1.5.3. Сварочно-восстановительные работы

Сварочно-восстановительные работы при капитальном ремонте магистральных трубопроводов проводятся с целью ликвидации дефектов в металле труб путем заплавки ка­верн, приварки заплат, хомутов, а также врезки катушек, отдельных труб и участков трубопровода различной на­пряженности. До начала сварочно-восстановительных ра­бот, после очистки трубопровода от старого изоляционно­го покрытия и укладки его на лёжки на бровке траншеи, приступают к производству работ по отбраковке труб. От­браковка труб осуществляется специальной комиссией. Перед обследованием, плети очищенного и уложенного на лёжки трубопровода должны быть пронумерованы, привя­заны к пикетам и отмечены на рабочих чертежах (профиль трассы). Трубопровод на всем протяжении обследуется со всех сторон, т. е. по всему периметру, для выявления харак­тера повреждения стенок труб. Поврежденные места на поверхности трубы четко фиксируются (мелом или масля­ной краской) для замера их протяженности и площади. Для обследования трубы снизу может быть применено специ­альное зеркало. Конкретные данные (глубина, протяжен­ность и площадь коррозионного повреждения) о характере повреждений заносятся в специальный журнал комиссии. Замер глубины повреждения стенки трубы производится ультразвуковым толщинометром, индикатором часового типа, установленным на ровную металлическую планку длиной не менее 50 см, или штангенциркулем с ограничите­лем на конце. Перед измерением поврежденные места должны быть полностью очищены от продуктов коррозии.

Площадь повреждений на поверхности трубы определяется замером метрической (металлической) линейкой в двух вза­имно перпендикулярных направлениях. Расстояние между близлежащими повреждениями на поверхности трубы мо­жет быть определено мерной линейкой или рулеткой. После занесения данных обследований участка трубопровода в журнал комиссия, руководствуясь допустимыми значения­ми повреждений и инструкцией по оценке дефектов труб и соединительных деталей при ремонте и диагностировании магистральных газопроводов. ОАО «Газпром» М. 2006, а также с учетом конкретных особенно­стей ремонтируемого газопровода, принимает решение по методу производства сварочно-ремонтных работ.

Спирально-шовные трубы подлежат ремонту только в тех случаях, если дефектные места расположены на трубах диаметром 529 мм не ближе 100 мм от шва, на трубах диа­метром 720 - 820 мм не ближе 150 мм, на трубах диамет­ром 1020 мм не ближе 200 мм.

На основе результатов обследования участка ремонти­руемого трубопровода составляется акт, в котором при­водятся конкретные данные: протяженность участка, чис­ло плетей, метраж годных отбракованных и подлежащих ремонту труб. К акту прилагается профиль трассы и жур­нал обследования.

Сварочно-восстановительные работы на трубопроводе проводятся после производства работ по отбраковке уло­женного на лёжки трубопровода. Производство сварочных работ в соответствии с указанной инструкцией распростра­няется на газопроводы из труб марок стали 17ГС, 17Г1С, 09Г2С, 10Г2С1, 14ХГС и других аналогичного класса.

Перед наплавкой поверхность трубы в местах коррозии должна быть тщательно зачищена до металлического бле­ска, удалена ржавчина и окалина. При наплавке ме­талла делаются плавные переходы от наплавленного метал­ла к телу трубы; подрезы, поры и трещины недопустимы. Наплавленная поверхность выравнивается путем обработки безопасным наждачным кругом. Заварка поврежденных участков выполняется ручной дуговой сваркой с примене­нием электродов фтористо-кальциевого типа (УОНИ - 13/55 «Гарант») диаметром 4 мм. Первый слой выполняется на минимальных токах во избежание прожога (140 - 160 А). Дуга должна возбуждаться не на дне кратера, а в верхней или боковой его части. Заварка поврежденных участков глубиной более 3 мм осуществляется не менее, чем в два слоя. Облицовочный слой должен иметь превышение над поверхностью трубы 1 - 2 мм и плавный переход к основно­му металлу. Наплавленный металл не должен иметь пор, подрезов, трещин и других дефектов.

При отрицательных температурах воздуха сварку вы­полняют с предварительным подогревом. Температура подогрева не должна превышать 100° С. При сварке с по­догревом сила тока должна снижаться на 15...20% ввиду увеличения глубины проплавления. Подогрев выполняет­ся кольцевыми газовыми подогревателями (по всему пе­риметру). Возможен местный подогрев с помощью стан­дартных инфракрасных подогревателей типа «Звездочка».

Сварные стыки катушек подвергают контролю рентге­новским или гамма просвечиванием.

Сварочно-восстановительные работы при замене отдель­ных участков трубопровода значительной протяженности вы­полняются в соответствии с технологией и организацией, при­меняемых при строительстве магистральных трубопроводов.

Сборка поворотных и неповоротных стыков труб со­стоит из следующих операций: совмещения кромок, уста­новления необходимого зазора между ними и фиксации свариваемых труб в собранном положении. Трубы с изоляцией, нанесенной в заводских условиях, перед сборкой и сваркой должны быть тщательно зачище­ны от битумной мастики или других изоляционных мате­риалов на длину не менее 100 мм от стыка.

После того, как изоляция снята, поверхность трубы ре­комендуется промыть бензином или другим растворите­лем с соблюдением правил техники безопасности.

Сборку труб с заводским односторонним продольным швом ведут так, чтобы продольные швы каждой трубы бы­ли смещены не менее, чем на 100 мм. При сборке труб, у которых заводской шов сварен с двух сторон, а также при сборке спирально шовных труб продольные швы можно не смещать.

Соединение разностенных труб на трассе допускается в том случае, если разность толщин стенок стыкуемых труб толщиной 12,5 мм и менее не превышает 2,0 мм, а толщиной более 12,5 мм не превышает 3 мм. Соединение труб с боль­шой разностью толщин стенок необходимо осуществлять путем вварки между стыкуемыми трубами переходников или вставок промежуточной толщины.

При замене участков ремонтируемого трубопровода значительной протяженности целесообразно использова­ние полевых полустационарных и передвижных трубосва­рочных баз, на которых отдельные трубы собирают и сва­ривают в секции длиной, как правило, 36 м. При этом применяется поворотная автоматическая (полу­автоматическая) сварка стыков под слоем флюса.

Оптимальной организационной схемой электродуговой сварки неповоротных стыков на трассе является схема крупной бригады в сочетании с использованием поточно-группового, поточно-расчлененного или комбинации этих методов. Схема мелкой бригады наиболее распространен­ная. При этой схеме число сварщиков в бригаде обычно не превышает 6 (или в редких случаях 8 человек), а общий со­став бригады, учитывая звено разгрузки плетей, 15 - 18 чело­век. Схема основана на использовании элементарного или поточно-группового организационных методов. Элементарный метод заключается в разделении «пото­лочной» бригады на два звена: первое звено сваривает первый (корневой) слой, а второе - последующие слои. При этой схеме обычно одна пара работает со сборщика­ми на сборке и сварке корневого слоя шва, а остальные две (реже три) пары сварщиков сваривают каждая свой стык до конца, начиная со второго слоя.

Поточно-групповой метод основан на более совершен­ной организации работ, чем элементарный, и заключается в дальнейшем расчленении «потолочной» бригады. При дан­ном методе создаются предпосылки для увеличения числа сварщиков в бригаде до 30 человек и более (в частности сварщиков, занятых на сварке корневого слоя шва, - до 4). Общая же численность рабочих в звене корневого слоя оп­ределяется требованиями синхронности работы «по­толочной» бригады и трубосварочной базы, а число свар­щиков и вспомогательных рабочих, занятых на последующих слоях, - требованиями соблюдения синхронности ра­боты со звеном, сваривающим корневой слой. Сущность этого метода состоит в том, что каждое звено (из двух-четырех сварщиков) ведет сварку только одного слоя шва. На сварке первого слоя должны работать 2 - 4 сварщика, на сварке последующих слоев - по 2- 3 сварщика.

В результате все звенья сварщиков участвуют в сварке каждого стыка. Для этого метода характерна максимальная специализация работы сварщиков. Одним из главных пре­имуществ поточно-расчлененного метода по сравнению с поточно-групповым методом является то, что каждый сварщик без регулировки режима сваривает определенный участок шва. Однако оптимальные для каждого из положе­ний (нижнего, вертикального, потолочного) режимы свар­ки, при которых достигаются максимальная производи­тельность и наилучшее качество шва, существенно разли­чаются, причем режимы для каждого положения больше различаются при сварке электродами с фтористо кальциевым покрытием, чем при сварке электродами с органиче­ским покрытием. При сварке электродами с фтористо кальциевым покрытием создаются лучшие предпосылки для максимального расчленения операций. Существенным же недостатком поточно-расчлененного метода является рост удельного веса вспомогательного времени в связи с увеличением числа переходов от стыка к стыку. Каждое звено сварщиков подходит к определенному стыку, а на переход от стыка к стыку затрачивается не менее 2 - 3 мин, причем основное время расходуется не на сам переход, а на сматы­вание и разматывание кабелей, уборку инструмента и элек­тродов, осмотр стыка перед сваркой и т. п.

Перед началом сварки корневого слоя шва граничные участки работы каждого сварщика должны быть четко отмечены на стыке мелом.

В процессе подгонки иногда приходится дополнитель­но подрезать отдельные участки стыка. Если при этом образуется слишком большой зазор, его устраняют путем сдвига стыкуемых плетей.

Перед сваркой запорной арматуры (линейных кранов, задвижек) первоначально в полу стационарных условиях к присоединительному патрубку крана («юбке» крана) при­варивают переходное кольцо с обязательной внутренней подваркой корня шва.

Наружный шов должен быть выполнен не менее, чем в три слоя и иметь главный переход от фаски присоедини­тельного патрубка крана к металлу трубы.

Сварку стыков труб после газовой резки, стыков захлестов и вварку катушек труб из сталей с пределом прочно­сти до 55 кгс/мм² (550 МПа) следует выполнять электро­дами с фтористо кальциевым покрытием марки УОНИ-13/55 и другими подобными им.

Для сварки стыков труб (захлестов, катушек) из сталей с пределом прочности 55 кгс/мм² и выше, а также для сварки стыков кран - переходное кольцо следует применять марки электродов, указанные в соответствующих специ­альных рекомендациях и инструкциях.

Устанавливать кривые участки, ликвидировать захлесты, центровать катушки и врезать запорную арматуру - все эти операции желательно выполнять после того, как плети трубопровода не только уложены в траншею, но и присыпаны землей на всем протяжении, за исключением участков длиной 5 - 15 м в каждую сторону от стыка.

Для работы в трассовых условиях рекомендуется ис­пользовать переносные генераторы АНВ - 1 - 66 и АСМ - 1 - 66, которые могут работать на открытом воздухе при темпе­ратуре до -30 °С.