5.7. Приварка штуцеров (труб) к коллекторам и барабанам котлов и трубопроводам

5.7.1. Конструкция сварных соединений штуцеров (труб) с коллекторами, барабанами и трубопроводами, выполняемых при ремонте или монтаже котлов, должна соответствовать чертежам или нормалям завода-изготовителя. При отсутствии таких указаний следует, исходя из местных условий, выбрать одну из конструкций, представленных на рис. 5.22, а-е, оформив это совместным техническим решением владельца котла (заказчика) и организации, выполняющей сварочные работы. В конструкции на рис. 5.22, в остающееся подкладное кольцо изготавливается из материала в соответствии с п. 4.2.10 шириной 20-25 мм и толщиной не мене 2 мм и не более величины, обеспечивающей минимальное проходное сечение трубы; для штуцеров (труб) номинальным наружным диаметром до 83 мм толщина кольца должна быть не более 0,1 Д , но не более 5 мм (Д - номинальный внутренний диаметр штуцера).

(Измененная редакция, Изм. № 1)

Рис. 5.22. Конструкция сварных соединений штуцеров (труб) с коллекторами, трубопроводами и барабанами:

а, б, в, г, д - приварка штуцеров (труб) снаружи коллектора, трубопровода, барабана;

е - приварка штуцеров (труб) изнутри барабана

Примечание. При внутреннем диаметре штуцера (трубы) более 100 мм следует применять конструкции, показанные на рис. 5.22, в, г, которые позволяют контролировать качество сварного соединения с помощью ультразвуковой дефектоскопии.

5.7.2. Перед допуском к сварке производственных соединений каждый сварщик должен сварить как минимум одно контрольное соединение, однотипное с производственным, а для сварных соединений из стали марки 12Х1МФ, если они в производственных условиях не будут подвергаться термообработке, - не менее двух соединений.

Качество контрольных сварных соединений из углеродистой и кремнемарганцовистой стали, а также соединений из хромомолибденованадиевой стали, которые в производственных условиях подвергаются термообработке, проверяется путем визуального контроля, измерения швов и исследования макроструктуры шва и околошовной зоны, а сварных соединений из стали 12Х1МФ, которые в производственных условиях не подвергаются термообработке (см.п. 5.7.8), - кроме того, путем определения твердости металла шва. Для исследования макроструктуры и измерения твердости шва из каждого контрольного образца изготовляют по два поперечных шлифа.

Результаты визуального контроля контрольных образцов должны отвечать требованиям подраздела 16.3, измерения размеров и формы шва - п. 5.7.9 и рис. 5.22 для сварных соединений из углеродистой и кремнемарганцовистой сталей, а также для угловых сварных соединений из стали 12Х1МФ и 15Х1МФ с последующей термообработкой, п. 5.7.10 и рис. 5.23 - для угловых сварных соединений из стали 12Х1МФ без термообработки.

Рис. 5.23. Схема расположения валиков и размеры шва приварки штуцера (трубы) к коллектору (трубопроводу) без последующей термообработки: 1-6 - номера слоев

Результаты исследования макроструктуры должны удовлетворять требованиям п. 16.6.24. Твердость шва угловых сварных соединений из стали 12Х1МФ без термообработки, определяемая как среднее арифметическое четырех измерений (по два измерения на каждом шлифе), должна быть не более 270 НВ, при этом при каждом измерении твердость должна быть не выше 290 НВ.

5.7.3. При длине коллектора, трубопровода или барабана свыше 4 м во время сварки через каждые 2,5 м необходимо установить временные опоры.

5.7.4. Для прихватки и приварки штуцеров (труб) нужно использовать электроды диаметром не более 3 мм. Для сварки элементов из углеродистой и кремнемарганцовистой стали следует применять электроды типа Э50А, из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф - электроды типа Э-09Х1М; если коллектор (трубопровод) из хромомолибденованадиевой стали после приварки штуцеров будет подвергаться термообработке, должны быть использованы электроды Э-09Х1МФ.

5.7.5. Необходимость и режим предварительного подогрева определяют по данным табл. 4.3 и п. 4.4.1, при этом за номинальную толщину свариваемых деталей принимается толщина барабана, коллектора или трубопровода. Подогрев рекомендуется осуществлять изнутри коллектора или трубопровода специальной ацетилено-кислородной горелкой. При диаметре коллектора (трубопровода) менее 500 мм подогрев необходимо выполнять по всему периметру, при диаметре 500 мм и более можно подогревать коллектор, трубопровод и барабан только вокруг зоны приварки штуцера (трубы).

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

5.7.7. В случае приварки большого числа штуцеров (труб) необходимо с целью обеспечения наименьших деформаций коллектора или барабана руководствоваться следующими положениями:

приварку штуцеров должны выполнять по возможности два или четыре сварщика одновременно при общем направлении их движения от середины коллектора (барабана) к его краям;

приварку штуцеров в 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, накладывая поочередно на каждом штуцере один-два валика.

5.7.8. Сварные соединения штуцеров (труб) с коллекторами или трубопроводами могут не подвергаться термообработке, если:

а) коллектор (трубопровод) и привариваемые штуцера (трубы) изготовлены из углеродистой или кремнемарганцовистой стали, толщина стенки коллектора (трубопровода) из кремнемарганцовистой стали не превышает 40 мм, а диаметр штуцера (трубы) 108 мм: допускается приварка к коллектору не более двух штуцеров диаметром 159 мм;

б) коллектор (трубопровод) и (или) привариваемые штуцера (трубы) изготовлены из стали 12Х1МФ, диаметр штуцера не превышает 60, а толщина 10 мм, при этом расстояние (просвет) между штуцерами должно быть не менее 90 мм, а твердость металла коллектора (трубопровода) - не более 195 НВ.

5.7.9. Приварку штуцеров (труб) необходимо производить многослойным швом.

При приварке штуцеров (труб) из углеродистой и кремнемарганцовистой сталей, а также штуцеров (труб) из хромомолибденованадиевой стали с последующей термообработкой сварного соединения размеры катетов шва должны быть (см. рис. 5.22): K = S + 3 мм, К = S + 5 мм; допустимые отклонения составляют +2 мм для катета размером до 5 мм, +3 мм для катета размером до 12 мм и +5 мм для катета размером более 12 мм (S - толщина штуцера).

5.7.10. 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. 5.23):

угол между поверхностями шва и штуцера должен быть не менее 150°, катет шва на коллекторе - 12-14 мм, на штуцере- 17- 22 мм;

велик 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; при необходимости плавность перехода можно обеспечить с помощью дополнительной обработки этого места сварочной дугой в среде аргона (без присадки) или абразивным инструментом, если такая обработка не приводит к подрезам на поверхности шва или штуцера.

5.7.11. Усиление углового шва наплавкой для повышения работоспособности штуцерных сварных соединений (при ремонте или реконструкции котлов) выполняется по следующей технологии:

электроды для наплавки выбирают в соответствии с требованиями п. 5.7.4; поверхность ранее выполненного шва и штуцера на расстоянии 25-30 мм от шва тщательно зачищают:

место наплавки подогревают до температуры, указанной в табл. 4.3;

три-четыре валика усиленного шва накладывают с обеспечением плавного перехода к поверхности штуцера; размеры и форма шва должны быть выдержаны в соответствии с рис. 5.24.

Рис. 5.24. Схема расположения валиков и размеры шва при усилении соединения штуцера (трубы) с коллектором (трубопроводом) путем наплавки:

1-3 - номера слоев усиливающего шва; - ранее выполненный шов

5.7.12. Контроль качества угловых сварных соединений штуцеров (труб) с коллекторами, барабанами и трубопроводами проводится путем:

а) визуального контроля всех швов, результаты которого должны удовлетворять требованиям табл. 16.2;

б) измерительного контроля размеров и формы швов в объеме не менее 10% сварных соединений; контроль следует производить с помощью шаблонов и результаты контроля должны отвечать требованиям пп. 5.7.9 и 5.7.10;

в) измерения твердости металла шва приварки штуцеров (труб) к коллекторам из хромомолибденовой и хромомолибденованадиевой стали; объем и результаты контроля должны соответствовать требованиям пп. 16.4.2, б и 16.4.4.

(Измененная редакция, Изм. № 1)