Сварка уторного шва резервуара
Обновлено: 07.05.2024
Требования настоящего раздела распространяются на сварку конструкций резервуаров при изготовлении и монтаже.
18.1.1. Технологические процессы заводской и монтажной сварки должны обеспечивать получение сварных соединений, в полной мере удовлетворяющих требованиям проекта КМ по всему комплексу физико-механических характеристик и геометрических параметров, а также по предельным размерам и видам дефектов, допускаемых настоящим Стандартом.
18.1.2. Заводскую сварку резервуарных конструкций следует выполнять в соответствии с утвержденным технологическим процессом (процедурами), в котором должны быть предусмотрены:
- требования к форме и подготовке кромок деталей, подлежащих сварке;
- способы и режимы сварки, сварочные материалы, а также последовательность выполнения технологических операций;
- конкретные указания по закреплению деталей перед сваркой;
- мероприятия, исключающие образование прожогов, смещение шва от его оси на величину более 2 мм для толщины деталей до 10 мм и на величину более 3 мм для толщины деталей свыше 10 мм;
- мероприятия, направленные на снижение сварочных деформаций.
18.1.3. Монтажную сварку резервуарных конструкций следует выполнять в соответствии с указаниями ППР, в котором должны быть предусмотрены:
- наиболее эффективные способы сварки монтажных соединений с учетом их пространственного положения;
- сварочные материалы, удовлетворяющие требованиям проекта КМ по уровню механических свойств;
- требуемая форма подготовки кромок монтируемых элементов под сварку;
- последовательность сварки и порядок выполнения каждого шва, обеспечивающих минимальные деформации и перемещения свариваемых элементов;
- режимы и указания по технике сварки, которые должны обеспечить необходимый уровень механических свойств сварных соединений, а также получение требуемых структур металла шва и околошовных зон;
- необходимая технологическая оснастка и оборудование для выполнения сварных соединений;
- допускаемая температура металла, при которой возможна сварка соединений без их подогрева, а также допускаемая скорость ветра в зоне сварки;
- указания по технологии производства сварочных работ в зимних условиях (если это предусматривается в соответствии с графиком работ).
18.1.4. В ППР должны быть предусмотрены мероприятия, направленные на обеспечение требуемой геометрической точности резервуарных конструкций, включая меры по компенсации или подавлению термодеформационных процессов усадки сварных швов, которые могут привести к потере устойчивости тонкостенной оболочки корпуса резервуара и образованию вмятин или выпуклостей его поверхности.
18.1.5. Руководство сварочными работами должно возлагаться на специалиста, имеющего специальное образование и прошедшего аттестацию на знание настоящего Стандарта и ПБ 03-273-99.
Руководитель сварочными работами назначается приказом по предприятию: заводу-изготовителю или монтажной организации.
18.1.6. Руководитель сварочных работ перед началом монтажа резервуара обязан:
- изучить проектную документацию на монтаж и сварку резервуара;
- укомплектовать объект в соответствии с ППР оборудованием и материалами;
- отобрать для сварки резервуара сварщиков, имеющих допуск к сварке ответственных конструкций, провести их инструктаж и организовать сварку каждым сварщиком пробных образцов соединений, которые им предстоит выполнять.
18.1.7. Сварщики должны быть аттестованы в соответствии с действующими Правилами аттестации, утвержденными Росгортехнадзором, что должно быть подтверждено удостоверениями.
Окончательное решение о допуске сварщиков к сварке соответствующих типов сварных соединений на резервуаре принимается руководителем сварочных работ на основании результатов контроля образцов, выполненных каждым сварщиком.
Каждому сварщику, допущенному к сварке резервуаров, приказом по заводу (монтажной организации) присваивается личное клеймо.
18.2. Рекомендуемые способы сварки
18.2.1. Применяемые способы и технология сварки резервуарных конструкций должны обеспечивать:
- высокую производительность и экономическую эффективность сварочных процессов;
- высокий уровень однородности и сплошности металла сварных соединений с учетом требований прочности, пластичности, твердости, ударной вязкости и хладостойкости;
- минимальный уровень деформаций свариваемых конструкций.
18.2.2. При заводском изготовлении резервуарных конструкций основными способами сварки должна быть автоматизированная сварка под флюсом и механизированная сварка в углекислом газе или в смеси газов на основе аргона, при этом рекомендуется следующее соотношение газов: аргон - 82 %; углекислый газ - 18 %.
18.2.3. Рекомендуемые способы сварки для различных типов сварных соединений при монтаже резервуаров методами рулонной, полистовой или комбинированной сборки, приведены в таблицах 18.1 и 18.2.
Учитывая, что ручная дуговая сварка характеризуется относительно высоким уровнем удельного тепловложения, приводящим к повышенным сварочным деформациям, а также сравнительно низкой производительностью, применение этого способа сварки при монтаже резервуаров должно быть ограничено.
Таблица 18.1
1. Автоматизированная сварка под флюсом.
2. Механизированная сварка порошковой проволокой
3. Механизированная сварка в углекислом газе
1. Механизированная сварка в углекислом газе.
2. Механизированная сварка порошковой проволокой
3. Автоматизированная сварка под флюсом.
1. При сварке в углекислом газе в условиях ветра необходимо применять технологию,
обеспечивающую повышение устойчивости защитной струи газа и стойкости к порообразованию, или применять заграждения от ветра;
Таблица 18.2
1. Автоматизированная сварка с принудительным формированием шва порошковой или активированной проволокой.
2. Механизированная сварка в углекислом газе.
1. Автоматизированная сварка под флюсом.
2. Механизированная сварка в углекислом газе.
3. Сварка порошковой проволокой с полупринудительным формированием шва.
1. При сварке в углекислом газе в условиях ветра необходимо применять технологию, обеспечивающую повышение устойчивости защитной струи газа и стойкости к порообразованию, или применять заграждения от ветра;
18.3. Требования к подготовке и сборке конструкций под сварку
18.3.1. До начала сварочных работ любые соединения резервуаров должны фиксироваться в проектном положении, что может быть обеспечено применением кондукторов, специальных сборочных приспособлений, привариваемых к деталям соединений, или постановкой прихваток.
Сборочные приспособления должны иметь достаточную прочность и жесткость, чтобы исключить чрезмерную усадку швов и перемещения свариваемых элементов.
Если при сварке соединений ожидаются значительные деформации, приводящие к изменению проектной формы, тогда при сборке деталей или узлов конструкций необходимо предусматривать соответствующие компенсирующие мероприятия (предварительный прогиб, строительный подъем, переменный зазор и пр.).
18.3.2. Прихватки, предназначенные для соединения свариваемых деталей, должны располагаться в местах расположения основных швов.
Размеры сечения прихваток должны быть минимально необходимыми для обеспечения расплавления их при наложении швов проектного сечения.
Наложение шва поверх прихваток допускается производить только после зачистки последних от шлака и брызг металла.
Прихватки с порами, раковинами и трещинами должны быть удалены и вновь заварены.
При необходимости постановки электроприхваток на монтажных стыках стенки их рекомендуется располагать с противоположной стороны от части сечения шва, выполняемой первой. Размер прихваток должен быть минимально необходимым. При выполнении зачистки корня шва такие прихватки удаляются.
Прихватки должны выполняться сварочными материалами и с использованием технологий, рекомендуемых для сварки основных швов сварных соединений.
Постановка прихваток при монтажной сборке конструкций должна выполняться аттестованными сварщиками.
18.4. Требования к технологии сварки
18.4.1. Способы, режимы и техника сварки резервуарных конструкций должны обеспечивать:
- требуемый уровень механических свойств и хладостойкости сварных соединений, предусмотренный проектом КМ;
- необходимую однородность и сплошность металла сварных соединений;
- минимальную величину сварочных деформаций и перемещений свариваемых элементов;
- коэффициент формы каждого наплавленного шва (прохода) в пределах от 1,3 до 2,0 (при сварке со свободным формированием шва).
18.4.2. При сварке резервуарных конструкций в зимнее время необходимо систематически контролировать температуру металла и, если расчетная скорость охлаждения металла шва превышает допускаемое значение для данной марки стали, необходимо организовать предварительный, сопутствующий или послесварочный подогрев свариваемых кромок. Требуемая температура и схема подогрева должны быть определены в ППР. Как правило, при осуществлении подогрева кромок следует нагревать металл на всю толщину в обе стороны от стыка на ширину 100 мм. Контроль температуры подогрева следует выполнять термокрасками, термокарандашами, контактным термопарным термометром, оптическим пирометром.
При сварке в зимнее время, независимо от температуры воздуха и марки стали, свариваемые кромки необходимо просушивать от влаги.
18.4.3. При использовании способов сварки с открытой дугой в зоне производства сварочных работ следует систематически контролировать скорость ветра. При превышении допускаемой скорости ветра, величина которой указывается в ППР, сварка должна быть прекращена или устроены соответствующие защитные укрытия.
18.4.4. Сварка должна производиться при стабильном режиме. Колебания величины сварочного тока и напряжения в сети, к которой подключается сварочное оборудование, не должны превышать ±5 %.
18.4.5. Последовательность выполнения сварных соединений конструкций резервуара и схемы выполнения каждого сварного шва в отдельности должны соблюдаться в соответствии с заводскими процедурами или указаниями ППР, исходя из условий обеспечения минимальных сварочных деформаций и перемещений элементов конструкций.
18.4.6. Не допускается выполнение каких-либо сварочных работ по поверхностям или соединениям, покрытых влагой, маслом, скоплениями окалины, шлака или другого рода загрязнениями. Не допускается выполнение сварочных работ на резервуаре при дожде, снеге, если кромки элементов, подлежащих сварке, не защищены от попадания влаги в зону сварки.
18.4.7. Все сварные соединения на днище и стенке резервуаров при ручной или механизированной сварке должны выполняться, как правило, не менее чем в два слоя. Каждый слой сварных швов должен проходить контроль внешним осмотром, а обнаруженные дефекты должны устраняться. Не допускается возбуждать дугу и выводить кратер на основной металл за пределы шва.
18.4.8. Удаление дефектных участков сварных швов должно выполняться механическим методом (шлифмашинками или пневмозубилом) или воздушно-дуговой строжкой с последующей зашлифовкой поверхности реза.
18.4.9. Заварку дефектных участков сварных швов следует выполнять способами и материалами, предусмотренными технологией. Исправленные участки сварного шва должны быть подвергнуты повторному контролю внешним осмотром или физическими методами. Если в исправленном участке вновь будут обнаружены дефекты, ремонт сварного шва должен выполняться при обязательном контроле всех технологических операций руководителем сварочных работ.
Выполнение троекратного ремонта сварных соединений в одной и той же зоне конструкций группы А должно согласовываться с разработчиком технологического процесса.
18.4.10. Удаление технологических приспособлений, закрепленных сваркой к корпусу резервуара, должно производиться, как правило, механическим способом или кислородной резкой с последующей зачисткой мест их приварки заподлицо с основным металлом и контролем качества поверхности в этих зонах. Вырывы основного металла или подрезы в указанных местах недопустимы.
18.4.11. После сварки швы и прилегающие зоны должны быть очищены от шлака и брызг металла.
18.4.12. Каждый сварщик должен ставить личное клеймо на расстоянии 40. 60 мм от границы выполненного им шва сварного соединения: одним сварщиком в одном месте; при выполнении несколькими сварщиками - в начале и в конце шва. Взамен постановки клейм допускается составление исполнительных схем с подписями сварщиков.
Руководителем сварочных работ по каждому резервуару ведется «Журнал сварочных работ».
18.5. Термообработка врезок в стенку резервуаров
18.5.1. Термообработке после сварки должны подвергаться врезки с условным проходом 300 мм и более в листы стенки резервуаров толщиной:
- свыше 25 мм для стали с пределом текучести менее 295 МПа;
- свыше 18 мм для стали с пределом текучести от 295 МПа до 345 МПа;
- свыше 12 мм для стали с пределом текучести свыше 345 МПа.
В состав врезки (термообрабатываемого узла) входит:
- обечайка (труба) люка или патрубка, утолщенная окрайка днища (только для придонного очистного люка по п. 8.12.3).
Примечание: Сварной шов приварки фланца к обечайке люка или патрубка термообработке может не подвергаться.
Термообработка врезок должна осуществляться до приварки термообрабатываемых узлов к смежным листам стенки и днищу резервуара.
Термообработка должна производиться в печах по технологическому процессу, разработанному с учетом следующих требований:
- термообрабатываемый узел должен быть полностью собран на заводе и термообработан при температуре от 590°С до 640°С из расчета 25 минут на каждые 10 мм толщины листа стенки;
- температура печи в момент помещения в нее узла не должна превышать 315°С, повышение температуры нагрева, начиная с 315°С, не должно превышать 200°С в час;
- во время нагрева перепад температуры узла не должен превышать 150°С;
- во время нагрева и периода выдержки атмосфера печи должна контролироваться, чтобы избежать чрезмерного окисления поверхности обрабатываемого материала, не должно быть непосредственного воздействия пламени на материал;
- узел должен охлаждаться в печи до температуры 400°С со скоростью не более 240°С в час. Ниже температуры 400°С узел может охлаждаться на открытом воздухе при температуре не ниже 5°С;
- после термообработки сварные швы узла должны быть проконтролированы методом магнитопорошковой или цветной дефектоскопии.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Далее производят сварку уторного шва II ( рис. 4.26) с внутренней и наружной сторон ручной дуговой сваркой электродами типа Э50А не менее чем в два прохода. Диаметр электродов для сварки первого слоя - 4 мм, режимы принимают по паспорту применяемых электродов. Допускается использование автоматической сварки под слоем флюса. [3]
Во время монтажа стенки резервуара и сварки уторного шва для максимального сокращения объема воды, протекающей под днищем резервуара, в нижней части первого пояса резервуара рекомендуется просверливать отверстия и следить, чтобы они не засорялись. [4]
К наиболее неприятным побочным явлениям лри сварке уторного шва относится коробление окрайков, выражающееся в подъеме кверху и задиранию их края иногда на значительную высоту. [5]
Фактические радиусы стенки измеряют на уровне днища резервуара только после полного окончания сварки уторного шва , радиальных стыков окраек и приварки сплошным кольцевым швом края днища к окрайкам. [6]
Величина усадки зависит от толщины нижнего пояса и окрайков, а также от порядка сварки и технологии самой сварки уторного шва . [7]
При составлении проектов производства работ на монтаж - резервуаров вместимостью 50 000 м3 в обязательной мере учитывают усадку от сварки уторного шва , а также усадку от сварки стыков окрайков и вертикальных стыков первого пояса, увеличивая проектный радиус резервуара диаметром 60 700 мм на 20 мм. [8]
Для ликвидации этих деформаций применяют винтовые домкраты, которыми выжимают деформированные участки пояса наружу в сочетании с подогревом и подбивкой стыков. По окончании сварки вертикальных швов в первом поясе приступают к сварке уторного кольцевого шва, соединяющего стенку с окрайками днища. Сварку ведут вручную или полуавтоматическим способом с применением порошковой проволоки. При этом сварщики работают парами - один изнутри, другой снаружи. Сварщики парами располагаются на равных расстояниях - по окружности резервуара и движутся одновременно. При двух парах сварщиков они располагаются в диаметрально противоположных точках окружности. Обычно в каждой паре сварщик, находящийся внутри резервуара, на 1 5 - 2 м опережает наружного. Однако при выполнении уторного шва крупных резервуаров объемом 30000 - 50000 м3 опережающим является сварщик, находящийся снаружи. Это помогает уменьшить наблюдающийся подъем внутренней части сегментов окраек. После сварки кольцевого уторного шва производят сварку окраек между собой ( от периферии к центру), причем в участках, попадающих под нахлестку центральной части днища, усиление шва снимают абразивным кругом. [9]
Полотнища центральной части днища соединяют между собой внахлестку. Ширина нахлестки составляет 60 мм. Перед, прихваткой кромок соединения верхнюю кромку плотно прижимают к нижнему полотнищу. При строительстве небольших резервуаров ( объемом до 5000 м3) ее прижимают клиньями или ломиками. В больших резервуарах вдоль кромки прокладывают доски толщиной не менее 50 мм, по которым пускают трактор или автопогрузчик. Монтажные швы сваривают автоматической сваркой под слоем флюса сварочными тракторами ТС-17М или ТС-35. Монтажные швы не доваривают до края полотнища на 1500 - 1800 мм. По периферии центральную часть временно прихватывают через 1500 - 2000 мм к кольцу окраек. Окончательную сварку швов, соединяющих между собой сегменты окраек, кольцо окраек с центральной частью днища и монтажных швов центральной части выполняют после сварки нижнего уторного шва , дающего наибольшую усадку. [10]
8. Сварка резервуаров и контроль качества сварных соединений
8.1.1 Требования к сварным соединениям должны формулироваться на всех стадиях разработки рабочей проектной документации: в проекте КМ, проекте производства монтажных и сварочных работ, а также при составлении технологических карт на сварку.
8.1.2 Технологические процессы заводской и монтажной сварки должны обеспечивать получение сварных соединений, удовлетворяющих требованиям проекта КМ, а также соответствующих настоящему стандарту по предельно допустимым размерам и видам дефектов.
8.1.3 Технология сварки и применяемые сварочные материалы должны обеспечивать механические свойства сварных соединений не ниже свойств, требуемых настоящим стандартом.
8.1.4 На стадии разработки конструкции резервуара (проекта КМ) должны быть определены:
• конструктивная форма сварных соединений всех элементов резервуара, подлежащих сварке;
• требования к механическим свойствам сварных соединений основных конструктивных элементов и узлов;
• дифференцированно, в зависимости от уровня напряжений и условий работы соединений, назначена категория (класс) сварных швов, определяющая допускаемый уровень их дефектности (допускаемые размеры, вид и количество допускаемых внешних и внутренних дефектов);
• объем контроля физическими методами сварных соединений корпуса резервуара.
8.1.5 При разработке проекта технологии монтажа и сварки резервуара должны быть определены:
• способы сварки для выполнения всех монтажных сварных соединений резервуара и требования к сварочному оборудованию;
• геометрические параметры кромок соединяемых элементов и требования по их подготовке к сварке;
• сварочные материалы для выполнения всех типов сварных соединений;
• последовательность выполнения сварных соединений;
• технология выполнения монтажных сварных соединений резервуара;
• мероприятия по ограничению сварочных деформаций и перемещений свариваемых элементов;
• мероприятия по обеспечению требуемого качества сварных соединений при сварке в условиях пониженной температуры.
8.1.6 При разработке технологических карт на заводскую или монтажную сварку конструктивных элементов резервуара должны быть выбраны:
• форма подготовки кромок под сварку;
• режимы и техника сварки;
• количество проходов сварного шва и порядок их выполнения;
• мероприятия по ограничению сварочных деформаций и перемещений свариваемых элементов.
8.1.7 В случаях, когда в рабочей документации КМ предусмотрена термическая обработка каких-либо сварных соединений резервуара, в ППР следует разработать технологию ее выполнения, включая способ, режимы термообработки, указания по контролю качества термообработанных соединений.
8.1.8 В ППР должна быть разработана программа контроля качества сварных соединений, включающая способы и объемы контроля каждого сварного соединения резервуара.
8.2 Классификация сварных соединений резервуаров
В проектной документации для различных типов сварных соединений должны быть указаны способы сварки, методы и объем контроля.
В зависимости от уровня ответственности резервуара и условий его эксплуатации все типы сварных соединений подразделяются на 3 категории качества (табл. 8.1).
I - высокий уровень качества;
II - средний уровень качества;
III - удовлетворительный уровень качества.
Таблица 8.1
| Категории сварных соединений | Типы сварных соединений и характеристика условий эксплуатации резервуара |
|---|---|
| I | 1 Вертикальные и горизонтальные стыковые швы стенки 4-х нижних поясов резервуаров: 1.1 работающих при цикличности заполнения опорожнения - 200 циклов в год и более; 1.2 в климатических районах строительства с температурой наиболее холодных суток - минус 50°С и ниже; 1.3 в зонах высокой сейсмичности (8 баллов и выше); 1.4 изготовленных из высокопрочных сталей (s0,2 ³ 450 МПа ) |
| 2 Вертикальные и горизонтальные стыковые швы 1-4 поясов стенки резервуаров I и II уровней ответственности, не вошедших в п. 1. 3 Стыковые швы листов окраек днища резервуаров I уровня ответственности. 4 Сварные швы врезок патрубков и люков в стенку резервуара (1-4 пояса) I и II уровней ответственности. 5 Радиальные стыковые швы элементов опорных, ветровых и промежуточных колец жесткости резервуаров I и II уровней ответственности. 6 Уторный внутренний шов сопряжения стенки с днищем резервуаров I и II уровней ответственности | |
| II | 7 Вертикальные и горизонтальные стыковые швы стенки резервуаров с 5 пояса и выше, не вошедшие в п. 1, 2 и все пояса резервуаров III уровня ответственности. 8 Сварные соединения врезок патрубков и люков в стенку и крышу резервуаров, не вошедшие в п.4. 9 Уторный шов сопряжения стенки с днищем резервуаров III уровня ответственности и уторный наружный шов резервуаров I, II и III уровней ответственности. 10 Сварные соединения коробов и сопряжения коробов с мембранной центральной части понтонов и плавающих крыш. 13 Сварные швы каркасов и несущих балок щитов стационарных крыш |
| III | 12 Швы крепления листов усиления врезок люков и патрубков к стенке резервуара. 13 Швы крепления вспомогательных элементов к стенке резервуара. 14 Сварные соединения центральной части днища. 15 Сварные соединения мембран центральной части понтонов и плавающих крыш. 16 Сварные соединения настила стационарных крыш. 17 Сварные швы вспомогательных конструкций. |
8.3 Конструктивные требования к сварным соединениям
Требования к конструкции сварных соединений, форма разделки свариваемых кромок, геометрические параметры и форма сварных швов элементов резервуара должны соответствовать параметрам, приведенным в приложении Б.
8.4 Рекомендуемые способы сварки
8.4.1 При заводском изготовлении резервуарных конструкций основными способами сварки являются автоматизированная сварка под флюсом для листовых конструкций и механизированная сварка в углекислом газе или в смеси газов на основе аргона для решетчатых конструкций и оборудования. При автоматизированной сварке под флюсом резервуарных полотнищ необходимым является оснащение сварочного оборудования системами слежения электрода за стыком.
8.4.2 Рекомендуемые способы сварки для различных типов сварных соединений при сооружении резервуаров из рулонных заготовок, а также резервуаров, монтируемых полистовым методом, приведены в таблицах 8.2, 8.3.
Таблица 8.2. Рекомендуемые способы монтажной сварки резервуаров, сооружаемых из рулонированных полотнищ
| Сварное соединение | Рекомендуемый способ сварки |
|---|---|
| Стыковые соединения окраек днища | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой |
| Соединения элементов центральной части днища | 1 Механизированная сварка порошковой проволокой 2 Механизированная сварка в углекислом газе 3 Автоматизированная сварка под флюсом |
| Монтажные стыки стенки | Механизированная сварка в углекислом газе |
| Уторные швы в сопряжении стенки и днища | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой 3 Автоматизированная сварка под флюсом |
| Сварные соединения каркаса крыши при укрупнении в блоки | 1 Механизированная сварка в углекислом газе. 2 Ручная дуговая сварка |
| Соединения люков, патрубков, усиливающих листов на стенке и на крыше | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Сварка порошковой проволокой |
| Сварные соединения опорных узлов в сопряжении крыши со стенкой и колец жесткости | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Ручная дуговая сварка |
| Сварные соединения настила крыши | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой |
| Сварные соединения понтонов или плавающих крыш | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой 3 Сварка под флюсом |
| Примечание - При сварке в углекислом газе в условиях ветра необходимо применять технологию, обеспечивающую повышение устойчивости защитной струи газа и стойкости к порообразованию, или применять заграждения от ветра | |
Таблица 8.3. Рекомендуемые способы сварки цилиндрических резервуаров, сооружаемых полистовым способом
| Сварное соединение | Рекомендуемый способ сварки |
|---|---|
| Соединения окраек днища | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой |
| Соединения элементов центральной части днища | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой 3 Автоматизированная сварка под флюсом |
| У торные швы в сопряжении стенки днища | 1 Автоматизированная сварка под флюсом 2 Механизированная сварка порошковой проволокой 3 Механизированная сварка в углекислом газе |
| Вертикальные соединения стенки | 1 Механизированная сварка порошковой проволокой 2 Автоматизированная сварка порошковой проволокой 3 Механизированная сварка в углекислом газе 4 Автоматизированная сварка с принудительным формированием шва порошковой проволокой |
| Горизонтальные соединения стенки | 1 Автоматизированная сварка под флюсом 2 Механизированная сварка в углекислом газе 3 Сварка порошковой проволокой с полупринудительным формированием шва |
| Соединение люков, патрубков и их усиливающих листов на стенке и на крыше | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой |
| Сварные соединения каркаса крыши, опорных колец и колец жесткости | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Ручная дуговая сварка |
| Соединения настила крыши | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой |
| Сварные соединения понтонов или плавающих крыш | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой 3 Сварка под флюсом |
| Примечания - При сварке в углекислом газе в условиях ветра необходимо применять технологию, обеспечивающую повышение устойчивости защитной струи газа и стойкости к порообразованию, или применять заграждения от ветра. | |
8.4.3 Применение ручной дуговой сварки при сооружении резервуаров должно быть ограничено из-за относительно высокого уровня удельного тепловложения, приводящего к повышенным сварочным деформациям, а также сравнительно низкой эффективности.
8.5 Контроль качества сварных соединений
8.5.1 Общие требования
При сооружении резервуаров применяются следующие виды контроля качества сварных соединений:
- механические испытания сварных соединений образцов-свидетелей;
- измерительный, с помощью шаблонов, линеек, отвесов, геодезических приборов и т.д.;
- контроль герметичности (непроницаемости) сварных швов с использованием проб «мел-керосин», вакуумных камер, избыточного давления воздуха или цветной дефектоскопии;
- физические - для выявления наличия внутренних дефектов: радиография или ультразвуковая дефектоскопия, а для контроля наличия поверхностных дефектов с малым раскрытием - магнитография или цветная дефектоскопия;
- гидравлические и пневматические прочностные испытания конструкции резервуара.
В рабочей документации должны быть указаны способы, объемы и нормы контроля качества сварных соединений.
8.5.2 Визуальный и измерительный контроль
8.5.2.1 Визуальный и измерительный контроль должен осуществляться в соответствии с РД 03-606-03 Госгортехнадзора России.
8.5.2.2 Визуальному контролю должны подвергаться 100% длины всех сварных соединений резервуара.
8.5.2.3 По внешнему виду сварные швы должны удовлетворять следующим требованиям:
- по форме и размерам швы должны соответствовать проекту;
- швы должны иметь гладкую или равномерно чешуйчатую поверхность (высота или глубина впадин не должка превышать 1 мм);
- металл шва должен иметь плавное сопряжение с основным металлом;
- швы не должны иметь недопустимых внешних дефектов.
8.5.2.4 К недопустимым внешним дефектам сварных соединений резервуарных конструкций относятся трещины любых видов и размеров, несплавления, наплывы, грубая чешуйчатость, наружные поры и цепочки пор, прожоги и свищи.
Подрезы основного металла допускаются не более величин, указанных в таблице 8.4.
Таблица 8.4
| Сварное соединение | Допускаемая величина подреза при уровне ответственности резервуара | ||
|---|---|---|---|
| III-й | II-й | I-й | |
| Вертикальные поясные швы и соединение стенки с днищем | 5% толщины, но не более 0,5 мм | не более 0,5 мм | не более 0,3 мм |
| Горизонтальные соединения стенки | 5% толщины, но не более 0,8 мм | 5% толщины, но не более 0,6 мм | 5% толщины, но не более 0,5 мм |
| Прочие соединения | 5% толщины, но не более 0,8 мм | 5% толщины, но не более 0,6 мм | 5% толщины, но не более 0,6 мм |
| Примечание - Длина подреза не должна превышать 10% длины шва. | |||
8.5.2.5 Выпуклость швов стыковых соединений не должна превышать значений, указанных в таблице 8.5.
Таблица 8.5
| Толщина листов, миллиметры | Максимальная величина выпуклости, миллиметры | |
|---|---|---|
| вертикальных соединений стенки | прочих соединений | |
| до 12 вкл. | 1,5 | 2,0 |
| свыше 12 | 2.0 | 3,0 |
8.5.2.6 Для стыковых соединений из деталей одной толщины допускается смещение свариваемых кромок относительно друг друга не более: для деталей толщиной до 10 мм - 1,0 мм;
- для деталей толщиной более 10 мм - 10% толщины, но не более 3 мм.
8.5.2.7 Выпуклость или вогнутость углового шва не должна превышать более чем на 20% величину катета шва.
8.5.2.8 Уменьшение катета углового шва допускается не более 1 мм. Увеличение катета углового шва допускается не более следующих значений:
- для катетов до 5 мм - 1,0 мм;
- для катетов свыше 5 мм - 2,0 мм.
8.5.2.9 В местах пересечения сварных швов и в местах исправления дефектов необходимо обеспечивать минимальную концентрацию напряжений за счет обеспечения плавного сопряжения шва с основным металлом и уменьшения его выпуклости.
8.5.3 Контроль герметичности
Контролю герметичности подлежат все сварные швы, обеспечивающие , герметичность резервуара, а также плавучесть понтона или плавающей крыши.
Контроль герметичности сварных соединений производится с использованием метода «мел-керосин», избыточного давления или вакуумным способом.
8.5.4 Контроль радиографический
8.5.4.1 Радиографический контроль применяется для контроля стыковых сварных швов стенки и окраек днищ в зоне сопряжения со стенкой резервуара.
8.5.4.2 Контроль радиографический (рентгенографированием или гаммаграфированием) должен производиться в соответствии с ГОСТ 7512.
При заводском изготовлении резервуарных конструкций вместо радиографического контроля может применяться рентгенотелевизионный контроль по ГОСТ 27947.
8.5.4.3 Оценка внутренних дефектов сварных швов должна производиться по ГОСТ 23055 и должна соответствовать:
- для резервуаров III уровня ответственности - 6-му классу;
- для резервуаров II уровня ответственности - 5-му классу;
- для резервуаров I уровня ответственности - 4-му классу.
8.5.5 Ультразвуковая дефектоскопия
8.5.5.1 Ультразвуковая дефектоскопия производится для выявления внутренних дефектов (трещин, непроваров, шлаковых включений, газовых пор) и определения количества дефектов, их эквивалентной площади, условной протяженности и координат расположения.
8.5.5.2 Ультразвуковая дефектоскопия должна проводиться в соответствии с ГОСТ 14782.
8.5.6 Магнитопорошковая или цветная дефектоскопия
8.5.6.1 Контроль магнитопорошковой или цветной дефектоскопией производится с целью выявления поверхностных дефектов основного металла и сварных швов. Магнитопорошковой или цветной дефектоскопии подлежат:
- сварные швы соединения стенки с днищем резервуаров;
- сварные швы приварки люков и патрубков к стенке резервуаров;
- места на поверхности листов стенок резервуаров из стали с пределом текучести свыше 345 МПа, в зонах удаления технологических приспособлений.
8.6 Классификация и нормирование дефектов
8.6.1 Методы контроля, классификация и объем контроля сварных соединений элементов резервуара приведены в таблице 8.6.
7. Сварка резервуаров
7.1.1. При проектировании металлоконструкций резервуара в КМ рекомендуется определять требования к механическим свойствам сварных соединений и дифференцированно, в зависимости от уровня расчетных напряжений и условий работы соединений, назначен класс сварных швов (допускаемые размеры, вид и количество допускаемых внешних и внутренних дефектов). Кроме того, рекомендуется назначить назначить объем контроля физическими методами различных сварных соединений резервуара.
7.1.2. Рекомендуется, чтобы технологические процессы заводской и монтажной сварки обеспечивали получение сварных соединений, в полной мере удовлетворяющих требованиям КМ по всему комплексу физико-механических характеристик, а также соответствующих нормам по предельно допустимым размерам и видам дефектов с учетом коэффициентов концентрации напряжений. Рекомендуется применять технологии сварки аттестованные в соответствии с Порядком применения сварочных технологий при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных производственных объектов (РД 03-615-03), утвержденным постановлением Госгортехнадзора от 19 июня 2003 года N 103.
7.1.3. Монтажную сварку металлоконструкций резервуара рекомендуется выполнять в соответствии с указаниями ППР, в котором предусматриваются:
- наиболее эффективные способы сварки монтажных соединений с учетом их пространственного положения;
- сварочные материалы, удовлетворяющие требованиям КМ по уровню механических свойств;
- требуемая форма подготовки кромок монтируемых элементов под сварку;
- последовательность сварки и порядок выполнения каждого шва, обеспечивающих минимальные деформации и перемещения свариваемых элементов;
- режимы и указания по технике сварки обеспечивающие необходимый уровень механических свойств сварных соединений, а также получение требуемых структур металла шва и околошовных зон;
- технологическая оснастка и оборудование для выполнения сварных соединений;
- мероприятия по обеспечению требуемого качества подготовки и сборки под сварку свариваемых кромок;
- допускаемая температура металла, при которой возможна сварка соединений без их подогрева, а также допускаемая скорость ветра в зоне сварки;
- указания по технологии производства сварочных работ в зимних условиях (если это предусматривается в соответствии с графиком работ).
7.1.4. Рекомендуется в ППР предусмотреть мероприятия, направленные на обеспечение требуемой геометрической точности металлоконструкций резервуара, включая меры по компенсации или подавлению термодеформационных процессов усадки сварных швов, которые могут привести к потере устойчивости тонкостенной оболочки корпуса резервуара и образованию вмятин и выпуклостей его поверхности.
7.1.5. В случаях, когда в КМ предусмотрена термическая обработка каких-либо сварных соединений резервуара, в ППР рекомендуется разработать технологию ее выполнения, включая способ, режимы термообработки, указания по контролю качества термообработанных соединений.
7.1.6. Руководство по безопасности сварочными работами рекомендуется возложить на специалиста, имеющего специальное образование и прошедшего аттестацию на знание настоящего Руководства по безопасности и Правил аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства (ПБ 03-273-99), утвержденных постановлением Госгортехназора от 30 октября 1998 года N 63. Рекомендуется, что руководитель сварочными работами назначается приказом монтажной организации.
7.1.7. Руководителю сварочных работ перед началом монтажа резервуара рекомендуется:
- изучить проектную документацию на монтаж и сварку резервуара;
- укомплектовать объект в соответствии с ППР оборудованием и материалами;
- отобрать сварщиков, имеющих допуск к сварке ответственных металлоконструкций резервуара, провести их инструктаж и организовать сварку каждым сварщиком пробных образцов соединений, которые им предстоит выполнять.
7.1.8. Сварщики аттестуются в соответствии с Технологическим регламентом проведения аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства (РД 03-495-02), утвержденным постановлением Госгортехнадзора от 25 июня 2002 года N 36 и Правилами аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства (ПБ 03-273-99), утвержденных постановлением Госгортехназора от 30 октября 1998 года N 63.
Каждому сварщику, допущенному к сварке резервуаров, приказом монтажной организации присваивается личное клеймо.
7.2. Рекомендуемые способы сварки
7.2.1. Рекомендуется, чтобы применяемые способы и технология сварки металлоконструкций резервуара обеспечивали:
- высокую производительность и экономическую эффективность сварочных процессов с учетом объемов выполнения сварки;
- высокий уровень однородности и сплошности металла сварных соединений с учетом конкретных условий и требуемого уровня комплекса механических свойств: прочности, пластичности, твердости, ударной вязкости и хладостойкости;
- минимальный уровень деформаций свариваемых металлоконструкций резервуара.
7.2.2. При заводском изготовлении металлоконструкций резервуара основными способами сварки являются автоматизированная сварка под флюсом для листовых конструкций, механизированная сварка в углекислом газе или в смеси газов на основе аргона и механизированная сварка порошковой проволокой.
7.2.3. Рекомендуемые способы сварки для различных типов сварных соединений при сооружении резервуаров из рулонных заготовок, а также резервуаров, монтируемых полистовым методом, приведены в таблице 26 настоящего Руководства по безопасности.
Таблица 26. Рекомендуемые способы монтажной сварки резервуаров
| Сварное соединение | Рекомендуемый способ сварки |
|---|---|
| 1. Стыковые соединения окраек днища | 1.1. Механизированная сварка в углекислом газе. |
1.2. Механизированная сварка порошковой проволокой
2.2. Механизированная сварка порошковой проволокой.
2.3. Механизированная сварка в углекислом газе
4.2. Механизированная сварка в углекислом газе
5.2. Механизированная сварка в углекислом газе.
5.3. Сварка порошковой проволокой с полупринудительным формированием шва
6.2. Механизированная сварка порошковой проволокой.
6.3. Автоматизированная сварка под флюсом
9.2. Ручная дуговая сварка
10.2. Механизированная сварка порошковой проволокой
11.2. Механизированная сварка порошковой проволокой
1. При сварке в углекислом газе в условиях ветра необходимо применять технологию, обеспечивающую повышение устойчивости защитной струи газа и стойкости к порообразованию, или применять заграждения от ветра.
2. Для всех типов сварных соединений возможно применение ручной дуговой сварки.
7.2.4. Учитывая, что ручная дуговая сварка характеризуется относительно высоким уровнем удельного тепловложения, приводящего к повышенным сварочным деформациям, а также сравнительно низкой производительностью, применение этого способа сварки при сооружении резервуаров не рекомендуется.
7.3. Рекомендации к подготовке и сборке металлоконструкций под сварку
7.3.1. До начала сварочных работ любые соединения резервуаров рекомендуется контролировать и принимать под сварку по следующим конструктивным и технологическим критериям:
- геометрические параметры кромок элементов, подготовленных под сварку (величина угла скоса кромок, зазор в стыке, величина притупления, смещение кромок), укладывались в поле допусков, предусмотренных проектной документацией;
- поверхность кромок, а также прилегающие к ним зоны шириной 20 мм зачищались от любых загрязнений;
- сборочные приспособления, закрепляющие кромки свариваемых элементов, обеспечивали достаточную прочность и жесткость, и исключали чрезмерную усадку швов и перемещения свариваемых элементов.
7.3.2. Рекомендуется закрепление кромок свариваемых элементов выполнять преимущественно с помощью сборочных приспособлений.
Электроприхватки на монтажных стыках стенки располагаются с противоположной стороны от части сечения шва, выполняемой первой. Размер прихваток выбирать минимально необходимым. При выполнении зачистки корня шва такие прихватки удаляются.
Прихватки, выполняемые в угловых и нахлесточных соединениях, перевариваются только после их зашлифовки и визуального контроля качества, при этом такие прихватки выполняются квалифицированными сварщиками.
7.3.3. Рекомендуется, что приемку сварных стыков под сварку осуществляет руководитель сварочных работ, о чем делается соответствующая запись в журнале пооперационного контроля монтажно-сварочных работ при сооружении вертикального цилиндрического резервуара Приложения N 5 к настоящему Руководству по безопасности.
7.4. Рекомендации к технологии выполнения сварных соединений
7.4.1. Рекомендуемые способы, режимы и техника сварки металлоконструкций резервуара:
- уровень механических свойств сварных соединений, предусмотренный КМ;
- однородность и сплошность металла сварных соединений;
- оптимальная скорость охлаждения выполняемых сварных соединений, которая зависит от марки стали, углеродного эквивалента, толщины металла, режима сварки (погонной энергии), конструкции сварного соединения, а также температуры окружающей среды;
- минимальная величина сварочных деформаций и перемещений свариваемых элементов;
- коэффициент формы каждого наплавленного шва (прохода) в пределах от 1,3 до 2,0 (при сварке со свободным формированием шва).
7.4.2. При сварке металлоконструкций резервуара в зимнее время рекомендуется систематически контролировать температуру металла. Температура и схема подогрева определяются в ППР. Рабочие диапазоны скоростей охлаждения сталей, а также минимальные температуры, не требующие подогрева кромок при сварке, которые зависят от углеродного эквивалента, толщины металла, способа сварки и погонной энергии, указываются в технологических картах на сварку. При осуществлении подогрева кромок рекомендуется нагревать металл на всю толщину в обе стороны от стыка на ширину 100 мм.
7.4.3. При использовании способов сварки с открытой дугой в зоне производства сварочных работ рекомендуется систематически контролировать скорость ветра. Допускаемая скорость ветра в зоне сварки указывается в ППР в зависимости от применяемых способов сварки и марок сварочных материалов. При превышении допускаемой скорости ветра сварку рекомендуется прекратить или оборудовать соответствующие защитные укрытия.
7.4.4. Сварка производится при стабильном режиме. Не рекомендуется подключать сварочное оборудование к сети колебания величины сварочного тока и напряжения в которой превышают 5%.
7.4.5. Последовательность выполнения всех сварных соединений резервуара и схема выполнения каждого сварного шва в отдельности соблюдаются в соответствии с указаниями ППР исходя из условий обеспечения минимальных сварочных деформаций и перемещений элементов металлоконструкций резервуара.
7.4.6. Не допускается выполнение каких-либо сварочных работ по поверхностям или соединениям, покрытых влагой, маслом, скоплениями окалины, шлака или другого рода загрязнениями. Не допускается выполнение сварочных работ на резервуаре при дожде, снеге, если кромки элементов, подлежащих сварке, не защищены от попадания влаги в зону сварки.
7.4.7. Все сварные соединения на днище и стенке резервуаров при ручной или механизированной сварке рекомендуется выполнять, не менее чем в два слоя. Каждый слой сварных швов проходит ВИК, а обнаруженные дефекты устраняются. Не рекомендуется возбуждать дугу и выводить кратер на основной металл за пределы шва.
7.4.8. Удаление дефектных участков сварных швов проводится механическим методом (шлифовальными машинками или пневмозубилом) или воздушно-дуговой строжкой с последующей зашлифовкой поверхности реза.
7.4.9. Заварку дефектных участков сварных швов рекомендуется выполнять способами и материалами, предусмотренными технологией. Исправленные участки сварного шва рекомендуется подвергать повторному контролю физическими методами. Если в исправленном участке вновь будут обнаружены дефекты, ремонт сварного шва выполняется при контроле всех технологических операций руководителем сварочных работ.
Информация о выполненных ремонтных работах сварных соединений заносится в журнал пооперационного контроля монтажно-сварочных работ при сооружении вертикального цилиндрического резервуара по образцу 7 Приложения N 5 к настоящему Руководству по безопасности.
Выполнение троекратного ремонта сварных соединений в одной и той же зоне основных конструкций группы А рекомендуется согласовать с разработчиком технологического процесса.
7.4.10. Удаление технологических приспособлений, закрепленных сваркой к корпусу резервуара, рекомендуется производить механическим способом или кислородной резкой с последующей зачисткой мест их приварки заподлицо с основным металлом и контролем качества поверхности в этих зонах. Вырывы основного металла или подрезы в указанных местах недопустимы.
7.4.11. После сварки швы и прилегающие зоны очищаются от шлака и брызг металла.
7.4.12. Идентификация сварных соединений осуществляется клеймлением или составлением исполнительных схем с подписями сварщиков. Каждый сварщик ставит личное клеймо на расстоянии от 40 до 60 мм от границы выполненного им шва сварного соединения: одним сварщиком в одном месте; при выполнении несколькими сварщиками - в начале и в конце шва.
Руководителем сварочных работ по каждому резервуару ведется журнал сварочных работ в соответствии с приложением N 2 СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции", утвержденного постановлением Госстроя СССР от 4 декабря 1987 года N 280.
7.5. Рекомендации к механическим свойствам сварных соединений
7.5.1. Механические свойства (кроме твердости) металла угловых, нахлесточных и тавровых соединений рекомендуется определять на образцах, вырезанных из стыковых сварных соединений-имитаторов. Стыковые соединения-прототипы рекомендуется выполнять с использованием марок сталей, сварочных материалов и оборудования, предназначенных для сварки указанных выше типов соединений.
7.5.2. Рекомендации к прочностным характеристикам.
Металл сварных соединений выбирается равнопрочным основному металлу. Испытания рекомендуется проводить на трех образцах типа XII или XIII по ГОСТ 6996-66 "Сварные соединения. Методы определения механических свойств", утвержденному постановлением Госстандарта СССР от 3 марта 1996 года N 4736. К металлу сварного шва сопряжения стенки с днищем (уторного шва) рекомендуется дополнительно проверить на равнопрочность с основным металлом по нормативному значению предела текучести.
7.5.3. Рекомендации к ударной вязкости сварных соединений.
Рекомендуемая ударная вязкость при установленной температуре испытаний указана в разделе 2.6 настоящего Руководства по безопасности.
Температуру испытаний устанавливают в соответствии с положениями пункта 2.6.2 настоящего Руководства по Безопасности.
Испытания на ударный изгиб (ударную вязкость) рекомендуем проводить для металла сварного шва и зоны термического влияния стыковых соединений основных конструкций групп А и Б. При этом рекомендуем определить ударную вязкость металла шва и зоны термического влияния на трех поперечных образцах (по шву - три образца; по зоне термического влияния - три образца) с острым надрезом типа IХ (для толщины основного металла 11 мм и более) и типа Х (для толщины основного металла от 6 до 10 мм) по ГОСТ 6996-69* "Сварные соединения. Методы определения механических свойств", утвержденного постановлением Госстандарта СССР от 3 марта 1996 года N 4736.
________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: "ГОСТ 6996-66". - Примечание изготовителя базы данных.
7.5.4. Рекомендации к технологическим испытаниям на изгиб сварных соединений.
Рекомендуемое средне-арифметическое значение угла изгиба шести поперечных образцов при испытаниях сварных соединений на статический изгиб (тип XXVII по ГОСТ 6996-69* "Сварные соединения. Методы определения механических свойств", утвержденного постановлением Госстандарта СССР от 3 марта 1996 года N 4736) не менее 120°, а минимальное значение угла изгиба одного образца - не ниже 100°. При толщине основного металла до 12 мм включительно испытания рекомендуется проводить изгибом образца с корнем шва внутрь (на трех образцах) и корнем шва наружу (на трех образцах), а при толщине основного металла более 12 мм - изгибом образцов "на ребро" (на шести образцах).
Читайте также: