
- •Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования
- •Составители:
- •Предисловие
- •1. Назначение и область применения
- •2. Нормативные ссылки
- •3. Основные положения организации сварочных работ при изготовлении, монтаже и ремонте котлов и трубопроводов
- •Сечение провода для подключения к питающей сети источника питания для сварки и термообработки
- •4. Сварочные материалы
- •4.1. Электроды для ручной дуговой сварки
- •Области применения электродов для сварки трубопроводов и элементов котлов
- •Области применения электродов для приварки креплений к трубам
- •Режимы прокалки электродов, порошковой проволоки и флюсов
- •4.2. Сварочная проволока
- •4.3. Флюс для автоматической сварки
- •Области применения сварочной проволоки и флюсов
- •4.4. Аргон, кислород, ацетилен и углекислый газ
- •4.5. Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки
- •5. Подготовка производства
- •5.1. Требования к квалификации персонала
- •5.2. Проверка состояния оборудования для сварки, термообработки и дефектоскопии
- •Периодичность ремонта сварочного оборудования
- •5.3. Входной контроль основных материалов
- •5.4. Входной контроль сварочных материалов и материалов для дефектоскопии
- •6. Общие положения технологии сборки и сварки стыков труб
- •6.1. Подготовка деталей к сварке
- •Способы раздачи концов труб
- •6.2. Сборка стыков труб
- •Конструкции сварных стыковых соединений труб
- •Температура подогрева стыков труб перед прихваткой и сваркой дуговыми способами при положительной температуре окружающего воздуха
- •6.3. Выполнение прихваток
- •6.4. Подогрев стыков при прихватке и сварке
- •6.5. Технология сварки стыков труб
- •Требования к температуре окружающего воздуха при сварке и прихватке элементов котлов и трубопроводов
- •7. Ручная дуговая сварка труб из углеродистых и низколегированных сталей
- •7.1. Сварка трубопроводов пара и горячей воды,
- •На которые распространяются правила Госгортехнадзора России
- •Рекомендуемые значения сварочного тока для электродов различных диаметров
- •7.2. Сварка труб малых диаметров
- •7.3. Сварка газопроводов (трубопроводов горючего газа)
- •7.4. Сварка трубопроводов, на которые не распространяются правила Госгортехнадзора России
- •7.5. Приварка фланцев, арматуры и других деталей к трубам
- •Размеры швов приварки плоских фланцев (ост 34.10.755—97)
- •7.6. Сварка труб слоями повышенной толщины
- •Ориентировочные режимы сварки слоями повышенной толщины
- •7.7. Приварка штуцеров (труб) к коллекторам котлов и трубопроводам
- •8. Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом труб из углеродистых и низколегированных сталей*
- •8.1. Аргонодуговая и комбинированная сварка труб малых диаметров
- •8.2. Аргонодуговая сварка корневого слоя шва стыков толстостенных трубопроводов
- •Примерное расположение слоев и валиков в сечении стыков, выполненных комбинированным способом и ручной аргонодуговой сваркой
- •Толщина корневого слоя шва, выполненного аргонодуговой сваркой в комбинированном стыке без подкладного кольца
- •8.3. Приварка подкладного кольца к трубе аргонодуговой сваркой
- •9. Автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом неповоротных стыков труб
- •9.1. Сварка корневой части шва
- •9.2. Сварка стыков труб без разделки кромок
- •Ориентировочные режимы автоматической аргонодуговой импульсной сварки неплавящимся электродом корневой части шва стыков труб
- •9.3. Заполнение разделки стыка
- •10. Газовая (ацетилено-кислородная) сварка труб из углеродистых и низколегированных сталей
- •11. Механизированная сварка в углекислом газе плавящимся электродом трубопроводов из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей*
- •Ориентировочные режимы механизированной сварки в углекислом газе неповоротных стыков трубопроводов
- •Режимы механизированной сварки в углекислом газе вертикального неповоротного стыка труб
- •12. Автоматическая сварка под флюсом поворотных стыков труб
- •13. Особенности сварки труб из аустенитных сталей
- •Ориентировочные режимы автоматической сварки под флюсом поворотных стыков труб из углеродистой и кремнемарганцовистой стали
- •14. Особенности сварки труб из мартенситных и мартенситно-ферритных хромистых сталей
- •15. Особенности сварки трубных элементов из разнородных сталей
- •Присадочный материал для сварки элементов котлов и трубопроводов из разнородных сталей
- •16. Сварка газоплотных панелей котлов
- •16.1. Общие положения
- •16.2. Сварка стыков труб
- •16.3. Сварка продольных швов
- •16.4. Приварка уплотнительных вставок, гребенок и накладок
- •Ориентировочные режимы механизированной сварки порошковой проволокой
- •17. Термообработка сварных соединений труб
- •17.1. Общие положения
- •17.2. Режимы термообработки
- •Режимы термообработки стыковых сварных соединений трубных элементов
- •17.3. Оборудование, материалы и оснастка
- •Данные для подбора сечения кабеля крпт для присоединения индуктора к конденсаторной батарее и разводке тока средней частоты
- •17.4. Технология термообработки
- •Длительность нагрева до температуры отпуска стыков труб из хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей
- •Расположение гибких неохлаждаемых индукторов на вертикальных и горизонтальных стыках труб
- •Ориентировочные технологические и электрические параметры термообработки сварных стыков труб гибкими неохлаждаемыми индукторами
- •Ориентировочные технологические и электрические параметры термообработки при нагреве стыков труб тиристорными преобразователями частоты (инверторами) ит-100
- •Нагрев электронагревателем сопротивления (гэн)
- •Нагрев гибким радиационным электронагревателем (грэн)
- •Нагрев электронагревателем комбинированного действия (кэн)
- •Порядок размещения поясов электронагревателя гэн на нагреваемых стыках труб
- •Параметры термообработки с использованием электронагревателей сопротивления гэн а. Электронагреватели из одной секции в поясе
- •Б. Электронагреватели, имеющие от 2 до 4 секций в поясе
- •Размещение секций кэн на вертикальных стыках труб
- •Размещение секций кэн на горизонтальных стыках труб
- •17.5. Контроль температуры при термообработке
- •Технологические и электрические параметры групповой термообработки стыков труб гибкими индукторами
- •Основные технологические и электрические параметры режима нагрева при групповой термообработке стыков труб тиристорными преобразователями частоты (инверторами)
- •Установка горячего спая термоэлектрических преобразователей при термической обработке стыков труб одинаковой толщины
- •18. Контроль качества сварных соединений
- •18.1. Общие положения
- •18.2. Стилоскопирование деталей и металла шва
- •18.3. Визуальный и измерительный контроль*
- •Требования к результатам стилоскопирования металла шва (наплавленного металла)
- •Нормы допустимых поверхностных дефектов, выявляемых при визуальном контроле сварных соединений
- •18.4. Измерение твердости металла шва
- •Допустимые значения твердости металла шва после высокого отпуска
- •18.5. Ультразвуковая и радиографическая дефектоскопия
- •Объемы контроля неразрушающими методами сварных соединений трубопроводов, на которые распространяются правила Госгортехнадзора России*1
- •Объемы контроля неразрушающими методами сварных соединений трубопроводов, на которые не распространяются правила Госгортехнадзора России
- •Нормы допустимых дефектов, выявляемых радиографическим контролем в сварных соединениях изделий, на которые распространяются правила Госгортехнадзора России
- •Нормы допустимых дефектов, выявляемых радиографическим контролем в сварных соединениях изделий, на которые не распространяются правила Госгортехнадзора России
- •Нормы допустимой выпуклости корня шва,
- •Нормы допустимых несплошностей, выявляемых ультразвуковым контролем в сварных соединениях изделий, на которые распространяются правила Госгортехнадзора России
- •Нормы допустимых несплошностей, выявляемых ультразвуковым контролем в сварных соединениях изделий, на которые не распространяются правила Госгортехнадзора России
- •18.6. Механические испытания и металлографические исследования
- •Требования к результатам испытаний сварных соединений на изгиб
- •Допустимые размеры включений, выявляемых при металлографическом исследовании
- •18.7. Прогонка металлического шара
- •18.8. Капиллярный и магнитопорошковый контроль
- •18.9. Гидравлические испытания
- •19. Исправление дефектов в сварных соединениях трубопроводов и труб поверхностей нагрева котлов
- •20. Ремонт с помощью сварки барабанов котлов давлением до 4 мПа (40 кгс/см2) включительно*
- •20.1. Общие положения
- •20.2. Наплавка коррозионных раковин
- •20.3. Заварка трещин
- •20.4. Вварка заплат
- •20.5. Глушение трубных отверстий
- •20.6. Устранение неплотностей вальцовочных соединений
- •21. Оформление технической документации на сварочные работы
- •Категории и группы трубопроводов пара и горячей воды (по правилам госгортехнадзора россии)
- •Химический состав сталей, применяемых для изготовления трубопроводов и трубных систем котлов
- •Трубы из углеродистой стали, состав, %
- •Трубы из низколегированной и легированной стали, состав, %
- •Трубы из высоколегированной стали, состав, %
- •Отливки из углеродистой стали по гост 977, состав, %
- •Отливки из углеродистой и легированной стали по ост 108.961.03, состав, %
- •Механические свойства сталей, применяемых для изготовления трубопроводов и трубных систем котлов
- •Бесшовные трубы
- •Электросварные трубы. Основной металл
- •Электросварные трубы. Сварные соединения
- •Отливки из углеродистой стали (по гост 977)
- •Отливки из углеродистой и легированной стали (по ост 108.961.03—79)
- •Область применения листовой стали для изготовления фасонных деталей трубопроводов (извлечение из ост 34 10.747—97 «Детали и сборочные единицы трубопроводов
- •Содержание раздела «сварочные работы и работы по контролю качества сварных соединений» проекта производства тепломонтажных работ
- •Рекомендуемые структуры служб сварки и контроля монтажного и ремонтного участков
- •1. Структура служб сварки и контроля
- •Монтажного участка (управления)
- •2. Структура служб сварки и контроля ремонтного участка
- •Численный состав групп термообработки и контроля монтажного участка
- •Химический состав и механические свойства
- •Химический состав металла, наплавленного электродами для сварки легированных сталей, %
- •Механические свойства наплавленного металла электродов при комнатной температуре
- •Химический состав и механические свойства наплавленного металла зарубежных электродов (по данным каталогов)
- •Химический состав наплавленного металла, % (средние значения)
- •Механические свойства наплавленного металла
- •Характеристика сварочной проволоки
- •Химический состав, %, сварочной проволоки сплошного сечения (гост 2246)
- •Характеристика порошковой проволоки
- •Требования к однотипности сварных соединений*
- •Примеры приспособлений для сборки стыков труб
- •Технология выполнения облицовочного слоя сварных швов стыков труб*
- •Технические характеристики трубосварочных автоматов (сварочных головок) для аргонодуговой сварки неповоротных стыков труб
- •Автоматы для сварки без присадки
- •Автоматы для сварки с присадкой
- •Технические данные источников питания для термообработки
- •Сварочные трансформаторы, используемые для термообработки сварных соединений
- •Преобразователи машинные средней частоты для индукционного нагрева сварных соединений
- •Тиристорные преобразователи частоты (инверторы) для индукционного нагрева сварных соединений
- •Установки для термической обработки сварных соединений труб
- •Конденсаторы средней частоты, применяемые для компенсации реактивной мощности при термообработке сварных стыков
- •Параметры конденсаторов
- •Схемы включения групп конденсаторов
- •Характеристика теплоизоляционных материалов
- •Технические данные гибких неизолированных проводов для индукционных нагревателей (медные провода марки м по гост 839, мг и мгэ по ту 16-705.466-87)
- •Технические данные водоохлаждаемых кабелей для индукционных установок
- •Техническая характеристика проволок (гост 12766.1)
- •И лент (гост 12766.2)
- •Из прецизионных сплавов для электронагревателей радиационного
- •И комбинированного действия
- •Технические данные электронагревателей радиационного и комбинированного действия
- •Технические данные гибких пальцевых радиационных нагревателей типа гэн (ту 36-1837-82)
- •Технические данные радиационных нагревателей типа грэн (угнк.01.0001.000 ту)
- •Технические данные электронагревателей комбинированного действия типа кэн (ту 36.44.15-8-88)
- •Техническая характеристика программного блока управления термопроцессом (бут) при использовании нагревателя грэн
- •Технические данные хромель-алюмелевых термоэлектрических преобразователей (термопар)
- •Общая характеристика термоэлектрических преобразователей (термопар) типа тха по гост р 50 431
- •Марки термоэлектрических преобразователей типа тха
- •Аналогичного назначения
- •Технические данные термоизмерительных приборов
- •Автоматические регистрирующие термоизмерительные приборы и устройства
- •Милливольтметры
- •Пирометры излучения
- •Технические данные термоэлектродных удлиняющих проводов (ту 16.К19-04-91)
- •Характеристика термоэлектродного удлиняющего провода для термопары типа тха
- •Марки и области применения термоэлектродных проводов для термопар типа тха
- •Характеристика термоэлектродных проводов
- •Требования к результатам стилоскопирования основного металла оборудования
- •Переносные приборы для измерения твердости
- •Формы технической документации на сварочные работы
- •Перечень трубопроводов, подлежащих сдаче заказчику после окончания монтажа (ремонта)
- •Сведения о сварных соединениях и результатах их контроля
- •Сводная таблица сварных стыков
- •Сварочный формуляр фронтового экрана котла
- •Сведения о сварщиках
- •На проверку сварочно-технологических свойств электродов
- •На проверку соответствия присадочного материала марочному составу
- •На сварку контрольного соединения
- •На вырезку производственных сварных стыков
- •На визуальный контроль и измерение размеров шва сварных соединений
- •Наряд-заказ на испытание образцов сварных соединений
- •Протокол № _________ механических испытаний образцов сварных соединений от “__”_______200_ г.
- •Результаты
- •Протокол № _________ металлографических исследований образцов сварных соединений от “__”_______200_ г.
- •Результаты
- •Заключение №_______ по ультразвуковому контролю сварных соединений
- •Результаты
- •Заключение №_______ по радиографированию сварных соединений
- •Результаты
- •Протокол № __________ стилоскопирования деталей и металла шва от “___” _______200_ г. Результаты
- •Протокол №_______ измерения твердости металла шва
- •Результаты
- •Журнал термообработки сварных соединений
- •На проверку сварных соединений путем прогонки металлического шара
- •Деление сталей на группы
- •Деление сталей на группы по пб 03-164-97
- •Деление сталей на группы при аттестации сварщиков и при аттестации технологии сварки
- •Пределы допустимых по согласованию с зао “прочность мк” отступлений от установленных
- •Определение основных терминов, встречающихся при контроле качества сварных соединений
- •Организации, с которыми могут быть согласованы отступления
- •Содержание
Параметры термообработки с использованием электронагревателей сопротивления гэн а. Электронагреватели из одной секции в поясе
Диаметр |
Толщина |
Марка |
Число |
Параметры нагрева |
Общая | ||
нагреваемой трубы, мм |
стенки трубы, мм |
электронагревателя |
поясов ГЭН |
оптимальный ток, А |
напряжение, В |
мощность нагревателя, кВт |
масса нагревателя, кг |
108 |
30 |
ГЭН-108 |
2 |
200 |
21,0 |
4,1 |
7,2 |
133 |
30 |
ГЭН-133 |
2 |
200 |
24,0 |
4,8 |
8,4 |
|
31-36 |
|
3 |
300 |
24,0 |
7,2 |
12,6 |
159 |
30 |
ГЭН-159 |
2 |
200 |
26,0 |
5,2 |
9,3 |
|
31-36 |
|
3 |
300 |
26,0 |
7,8 |
14,0 |
168 |
30 |
ГЭН-168 |
2 |
200 |
27,5 |
5,5 |
9,7 |
|
31-40 |
|
3 |
300 |
27,5 |
8,25 |
14,6 |
194 |
30 |
ГЭН-194 |
2 |
200 |
31,0 |
6,2 |
11,0 |
|
31-45 |
|
3 |
300 |
31,0 |
9,3 |
16,5 |
219 |
30 |
ГЭН-219 |
2 |
200 |
33,0 |
6,6 |
11,8 |
|
31-50 |
|
3 |
300 |
33,0 |
9,9 |
17,7 |
245 |
30 |
ГЭН-245 |
2 |
200 |
36,5 |
7,3 |
13,0 |
|
31-50 |
|
3 |
300 |
36,5 |
11,1 |
19,5 |
273 |
30 |
ГЭН-273 |
2 |
200 |
39,0 |
7,8 |
13,7 |
|
31-50 |
|
3 |
300 |
39,0 |
11,7 |
20,5 |
325 |
30 |
ГЭН-325 |
2 |
200 |
45,0 |
9,0 |
16,0 |
|
31-50 |
|
3 |
300 |
45,0 |
13,5 |
24,0 |
Б. Электронагреватели, имеющие от 2 до 4 секций в поясе
Диаметр нагре-ваемой |
Толщина стенки трубы, |
Число поясов ГЭН |
Число секции электронагревателей, входящих в состав пояса ГЭН |
Параметры нагрева |
Общая масса нагрева- | |||||||
трубы, мм |
мм |
|
ГЭН-133 |
ГЭН-159 |
ГЭН-168 |
ГЭН-219 |
ГЭН-273 |
ГЭН-325 |
оптимальный ток, А |
напря-жение, В |
мощность нагревателя, кВт |
теля, кг |
377 |
30 |
2 |
1 |
— |
— |
— |
— |
— |
200 |
24,0 |
11,4 |
20,2 |
|
|
|
— |
— |
— |
1 |
— |
— |
200 |
33,0 |
|
|
|
31-50 |
3 |
1 |
— |
— |
— |
— |
— |
300 |
24,0 |
17,1 |
30,3 |
|
|
|
— |
— |
— |
1 |
— |
— |
300 |
33,0 |
|
|
426 |
30 |
2 |
— |
— |
— |
— |
1 |
— |
200 |
39,0 |
12,6 |
22,1 |
|
|
|
1 |
— |
— |
— |
— |
— |
200 |
24,0 |
|
|
|
31-50 |
3 |
— |
— |
— |
— |
1 |
— |
300 |
39,0 |
18,9 |
33,2 |
|
|
|
1 |
— |
— |
— |
— |
— |
300 |
24,0 |
|
|
530 |
30 |
2 |
— |
— |
— |
— |
— |
1 |
200 |
45,0 |
14,5 |
25,7 |
|
|
|
— |
— |
1 |
— |
— |
— |
200 |
27,5 |
|
|
|
31-50 |
3 |
— |
— |
— |
— |
— |
1 |
300 |
45,0 |
21,8 |
38,5 |
|
|
|
— |
— |
1 |
— |
— |
— |
300 |
27,5 |
|
|
630 |
30 |
2 |
— |
— |
— |
— |
— |
1 |
200 |
45,0 |
16,8 |
29,7 |
|
|
|
— |
— |
— |
— |
1 |
— |
200 |
39,0 |
|
|
|
31-50 |
3 |
— |
— |
— |
— |
— |
1 |
300 |
45,0 |
25,2 |
44,5 |
|
|
|
— |
— |
— |
— |
1 |
— |
300 |
39,0 |
|
|
720 |
30 |
2 |
— |
— |
— |
— |
— |
1 |
200 |
45,0 |
20,0 |
35,4 |
|
|
|
— |
— |
2 |
— |
— |
— |
400 |
27,5 |
|
|
|
31-50 |
3 |
— |
— |
— |
— |
— |
1 |
300 |
45,0 |
30,0 |
53,1 |
|
|
|
— |
— |
2 |
— |
— |
— |
600 |
27,5 |
|
|
820 |
30 |
2 |
— |
— |
— |
— |
— |
1 |
200 |
45,0 |
22,2 |
39,6 |
|
|
|
— |
— |
— |
2 |
— |
— |
400 |
33,0 |
|
|
|
31-50 |
3 |
— |
— |
— |
— |
— |
1 |
300 |
45,0 |
33,3 |
53,5 |
|
|
|
— |
— |
— |
2 |
— |
— |
600 |
33,0 |
|
|
920 |
30 |
2 |
— |
— |
— |
— |
2 |
— |
400 |
39,0 |
26,6 |
46,0 |
|
|
|
— |
2 |
— |
— |
— |
— |
400 |
27,5 |
|
|
|
31-50 |
3 |
— |
— |
— |
— |
2 |
— |
600 |
39,0 |
39,9 |
67,0 |
|
|
|
— |
2 |
— |
— |
— |
— |
600 |
27,5 |
|
|
1020 |
30 |
2 |
— |
— |
— |
— |
— |
2 |
400 |
45,0 |
27,6 |
48,8 |
|
|
|
2 |
— |
— |
— |
— |
— |
400 |
24,0 |
|
|
|
31-50 |
3 |
— |
— |
— |
— |
— |
2 |
600 |
45,0 |
41,4 |
66,0 |
|
|
|
2 |
— |
— |
— |
— |
|
600 |
24,0 |
|
|
Примечание. Длина пояса ГЭН при диаметре нагреваемой трубы более 325 мм складывается из двух и более последовательно расположенных секций ГЭН, суммарная длина которых равняется длине окружности термообрабатываемого сварного соединения.
Групповая термообработка стыков труб с помощью электронагрева
17.4.18. Групповая термообработка стыков, то есть одновременный нагрев нескольких сварных соединений от одного источника питания, может производиться как с помощью индукторов, так и с помощью радиационных и комбинированных электронагревателей. Групповой термообработке с нагревом газовым пламенем могут подвергаться только стыки труб поверхностей нагрева котла, собранные в блоки (см. п. 17.4.25).
17.4.19. При групповой термообработке стыков труб необходимо выполнять следующие требования:
а) трубы должны быть одинакового размера (диаметра и толщины стенки), из стали одной марки и иметь одинаковую исходную температуру;
б) все сварные соединения подвергаются термообработке по одному и тому же режиму;
в) стыки должны иметь одинаковую теплоизоляцию и условия теплоотвода;
г) все стыки должны нагреваться с помощью одинаковых электронагревателей. Индукторы должны иметь одинаковое число витков, шаг намотки и сечение витка; когда стыки расположены на незначительном расстоянии один от другого (не более 1—1,5 м) на одном трубопроводе, следует обеспечить совпадение направления намотки витков индуктора. Электронагреватели ГЭН должны иметь одинаковую длину, ширину и число поясов, число и размеры нагревательных элементов и должны устанавливаться на стыки по одной схеме.
При групповой термообработке индукторы следует подключать последовательно, а электронагреватели сопротивления — параллельно.
17.4.20. Групповой нагрев с помощью индукторов сварных соединений приварки донышек к штуцерам коллекторов по режиму высокого отпуска можно производить от трансформатора ТДФЖ-2002 или преобразователей средней частоты при последовательном соединении индукторов. От трансформатора ТДФЖ-2002 можно одновременно нагревать до пяти стыков приварки донышек к штуцерам диаметром 108—168 мм, от преобразователей средней частоты — три-четыре стыка. Для симметричной установки индуктора относительно сварного шва к донышку временно прихватывают патрубок (отрезок трубы) длиной 200—300 мм того же диаметра, что и диаметр штуцера коллектора. По окончании термообработки этот патрубок удаляют.
Схема одновременного нагрева током частотой 50 Гц двух стыков приварки донышек к штуцерам коллекторов с помощью гибких индукторов, каждый из которых состоит из шести-семи витков сечением 90—120 мм2, показана на рис. 17.10. Напряжение на общих выводах составляет 45—55 В, ток — 1000— 1200 А.
17.4.21. Замер температуры сварного соединения при групповой термообработке должен производиться не менее чем на двух стыках с соблюдением требований, изложенных в подразделе 17.5.
17.4.22. Основные технологические и электрические параметры групповой термообработки стыков с помощью нагрева гибкими индукторами приведены в табл. 17.11, а с использованием в качестве источника питания тиристорного преобразователя — в табл. 17.12.
Таблица 17.9