Сварка штуцера с трубой

Обновлено: 19.05.2024

Настоящий РД, являющийся нормативно-техническим и производственно-технологическим документом, разработан на основе РД 34 15.027-93, который был переработан в соответствии с требованиями новых нормативных документов Госгортехнадзора России, новых стандартов, отраслевых инструктивных и руководящих материалов, а также с учетом замечаний научно-исследовательских, монтажных и ремонтных организаций.

РД 153-34.1-003-01 "Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования" (РТМ-1с) разработан Закрытым акционерным обществом "Прочность МК".

Документ согласован с Федеральным горным и промышленным надзором России (письмо от 25.05.01 N 03-35/263) и внесен на утверждение Департаментом электроэнергетики Минэнерго России и Департаментом техперевооружения и совершенствования энергоремонта РАО "ЕЭС России".

С момента введения в действие настоящего РД утрачивает силу РД 34 15.027-93 "Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте оборудования электростанций" (РТМ-1с-93).

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

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/кв. см) и температурой не более 425 град. C и отдельных элементов котлов (водяных экономайзеров, пароперегревателей и др.) с использованием сварочных технологий на предприятиях Российской Федерации независимо от форм собственности.

1.2. Технологические рекомендации настоящего РД, касающиеся требований к монтажным сварным соединениям, должны учитывать заводы - изготовители котлов и трубопроводов.

1.3. При ремонте оборудования ТЭС и отопительных котельных допускается изготавливать на заводах и ремонтных базах отдельные элементы котлов и трубопроводов независимо от параметров рабочей среды при условии наличия лицензии (разрешения) Госгортехнадзора России на этот вид деятельности и соблюдении требований настоящего РД или технологических указаний основного завода - изготовителя этих элементов.

трубы поверхностей нагрева котлов, которые подпадают под действие Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов Госгортехнадзора России;

паровые котлы с давлением пара не более 0,07 МПа (0,7 кгс/кв. см), водогрейные котлы и водоподогреватели с температурой нагрева воды не выше 388 К (115 град. C);

трубопроводы пара и горячей воды всех категорий, на которые распространяются правила Госгортехнадзора России (см. Приложение 1), в том числе трубопроводы в пределах котла и турбины, трубопроводы тепловых сетей;

трубопроводы пара и горячей воды, на которые не распространяются правила Госгортехнадзора России, в том числе трубопроводы тепловых сетей, дренажные, сливные, контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, воздушники;

газопроводы (трубопроводы горючего газа), находящиеся на территории монтируемого объекта (от газорегуляторного пункта до горелок котла), транспортирующие газ давлением не более 1,2 МПа (12 кгс/кв. см);

Указанные элементы котлов и трубопроводы изготавливаются из углеродистых сталей, низколегированных теплоустойчивых и конструкционных сталей перлитного класса, высоколегированных сталей мартенситного, мартенситно-ферритного и аустенитного классов, характеристики которых приведены в Приложениях 2 и 3 ; материалы для изготовления фасонных деталей трубопроводов из листовой стали приведены в Приложении 4.

Деление марок сталей, применяющихся в теплоэнергетике, на типы и классы приведено в табл. П28.1 Приложения 28, а обозначения групп сталей, принятые при аттестации сварщиков и при аттестации технологии сварки, в табл. П28.2 Приложения 28.

Требования настоящего РД распространяются также на другие производства (помимо электростанций и отопительных котельных), в технологических циклах которых задействованы котлы, трубопроводы пара и горячей воды и другие трубопроводы, указанные в данном пункте РД.

1.5. Настоящий РД определяет технологию сборки, сварки и термообработки сварных стыков труб при монтаже и ремонте изделий, перечисленных в п. 1.4, а также объем, порядок контроля и нормы оценки качества сварных соединений.

1.6. Настоящий РД регламентирует все виды сварки, применяющиеся при монтаже и ремонте изделий, указанных в п. 1.4, а также при изготовлении трубопроводов с рабочим давлением до 2,2 МПа (22 кгс/кв. см): ручную дуговую покрытыми электродами, ручную и автоматическую аргонодуговую неплавящимся электродом, газовую ацетилено-кислородную, автоматическую под флюсом, механизированную в среде углекислого газа плавящимся электродом, механизированную порошковой проволокой.

1.7. Отступления от требований настоящего РД должны быть согласованы для объектов Минэнерго России с одной из организаций, указанной в Приложении 31; для прочих объектов согласование может производиться с любой специализированной научно-исследовательской организацией данного профиля, указанной в приложениях к соответствующим правилам Госгортехнадзора России.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. Утверждены Постановлением Госгортехнадзора России от 28.05.93 N 12. Изменения N 1 от 07.02.96 и 2 от 10.07.2000.

Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа (0,7 кгс/кв. см), водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 388 К (115 град. C). Утверждены Приказом Минстроя России от 28.08.92 N 205. Изменения N 1 от 12.01.94, N 2 от 24.02.95 и N 3 от 21.01.2000.

Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды. Утверждены Постановлением Госгортехнадзора России от 18.07.94 N 45. Изменения N 1 от 13.01.97.

ПБ 03-164-97. Правила изготовления паровых и водогрейных котлов, сосудов, работающих под давлением, трубопроводов пара и горячей воды с применением сварочных технологий. Утверждены Постановлением Госгортехнадзора России от 06.06.97 N 20.

ПБ 03-273-99. Правила аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства. Утверждены Постановлением Госгортехнадзора России от 30.10.98 N 63.

Правила аттестации специалистов неразрушающего контроля. Утверждены Постановлением Госгортехнадзора России от 18.08.92 N 21. Изменения от 14.07.95.

ГОСТ 550-75. Трубы стальные бесшовные для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Технические условия.

ГОСТ 1050-88. Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия.

Приварка штуцеров (труб) к коллекторам котлов и трубопроводам

7.31. Конструкцию сварного соединения штуцеров (труб) с коллекторами и трубопроводами, если нет соответствующих указаний в технической документации завода изготовителя, следует принимать из приведенных на рис. 19 рекомендуемых вариантов с учетом местных условий. При внутреннем диаметре штуцера (трубы) 100 мм и более применяют конструкцию соединения, показанную на рис. 19,в,г, которые позволяют эффективно контролировать качество сварного соединения просвечиванием или ультразвуковой дефектоскопией.

Рис. 19. Конструкции сварных соединений штуцеров (труб)
с коллектором и трубопроводом

7.32. Для прихватки и приварки штуцеров (труб) и коллекторов (трубопроводов) из углеродистой и кремнемарганцовистой стали нужно использовать электроды типа Э50А (табл. 1) диаметром не более 3 мм, а из стали 12Х1МФ – электроды типа Э-09Х1М (табл. 1).

7.33. Штуцер (трубу) в отверстие нужно устанавливать без натяга, с требуемым зазором между штуцером и очком. Прихватку штуцера (трубы) к коллектору (трубопроводу) следует производить в двух-трех точках швами длиной 10-15 мм. Не следует заранее устанавливать и прихватывать более трех штуцеров, которые приваривает один сварщик.

7.34. Порядок приварки штуцеров выбирают из условия обеспечения наименьших деформаций коллектора (трубопровода), для чего надлежит руководствоваться следующими положениями:

приварку штуцеров целесообразно выполнять одновременно двумя сварщиками при общем направлении их от середины коллектора к его краям;

приварку штуцеров в одном ряду необходимо производить через два-три штуцера;

если приварку выполняют одновременно два сварщика, первый ведет сварку по одному ряду слева направо. А второй – по соседнему ряду справа налево и т. д.

Во избежание перегрева штуцера каждый сварщик должен одновременно приваривать два или три штуцера, направляя поочередно на каждом штуцере один-два валика.

7.35. Приварку штуцеров (труб) необходимо производить многослойным швом. При приварке штуцеров (труб) из углеродистой и кремнемарганцовистой стали, а также штуцеров (труб) из хромомолибденованадиевой стали с последующей термообработкой сварного соединения размеры катетов шва с допустимым отклонением должны быть (рис. 19):

размер катета, мм	до 5	до 12	>12
, мм	+2	+3	+5

7.36. Прихватку штуцеров или непосредственно труб поверхностей нагрева к коллекторам или трубопроводам без последующей термообработки угловых сварных соединений разрешается производить при соблюдении следующих условий:

а) коллектор (трубопровод) или привариваемые штуцера (трубы) изготовлены из углеродистой или кремнемарганцовистой стали, при этом толщина стенки коллектора (трубопровода) из кремнемарганцовистой стали не должна превышать 40 мм, а диаметр штуцера (трубы) – 108 мм.

Допускается приварка не более двух штуцеров диаметром 159 мм к коллектору.

б) коллектор (трубопровод) или привариваемые штуцера (трубы) изготовлены из стали 12Х1МФ, при этом штуцер имеет диаметр не более 60 мм, а толщина его стенки – 10 мм, расстояние между осями привариваемых штуцеров – не менее 150 мм. Твердость металла – не выше 195 НВ.

7.37. Приварка штуцеров (труб) из хромомолибденованадиевой стали к коллекторам (трубопроводам) без последующей термообработки угловых сварных соединений должна производиться швом из шести-семи валиков с соблюдением следующих требований
(рис. 20):

угол между поверхностями шва и штуцера должен быть не менее 150 ºС, катет шва на коллекторе – не более 14 мм, на штуцере – 17-22 мм. Форму и размеры шва рекомендуется проверять с помощью шаблона;

валик 3 следует накладывать как отжигающий, т. е. расстояние от его края до места перехода шва к поверхности коллектора должно составлять 2-3 мм;

переход от шва к штуцеру должен быть плавным радиусом не менее 3 мм.

Рис. 20. Схема расположения валиков и размеры шва приварки
штуцера (трубы) к коллектору (трубопроводу) без
последующей термообработки;

Технологическая карта вварки штуцера диаметром до 89 мм в трубопровод

Метод подготовки и очистки: поверхности штуцера и трубы (ствола тройника) зачистить механическим способом до металлического блеска. Наружную поверхность штуцера зачистить на 20-25 мм от кромки, внутреннюю поверхность отверстия и наружную поверхность трубы вокруг места установки штуцера на 15-20 мм.

Проект Р НОСТРОЙ 12-2014

Требования к прихватке: 2 прихватки длиной 5-10 мм, высотой 3-4 мм в диаметрально противоположных сторонах.

Технологические параметры сварки

Род и полярность тока

Сварочный ток, А

Постоянный ток, обратная

Технологические требования к сварке:

Сварку выполнять на минимальном токе, обеспечивающем нормальное ведение сварки и устойчивое горение дуги.

Каждый слой шва сваривать в одном выбранном направлении узкими валиками с минимальными поперечными колебаниями электродом. Высота каждого слоя должна составлять не более 3-4 мм. Количество слоев должно быть не менее 2.

«Замки» швов в соседних слоях должны быть смещены друг относительно друга на 12-18 мм. После сварки каждого валика шов зачищать от шлака и брызг металла и производить визуальный контроль поверхности на отсутствие наружных дефектов и нарушений геометрических размеров сварного шва.

Зажигание и гашение сварочной дуги осуществлять только на наплавленном металле шва в месте сопряжения штуцера с трубой.

Катеты углового шва должны иметь размеры: К1=S+3 мм, К=S+5 мм.

Глубина западания между валиками не должна быть более 1,0 мм.

Сварные соединения клеймить присвоенным сварщику клеймом.

Требования к контролю сварных соединений

Наименование (шифр) НД

По оценке качества

РД 153-34.1-003-01, п.18.3

Приложение 2

Технологическая карта сварки вертикальных неповоротных стыков труб диаметром до 89 мм (РД-02-СК/С17)

Наименование	Обозначения (показатели)
Нормативный документ	РД 153-34.1-003-01
Способ сварки	РД
Основной материал (марки)	Ст3сп, 10, 20, 10Г2, 15ГС, 16ГС, 17ГС, 17Г1С,
17Г1С-У, 09Г2С
Основной материал (группа)	1
Сварочные материалы	ЦУ-5, ТМУ-21У, УОНИ-13/55
Толщина свариваемых деталей, мм	3,0-6,0
Диаметр свариваемых деталей, мм	25-89
Тип шва	СШ
Тип соединения	С
Вид шва соединения	ос (бп)
Форма подготовки кромок	С17, Тр-2
Положение при сварке	В1
Вид покрытия электродов	Б
Режимы подогрева	Без подогрева
Режимы термообработки	Без термообработки

Эскиз сварного соединения

Сварочное оборудование (тип): ВДУ-506У, АДД-4001У1, АДД-4002У1, АДД-4004П, АДД-305У1.

Метод подготовки и очистки: поверхности трубы зачистить механическим способом до металлического блеска. Наружную поверхность труб зачистить не менее чем на 20 мм от кромки, внутреннюю поверхность не менее, чем на 10 мм от кромки.

Требования к прихватке: 2-3 прихватки длиной 10-20 мм для диаметра до 50 мм и 20-30 мм при диаметре более 50 мм, высотой (0,6-0,7) S, но менее 3,0 мм.

Сварку начинать в нижней точке, отступив от вертикальной оси стыка на 5-10 мм. Сварку выполнять на минимальном токе, обеспечивающем нормальное ведение сварки и устойчивое горение дуги. Каждый слой шва сваривать снизу вверх, «на подъем», начиная с потолочной части стыка, участками, равными половины длины окружности трубы. При сварке потолочной части корня шва выполнять минимальные поперечные колебания электродом. Высота каждого слоя должна составлять не более 3-4 мм. Количество слоев должно быть не менее 2.

Зажигание и гашение сварочной дуги осуществлять только на наплавленном металле шва или в разделке кромок стыка. Облицовочный слой должен перекрывать кромку трубы на 1-2 мм в каждую сторону. Минимальная высота выпуклости шва должна быть 0,5 мм.

Сварные соединения клеймить присвоенным сварщику клеймом. Требования к контролю сварных соединений

Вварка штуцеров в трубопроводы: когда допустима, правила проведения работ

Штуцеры – разновидность фитингов и коротких патрубков, которые присоединяют трубопроводы к другим соединительным элементам: арматуре, трубам, продувке. Фитинги отличаются по типу крепления, к трубопроводам их присоединяют сварным и не сварным методом. На одном конце сварной детали имеется минимум одна резьба, а другой соединяется с трубопроводом посредством вварки в него. Штуцеры, которые вваривают в трубопроводы, изготавливают согласно требованиям ГОСТ 16045-70, они применяются в системах водопроводов, газовых трубопроводных систем и теплопроводов. Вварка проводится как при обустройстве трубопровода, так и при его ремонте.

Сфера применения сварных штуцеров

При сборке трубопроводов, их подключении, организации отводов труб новых или уже действующих трубопроводов сварным методом используют специальные детали – штуцеры. Гладкий конец штуцера под вварку в трубопровод соответствует размерам и форме присоединяемого элемента, что гарантирует прочный и надежный узел. Штуцеры для вварки изготавливают из углеродистой, нержавеющей, легированной и других сталей. Используются для соединения арматуры с трубопроводами во время строительства промышленных магистралей, в системах городского водоснабжения, отопления и других.

Вварка в трубопроводную систему гарантирует максимально прочное и герметичное соединение, по этой причине их применяют на трубопроводах высокого давления. Приварные фитинги используют, когда необходимо:

установить вентили на трубопровод;
подключить их к технологическим емкостям и резервуарам;
соединить трубы одинакового или разных диаметров;
подключить отборные измерительные устройства (манометры, термометры и другое оборудование для снятия различных показания);
установить оборудование специализированного назначения.

Марка стали, из которой изготавливают штуцер для вварки, зависит от назначения и эксплуатационных условий трубопроводной системы и соединительной арматуры. Производство осуществляется согласно ГОСТ 16045-70 и отраслевым нормативным и техническим документам.

Вварка штуцеров в трубопроводы: основные правила

Конструктивно штуцеры являются патрубками небольшой длины, которые помимо гладкой поверхности с одной стороны, предназначенной для приварки, с другой имеют два варианты исполнения: нарезанную резьбу либо коническую часть без неё (конические фитинги привариваются с обеих сторон). Фитинги с резьбовым соединением считаются более надежными, при этом конический штуцер даже после нескольких циклов сборки-разборки не теряет герметичности. Он является составляющим элементом быстроразъемных соединений.

Вварка штуцеров в трубопроводы осуществляется с соблюдением определенных условий:

Когда его нужно установить в отбортованные заглушки, основное условие – совпадение оси штуцера с осью трубопровода. Условный проход трубопровода должен равняться минимум половине условного диаметра отбортованной заглушки.
Если штуцер вваривается в действующий трубопровод, сварочные работы в обязательном порядке должны проводиться в строгом соответствии с правилами пожарной безопасности.
Если работы проводятся со штуцерами и трубами, которые имеют внутренний диаметр менее 100 мм, тогда нет необходимости проводить проверку сварных угловых и тавровых соединений просвечиваний или ультразвуком.
Когда вварка проводится непосредственно в тело барабана, необходимо отслеживать показатели температуры при предварительном и сопутствующем подогреве. Температура должна быть в диапазоне 150-200 С, показатели нужно поддерживать на участке барабана вокруг штуцера шириной минимум 150 мм.

Чтобы соединение штуцера с трубопроводом было максимально работоспособны, после вварки нужно тщательно обработать поверхность шва. Соединение должно быть обработано таким образом, чтобы был плавный переход от штуцера к основанию трубы или емкости, то есть к тому, к ему он был приварен. Сварное соединение должно быть обработано на галтель – форма поверхности в виде желобка или выемки без острых выступов и перепадов.

Правила вварки штуцера в действующий трубопровод

Фитинги могут ввариваться в трубопроводы при его установке или во время ремонтных работ при выполнении работ на действующем трубопроводе, необходимо следовать установленным правилам:

Проверить марку стали трубы, в которую будет ввариваться штуцер, после чего выбрать подходящую марку стали для изготовления фитинга. Марку стали устанавливают по прилагаемой к трубе технической документации.
Перед установкой ввариваемый фитинг нужно испытать, заготавливается штуцер вместе со всей необходимой для его установки и использования арматурой. Необходимо подготовить сам штуцер с фланцем, крепежи, прокладки, вваривать соединительный патрубок только после того, как он был испытан. Такая проверка гарантирует безопасность монтажа и дальнейшей эксплуатации соединения.
При обустройстве отвода от основного трубопровода при помощи штуцера, основную трубу очищают от изоляции. Далее измеряют наружный диаметр отвода, и на основании этих параметров делают шаблон, в котором учитываются зазоры для сварки. Отверстие в магистральном трубопроводе вырезают на основании сделанного шаблона, после чего вваривают в него подготовленный штуцер-отвод.
Вваривать необходимо точно и без перекосов. Такую работу должен выполнять высококвалифицированный сварщик, так как она требует навыков и опыта.

Подключать новый трубопровод к действующему, который присоединили к нему вваренным штуцером, нужно после окончания сварочных работ.

В некоторых случаях вварка штуцеров в трубопроводы запрещена, а именно:

в гнутые и штампованные элементы трубопровода, произведенные любым способом, в сварные швы;
в места гибов гнутых элементов за исключением вварки одного штуцера в отдельных случаях, но при этом его внутренний диаметр не должен превышать 20 мм.

Процесс установки приварных штуцеров не вызывает сложностей, самым сложным этапом является непосредственно их вварка. Готовое соединение отличается надежностью, герметичностью, способностью выдерживать высокое давление, а также эксплуатироваться в широком температурном диапазоне с сохранением своих прочностных и эксплуатационных характеристик.

Читайте также: