книги из ГПНТБ / Ряполов А.Ф. Изготовление и монтаж технологических трубопроводов высокого давления

10. Контроль качества сварных соединений

Несмотря на улучшение технологии сварки в послед­

чительной степени зависит надежность и долговечность работы отдельных узлов трубопроводов и всей установ­ ки высокого давления в целом. Поэтому контроль свар­ ных соединений.трубопроводов высокого давления обя­ зателен и должен производиться строго в соответствии с требованиями специальных технических условий (МРТУ 26-01-9-67) и СНиП Ш-Г.9-62. Контролю подвер­ гают также все исходные материалы (трубы, детали, электроды и др.). В процессе же изготовления и монта­ жа проводят систематический пооперационный контроль,

191

а также внешний осмотр готовых сварных швов; прове­ ряют сплошность стыков физическими методами — про­ свечиванием гаммаили рентгенолучами или ультразву­ ковым методом; проводят механические испытания об­ разцов из пробных стыков и металлографические иссле­ дования.

Проверку качества труб, деталей и сварочных мате­ риалов осуществляют в соответствии с ГОСТом, техниче­ скими условиями и нормалями. После сборки и при­ хватки стыков труб проверяют правильность подготов­ ки кромок и их чистоту; правильность центровки труб и совпадение кромок; наличие зазора в стыке; расположе­ ние и количество прихваток и отсутствие в них трещин. После приемки стыка и его клеймения контрольным мас­ тером собранный стык допускают к сварке. При прове­ дении контроля технологии сварки проверяют сва­ рочный режим, порядок наложения швов и чисто­ ту удаления шлака. Пооперационный контроль вы­ полняет систематически выделенный для этой цели ин­ женерно-технический работник.

Внешнему осмотру подвергают заготовки труб и де­ талей и сборку их под сварку, а также все сварные швы после их тщательной очистки от шлака, окалины и дру­ гих загрязнений. Внешний осмотр совмещают с проме­ ром швов измерительными инструментами во всех свар­ ных соединениях. Наиболее специфические дефекты в сварных швах и соединениях, связанные непосредствен­ но с процессом сварки, следующие:

трещины в зоне термического влияния сварки, выхо­ дящие на поверхность металла шва или основного ме­ талла труб;

большие наплывы в местах перехода от шва к основ­ ному металлу — переход от наплавленного к основному металлу должен быть плавным;

подрезы в местах перехода от шва к основному ме­ таллу: в отдельных случаях допускаются подрезы шва на глубину не более 0,5 мм;

усиление шва сверх норм, которые должны быть-при всех способах дуговой сварки не более: 1,5 мм при тол­ щине до 10 мм; 2 мм при толщине от 10 до 22 мм; Змм при толщине более 22 мм; допуск перечисленных величии должен быть в пределах +1—0,5 мм; при газовой же

192

ноздреватость, пористость, шлаковые включения, гру­ бая чешуйчатость, бугристость поверхности шва, крате­ ры, прожоги;

неравномерная ширина шва по кружности стыка и отклонение от оси (перекосы);

перелом оси труб в месте сварки, превышающий до­ пуск на кривизну, предусмотренный ТУ на поставку труб.

Наличие трещин, пор и шлаковых включений, а также отклонения от прямолинейности трубопровода, превы­ шающие ± 0 , 5 мм, измеренные на расстоянии 200 мм от стыка, являются браковочными признаками. Все осталь­ ные дефекты, обнаруженные при внешнем осмотре, под­ лежат устранению.

Проверку сплошности стыков физическими методами контроля по всему периметру осуществляют после уст­ ранения дефектов, обнаруженных при внешнем осмотре. Принятые по внешнему осмотру стыки проверяют в ко­ личестве, указанном в табл. 78, в зависимости от пара­

Независимо от норм контроля просвечивание корня шва стыков трубопроводов, выполненных из стали груп­ пы ХН, а также трубопроводов из стали группы С, пред­

При физических методах контроля сварные швы бра­ куют, если на них обнаружены следующие дефекты: тре­ щины любых размеров; непровар при сварке без под­ кладного кольца глубиной более 10% толщины стенки'

сварного соединения трубопровода шлаковые включения, расположенные близко к поверхности шва или частично выходящие на поверхность. Такие включения приобре­ тают характер острых глубоких местных подрезов, соз­ дающих на поверхности шва или около него значитель­ ную концентрацию напряжений. Недопустимы также шлаковые включения, расположенные на границе шва и основного металла или вблизи нее. Шлаковые включе­ ния, расположенные внутри стыка между отдельными слоями швов в толще наплавленного металла в виде от­ дельных коротких прослоек, менее резко снижают вибра­ ционную прочность стыкового соединения.

Качество сварного соединения оценивает лаборато­ рия. При получении неудовлетворительных результатов просвечивают удвоенное количество стыков. При выяв­ лении просвечиванием недопустимых дефектов просве­ чивают все стыки трубопровода, сваренные этим свар­ щиком, а сварщика от работы отстраняют. Дефектные швы удаляют и заваривают вновь.

Для трубопроводов из перлитных сталей при длине дефектной части шва до 20% общей длины допускается частичное удаление шва с дефектным местом методом механической обработки и последующей заварки.

При исправлении дефектного участка шва трубопро­ водов из аустенитных сталей в каждом отдельном случае учитывают все условия, в которых работает трубопровод.

Механические испытания и металлографические ис­ следования являются наиболее объективными методами контроля. При механических испытаниях сварные стыки проверяют на прочность, на растяжение, на изгиб, па ударную вязкость (при толщине стенки более \2 мм). Для проверки качества сварных соединений производят промежуточные контрольные испытания стыков. Для этого после сварки 50 однотипных стыков каждый свар­ щик сваривает еще контрольные стыки в количестве не

194

менее указанных в табл. 60. Контрольные стыки свари­ ваются в условиях, аналогичных производственным, с применением тех же режимов сварки и термообработ­ ки. При необходимости проведения испытаний на межкристаллитную коррозию сваривают на два контрольных стыка больше, чем указано в табл. 60, при Dy 6, 10, 15, 25 мм. и на один стык больше при Dy 32, 40 и 60 мм. Вырезку контрольного стыка из готовой линии произво­ дят только по требованию заказчика. В этом случае вы­ бирают первый стык участка трубопровода до сварки последующих участков, чтобы облегчить вторичную под­ готовку под сварку обрезанных концов.

Из контрольных стыков вырезают заготовки для изготовления образцов, подлежащих механическим испы­ таниям и металлографическим исследованиям, в количе­ стве: 3 образца для испытания на растяжение, 3 образ­ ца — на загиб, 3 образца — на ударную вязкость (при толщине стенки трубы более 12 мм), 1 образец—-для металлографических исследований и 4 образца — для ис­ пытания на межкристаллитную коррозию. Вырезку и об­ работку образцов производят механическим способом. Изготовление образцов для испытания на разрыв, загиб и ударную вязкость выполняют по ГОСТ 6996—66.

Для труб D y до 15 мм испытание образцов на угол загиба может быть заменено испытанием на сплющива­ ние на образцах типа XXIX (ГОСТ 6996—66) в коли­ честве не менее двух. Для стыков Dy до 60 мм испыта­ ние отдельных образцов на загиб также может быть за­ менено испытанием целых стыков на сплющивание на образцах типа XXIX (ГОСТ 6996—66).

Показатели механических свойств сварных соедине­ ний определяют как среднее арифметическое результа­ тов, полученных при испытании отдельных образцов. Механические свойства сварных соединений должны быть не ниже значений, приведенных в табл. 79.

Результаты металлографических исследований счи­ тают удовлетворительными, если при макроисследовании не обнаружены следующие дефекты:

трещины в наплавленном металле или в зоне терми­ ческого влияния основного металла;

непровар в корне шва свыше 10% толщины стенки трубы, но не более 2 мм;

несплавления между отдельными слоями шва или

между наплавленным металлом и кромками разделки; поры и шлаковые включения, выходящие за пределы

лимитированных допусков.

При микроисследовании образца в нем не должно быть микротрещин и структурных составляющих, сни­ жающих пластичность и вязкость металла. При обнару­ жении микротрещин стык бракуют.

При контроле микроструктуры сварных соединений перлитных сталей последние не должны иметь структуру закалки игольчатого строения. В наплавленном металле из сталей аустенитного класса количество феррита (ГОСТ 11878—66) должно быть ограничено пределами 2—5%. Наличие феррита в металле определяют объем­ ным магнитным методом на ферритометрах или метал­ лографическим способом. В структуре швов и околошов­ ных зон по границам зерен не должно быть плотных карбидных выделений.

Окончательная оценка металлографических исследо­ ваний дается по заключениям лаборатории.

Методы испытаний аустенитных нержавеющих сталей на склонность к межкристаллитной (структурной) кор-

196

розии в случаях, оговоренных проектом, регламентирова­ ны ГОСТ 6032—58. При проведении этих испытании из труб с наружным диаметром более 15 мм (Dy 6 мм) вы­ резают продольные образцы длиной 80 мм, шириной 10—20 мм и толщиной стенки трубы не более 5 мм. При изготовлении образцов из труб с большей толщиной стенки лишний металл снимают с внешней стороны. При контроле сварных соединений сварной шов должен про­ ходить посередине испытываемого образца, и после за­ гиба образцов (после кипячения) на 90° в металле шва не должно быть характерного для коррозии растрески­ вания.

Распространенным физическим методом контроля сварных соединений при сооружении коммуникаций вы­ сокого давления являются методы дефектоскопии свар­ ных соединении при помощи просвечивания рентгенов­ скими, гамма-лучами и ультразвуковой контроль, кото­ рые позволяют выявить дефекты, оценить их размеры, конфигурацию и пространственное расположение в тол­ ще металла и решить вопрос о пригодности соединения для эксплуатации.

Рентгеновский и гамма-лучевой методы контроля позволяют выявить дефекты, протяженность которых в направлении луча не менее 2—5% толщины изделия.

Просвечивание сварных швов рентгеновскими или гамма-лучами радиоактивных препаратов с регистраци­ ей дефектов на рентгеновскую пленку является в насто­ ящее время основным контролем сварки, при котором возможно установить макроструктуру сварного шва, а получаемые снимки служат документальным доказа­ тельством проведенного контроля.

Однако наряду с положительными сторонами этот вид контроля имеет существенный недостаток — низкую чувствительность к обнаружению наиболее опасных де­ фектов металла — трещин, которые путем просвечива­ ния выявляются только при благоприятном их располо­ жении. Просвечивание осуществляют в соответствии с требованиями Т О С Т 7512—69 и технических условий.

В последние годы все шире применяют ультразвуко­ вой метод контроля, позволяющий путем отражения ко­ лебаний ультразвука выявить неоднородности в толще металла. Лучше всего с помощью ультразвука выявля­ ются глубоколежащие раковины и трещины.

Чувствительность современных ультразвуковых де-

Г л а в а VI

МОНТАЖ ТРУБОПРОВОДОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

1. Общие положения

До начала монтажа технологических трубопроводов осуществляют следующие организационно-технические мероприятия:

изучают проектно-технические материалы, необходи­ мые для изготовления и монтажа трубопроводов;

принимают здания и строительные конструкции для производства монтажных работ;

устраивают леса и подмости; изготовляют приспособления, подбирают и комплек­

туют необходимые инструменты; организуют складирование и хранение деталей, труб­

ных заготовок и узлов; получают трубные заготовки и готовые детали.

Проектно-техническую документацию передают в следующем объеме:

монтажно-технологические схемы (для внутрицехо­ вых трубопроводов);

монтажные чертежи трубопроводов; ведомость с характеристикой трубопроводов по ли­

фики, ведомости объемов работ и др.).

Монтаж коммуникаций высокого давления осуществ­ ляют в строгом соответствии-'с рабочими чертежами, монтажными схемами и техническим и условиями. Рабо­ чие чертежи трубопроводов должны содержать все необ­ ходимые сведения и размеры для возможности заказа деталей в мастерской и выписки готовых изделий со склада.

Отступления от проекта допускаются только с раз­ решения проектной организации. Без согласования с проектной организацией допускается только изменение