Технология сварки трубы хм

Обновлено: 20.09.2024

Для сооружения промысловых трубопроводов, транспортирующих природный газ, содержащий сероводород, используют малоуглеродистые стали марок 10, 20 и низколегированные - 12ХМ, 12Х1МФ, 14ХГС, 15ХМ.

Сэ = С % + 1/9(Мn % + Сr %) + 1 /8Ni % + 1/13Мо %.

Влияние толщины свариваемого металла δ учитывается поправкой Сэ′=0,005δСэ. Тогда полный эквивалет углерода

температура предварительного подогрева Тпод=350

Полученная температура предварительного подогрева должна быть проверена и откорректирована путем определения действительных скоростей охлаждения при сварке на принятых режимах и сопоставления результатов расчета с рекомендуемым для данной марки стали диапазоном допустимых скоростей охлаждения.

Концы труб под сварку обрабатывают механическим способом (абразивным кругом, резцом, фрезой и т. п.). В необходимых случаях применяют газовую или плазменную резку, после чего абразивным инструментом зачищают поверхности реза на глубину не менее 1 мм. Если применяют трубы из стали 12ХМ, 15ХМ и им подобные, то при отрицательной температуре термическую резку необходимо проводить с предварительным подогревом до температуры 200-250 °С с последующим медленным охлаждением. Трубы под сварку собирают с помощью наружных центраторов до диаметра 530 мм, а трубы большего диаметра - с помощью внутренних центраторов. При отрицательной температуре воздуха концы труб на длине 150 мм перед сваркой подогревают.

При сварке труб из хромомолибденовой стали первые два слоя выполняют с плавным поворотом секции. Прихватку и сварку корневого слоя выполняют электродами диаметром 2- 3,25 мм, последующие слои - электродами диаметром 4 мм. Запрещается прекращать сварку стыков труб до заполнения 2 /з разделки шва по всей окружности. При вынужденных перерывах в работе обеспечивают медленное охлаждение стыка в теплоизоляции.

Для снижения остаточных сварочных напряжений, которые являются одним из факторов, определяющих склонность сварных соединений к коррозионному растрескиванию, и ликвидации элементов неравновесных структур применяют термическую обработку. Наиболее распространен отпуск с температурой 600-700 °С ( в зависимости от марки стали). Термическую обработку стыков труб из сталей 20, 14ХГС, 12ХМ, 15ХМ проводят не позднее чем через 15 сут после сварки, если стыки были сварены с подогревом. В монтажных условиях сварные соединения нагревают электрическими нагревателями (печи) сопротивления, индукционным, комбинированным или газопламенным способами.

Для термической обработки сварных соединений технологических трубопроводов применяют гибкие электрические нагреватели сопротивления (ГЭН). Эти нагреватели имеют большую удельную мощность (45-50 кВт на 1 м 2 поверхности), позволяют использовать сварочные источники питания (трансформаторы и преобразователи). Стыки магистральных трубопроводов нагревают при помощи разъемных муфельных печей сопротивления ПТО. Для трубопроводов диаметром 57 мм и менее можно использовать газовые горелки.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Технология сварки трубы хм

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ТЕПЛОУСТОЙЧИВЫХ И ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

СВАРКА ТЕПЛОУСТОЙЧИВЫХ СТАЛЕЙ

Теплоустойчивыми называют стали, длительно работающие при температуре до 600 °С. К ним относятся перлитные низколегированные хромомолибденовые стали 12МХ, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМЛ, работающие при температуре 450. 550 °С и хромомолибденованадиевые стали 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20МФЛ, работающие при температуре 550. 600 °С в течение 100 000 ч (10 лет). Они дешевы и технологичны, из них делают отливки, прокат, поковки для изготовления сварных конструкций: турбин, паропроводов, котлов и т.п.

Теплоустойчивость сварных соединений оценивают отношением длительной прочности металла соединения и основного металла - коэффициентом теплоустойчивости.

Чтобы работать при высоких температурах, стали должны обладать жаростойкостью, длительной прочностью, стабильностью свойств во времени и сопротивлением ползучести: их пластическая деформация при постоянной нагрузке с течением времени должна возрастать незначительно. Все это достигается введением в состав сталей 0,5. 2,0% хрома, 0,2. 1,0 % молибдена, 0,1 . 0,3 % ванадия и — иногда — небольших добавок редкоземельных элементов. Хорошее сочетание механических свойств изделий из теплоустойчивых сталей достигается термообработкой: нормализацией или закалкой с последующим высокотемпературным отпуском. Это обеспечивает мелкозернистую структуру, состоящую из дисперсной ферритокарбидной смеси. После 100000 ч работы обработанная таким образом сталь 15ХМ имеет прочность 260 МПа (26,5 кгс/мм2) при температуре 450 °С и 62 МПа (6,3 кгс/мм2) при температуре 550 °С, а сталь 12X1МФ - 154 МПа (15,7 кгс/мм2) при температуре 500 °С и 58 МПа (5,9 кгс/мм2) при температуре 580 °С.

Физическая свариваемость теплоустойчивых сталей, определяемая отношением металла к плавлению, металлургической обработке и к последующей кристаллизации шва не вызывает затруднений. Современные сварочные материалы и технология сварки обеспечивают требуемые свойства и стойкость металла шва против горячих трещин. Однако сварные соединения склонны к холодным трещинам и к разупрочнению металла в ЗТВ - зоне термического влияния. Поэтому нужно применять сопутствующий сварке местный или предварительный общий подогрев изделия. Это уменьшает разницу температур в

зоне сварки и на периферийных участках, что снижает напряжения в металле. Уменьшается скорость охлаждения металла после сварки больше аустенита превращается в мартенсит при высокой температуре, когда металл пластичен. Напряжения, возникающие из-за разницы объемов этих фаз, будут меньше, вероятность образования холодных трещин снизится. Применяя подогрев, нужно учитывать, что излишне высокая температура приводит к образованию грубой ферритно-перлитной структуры, не обеспечивающей необходимую длительную прочность и ударную вязкость сварных соединений. Уменьшить опасность возникновения холодных трещин можно, производя отпуск деталей, выдерживая их при температуре 150. 200 °С сразу после сварки в течение нескольких часов. За это время завершится превращение остаточного аустенита в мартенсит и удалится из металла большая часть растворенного в нем водорода.

Разупрочнение теплоустойчивых сталей в ЗТВ зависит также от параметров режима сварки. Повышение погонной энергии сварки увеличивает мягкую разупрочняющую прослойку в ЗТВ, которая может быть причиной разрушения жестких сварных соединений при эксплуатации, особенно при изгибающих нагрузках. Основные способы сварки конструкций из теплоустойчивых сталей - это дуговая и контактная стыковая. Последнюю используют для сварки стыковых соединений труб нагревательных котлов в условиях завода.

Дуговую сварку производят электродами с покрытием, в защитных газах и под флюсом. Подготовку кромок деталей при всех способах дуговой сварки производят механической обработкой. Допускается применение кислородной или плазменной резки с последующим удалением слоя поврежденного металла толщиной не менее 2 мм.

Дуговую сварку производят при температуре окружающего воздуха не ниже 0 °С с предварительным и сопутствующим сварке местным или общим подогревом. Температура подогрева зависит от марки стали и толщины свариваемых кромок. Хромомолибденовые стали при толщине кромок до 10 мм, а хромомолибденованадиевые - до 6 мм можно сваривать без подогрева. Сталь 15ХМ, например, толщиной 10. 30 мм надо подогревать до температуры 150. 200 °С, а больше 30 мм - до температуры 200. 250 °С. До 250. 300 °С подогревают сталь 12Х1МФ толщиной 6. 30 мм, а свыше 30 мм требуется ее подогрев до температуры 300. 350 °С. При многопроходной автоматической сварке под флюсом минимальную температуру подогрева можно снижать на 50 °С. Аргонодуговую сварку корневого шва стыков труб выполняют без подогрева.

После сварки производят местный отпуск сварных соединений или общий отпуск всей сварной конструкции. Хромомолибденовые стали нагревают при отпуске до температуры 670. 700 °С с выдержкой при этой температуре 1 . 3 ч в зависимости от толщины сваренных кромок,

хромомолибденованадиевые - до температуры 740. 760 °С с выдержкой 2. 10 ч. Чем больше в стали хрома, молибдена, ванадия, тем больше должны быть температура и время отпуска. Отпуск стабилизирует структуру и механические свойства соединений, снижает остаточные напряжения, однако он не позволяет полностью выровнять структуру и устранить разупрочненную прослойку в ЗТВ.

Ручную дуговую сварку теплоустойчивых сталей ведут электродами из малоуглеродистой сварочной проволоки с основным (фтористо-кальциевым) покрытием, через которое вводят в шов легирующие элементы. Этот тип покрытия хорошо раскисляет металл шва, обеспечивает малое содержание в нем водорода и неметаллических включений, надежно защищает от азота воздуха. Это позволяет получать высокую прочность и пластичность шва. Однако для электродов с таким покрытием характерна повышенная склонность к образованию пор при удлинении дуги, наличии ржавчины на поверхности свариваемых кромок и при небольшом увлажнении покрытия. Поэтому нужно сваривать предельно короткой дугой, тщательно очищать кромки и сушить электроды перед их применением при температуре 80. 100 °С. Хромомолибденовые стали сваривают электродами типа Э-09Х1М (ГОСТ 9467-75) марки ЦУ-2ХМ диаметром 3 мм и более, а также ЦЛ-38 диаметром 2,5 мм, хромомолибденованадиевые - электродами типа Э-09Х1МФ марок ЦЛ-39 диаметром 2,5 мм, ЦЛ-20, ЦЛ-45 диаметром 3 мм и более. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности узкими валиками без поперечных колебаний электрода с тщательной заваркой кратера перед обрывом дуги. Когда подогрев свариваемых изделий и их термообработка после сварки невозможны или если необходимо сваривать перлитные теплоустойчивые стали с аустенитными, допускается использование электродов на никелевой основе марки ЦТ 36 или проволоки Св 08Н60Г8М7Т при аргонодуговой сварке.

