х25,8 мм.
II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2.1. Технологическая карта разработана на автоматическую сварку стыков стальных труб проволокой сплошного сечения в среде защитного газа, сварочным комплексом "СRС-Еvans AW".
2.2. Автоматическая сварка стыков стальных труб проволокой сплошного сечения в среде защитного газа, сварочным комплексом "СRС-Еvans AW", выполняется в одну смену, продолжительность рабочего времени в течение смены составляет:
где 0,06 - коэффициент снижения работоспособности за счет увеличения продолжительности рабочей смены с 8 часов до 10 часов, а так же время, связанное с подготовкой к работе и проведение ЕТО, перерывы, связанные с организацией и технологией производственного процесса и отдыха машинистов строительных машин и рабочих -10 мин через каждый час работы.
2.3. В состав работ, последовательно выполняемых при автоматической сварке стыков стальных труб проволокой сплошного сечения в среде защитного газа, сварочным комплексом "СRС-Еvans AW", входят:
- подготовка кромок труб и установка направляющих поясов для наружных сварочных головок;
- предварительный подогрев кромок труб;
- сборка и сварка внутреннего (корневого) слоя шва с помощью внутреннего центратора-сварочной станции;
- автоматическая сварка первого наружного слоя шва ("горячего прохода") с использованием наружных сварочных головок;
- автоматическая сварка заполняющих и облицовочного слоев шва с использованием наружных сварочных головок.
2.4. Для автоматической сварки стыков стальных труб применяются: стальная омедненная сварочная проволока TS-6 0,9 мм фирмы Bohler Thyssen Schweisstechnik Deutschland GmbH (Германия); в качестве защитного газа для сварки корневого и облицовочного слоев шва используется готовая смесь газов 75%+25%, для сварки горячего прохода и заполняющих слоев шва - 100% углекислый газ высшего сорта по ГОСТ 8050.
Рис.2. Сварочная проволока
2.5. В состав сборочно-сварочной колонны входят следующие агрегаты и механизмы: кран-трубоукладчик Komatsu D355C-з (длина стрелы 8,56 м, максимальная грузоподъемность 92 т); бульдозер Б170М1.03ВР (емкость отвала 4,75 м); установка для обработки кромок труб PFM вес установки 3810 кг; внутренний центратор-сварочная станция IPLC 56 представляет собой самоходный внутренний пневматический центратор, который перемещается внутри трубы к следующему стыку, с многоголовочным сварочным автоматом IWM фирмы Internal Welding Machine, вес центратора 2450 кг; самоходная сварочная установка АСТ-4-А на шасси трелёвочного трактора ТТ-4М укомплектованная: автономной дизельной электростанцией 100 кВт, 2-мя сварочными выпрямителями тиристорного типа DC-400 фирмы The Lincoln Electric Company (США) на 4 поста сварки; 2-мя автоматами (сварочными головками) СRC-Р-260 наружной сварки с направляющими поясами; манипулятором для подвешивания защитных палаток, сварочных кабелей и газовых коммуникаций 1,0 т; рампой для баллонов с защитными газами и устройствами сопутствующего подогрева стыков; компрессором для привода внутреннего центратора; индукционная система нагрева ProHeat 35 компании Miller (США), предназначенная для предварительного (до +204 °С) и межслойного подогрева стальных труб; передвижная мастерская для наладки и ремонта оборудования и хранения запасных частей МТО-АМ1 на базе автомобиля Урал-43203-41 обеспечивает следующие виды работ: диагностические; подъемно-транспортные (до 2,0 т), разборочно-сборочные и слесарно-монтажные; электросварочные; заряд и техническое обслуживание аккумуляторных батарей; проверку, ремонт и регулировку агрегатов, приборов системы питания и электрооборудования; агрегат электросварочный передвижной АЭП-52 предназначен для ремонта сварных стыков.
Рис.3. Установка для обработки кромок труб PFM
Рис.4. Сварочная головка Р-260
Рис.5. Внутренний пневматический центратор-сварочная станция
Рис.6. трубоукладчик Komatsu D355C-з
Рис.7. Бульдозер Б170М1.03ВР
Рис.8. Самоходная сварочная установка АСТ-4А
2.6. Автоматическую сварку стыков стальных труб проволокой сплошного сечения в среде защитного газа, сварочным комплексом "СRС-Еvans AW", следует выполнять, руководствуясь требованиями следующих нормативных документов:
3.2. До начала производства работ автоматической сваркой стыков стальных труб проволокой сплошного сечения в среде защитного газа, сварочным комплексом "СRС-Еvans AW", необходимо провести комплекс организационно-технических мероприятий, в том числе:
- провести инструктаж членов бригады по технике безопасности;
- доставить в зону производства работ необходимые машины, механизмы и инвентарь;
- разработать схемы и устроить временные подъездные пути для движения транспорта к месту производства работ;
- обеспечить связь для оперативно-диспетчерского управления производством работ;
- установить временные инвентарные бытовые помещения для хранения строительных материалов, инструмента, инвентаря, обогрева рабочих, приёма пищи, сушки и хранения рабочей одежды, санузлов и т.п.;
В статье рассмотрены классы нефте- и нефтепродуктопроводов, представлена классификация труб для магистральных нефтепроводов, описан процесс сварки магистрального трубопровода для транспортировки нефти и нефтепродуктов в суровых климатических условиях стандартными способами сварки, выявлены достоинства и недостатки данных способов. Рассмотрены современные способы сварки нефте- и газопроводов, изучены возможности применения технологии гибридной лазерно-дуговой сварки нефтепроводов из конструкционных легированных сталей, определены ее преимущества, определены факторы, сдерживающие широкое применение данной технологии. Рассмотрена технология гибридной лазерно-дуговой сварки швов толстостенных трубных заготовок, с одновременным использованием двух лазерных лучей со стороны наружной поверхности стыка кромок трубной заготовки. Выделены особенности, способствующие повышению качества сварного соединения при выполнении сварки с использованием двух лазерных лучей, также определены недостатки данного вида сварки.. Представлена автоматизированная комбинированная технология сварки корневого слоя шва посредством перехода со способа с механизированной сварки плавящимся электродом в среде активных газов в стандартную заводскую разделку кромок труб на автоматическую сварку проволокой сплошного сечения в защитном газе в специальную зауженную разделку кромок труб, собранных со «слепым» зазором, способствующая повышению механических свойств сварных швов, улучшению качества сварного соединения, что подтверждено внедрением данной технологии при сварке трубопроводов.
4. Каи?тель С. Технологии гибридной лазерно-дуговой сварки кольцевых швов на магистральных трубопроводах // Автоматическая сварка. 2014. № 4. С. 37–43.
5. Федоров М.А., Котлов А.О., Черняев А.А., Романцов А.И. Способ гибридной лазерно-дуговой сварки продольного шва трубы // Патент РФ № 2637035. Патентообладатель ПАО «Челябинский трубопрокатный завод». 2017.
6. Татаринов Е.А. Новая комбинированная технология автоматической сварки неповоротных стыков труб магистрального газопровода // Известия ТулГУ. Технические науки. 2014. Вып. 11. Ч. 17. С. 74–84.
7. Технологическая инструкция ОАО «Газпром» по автоматической сварке проволокой сплошного сечения в углекислом газе методом STT корневого слоя шва и порошковой проволокой в защитных газах заполняющих и облицовочного слоев шва сварочными головками М-300С в специальную зауженную разделку кромок неповоротных кольцевых стыковых соединении?. ОАО «Газпром», 2012. 26 с.
В настоящее время одним из лидеров мирового нефтяного рынка является Россия. По всей территории страны расположены малые, средние, крупные месторождения, поэтому актуален вопрос транспортировки нефтепродуктов. Для перекачки нефти и различных нефтепродуктов трубопроводный вид транспортировки является наиболее выгодным. Многие трубопроводы России были проложены в сложных природно-климатических условиях. Можно выделить ряд преимуществ трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов: низкие операционные издержки; низкая себестоимость перекачки; допустимость перекачки сразу нескольких сортов нефтепродуктов; малые потери нефтепродуктов при перекачке; бесперебойные поставки, вне зависимости от климатических условий и т.д. Более 90 % нефти, добываемой в стране, проходит по трубопроводам. Добывающие скважины соединены с нефтепромысловой инфраструктурой нефтепроводами [1]. Процесс строительства нефте/газопроводов характеризуется большими капитальными вложениями, снижению которых способствуют применение инновационных технологий, новых технических решений, привлечение высококвалифицированных кадров.
