книги из ГПНТБ / Ряполов А.Ф. Изготовление и монтаж технологических трубопроводов высокого давления
.pdfлей трубопроводов, |
являются ПВК |
(пушечная) |
по |
||
ГОСТ 10586—63, НГ-203 |
(смазка «пефтегаз-203») |
по |
|||
ГОСТ 12328—66. |
|
|
|
|
|
|
Г л а в а |
V |
|
|
|
СВАРКА ТРУБОПРОВОДОВ |
|
|
|||
1. Технико-экономические |
показатели |
сооружения |
|
||
трубопроводов на сварке |
|
|
|||
В связи с улучшением технологии сварки в последние |
|||||
годы и разработкой |
нормалей на детали |
трубопроводов |
|||
под сварку в отечественной |
практике взамен фланцевых |
||||
соединений, получили широкое распространение сварные соединения трубопроводов.
Проведенные в этой области исследования, а также длительные наблюдения за поведением работающих сварных коммуникаций показали, что соединения, вы
полненные |
с помощью сварки, |
являются |
надежными |
||
и безопасными для эксплуатации |
этих |
трубопроводов. |
|||
Основными |
направлениями |
при внедрении |
прогрессив |
||
ной технологии в области |
сооружения |
трубопроводов |
|||
высокого давления являются индустриализация трубо проводных работ и увеличение объема сварки при изго товлении и монтаже этих трубопроводов.
Примером улучшения технико-экономических показа телей при замене фланцевых соединений на сварные яв ляется расчет экономического эффекта для трубопрово
дов, предназначенных для работы |
под давлением Рр а б |
500 кгс/см2 (табл. 60). |
|
Экономический эффект (обычно |
годовой) определя |
ют путем сравнения исходных показателей по себестои мости и затратам на увеличение производственных ос новных и оборотных фондов с показателями, полученны ми после внедрения новых мероприятий.
Расчет определяют |
по следующей |
формуле: |
|
Э = [(С с + |
ЕКе) |
— (С„ + |
ЕКа)]А„, |
где Э — годовой экономический эффект в руб.; |
|||
Сс — себестоимость |
на единицу продукции до внед |
||
рения мероприятия в руб.; |
|
||
С„ — себестоимость |
на |
единицу |
продукции после |
внедрения мероприятия в руб.;
140
Пример определения годового экономического эффекта
при изготовлении |
сварного трубопровода на Рраб |
500 кгс/см2 |
|
|
Д и а м е т р |
условного п р о х о д а |
Dy в мм |
Н а и м е н о в а н и е |
• 32 |
70 |
90 |
25 |
|||
Количество концов труб, подлежащих обработке . . .
Нормы времени и расценки на обработку одного конца трубы для фланцевого соеди нения в чел.-час/руб . . . .
Трудоемкость и стоимость обработки всего количества концов труб в чел.-час/руб . .
Количество стыков трубо-
Соединение фланцевых сты-
Трудоемкость соединения всего количества фланцевых стыков в чел.-час/руб . . .
I |
Фланцевые |
соединения |
|
108 |
480 |
58 |
394 |
0,135 |
0,192 |
0,39 |
0,58 |
0—0,76 |
0—11 |
0—21,9 |
0—32,6 |
14,58 |
93,6 |
22,62 |
228,52 |
8—20 |
52—80 |
12—70 |
128—44 |
54 |
240 |
29 |
197 |
0,27 |
0,3 |
0,6 |
0,79 |
0—14,4 |
0—16 |
0—32 |
0—42,1 |
14,58 |
72 |
17,4 |
155,63 |
7—77 |
38—40 |
9—28 |
82—93 |
Т а б л и ц а 60
И т о г о
ITS
188 |
— |
0,79 |
|
0—44,4 |
|
148,52 |
507,84 |
83—47 |
285—61 |
94 |
614 |
1 |
|
0—53,8 |
|
94 |
353,61 |
50-10 |
188—48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. 60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д и а м е т р у с л о в н о г о п р о х о д а Dy в мм |
|
|
||
|
Н а и м е н о в а н и е |
|
|
25 |
32 |
70 |
90 |
125 |
И т о г о |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Количество |
фланцев, |
подле |
108 |
480 |
58 |
394 |
188 |
|
||||
жащих |
соединению |
|
|
|
|
|||||||
Стоимость |
одного |
фланца |
в |
7—87 |
13—16 |
30—77 |
39—26 |
99—97 |
— |
|||
руб |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стоимость |
всех |
фланцев |
в |
850—16 |
6316—80 |
1784—66 |
15 468—44 |
18 794—36 |
43 214—42 |
|||
руб |
|
|
|
|
|
|
||||||
Количество |
уплотнительных |
54 |
240 |
29 |
197 |
94 |
|
|||||
линз . . |
|
|
|
|
|
— |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стоимость |
одной |
уплотняю |
1—66 |
2—49 |
11—91 |
23—93 |
56—98 |
|
||||
щей линзы |
в |
руб. . . . . . |
|
— |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стоимость |
всех линз |
в руб. |
89—64 |
597—60 |
345—39 |
4714—21 |
5 356—12 |
11 102—96 |
||||
Количество |
соединительных |
216 |
1440 |
174 |
1576 |
752 |
|
|||||
шпилек с двумя гайками . |
. |
— |
||||||||||
Стоимость |
одной |
соедини |
|
|
|
|
|
|
||||
тельной |
шпильки с двумя гай- |
2—39 |
2—61 |
4—17 |
4—17 |
470 |
— |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Стоимость |
всего |
количества |
516-24 |
3758—40 |
735—58 |
6571—92 |
3534—40 |
15 116—54 |
||||
шпилек с гайками в руб. . . |
. |
|||||||||||
Общая стоимость |
фланцевых |
|
|
|
|
|
|
|||||
соединений |
(зарплата и |
мате |
|
285,61 + 188,48+43214,42+11102,96+15116,54=69 908 руб. |
|
|||||||
риалы) |
в |
руб |
|
|
|
|
|
|||||
Средняя |
себестоимость |
одно |
|
|
69 908:614 |
= 113 р. 85 к. |
|
|
||||
го фланцевого соединения Сл |
|
|
|
|
||||||||
Н а и м е н о в а н и е
Капитальные затраты на станок 914М
Удельные капитальные за траты Ко
Подготовка кромок труб под сварку на металлорежущих станках в чел.-час./руб. . . .
Стыковка труб в чел.-час/руб.
Сварка стыков в чел.-час/руб.
Термическая обработка свар ных стыков в чел.-час/руб. . .
Трудоемкость и стоимость одного стыка в чел.-час/руб. .
|
|
|
|
Продолжение табл. 60 |
|
Д и а м е т р у с л о в н о г о п р о х о д а О в мм |
|
||
|
|
2080 руб. |
|
|
|
|
2080:614 = |
3 р. 38 к. |
|
I I . |
Сварные |
соединения |
|
|
0,1 |
0,16 |
0,34 |
0,39 |
0,48 |
0—058 |
0—09 |
0—19 |
0—22 |
0—27 |
0,26 |
0,3 |
0,67 |
0,89 |
1,25 |
0—128 |
0—148 |
0—331 |
0—439 |
0—61 |
0,57 |
0,57 |
2,1 |
3,1 |
4,1 |
0—36 |
0—36 |
1—38 |
1—98 |
2—67 |
— |
— |
4 |
5 |
6 |
— |
— |
1—97 |
2—53 |
2—24 |
0,93 |
1,03 |
7,11 |
9,38 |
11,83 |
0—55 |
0-60 |
3—87 |
5—15 |
5—79 |
Н а и м е н о в а н и е
Общая трудоемкость п сто имость всех сварных стыков б чел.-час/руб
Стоимость просвечивания од ного стыка в руб
Общая стоимость просвечи вания в руб
Общая стоимость материа лов (электродов и электро энергии) в руб
Средняя себестоимость одно го стыка Си
Капитальные затраты . . .
В том числе:
станок труборезньй 914М сварочная машина ПС-300
Удельные капитальные за траты Кп
Экономический эффект Э .
|
|
|
|
Продолжрмие табл. 60 |
||
|
Диаметр условного прохода £>„ в мм |
|
И т о г о |
|||
25 |
32 |
70 |
90 |
125 |
||
|
||||||
50,22 |
247,20 |
206,19 |
1847,86 |
1112,02 |
3463,50 |
|
29—70 |
144—00 |
112—23 |
1022—43 |
544—26 |
1852—50 |
|
1—40 |
1—40 |
1—40 |
1,70 |
1—70 |
— |
|
75—60 |
336—00 |
40—60 |
334—90 |
159—80 |
946—90 |
|
3—24 |
16—80 |
4—35 |
143—81 |
137—24 |
305-44 |
|
1852,5+946,9+305,4 |
5 р. |
05 к. |
|
614 |
|
||
|
|
|
|
2380 руб. |
|
|
|
2080 |
» |
|
|
300 |
» |
|
|
2380:614 = |
3 р. 87 к. |
|
|
3 = ^ H [ ( C c - C „ ) - £ * ( / C c — Я н ) ] = 6 1 4 ( 1 1 3 , 8 5 - 5 , 0 5 ) - 0 , 1 7 |
(3,87 - 3,38)=6 6 800 руб, |
||
* Е — нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных затрат, принятый равным 0,17.
Кс — удельные |
капитальные |
затраты |
до внедрения |
мероприятия в руб.; |
|
|
|
К„—удельные |
капитальные |
затраты |
после внедре |
ния мероприятия в руб.; |
|
||
Ап — годовой объем производимой продукции;
Е— нормативный коэффициент сравнительной эф фективности капитальных затрат (величина, обратная нормативному сроку окупаемости).
Сложность сварки труб и деталей для коммуникации высокого давления обусловливается:
а) особыми технологическими затруднениями, свя занными с большими толщинами стенок труб при срав нительно небольших диаметрах;
б) необходимостью разработки технологии сварки легированных и высоколегированных сталей (ЗОХМА, 18ХМВ, 20ХЗМВФ, Х17Ш6МЗТ, Х18Н10Т и др.), обес печивающей получение высоких механических свойств металла шва при нормальных, повышенных и отрица тельных температурах, а также швов, стойких против коррозии (водородной, карбонильной, межкристаллитной).
2.Квалификация сварщиков
Квыполнению сварки труб и деталей в связи с осо бой ответственностью этих работ допускаются сварщи ки, сдавшие испытания в соответствии с требованиями «Правил аттестации сварщиков», утвержденных Госгортехнадзором 22 июня 1971 г.
Кроме того, для проверки квалификации сварщики подвергаются дополнительным испытаниям по сварке стыков трубопроводов высокого давления:
а) перед тем, как приступить к выполнению свароч ных работ впервые или в том случае, если сварщик, про веренный ранее, имел перерыв в работе более одного месяца;
б) при переходе на сварку труб с одной группы ди аметров на другую или при переходе на сварку труб в другом пространственном положении.
При контрольных испытаниях все трубы сортамента, свариваемые электродуговой сваркой, подразделяют по условным диаметрам Dy в мм на следующие группы:
1 группа
[I |
» |
I l l |
»» |
I V |
•Dy 25, Dy 32, £>у40;
£)y 60,'Dv 70, Dv 90;
DylOO, £>y125, £>y150, Dy200; Z)y250, £>y300, £>y350, £ y 400 .
10—908 |
145 |
При наличии в каждой группе стыков нескольких ус ловных диаметров (независимо от их количества) пред ставителями от соответствующих групп для контроль ных испытаний выбираются трубы с максимальными уе лов ны ми диаметра ми.
Если сварщик подвергался испытаниям по сварке не одной группы условных диаметров, а двух или трех, то его допускают к сварке только той группы D y , по ко торой он имеет удовлетворительные результаты. Допуск
сварщика |
к работе оформляется актом комиссии, а |
||
сварщику |
присваивается клеймо |
и на него |
заводится |
формуляр, |
в который заносят |
результаты |
испытаний |
пробных стыков и результаты проверки производствен
ных |
стыков, сваренных в мастерской или на |
монтаже. |
||||||||
|
|
При |
проверке |
квалификации |
|
сварщик |
заваривает |
|||
контрольные стыки |
в |
количестве, |
не менее |
указанного |
||||||
в табл. 60а. |
|
|
|
|
Т а б л и ц а 60а |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Количество контрольных стыков для проведения |
||||||
|
|
|
|
|
механических испытаний |
|
||||
|
|
|
У с л о в н ый п р о х о д £)у в |
мм |
К о л и ч е с т в о |
Сочетание |
||||
|
|
|
схем в ы р е з к и |
|||||||
|
|
|
|
с т ы к о в |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о б р а з ц о в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6, |
10, |
15 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
25, 32, 40, 60, 70, 90 |
|
|
|
2 |
I—II |
|||||
100, |
|
125, |
150, |
200 |
|
|
|
1 |
III |
|
250, |
300, |
350, |
400 |
|
|
|
1 |
III |
||
|
|
Схема вырезки образцов из вертикальных |
неповорот |
|||||||
ных стыков показана |
на рис. 58. Для поворотных и го |
|||||||||
ризонтальных стыков допускается любое расположение заготовок по окружности стыка.
Для |
трубопроводов |
Dy |
250—400 мм количество |
об |
разцов |
осуществляется |
так |
же, как и для Dy 100— |
|
200 мм. |
|
|
|
|
При |
необходимости |
проведения испытаний на |
меж- |
|
кристаллитную коррозию количество контрольных сты ков для трубопроводов D y 6—25 мм сваривают на два больше, а для D y 32—60 мм — на один больше, чем ука зано в табл. 60ч
Контрольные стыки соединяют сваркой после провер ки основных и вспомогательных материалов на соответ ствие их ГОСТам или техническим условиям. Оценку же качества сварных соединений осуществляют теми же ме-
146
•годами и в том же объеме, что и для производственных стыков.
При неудовлетворительных результатах проверки ка чества контрольных стыков сварщика считают не выдер жавшим испытания и к выполнению сварочных работ не допускают. Для сдачи повторных испыта ний сварщик должен пройти производственную практику сроком не ме нее 10 дней.
3. Подготовка труб под сборку и сварку
Существующие ГОСТы |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
и технические условия |
на |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
трубы |
допускают |
значи |
Рис. 58. Схема |
вырезки образцов |
|||||||||
тельные |
отклонения |
по |
из |
контрольных |
вертикальных |
не |
|||||||
наружным |
диаметрам |
и |
поворотных стыков для испытания |
||||||||||
толщинам |
|
стенок, |
поэто |
/ — на |
р а з р ы в ; |
2 — н а и з г и б ; |
3 — |
на |
|||||
му трубы, |
подлежащие |
у д а р н у ю в я з к о с т ь ; 4 — д л я м е т а л л о г р а |
|||||||||||
|
|
ф и ч е с к и х и с с л е д о в а н и й |
|
|
|||||||||
сварке, подбирают по вну |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
тренним диаметрам |
с та |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ким |
расчетом, |
чтобы |
эти |
диаметры |
не |
отличались |
|||||||
друг от друга: для труб с Dy |
до |
40 мм |
включительно |
||||||||||
более 4% величины внутреннего диаметра; |
для труб |
Dy |
|||||||||||
от 60 |
до |
150 мм |
включительно более 2%, |
но не |
более |
||||||||
2 мм. При большей разнице |
внутренних диаметров |
до |
|||||||||||
пускается |
расточка |
концов |
труб |
до номинального |
раз |
||||||||
мера, согласно рис. 59. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Проточку и расточку труб допускают при условии сохранения расчетной толщины стенки детали.
Основным типом стыкового соединения деталей тру бопроводов высокого давления является соединение без остающихся подкладных колец. Применение остающих ся подкладных колец допускается только при наличии указания в проекте.
Для выполнения качественной сварки концы труб должны иметь точные размеры и правильную форму. Правильная разделка кромок, подготовленных для сварки стыков, обеспечивает качественный провар вер шины стыка, предохраняет от образования грата с внут-
10* |
147 |
ренией стороны труб и облегчает качественное выполне ние сварного соединения при любом пространственном положении стыка.
Скос кромок труб, позволяющий осуществить провар корня, как правило, производится под углом 25—30°.
Рис. 59. Схема обработки поверхностей детален при разно сти размеров диаметров и толщин стенок, превышающих допустимые
а — в н у т р е |
н н е й |
поверхности |
при с т ы к о в к е |
без п о д к л а д н ы х к о л е ц ; |
б — то ж е , |
при |
с т ы к о в к е с |
п о д к л а д н ы м и |
к о л ь ц а м и ; в — н а р у ж н о й |
|
|
|
поверхности |
|
Для толстостенных труб (6^15—20 мм) в целях экономии наплавленного металла применяют так назы ваемый чашеобразный скос кромок.
Надежный провар корпя шва возможно обеспечить лишь при одинаковом притуплении кромок по всему пе риметру трубы; величина притупления обычно колеблет ся в пределах 1,5—2,5 мм. При больших колебаниях ве личины притупления кромок процесс сварки значитель
но усложняется, так как сварщику приходится |
изменять |
|
глубину проплавления, |
что при ручной сварке |
требует |
от сварщика исключительно высокой квалификации. |
||
Обработку кромок труб под сварку выполняют толь |
||
ко иа металлорежущих |
станках. При необходимости от |
|
резки труб и подготовки |
кромок под сварку непосредст |
|
венно на месте монтажа используют переносные трубоотрезные станки для толстостенных труб Московского котелы-ю-механического завода Центроэнергомонтажа (Главтеплоэнергомонтажа). Завод выпускает четыре типа станков: 2Т-194, 2Т-299, 2Т-377 и Т-570, с помощью которых возможно обрабатывать трубы соответственно диаметрами 199—133, 299—219, 377—325, 550—520 ми
148
столщиной стенки до 65 мм. Формы подготовки кромок
иих стыковка под сварку в зависимости от толщины сте нок свариваемых труб, вида сварки и простраиственио-
Рис. 60. Схема проверки перпендикуляр ности торца к осп детали при помощи угольника
го положения стыков приведены в табл. 61, где в скоб ках даны размеры для комбинированной сварки. Откло нение плоскости обреза трубы от прямого угла Ь, изме ряемого угольником (рис. 60), может достигать 0,8% на ружного диаметра, но не должно превышать 0,5 мм.
Угол и форму об работки концов труб проверяют шаблона ми, имеющими соответ ствующий контроль ный профиль (рис. 61).
4.Сборка стыков труб
идеталей под сварку
Для |
совмещения |
|
|
||
кромок, |
стыкуемых |
Рис. 61. Шаблоны для проверки |
угла |
||
при |
сборке труб |
или |
|||
труб |
и фасонных |
дета |
н формы обработки концов труб |
под |
|
сварку |
|
||||
лей, |
применяют |
цент |
|
||
|
|
||||
раторы |
разнообразных |
|
|
||
конструкций, обеспечивающие соосность деталей и сво бодную усадку шва в процессе сварки.
При сборке трубопроводов с толщиной стенки 25 мм и более необходимо устанавливать временные опоры на расстоянии не более 1 м от стыка, чтобы исключить про висание труб и разгрузить стык при сварке и термооб работке.
Наиболее качественная сборка труб получается при использовании внутренних центраторов, обеспечивающих точное совпадение кромок труб, но, к сожалению, цент-
149