Теплоустойчивые стали сваривают дуговой сваркой плавящимся электродом в углекислом газе и вольфрамовым электродом в аргоне. Сварку в С02 из-за опасности шлаковых включений между слоями используют обычно для однопроходных швов и для заварки дефектов литья. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности с присадочной проволокой (ГОСТ 2246-70) Св 08ХГСМА для хромомолибденовых сталей или Св 08ХГСМФА для хромомолибденованадиевых сталей. Для проволоки диаметром 1,6 мм сила сварочного тока 140. 200 А при напряжении дуги 20. 22 В, а диаметром 2 мм 280. 340 А при 26. 28 В.

Ручная аргонодуговая сварка используется для выполнения корневого шва при многопроходной сварке стыков труб. Автоматической сваркой в аргоне сваривают неповоротные стыки паропроводов в условиях монтажа. При аргонодуговой сварке хромомолибденовых сталей.

Автоматическую дуговую сварку под флюсом используют на поворотных стыках трубопроводов, коллекторов котлов, корпусов аппаратов химической промышленности и других изделиях с толщиной стенки 20 мм и более. Применяют низкоактивные по кремнию и марганцу флюсы ФУ-11, ФУ-16, ФУ-22. Этим достигается стабильность содержания Si и Мп в многослойных швах и низкое содержание в них оксидных включений - продуктов процесса восстановления марганца. Сварку под флюсом ведут со скоростью 40. 50 м/ч на постоянном токе обратной полярности силой 350. 400 А при напряжении дуги 30. 32 В. Высокая скорость сварки уменьшает погонную энергию, что снижает разупрочнение хромомолибденованадиевых сталей в околошовной зоне. Применяют проволоку диаметром 3 мм Св 08МХ и Св 08ХМ для хромомолибденовых сталей и Св 08ХМФА для хромомолибденованадиевых сталей. Можно применять проволоку диаметром 4 и 5 мм, увеличив соответственно силу тока до 520. 600 А и 620. 650 А при напряжении дуги 30. 34 В.

Сварка хромомолибденовых сталей

Не хотел ничем задеть. Просто действительно, если варить проволокой OK AristoRod 13. 12. как Вы рекомендуете, в хим. составе наплавленного металла нет ванадия. Было уже такое, заварили стык, а ванадия в нем не оказалось, хотя вроде пачка была проверена, пришлось переваривать, нагрели по премии ((.

Не могу Вам рекомендовал варить ОК 13.12 ,у Вас должен быть нач.св.пр-ва или технолог,чтобы рекомендовать.Меня трудно задеть ванадием,дело не в нём (просто я слишком медленно печатаю).Впервые слышу,чтобы процентное содержание ванадия в металле шва определяли гамма-контролем или УЗК.Но у нас в основном стали АБ 2-1 и могу просто не знать таких подробностей про премии.

Ну тогда надеюсь вы в курсе,что при зазоре более 1 мм, между кольцом и стенкой трубы (сварка РД) происходит затекание шлака в зазор (при УЗК показывает наличие дефекта).И вот для избежания таких казусов применяется РАДС(и слесаря с болгаркой курят в далеке).Гораздо менее трудоёмкая подгонка кольца.
В условиях монтажа котлов и техн.трубопроводов комбинация РАДС+РД используется давно и успешно.
325х50 сварка 2 сварщиками (РАДС+РД),почти то же самое что (РАДС+П/а),в не поворотном.А вот сколько добираться к стыку с этим не лёгким "ящиком"-вот это вопрос.

Перед началом работ, проверяем электроды на хим. состав наплавленного металла путем стилоскопирования, про УЗК и рентген я ничего не говорил, потом соответственно пачку подписываем + или на всякий хлам пускать.

если "светилы" не видят ванадия в наплавленном металле.

МИХА75 ,Спасибо. Буду знать, а лучше запишу в блокнот, в разговоре с "конторой" надо знать хоть что-то не меньше них.

Cпасибо за советы, будем пробовать варить, технологию сварки надо только будет заказать и сертификат на проволоку. У нас светилы и рентген и узк, и толщинометрию и твердость бъют, и хим состав наплавленного металла делают. Кстати при узк контроле стыков с подкладным кольцом всегда показывается сигнал от зазора между кольцом и трубой, только по глубине залегания он чуть больше чем толщина трубы.

У нас всё проще:на корень ЦЛ-39,а дальше ТМЛ-3.С предварительным подогревом и с последующей термообработкой.А после УЗК и рентген.Ну и конечно сварка без перерыва,пока не сваришь

Доброго времени суток, Коллеги!
Здесь уже упомянутый РТМ-1С ". 1.1. Настоящий Руководящий документ (РД) предназначен для организаций, осуществляющих монтаж и ремонт трубопроводов и трубных систем паровых и водогрейных котлов независимо от параметров рабочей среды, а также изготовление трубопроводов с рабочим давлением до 2,2 МПа (22 кгс/смfile:///C:/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif) и температурой не более 425 °С и отдельных элементов котлов (водяных экономайзеров, пароперегревателей и др.) с использованием сварочных технологий на предприятиях Российской Федерации независимо от форм собственности".

15. ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ ТРУБНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ

15.1. Требования раздела 15 распространяются на ручную дуговую и аргонодуговую сварку элементов из сталей одного структурного класса, но разного легирования и из сталей разных структурных классов (перлитного с мартенситным и мартенситно-ферритным, перлитного с аустенитным, мартенситного и мартенситно-ферритного с аустенитным), при этом сварные соединения сталей разных структурных классов рассматриваются применительно к трубам поверхностей нагрева и трубопроводам диаметром не более 100 мм и толщиной стенки не более 10 мм, которые встречаются в монтажной и ремонтной практике.
15.2. Конструкцию сварного соединения следует выбирать по табл.6.2 в зависимости от способа сварки, диаметра и толщины стенки свариваемых труб.
При сварке аустенитной стали с перлитной, мартенситной и мартенситно-ферритной соединяемые встык элементы должны иметь одинаковую толщину. Если соединяются элементы разной толщины, то должна быть произведена обработка более толстого элемента в соответствии с рекомендациями пп.6.1.6 или 6.1.7.
15.3. Если стык элементов из сталей разного структурного класса сваривается на остающемся подкладном кольце, то кольцо следует изготовлять из менее легированной свариваемой стали или из стали того же структурного класса, к которому относится металл корня шва. Подкладное кольцо для соединений элементов из сталей перлитного класса должно изготавливаться в соответствии с требованиями п.6.2.10.
15.4. Марку присадочного материала следует выбирать по данным табл.15.1.

Сталь свариваемых труб, присадочный материал электоды для ручной дуговой сварки,присадка для аргонодуговой сварки

* Расшифровка групп основных материалов:
20 - сочетание сталей группы 4 со сталями группы 1;
21 - сочетание сталей группы 5 со сталями группы 4;
22 - сочетание сталей группы 6 со сталями группы 4;
23 - сочетание сталей группы 9 со сталями групп 1 или 4;
24 - сочетание сталей группы 9 со сталями группы 6.
Для элементов независимо от диаметра и толщины стенки 1+1

Ст2, Ст3, Ст3Г, Ст4, 10, 08, 20 в сочетании с 15ГС, 16ГС, 17ГС, 10Г2С1, 09Г2С, 14ХГС, 14ГН, 16ГН УОНИ-13/45, ТМУ-46, УОНИ-13/55, ЦУ-5,
ТМУ-21У, ЦУ-6, ЦУ-7, ЦУ-8, АНО-11, ИТС-4С, ТМУ-50
Св-08Г2С, Св-08ГА-2, Св-08ГС
20

10, 20, 15ГС, 16ГС в сочетании с 12МХ, 15ХМ (и литье аналогичного состава)

УОНИ-13/55, ЦУ-5,
ТМУ-21У, ЦУ-7, ТМУ-50, ЦУ-8, АНО-11, ИТС-4С, ЦУ-2ХМ, ТМЛ-1У, ЦЛ-38

Св-08Г2С, Св-08ГС, Св-08МХ*, Св-08ХМ*,
Св-08ХМА-2,
Св-08ХГСМА

_________________
* Проволоку марок Св-08МХ, Св-08ХМ и Св-08ХМФА допускается применять для аргонодуговой сварки только при содержании кремния в проволоке не менее 0,22%.

10, 20, 15ГС, 16ГС в сочетании с 12Х2М1, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф (и литье аналогичного состава)

УОНИ-13/55, ЦУ-5,
ТМУ-21У, ЦУ-7, ЦУ-8, ТМУ-50, АНО-11, ИТС-4С, ЦУ-2ХМ,
ТМЛ-1У, ЦЛ-38, ЦЛ-39, ТМЛ-3У, ЦЛ-20, ЦЛ-20М, ЦЛ-45

Св-08Г2С, Св-08ГС,
Св-08МХ*, Св-08ХМ*, Св-08ХМА-2,
Св-08ХГСМА,
Св-08ХМФА*,
Св-08ХМФА-2,
Св-08ХГСМФА

12МХ, 15ХМ, 12Х2М1 в сочетании с 12Х1МФ, 15Х1М1Ф (и литье аналогичного состава)

ТМЛ-1У, ЦУ-2ХМ, ЦЛ-38, ЦЛ-39, ТМЛ-3У, ЦЛ-20, ЦЛ-20М, ЦЛ-45

Св-08МХ*, Св-08ХМ*, Св-08ХМА-2,
Св-08ХГСМА,
Св-08ХМФА*,
Св-08ХМФА-2,
Св-08ХГСМФА

Для элементов диаметром не более 100 мм и толщиной не более 10 мм

12Х1МФ в сочетании с 12Х2МФСР

Св-08ХМ*, Св-08ХМА-2, Св-08ХГСМА,
Св-08ХМФА*,
Св-08ХМФА-2,
Св-08ХГСМФА

12Х1МФ в сочетании с 10Х9МФБ (ДИ 82-Ш)

ЦЛ-39, ЦЛ-20, ТМЛ-3У

10Х9МФБ (ДИ 82-Ш) в сочетании с 12Х18Н12Т

12Х1МФ в сочетании с 12Х11В2МФ**

ЦЛ-39, ТМЛ-3У, ЦЛ-20, ЦЛ-20М, ЦЛ-45, ОЗЛ-6, ЗИО-8, ЦЛ-25/1,
ЦЛ-25/2, ЭА-395/9,
ЦТ-10, НИАТ-5

Св-08ХМФА*,
Св-08ХМФА-2,
Св-08ХГСМФА,
Св-07Х25Н13,
Св-10Х16Н25АМ6

** Допускается применять металл шва 09Х1МФ для труб поверхностей нагрева.

20,12Х1МФ, 12Х2МФСР, 15Х1М1Ф, 12Х11В2МФ в сочетании с 12Х18Н10Т, 12Х18Н12Т

ЗИО-8, ОЗЛ-6,
ЦЛ-25/1, ЦЛ-25/2,
ЭА-395/9, ЦТ-10, НИАТ-5

12Х1МФ в сочетании с 10Х13Г12БС2Н2Д2
(ДИ 59)

ЭА-395/9, ЗИО-8,
ЦЛ-25

12Х18Н12Т в сочетании с 10Х13Г12БС2Н2Д2
(ДИ 59)

Примечание. Разнородные соединения из стали 10Х13Г12БС2Н2Д2 (ДИ 59) со сталями 12Х1МФ и 12Х18Н12Т выполняются комбинированной сваркой (корень - ручная аргонодуговая, остальное сечение - дуговая сварка покрытыми электродами).

15.5. Сварка сталей разных структурных классов с использованием аустенитного присадочного материала выполняется без предварительного подогрева стыка с минимальным тепловложением в соответствии с рекомендациями раздела 13.

Сварка разнородных сталей перлитного класса выполняется с подогревом, если таковой требуется, согласно данным табл.6.3 для более легированной из свариваемых сталей.

Сварка должна выполняться с соблюдением технологических требований, изложенных в соответствующих разделах РД.

15.6. Сварные соединения сталей разных структурных классов, на которые распространяется настоящий раздел (толщиной не более 10 мм), термической обработке не подвергаются (кроме стыков группы 21 по табл.15.1). Сварные соединения сталей одного структурного класса, но разного легирования, а также соединения группы 21 подвергаются термообработке в соответствии с требованиями табл.17.1.
.
Более понятнее читать оригинал )))

Сварка низколегированных молибденовых и хромомолибденовых теплоустойчивых сталей

Низколегированные молибденовые (марок 12М, 15М, 20М) и хромомолибденовые (марок 12ХМ, 20ХМ, ЗОХМ) теплоустойчивые стали содержат 0,12—0,35% углерода, 0,8—!,1% хрома и 0,15— 0,65% молибдена. Например, сталь 12ХМ содержит до 0,16% угле­рода, 0,4—0,7% марганца, 0,17—0,37% кремния, 0,4—0,6% мо­либдена, 0,8—1,1% хрома, не более 0,3% никеля, не более 0,04% серы и 0,04% фосфора. Присутствие в составах этих сталей молиб­дена или молибдена и хрома придает им способность сохранять свои свойства в условиях воздействия на них температуры 400— 500° в течение длительного времени.

Из таких сталей изготовляются детали паровых котлов и тур­бин, газовых турбин, аппаратов нефтеперегонных и химических производств, арматуры. Эти стали свариваются удовлетворитель­но, но склонны к образованию мелких трещин около шва в пере­ходной зоне и требуют точной подгонки кромок под сварку. Зазор в корне шва должен быть всюду одинаков и составлять:

При толщине металла, мм до 5 — 0,5 мм

» » » » более 15 — от 4 до 6 мм

При сварке необходимо особенно тщательно проваривать ко - р нь шва. С этой целью иногда при сварке стыковых швов исполь­зуют вставные кольца, обеспечивающие полный провар всей тол­щины шва трубы[8] . В монтажных условиях используют разрезные кольца из малоуглеродистой стали толщиной 3—4 мм, шириной 25—40 мм, привариваемые к одной из труб с внутренней стороны. Для лучшего провара корня шва первый слой сваривают электро­дами диаметром 3 мм, а последующие — диаметром 4 мм. При­меняется электродная проволока той же марки, что и свариваемая сталь, и электроды с покрытиями ЦУ-2М, ЦУ-2ХМ, ЦЛ-6 и ЦЛ-14, разработанные ЦНИИТМАШ.