Методы исследования: теоретические (изучение, анализ и синтез литературы по рассматриваемой проблеме; анализ предмета исследования; обобщение результатов исследования); эмпирические (изучение нормативных документов, анализ документации, анализ результатов механических испытаний; экспериментальные (механические испытания сварных соединений).
Результаты исследования и их обсуждение
Трубопроводы классифицируют на нефтепроводы для перекачки нефти и нефтепродуктопроводы, а также для перекачки дизельного топлива, бензина, мазута и т.д. Способы сварки нефтепроводов: термические виды сварки (дуговую, под слоем флюса, плазменную, газовую, лазерную и другие), термомеханические (контактная сварка с магнитоуправляемой дугой), специальные способы. Во всех пространственных положениях сваривают трубы посредством дуговой сварки. При ручной сварке скорость движения электрода по диаметру стыка достигает 20 м/ч, в автоматизированном режиме – 60 м/ч [1]. Монтаж секций, состоящих из двух и более труб больших диаметров, производят посредством механизированной сварки. Наибольшее применение нашли автоматическая сварка под флюсом, сварка порошковой проволокой. При соединении труб малого диаметра применяют автоматическую сварку с магнитоуправляемой дугой, называемую дугоконтактной. Действие магнитного поля вдоль кромок стыкуемых труб вызывает высокоскоростное вращение дуги, способствующее нагреванию соединяемых кромок. Сварка ведется в автоматическом режиме по заданному алгоритму с беспрерывным оплавлением кромок трубы [2].
До проведения монтажных работ трубы и комплектующие элементы проверяются на соответствие параметров с данными технических условий, все соединяющие изделия должны подходить по форме к концам труб. Для изготовления магистральных нефтепроводов с завода трубы поставляют с разделанными кромками для выполнения дуговой сварки. Перед сборкой трубы очищают от внешних загрязнений, кромки труб и примыкающие к ним части (более чем на 1 см) зачищают до металлического блеска.
При сборке труб следят за перпендикулярностью трубопроводных осей со стыками, допустимое отклонение не более 2 мм, контролируют равномерность зазора по всему периметру соединения. При помощи специальных центраторов производят сборку труб, при этом между диаметрами свариваемых труб допускается зазор не больше 1 см.
Предварительный подогрев применяют для регулирования термического цикла сварки, избежания образования холодных трещин (особенно для низколегированных сталей с эквивалентом углерода 0,43 % и выше). Подогрев производят специальными устройствами, равномерно нагревая кромки на ширину около 7,5 см влево и вправо от шва по всей длине [3]. Сварку трубопроводов производят встык. Процесс сварки ведется в направлении снизу вверх с поперечными колебательными движениями электродов, амплитуда колебаний определяется расстоянием, которое разделяет стык частей труб.
Добиться более глубокого провара корня шва, повысить плотность сварного шва позволяет ручная дуговая сварка, производимая в 2–4 слоя. Первый накладываемый слой, обеспечивающий провар корня стыка, имеет вогнутую поверхность. Последующие слои накладываются на предыдущие, перекрывая их, сплавляясь с кромками стыка. Последним выполняют облицовочный слой, он обеспечивает плавный переход к основному металлу, имеет мелкочешуйчатую поверхность, выполняет декоративную функцию. Поточно-расчлененный способ сварки труб предполагает, что каждый сварщик обрабатывает отдельный участок шва. Если в работе задействованы два сварщика, то сварка производится снизу вверх, от начала в противоположных направлениях вдоль периметра.
Процесс сварки сопровождается образованием усиления шва, называемым гратом, который препятствует изоляции снаружи и проходимости внутри трубопровода. После сварки грат удаляют при помощи гратоснимателя [4]. При ручной дуговой сварке замедление темпов строительства магистрали обусловлено невысокой скоростью процесса. Время сооружения трубопроводов сокращается за счет использования не отдельных труб, а секций, сваренных автоматической сваркой под флюсом или сваркой встык оплавлением в заводских условиях. В современных условиях при строительстве магистральных нефтепроводов текущий участок делится на 10–20 отрезков, бригады начинают работу на расстоянии 1 км друг от друга, что способствует достижению скорости укладки 5–6 км в день. Качество сварных швов предварительно проверяется визуально-измерительными методами, после чего используют радиационный или ультразвуковой контроль. Завершающим этапом укладки участков нефтепровода является его испытание на герметичность.
При сооружении магистральных нефтепроводов для избежания разрушения под действием ударной волны, устанавливается система сглаживания волн давления (СВД), которая защищает трубопровод и обеспечивает минимизацию сброса рабочей жидкости.
Для защиты от почвенной и атмосферной коррозии трубопровода используются следующие методы: пассивные – изоляционные покрытия на основе битумных мастик, эпоксидного праймера, полимерных липких лент и др.; активные – электрохимическая защита катодной поляризацией трубопроводов. В настоящее время используют изолирующие монолитные муфты [4].
Для повышения эффективности процесса строительства нефтепроводов уделяется большое внимание исследованиям новых технологий сварки труб. При этом акцент делается на сокращение количества проходов в процессе сварки, следовательно, увеличение скорости сварки. Перспективным направлением в развитии сварочных технологий является лазерная сварка. Широкое внедрение данного способа сдерживается высокими требованиями к качеству подготовки свариваемых кромок. Гибридная лазерно-дуговая сварка позволяет снизить данные требования [3]. Гибридная лазерно-дуговая сварка предусматривает одновременное действие сварочной дуги и лазерного излучения с целью формирования сварочной ванны. Процесс может осуществляться неплавящимся или плавящимся электродом. Подогрев металла и расплавление его верхнего слоя осуществляется посредством электрической дуги, что способствует созданию широкого шва, заполняющего зазоры; лазерный луч осуществляет глубокое проплавление металла .Данный способ сварки позволяет применять в северных условиях для сварки нефтепроводов конструкционные легированные стали, имеющие высокие механические свойства. Первоначально эксперимент по сварке кольцевых швов трубопровода проводился компанией «Gullco». Оптоволоконный лазер использовался как источник лазерного излучения. Лазер мощностью 4,5 кВт использовался при высоте притупления до 6 мм, а при большей высоте притупления – лазер SLV Mecklenburg – Vorpommern мощностью 10 кВт [5].
В процессе проведения эксперимента определены распределения твердости в шве, наибольшая твердость зафиксирована в корне шва, что позволило проводить заварку корневого шва без перекрывающего прохода. В процессе испытаний сваренных трубных соединений их располагали и фиксировали в различных положениях, что позволило определить значения допусков, характерных при строительстве трубопроводов. Для контроля качества сварных швов применяли ультразвуковой контроль, результаты которого подтверждают перспективность применения гибридной технологии при сварке нефтепроводов в суровых климатических условиях. Для сварки нефтепроводов посредством гибридной лазерно-дуговой технологии неповоротных применяют мобильные технологические комплексы, базирующиеся на модернизированный сварочный трактор комплексы включают: лазерно-дуговой модуль (волоконный лазер с лазерной головкой), систему наведения на шов, механизм подачи электродной проволоки, инвертор – в качестве дугового источника.
Экономическая эффективность при внедрении данной технологии обусловлена: повышением производительности, автоматизацией процесса, повышением качества сварного шва, уменьшением затрат на производство. Следует отметить, что внедрение технологии лазерной сварки сдерживается высокими требованиями к подготовке свариваемых кромок. Гибридная лазерно-дуговая сварка позволяет снижению требовании? к подготовке свариваемых кромок, что в настоящее время сдерживает внедрение технологии лазерной сварки при сварке нефтепроводов.
Лазерно-дуговая сварки не лишена недостатков, а именно: возрастание поперечных размеров сварного шва способствует перегреву основного металла; увеличение давления дуги на сварочную ванну, что обусловлено увеличением величины погонной энергии, для обеспечения проплавляющей способности гибридного теплового источника, в сравнении с лазерной сваркой. В процессе сварки возникают характерные дефекты, такие как подрезы с одной или двух сторон верхнего валика, внутренние поры, провисание швов. Устранение данных недостатков возможно при одновременной модуляции дуги плавящегося электрода и лазерного излучения. Дополнительно происходит сужение сварного шва (0,87 – коэффициент формы шва), а также измельчение дендридной структуры шва [4].
Гибридную лазерно-дуговую сварку возможно использовать для выполнения продольного шва толстостенных трубных заготовок как с максимально допустимым зазором, так и с зазором превышающим допустимое значение, при этом обеспечивается повышение качества сварного шва. При этом для сварки шва толстостенных трубных заготовок используют размещение одновременно двух лазерных лучей со стороны наружной поверхности стыка кромок трубной заготовки. Лазерные лучи направляют в расфокусированном состоянии на противоположные по отношению к ним кромки стыка трубной заготовки. Это становится возможным, когда области распространения лучей не пересекаются и расположены на максимально близком расстоянии, которое выбирается исходя из условий возможности осуществления процесса сварки. Лазерные лучи перекрещиваются в зоне участков с наименьшим диаметром каждого луча, в результате происходит суммирование энергии лазерного излучения. Одинаковый угол установки лазерных лучей относительно вертикали способствует оплавлению кромок трубной заготовки и формированию сварного шва.
В зону сварки подают присадочную проволоку, расплавляемую в защитной среде электрической дугой, с образованием единой сварочной ванны, В качестве защитной среды сварочной ванны используют газ или смесь газов, например аргон и двуокись углерода. Электрическую дугу располагают позади лучей для заполнения разделки кромок трубной заготовки. Оси лучей располагают в одной плоскости, перпендикулярной направлению сварки, и под равными углами от вертикальной оси с пересечением их в области фокуса. Фокус располагают выше поверхности обрабатываемой заготовки, а области расфокусировки – с обеспечением попадания луча на соответствующую противоположную кромку стыка. Сварка шва выполняется за один проход, что способствует снижению энерго- и трудозатрат [4].
Наиболее распространенные технологии сварки газопроводов, а именно автоматическая сварка проволокой сплошного сечения в защитных газах, комбинированная технология, предусматривающая сварку корневого шва механизированной сваркой плавящимся электродом в среде активных газов с последующим заполнением разделки порошковой проволокой автоматической сваркой в среде защитных газов, не всегда способны учитывать особенности строительства газопроводов из стали высокого класса прочности, большой проектной мощности, с использованием труб большого диаметра, из металла большой толщины (более 25 мм). Следует учитывать и стоимость комплекса оборудования для данных способов сварки.
Технология выполнения неповоротных стыков труб автоматической сваркой проволокой сплошного сечения в защитном газе в специальную зауженную разделку кромок труб, собранных со «слепым» зазором [6], способствует получению качественных сварных соединений при использовании не столь дорогостоящего оборудования. Данная технология способствует: уменьшению времени сборки стыка; уменьшению времени на сварку; уменьшению количества заполняющих слоев, сведение к минимуму применения валиковой сварки, способствует повышению качества.
Преимущества технологии: автоматизация процесса; умеренная стоимость оборудования (по сравнению с полностью автоматическими комплексами); легкость обучения (переобучения) сварщиков-операторов; снижение времени сборки и сварки стыка; за счет уменьшения площади сечения разделки происходит уменьшение объема наплавленного металла; экономия сварочных материалов; высокие механические свойства сварных соединении? [6]. Сварка корневого слоя шва производится в среде активных газов, дальнейшее заполнение разделки шва осуществляется порошковой проволокой посредством автоматической сварки в защитных газах. Это способствует тому, что нормативное смещение кромок не более 3 мм, совершенствуется геометрия свариваемых кромок труб, уменьшается ширина облицовочного слоя шва, производится полное проплавление свариваемых кромок, при этом высота обратного валика составляет 0–3 мм. Корневой слой формируется высотой 4–5 мм, шириной 3–6 мм.
Механические испытания сварных соединении? позволяют сделать вывод, что данная технология способствует получению высоких механических свойств сварных соединении?, а именно повышению ударной вязкости (таблица) [6].
Результаты сравнительных испытании? механических свойств сварных соединении?, выполненных на стыках труб Ø1420 мм х 25,8 мм из стали класса прочности К60
Механизированная сварка плавящимся электродом в среде активных газов корневого слоя шва с последующим заполнением разделки автоматической сваркой порошковой проволокой в защитных газах
Комбинированная технология сварки корневого слоя шва в автоматическом режиме проволокой сплошного сечения в углекислом газе и сварки заполняющих и облицовочного слоев шва порошковой проволокой в защитных газах
Читайте также: