а - відхилення від прямолінійності стиків труб, мм
Рисунок 5 - Перевірка правильності складання стикового з'єднання
При складанні стиків трубопроводів з підкладними кільцями в стику не може бути перекосу підкладного кільця.
Зварювання стикових з'єднань трубопроводів з підкладними кільцями виконувати таким чином:
встановити підкладне кільце в кінець однієї з труб, що стикуються. Зазор між кільцем і внутрішньою поверхнею труби не може перевищувати 1 мм;
прихватити кільце до зовнішнього боку труби у двох діаметрально протилежних точках, потім приварити його до труби нитковим швом із катетом не більше 4 мм (рисунок 6а). Прихватку та приварювання кільця до труби з теплостійкої сталі виконують з попереднім підігрівом кінця труби і підкладного кільця згідно з 8.17;
зачистити нитковий шов від шлаку і бризок;
насунути другу трубу, що стикується, на виступаючу частину підкладного кільця. Зазор між кінцем ниткового шва і другою трубою - в діапазоні від 4 мм до 5 мм. Перевірити правильність складання стику;
приварити підкладне кільце нитковим швом до другої труби (рисунок 66) електродами діаметром не більше 3 мм. Якщо потрібно, попередньо виконати підігрів стику згідно з вимогами 8.17 та 9.1.9.
У процесі складання труби з привареним підкладним кільцем уникають пересування труб і ударів по крайках і кільцю.
а - до першої труби; б - до другої труби
Рисунок 6 - Приварювання підкладного кільця
Підкладні кільця для стиків труб із низьковуглецевих і низьколегованих сталей виготовляють зі сталі 20 або іншої низьковуглецевої сталі спокійної або напівспокійної виплавки із вмістом вуглецю не більше 0,24 %; для стиків труб із низьколегованих теплостійких сталей можна використовувати підкладні кільця зі сталі марки 12Х1МФ. Розміри підкладного кільця: ширина - від 20 мм до 25 мм, товщина - від 3 мм до 4 мм. Якщо кільце виготовляють із смугової сталі, то стиковий шов кільця зачищають врівень із зовнішньою поверхнею.
Розташування зварювальних швів на трубах (рисунок 7)
Зварні з'єднання трубопроводів доцільно розташовувати на відстані не менше ніж 200 мм від краю опори і при цьому передбачати можливість (умови) контролю зварного з'єднання при монтажі трубопроводу.
Для поперечних стикових зварних з'єднань, які не підлягають контролю ультразвуковим методом або місцевій термообробці, відстань між осями сусідніх зварних швів на прямих ділянках L1 трубопроводу складає не менше трикратної товщини стінки труб (елементів), що зварюються, але не менше 100 мм.
S - номінальна товщина стінки труби; Дн- номінальний зовнішній діаметр труби; Ц - відстань між осями сусідніх поперечних швів на прямих ділянках; L2- відстань від осі поперечного шва до початку згину, найближчих елементів або до осі сусіднього поперечного шва; L3- відстань від краю опори або підвіски до осі поперечного шва; Ц - відстань від зовнішньої поверхні елемента до початку згину або до осі поперечного шва
Рисунок 7 - Розташування поперечних зварних швів
Для поперечних стикових зварних з'єднань, які підлягають контролю ультразвуковим методом, довжина вільної прямої ділянки труби (елемента) у кожний бік від осі шва (до найближчих приварених деталей і елементів, початку згину, осі сусіднього поперечного шва тощо) відповідає величинам, що наведені в таблиці 7.
Таблиця 7- Мінімальна довжина вільної прямої ділянки труби
|
Номінальна товщина стінки труб (елементів), що зварюються S, мм |
До 15 |
Понад 15 до ЗО |
|
Мінімальна довжина вільної прямої ділянки труби (елемента) у кожний бік від осі шва, мм |
100 |
5S + 25 |
Для поперечних стикових зварних з'єднань, які підлягають місцевій термообробці, довжина вільної прямої ділянки труби (елемента) у кожний бік від осі шва І_2 (до найближчих приварених деталей і елементів, початку згину, осі сусіднього поперечного шва тощо) розраховується за формулою:
L2<2A/^S, (1)
де Дт - середній діаметр труби (елемента), що розраховується за формулою, мм;
Дт=Дн-8-, (2)
S - номінальна товщина стінки труби (елемента), мм.
Дн - номінальний зовнішній діаметр труби (елемента), мм.
Для кутових зварних з'єднань труб і штуцерів з елементами трубопроводів відстань від зовнішньої поверхні елемента до початку згину або до осі поперечного стикового шва І_4 приймають:
для труб (штуцерів) із зовнішнім діаметром до 100 мм - не менше зовнішнього діаметра труби, але не менше 50 мм;
для труб (штуцерів) із зовнішнім діаметром 100 мм і більше - не менше 100 мм.
Відстань від осі поперечного зварного з'єднання трубопроводу до краю опори L3 або підвіски при Дн, мм:
до 100 мм - не менше Дн , але не менше 50 мм;
більше 100 мм - розраховуються за формулою
L3<7^Ts. (3)
При складанні стику передбачають можливість вільної усадки металу шва в процесі зварювання. Не бажано виконувати складання стику з натягом.
При встановленні крутовигнутих, штампованих, штампо-зварних колін допускається розташування поперечних зварних з'єднань біля початку закруглення і зварювання між собою крутовигнутих відводів без прямої ділянки.
Прихватка стиків трубопроводів.
Прихватки виконуються зварником
Прихваточні шви рекомендується накладати тим самим способом зварювання, яким виконується зварний шов.
Зварювальні матеріали обирають тієї самої марки, яка вимагається для зварювання.
До якості прихваток висуваються такі самі вимоги, як і до основного зварного шва. Прихватки, що мають недопустимі дефекти, виявлені зовнішнім оглядом, видаляють механічним способом.
Прихватки накладають на однаковій відстані одна від одної по периметру труби (рисунок 8). Кількість прихваток залежить від діаметра труби (таблиця 8).
Висота прихваток для труб із товщиною стінки S до 10 мм знаходиться в діапазоні від 0,6S до 0,7S, але не менше 3 мм; для труб із товщиною стінки більше 10 мм - від 5 мм до 8 мм.
1
Рисунок 8 - Місця розташування прихваток по периметру труби
Таблиця 8 - Кількість та довжина прихваток залежно від діаметра труб
|
Діаметр труб, що складаються, мм |
Кількість прихваток, шт |
Довжина прихваток, мм |
|
До 100 |
1-2 |
10-20 |
|
Більше 100 до 426 |
3-4 |
20-40 |
|
Більше 426 |
Через кожних 300-400 мм |
30-50 |
Торці трубопроводів, що стикуються, закривають інвентарними пробками або заглушками.
Після складання з'єднання необхідно перевірити його на відповідність кресленням і вимогам нормативної документації.
Підігрів стиків при виконанні прихватки і зварювання
Температура підігрівання стиків перед прихваткою за температури навколишнього повітря 0 °С і вище наведена в таблиці 9, а за температури нижче 0 °С - у 9.1.9.
Таблиця 9 - Температура підігріву стиків за температури навколишнього повітря 0 °С і вище
|
Марка сталі деталей, що зварюються |
Номінальна товщина деталей, що зварюються, мм |
Температура підігріву, °С |
|
|
перед прихваткою і приварюванням кільця |
перед зварюванням |
||
|
СтЗсп, ДСТУ 2651/ГОСТ 380 10, 20, ГОСТ 1050 |
До 100 |
- |
- |
|
16ГС, 17ГС, 09Г2С ГОСТ 19281 |
До 30 |
|
|
|
Більше 30 |
80-120 |
100-150 |
|
|
12ХМ, ГОСТ 20072 15ХМ ГОСТ 4543 |
До 10 |
|
“““ |
|
Більше 10 |
100-150 |
150-200 |
|
|
12X1 МФ, 25X1 МФ ГОСТ 20072 |
До 10 |
■ 123 |
|
|
Більше 10 |
150-200 |
200-250 |
|
*> Для стиків труб зі сталі 12Х1МФ діаметром від 42 мм до 89 мм з товщиною стінки від 11 мм до 14 мм температура підігріву знаходиться у межах від 100 °С до 150 °С.
Підігрівати стики можна індукторами (струмом промислової або підвищеної частоти), радіаційними електронагрівачами, забезпечуючи нагрівання стику по всьому периметру. У стиках труб із низьколегованої сталі з товщиною стінки до ЗО мм ширина зони підігріву не менше ніж 100 мм. Підігрів організовують таким чином, щоб одразу після закінчення зварювання можна було виконати термообробку стику. Стики труб при товщині стінки до 20 мм дозволяється нагрівати газополуменевими зварювальними пальниками або різаками (підігрівальним полум'ям).
а - величина перекриття
Рисунок 9 - Схема накладання замків шва
Ручне дугове зварювання виконують якомога короткою дугою. У процесі роботи бажано якомога рідше обривати дугу, щоб не залишати незаплавлених кратерів. Перед тим як загасити дугу, зварник заплавляє кратер шляхом поступового відводу електрода і виведення дуги назад на відстань від 15 мм до 20 мм на тільки що накладений шов. Наступне запалювання дуги виконують на металі шва на відстані від 12 мм до 15 мм від кратера.
При ручному дуговому зварюванні, щоб уникнути зашлакування металу шва біля крайок труб, накладають якомога плаский валок, уникаючи випуклого шва. Для цього потрібно затримувати електрод біля крайки труби або відводити його трохи назад.
У процесі зварювання звертають особливу увагу на забезпечення повного провару кореня шва і заплавлення кратера. Після наплавлення кожного валка та повного його охолодження, повністю видаляють шлак. У разі наявності на поверхні шва дефектів (тріщин, великої пористості тощо) дефектне місце видаляють механічним способом до чистого металу і заварюють знову.
Вимоги до величини опуклості зварних швів вказані у таблиці 10.
У стикових швах, які виконані автоматичним зварюванням, при товщині стінки труб до 8 мм допускається відсутність опуклості (шов накладається врівень із трубою). По ширині опуклість перекриває зовнішні крайки фасок на величину від 2 мм до 3 мм з кожної сторони.
Таблиця 10 - Величини опуклості зварних швів
|
Товщина стінки труби, мм |
До Ю |
Від 10 до 20 |
Більше 20 |
|
Опуклість, мм |
0,5-2,0 |
0,5-3,0 |
0,5-4,0 |
У разі виконання прихватки і зварювання стиків трубопроводів в умовах зимового періоду за температури навколишнього повітря нижче ніж 0°С дотримуються вимог таблиці 11.
Таблиця 11 - Температура попереднього підігріву зварних поверхонь стиків трубопроводу в місцях зварювання
|
Марка сталі |
Товщина стінки труб, мм |
Мінімальна температура навколишнього повітря, за якої дозволяється зварювання, °С |
Температура попереднього підігріву, °С |
|
ВСтЗспЗ, ВСтЗсп4, ВСтЗпсб ДОТУ 2651/ГОСТ 380 10, 20, ГОСТ 1050 |
До 16 |
До мінус 20 |
Без підігріву |
|
Більше 16 |
100-150 |
||
|
16ГС, 17ГС, 09Г2С ГОСТ 19281 |
До 16 |
До мінус 10 |
Без підігріву |
|
Більше 16 |
100-150 |
Кінець таблиці 11
|
Марка сталі |
Товщина стінки труб, мм |
Мінімальна температура навколишнього повітря, за якої дозволяється зварювання, °С |
Температура попереднього підігріву, °С |
|
12ХМ ГОСТ 20072 15ХМ ГОСТ 4543 |
До 12 |
До мінус 5 |
Без підігріву |
|
Більше 12 |
250-300 |
||
|
До 12 |
Від мінус 6 до мінус 15 |
90-110 |
|
|
Більше 12 |
150-300 |
||
|
12X1 МФ, 25X1 МФ ГОСТ 20072 |
Усі товщини |
До мінус 10 |
350-400 |
Для стиків труб, які зварюються за температур вище ніж 0 °С з підігрівом і підлягають подальшій термообробці, при мінусових температурах обов'язково виконують термообробку безпосередньо після зварювання. Перерва між зварюванням і термообробкою допускається за умови підтримання в цей час температури супутнього підігріву.
Стики, що зварюються за температур вище ніж 0 °С з підігрівом і не підлягають подальшій термообробці, при мінусових температурах відразу після закінчення зварювання вкривають шаром теплоізоляційного матеріалу товщиною від 8 мм до 15 мм для забезпечення сповільненого охолодження.
Стики трубопроводів з теплостійких сталей, які зварюються за температур вище ніж 0 °С без підігріву і не підлягають подальшій термообробці, при мінусових температурах підлягають перед зварюванням просушуванню газовим полум'ям для видалення вологи, інею з підігрівом металу в місці зварювання до температури вище ніж 0 °С. Одразу після зварювання їх вкривають теплоізоляційним матеріалом.
Під час усіх термічних операцій (прихватки, зварювання, термообробки тощо) до повного охолодження стики труб захищають від опадів, вітру, протягів.
Неруйнівний контроль зварних з'єднань, що виконані за мінусових температур, виконують не пізніше ніж через три доби після зварювання.
Якщо процесу зварювання стику перешкоджає магнітне поле, яке виникає внаслідок намагнічування труби (це проявляється у вигляді так званого "магнітного дуття"), воно усувається таким чином: на стик намотують провід-індуктор (від шести до восьми обертів) і пропускають через нього постійний струм силою від 200 А до 300 А протягом 2-3 хв. Якщо після цього магнітне поле залишиться, пропускають струм у зворотному напрямку, тобто під'єднують зварювальні проводи до протилежних клем індуктора.