Для примера приведем состав покрытия ЦЛ-14: 26% ферромар­ганца малоуглеродистого, 3,5% ферромолибдена, 3,5% ферротита­но, 3% феррохрома, 30% плавикового шпата, 29% мрамора или гранита, 5% крахмала, 18—20% жидкого стекла (к весу сухого покрытия). Коэффициент наплавки покрытия Ки = 10,6 г/а • час.

Хромомолибденовые стали рекомендуется сваривать электрода­ми из малоуглеродистой проволоки с покрытием УОНИ-13 45 или УОНИ-13/55, в обмазку которых дополнительно вводится 5% фер­рохрома и 0 5% ферромолибдена (к весу сухой части покрытия). В этом случае наплавленный металл получает дополнительное легирование хромом до 0,65% и молибденом до 0,596.

Стали толщиной до 6 мм свариваются в один слой, а при боль­шей толщине — в несколько слоев. Во время сварки температура стыка не должна понижаться ниже 250°. Если сварку приходится прервать, го необходимо обеспечить медленное остывание шва. При возобновлении сварки шов следует вновь подогреть до 250°.

Сварку и прихватку молибденовой и хромомолибденовой стали толщиной свыше 10 мм следует вести с предварительным подогре - вбм до 250—400°. Подогрев осуществляется паяльной лампой, горелкой или электрическим током.

Прекращать сварку после наложения первого слоя нельзя, так как быстрое его остывание может вызвать трещины. По той же при­чине вести сварку этих сталей при окружающей температуре ниже —10° можно только с подогревом стыка до 250—400°. При много­слойной сварке применяют каскадный метод, причем сварку ведут короткими участками.

Конструкции из молибденовой и хромомолибденовой стали с толщиной стенки свыше 10 мм должны после сварки подвергаться нормализации с нагревом до 900—930°, выдержкой при этой тем­пературе в течение 0,75 мин/мм толщины металла и последующим охлаждением на спокойном воздухе.

При содержании в стали углерода менее 0,2% можно ограничи­ваться отжигом с нагревом до 650—680°, выдержкой при этой темпе­ратуре в течение 2,5—3 мин/мм толщины металла и последующим охлаждением со скоростью 50—75° в час до 300° и затем на воздухе.

Сварные стыки труб из молибденовой и хромомолибденовой стали подвергаются термообработке и при толщине стенки менее 10 мм. Стыки труб из молибденовой стали, сваренные дуговой сваркой, могут и не подвергаться термообработке, если результаты механических и металлографических испытаний образцов, выре­занных из контрольных стыков, не подвергавшихся термообработ­ке, будут удовлетворительными.

Сварка трубопроводов

Укрупиительная сварка узлов трубопроводов и труб в секции производится иа заготовительных заводах или базах с использованием средств механизации. Сварка неповоротных стыков труб в ннтку (монтажная сварка) во многих слу­чаях производится вручную.

ПОДГОТОВКА К СВАРКЕ

При подготовке трубопроводов к сварке одним из основных условий является соблюдение требований к разностенности н смещению кромок стыкуемых труб.

Величина разностенности и смещения кромок

Разностенность или смещение кромок Прн тол, чипе стенкн тру­бы S, мм

Для пара и гарячей во­ды

Для горючих токсичных и сжиженных газов Высокого давления (вы­ше 9,81 МПа)

ьпые швы 0,1 ные — 0,35 S

о не более 3 пне кромки

0.15S-;- 1 ие более I

0,1 S, но не более 3 мм

Если условия данной таблицы не соблюдены, то должен быть обеспечен плав­ный переход, при этом конусность не должна превышать 12—15°. При разнице толщин менее 30% (но не более 5 мм) и равенстве внутренних диаметров сва-

ривасмых труб допускается плавный переход за счет наклонного расположе­ния шва.

Правку концов труб производят домкратами, а стыковку — с помощью внут­ренних гидравлических нли наружных роликозвенных центраторов. Продольные стыкн смещают не менее чем иа 50—100 мм. Трубы малого диаметра, собирае­мые враструб, фиксируют с помощью монтажных обжимок. Стыкн под сварку обычно готовят или без скоса (S = 2—4 мм) или с односторонним скосом двух кромок (горизонтальные стыки собирают с односторонним скосом верхней кромки). Качество сборки проверяют шаблонами.

Способы обеспечения надежного провара корня шва трубопроводов

Характеристика или назначение способа

Ручная электродуговая корня шва «на весу»

Ручная аргонодуговая корня шва неплавящимся электродом

На съемных, остающихся или рас­плавляемых (кольцевых фигурных) подкладках

Подварка корня шва изнутри тру­бы

Механизированная на флюсовой по­душке (подкладке, заполненной флюсом), флюсомедиой подкладке (с канавкой, заполняемой флюсом) или съемных эластичных неметал­лических подкладках Механизированная аргонодуговая корневого слоя «на весу»

Частично механизированная «иа ве­су» корневого слоя в углекислом газе

Применение электродов диаметром до 3 мм или электродов с целлюлозным покрытием диаметром 4 мм (сварка сверху вниз) Надежное формирование корневого слоя. Об­ратную сторону шва защищают инертным га­зом илн флюс-пастой. Часто применяют в комбинации с другими способами, обеспечи­вающими заполнение стыка Остающиеся подкладки не допустимы при динамических нагрузках иа трубопровод илн наличии агрессивной среды. Стык с расплав­ляющимся кольцом требует особенно тща­тельной подгонки

Увеличивается трудоемкость сварки. Воз­можна прн диаметре труб более 700 мм Укрупнительиая сварка секций магистраль­ных трубопроводов, крупногабаритных отво­дов, продольных швов труб н т. п.

Выполняется с присадкой проволоки или без нее. Требует тщательной подгонки стыков Сварка трубопроводов из низкоуглеродис­тых и низколегированных сталей проволокой диаметром 0,8—1,2 мм

Ручная электродуговая сварка. Сварка труб выполняется в следующем по­рядке. Каждый слой шва накладывают двумя или тремя участками. Заварку слоя на каждом нз двух участков начинают с нижней части стыка и заканчи­вают наверху. Чтобы начало и конец шва не совпадали, начало каждого слоя смещают иа 50—60 мм вправо или влево от самой нижней точки. С целью равномерного распределения усадочных напряжений первые два-три слоя стыков труб диаметром более 219 мм желательно сваривать обратноступеичатым спо­собом с длиной каждой ступени не более 250 мм. Сварку трубопроводов диа­метром более 219 мм рекомендуется выполнять одновременно двум сварщикам, наплавляющим диаметрально противоположные участки шва. При сварке гори­зонтальных швов начало валиков нужно сместить иа 1/4 длины окружности стыка. Наименьшее расстояние между кольцевыми швами н швами патруб­ков—200мм.

Толщина стенкн. мм

Количество проходов (без подварочного)

Режимы ручной электродуговой сварки стыков трубопроводов

Диаметр? лектро - да, мм

Сварка корневого слоя шва

Сварка заполняющих н облицовоч­

Основное для сварки:

ного слоев шва в нижнем положе­нии (поворотный стык)

Сварка заполняющих, облицовочно­го слоев шва н нодварка

Сварка верхней полуокружности неповоротных стыков, заполняющих и облицовочного слоев шва пово­ротных стыков

Сварка заполняющих и облицовоч­ного слоев шва

Рутиловое н рутил-

Сварка верхней полуокружности неповоротных стыков, заполня­ющих и облицовочного слоев шва поворотных стыков

Усредненная линейная скорость ручной электродуговой сварки трубопрово­дов, м, ч

основное для сварки

рутиловое и ру - тнлкарбоиэтное для сварки снизу вверх

Предвар и сопу тс подогреї сварке

10Г2, 09Г2С, 17ГС

При толщине стенки > 18 мм

При толщине стенки >18 мм и диаме'1 ре до 325 мм, толщине стенки > 25 мм и диа­метре до 219 мм

стойкости против меж- кристаллитной корро-

Примечания: !. В таблице знаком «+* обозначены необходимость подогрева н терми­ческой обработки сварных стыков, отсутствие этого требования обозиачеио знаком «—*.

2. При сварке трубопроводов высокого давления нз углеродистых сталей S ^ 35 мм незави­симо от марки сталн и электродов назначают термическую обработку соединений.

Ручная аргонодуговая сварка, Этот способ используют для сварки труб нз углеродистых и легированных сталей диаметром до 100 мм при толщине стеріки не более 10 мм. При большем диаметре толщина стенки должна быть не более 3 мм или указанным способом сваривают только корень шва.

Выбор присадочного прутка а зааисимости от марки стали

Марка прутка (диа - метр і,6—2 мм) j 1

Марка прутка (диаметр 1,0—2 мм)

В качестве нсточннкон тока используют сварочные преобразователи или вы­прямители с падающей нли жесткой характеристикой, но с балластным реоста­том. Полярность тока — прямая. Возможна сварка на переменном токе с исполь­зованием устройства поджига дуги УПД-1М и балластного реостата.

Для пониження давления используют редукторы марок АР-10, АР-40, АР-150 или ДКМ-1-70 с ротаметром PC-З нли РС-5. Рекомендуются горелки марок ЭЗР-З, ЭЗР-5, АР-3. Сопло горелки при толщине стенкн трубы свыше 40 мм рекомендуется удлинить.

Сварка должна выполняться на возможно короткой дуге (1—1,5 мм). Особое внимание обращают на провар корня шва н заделку кратера. Подачу аргона из горелки прекращают через 5—8 с после обрыва дуги. Горелку перемещают справа налево, а проволоку — навстречу. Оплавляемый конец проволоки всегда должен находиться под защитой аргона. При зазоре между трубами до 0,5 мм сварку корневого слоя выполняют без присадочной проволоки. Прн сварке труб нз сталей мартенситного или мартенснтно-ферритного класса кромки должны быть нагреты до температуры не ниже 350° С. Стали аустенитного класса нельзя перегревать.

Количество и длина прихаатон

Диаметр трубопровода, мм

Количество прихваток по периметру трубы

Длина прихваткн, мм

Через 300—400 мм

Параметры аргонодуговой сварки «на весу» корня шва толстостеррных трубо­проводов неплавящимся электродом следующие:

TOC o "1-5" h z Диаметр электрода, мм. 3

Сварочный ток, А. 100—140

Диаметр присадочной проволоки, мм. 2—2.5

Напряжение, В. 24—28

Скорость сварки, м/ч. 5—10

Расход аргона, л/мин:

Расход флюс-пасты (вместо поддува), г/м. 5—G

Марка свароч­ной проволоки

Допускаемая температура экс­плуатации. °С

Предварительный по­догрев, °С

Вид термической обработки и тем­пература. °С

20, 15ГС 16ГС 14ХГС

УОНИ 13/55 ТМУ-21

До 200 (при сварке стали 20 с толщиной стеикн > 19 мм и 15ГС, І4ХГС с толщиной стеики ^ 10 мм)

3 мин на 1 мм толщины стен­ки трубы

До 300е С со ско­ростью 150° С в 1 ч с термоизоля­цией

Во всех случаях не­обходим предваритель­ный подогрев сталей марок 20Х2МА и 15ХМ до 200—250 12Х1МФ и 15Х1М1Ф до 250—300 н ЗОХМА до 300—

То же со ско­ростью 100° С в 1 ч

Необходим предвари­тельный подогрев по ТУ

По группе ста­лей хм

До 600; 350—600 после стабилизи­рующего отжига или аустеииэации

Стабилизиру­ющий отжиг. 950—970

Нагрев до 600° С со скоростью 75е С в 1 ч далее 150® Свіч, ох­лаждение иа воз­духе

Л-38М, ЦЛ-11, АНВ-23, ОЗЛ-7. Л-40М

450 — после ста­билизирующего отжига или аусте - иизацин

Подогрев независимо от толщины стенкн трубы. Влажность ок­ружающего воздуха должна быть не более 80%, а температура выше —20° С

Нагрев до 600® С со скоростью 75® в 1 ч, далее 150* в 1 ч, ох­лаждение иа воз­духе или в воде

Подогрев незаансимо от толщины стенки трубы. Влажность ок­ружающего воздуха должна быть не бо­лее 80%. а темпера­тура выше —20° С

Нагрев до 600® С со скоростью 75® в 1 ч, далее 150® Свіч, ох­лаждение на воз­духе или в воде

СВ-07Х19Н10Б СВ-ОООХ18НЮ СВ-04Х19Н11МЗ Св -06Х19Н1ОМВТ

Примечания: 1. Нормализацию с отпуском назначают для сварных соединений, предназначенных для работы в водородосодержащмх сре­

дах и для работы при температурах 401—510° С (20ХЗМВФ). Термообработку осуществляют индукционными нагревателями, газовыми горелками или гиб­кими нагревательными элементами сопротивления. Электронагреватели питаются от серийных трансформаторов марок ТД-500, ТДФ-1001 и т. п. Тепло­изоляционный материал — кремнеземистая ткань.

2. Сталь 15ХМ электродами типа АНЖР можно сваривать без термообработки.

Механизированная сварка. В сантехнических устройствах, системах масло - смазки и автоматического управления производственными процессами широко распространены тонкостенные трубопроводы малого диаметра. Здесь используют, в основном, трубы диаметром до 40 мм нз низкоуглеродистых, в том числе оцин­кованных, сталей с толщиной стенки до 3 мм. До недавнего времени на монтаже этих трубопроводов использовали газовую сварку. В настоящее время внедрена электродуговая сварка рутиловыми электродами диаметром 3 мм, что позво­ляет в 1,6—1,7 раза увеличить производительность труда, втрое уменьшить выгорание цинка при сварке оцинкованных труб. Механизацию процесса осу­ществляют тремя следующими способами:

частично механизированной сваркой в углекислом газе проволокой марки Св-08Г2С (Св-08ГС, Св-12ГС) диаметром 1 мм иа постоянном токе обратной полярности полуавтоматами типа ПРМ, А-547УМ и т. п. при силе тока 140— 180 А, напряжении дуги 20—22 В, вылете электрода 10—14 мм;

частично механизированной сваркой самозащитной проволокой марки Св-15ГСТЮЦА (ЭП-439) диаметром 0,8—1 мм на постоянном токе прямой полярности силой 120—150 А и напряжении дуги 22—23 В. Кроме полуавтома­тов типа ПРМ, А-547УМ и других применяются специальные полуавтоматы А-1114М;

дугоконтактной сваркой труб диаметром 15 и 20 мм автоматической голов­кой марки УДК-204. Сила тока 260 А, напряжение дуги 28 В. Установка УДК-27-01 (1 н 2 модификации) позволяет также сваривать трубы диаметром 8—27 мм на расстоянии до 75 м от источника тока. Производительность сварки составляет 50—60 стыков в 1 ч.

Читайте также: