Непровары - местные несплавления свариваемых кромок основного и наплавленного металла, а также отдельных слоев шва при многослойной сварке. Причинами появления непроваров являются: плохая очистка свариваемого металла от окалины, ржавчины и грязи; малый зазор в стыке; излишнее притупление и малый угол скоса разделки кромок; недостаточная сила сварочного тока; большая скорость сварки; смещения электрода в сторону от оси шва. Непровары также могут возникнуть в результате вынужденных перерывов в процессе сварки. Непровары снижают статическую и усталостную прочность шва, затормаживают развитие пластической деформации металла, повышают его склонность к хрупкому разрушению.
Прожоги - проплавление основного или наплавленного металла с возможным образованием сквозных отверстий. Возникают из-за неправильной сборки деталей под сварку (недостаточного притупления кромок, большого зазора), большой силы сварочного тока при невысоких скоростях сварки. Наиболее часто прожоги образуются при сварке тонкостенных труб и при выполнении первого прохода многослойного шва.
Раковины - углубления на наружной или внутренней поверхности листов металла. Раковины металлургического происхождения образуются при нарушениях технологии выплавки или разливки стали, когда в слитках образуются усадочные раковины и подкорковые пузыри с окисленной внутренней поверхностью, которые не завариваются при последующей прокатке таких слитков. Раковины также возникают при напластовании материала в форме небольших или крупных образований, частично прилипших к основному металлу заготовок проката, которые при последующей горячей деформации отделяются в виде напусков. К образованию раковин могут привести также дефекты, возникающие при холодной деформации листов (риски, трещины).
Наплывы - натекание жидкого наплавленного металла на непрогретые поверхности кромок основного металла или ранее выполненного валика без сплавления с ними. Наплывы (натеки) могут быть местными (в виде отдельные застывших капель металла) или протяженными вдоль шва. Образуются чаще всего при ручной сварке неповоротных стыков, их возникновению способствуют большая сила сварочного тока, длинная дуга, неправильное положение электрода. В местах наплывов часто обнаруживаются непровары, трещины и другие дефекты.
Нарушения установленных размеров и формы шва - неполномерность ширины и высоты шва, чрезмерное усиление и резкие переходы от основного металла к наплавленному металлу шва, грубая чешуйчатость.
Трещины - наружные и внутренние трещины в сварной шве и зоне сплавления с основным металлом образуются вследствие напряжений, возникающих в металле шва от его неравномерного нагрева, охлаждения и усадки. Технологический характер образования имеют так называемые "горячие" и "холодные" трещины.
"Горячие" трещины - возникают в процессе кристаллизации металла шва при температуре 1100 ... 1300 °С. Появление "горячих" трещин связано с наличием полужидких прослоек между кристаллами наплавленного металла шва в конце его затвердевания и действием в нем растягивающих усадочных напряжений. Образованию "горячих" трещин способствует повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, никеля и водорода. Особенностью "горячих" трещин является то, что они расположены внутри сварного шва и выявить их достаточно трудно.
"Холодные" трещины - могут возникать как сразу после остывания сварного шва, таки через длительное время. В легированных сталях такие трещины образуются при значениях температуры металла 100 ... 300 °С, а в углеродистых сталях - при нормальных (<100 °С) температурах. Основная причина образования "холодных" трещин - это значительные напряжения, возникающие в зоне сварки при распаде твердого раствора и скоплении под большим давлением молекулярного водорода в пустотах, имеющихся в металле шва. "Холодные" трещины обычно выходят на поверхность шва и хорошо заметны.
Дефекты микроструктуры сварного соединения и околошовной зоны-микропоры, микротрещины, нитридные, кислородные и другие неметаллические включения, крупнозернистость, участки перегрева и пережога. Образуются в первую очередь вследствие значительной окислительной среды и неравномерного нагрева и охлаждения металла шва (большая длина дуга, неправильно подобранная скорость сварки, увеличение толщины слоя наплавленного металла). Наиболее опасными дефектами микроструктуры сварного шва являются перегрев и пережог.
Перегрев - участок металла шва имеет крупнозернистое строение, в результате уменьшается поверхность сцепления зерен металла и снижается сопротивляемость ударным нагрузкам и трещиностойкость металла.
Пережог - в структуре металла шва имеется много зерен с окисленной поверхностью и очень низким взаимным сцеплением. Такой металл весьма хрупок и не поддается исправлению. Причиной образования пережога является высокая температура сварки и плохая изоляция сварочной ванны от кислорода воздуха.
Эксплуатационные дефекты
К эксплуатационным дефектам относятся, прежде всего, коррозионные повреждения и усталостные трещины. В трубопроводах встречаются все виды коррозии: точечная, язвенная, сплошная. Глубина повреждений варьируется от 0,5 мм до сквозных отверстий.
Наиболее опасными эксплуатационными дефектами являются "холодные" и усталостные трещины. В большинстве случаев трещины возникают в сварных соединениях с выходом или без выхода на основной металл.
Также часто образование трещин в металле стенки трубопроводов происходит в дефектных зонах концентрации напряжений и на границах вмятин.
Трещины являются самым опасным дефектом, их наличие в трубах любых размеров и направлений не допускается.
Классификация обнаруженные дефектов производится по действующей нормативно-технической документации по СНиП II-23-81 и РД 34.10.130-96.
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справочное)
Значения коэффициентов, принимаемые согласно СП 34-116-97.
Таблица П.Б.1
Значения коэффициентов надежности по назначению трубопровода
|
Диаметр трубопровода условный, мм |
Давление, МПа |
||||
|
P < 7,5 |
7,5 < P 10 |
10 < P 15 |
15 P 20 |
20 P 32 |
|
|
300 и менее |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,05 |
|
400-500 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,05 |
1,10 |
|
600-700 |
1,00 |
1,00 |
1,05 |
1,10 |
1,15 |
|
800-1000 |
1,00 |
1,05 |
1,10 |
1,15 |
- |
|
1200 |
1,05 |
1,10 |
1,15 |
- |
- |
|
1400 |
1,10* |
1,15* |
- |
- |
- |
* Только для газопроводов
Таблица П.Б.2
Значения коэффициентов условий работы трубопровода
|
Категория трубопровода и его участка |
Коэффициент условий работы трубопровода, m2 |
|
I |
0,6 |
|
II |
0,75 |
|
III |
0,90 |
Таблица П.Б.3
Значения коэффициентов вусловий работы трубопроводов, транспортирующих сероводородсодержащие продукты
|
Категория трубопровода и его участка |
Содержание сероводорода |
|
|
Среднее |
Нижнее |
|
|
I |
0,4 |
0,5 |
|
II |
0,5 |
0,6 |
|
III |
0,6 |
0,65 |
Таблица П.Б.4
Значения коэффициентов надежности по материалу
|
|
Характеристика труб |
Коэффициент надежности по материалу m |
|
1 |
Сварные, изготовленные из низколегированных сталей двухсторонней электродуговой сваркой под флюсом по сплошному технологическому шву и прошедшие 100%-ный контроль на сплошность основного металла и сварных соединений неразрушающими методами Сварные, изготовленные из спокойных сталей с содержанием в химсоставе углерода не более 0,10 % и серы не более 0,006 % сваркой токами высокой частоты с автоматическим контролем параметров нагрева и сварки кромок, термической обработкой сварного соединения, основной металл и сварные соединения которых прошли 100 %-ный контроль неразрушающими методами Бесшовные, изготовленные из катаной или кованой заготовки, прошедшие 100 %-ный контроль на сплошность металла неразрушающими методами |
1,34 |
|
2 |
Сварные, изготовленные из низколегированной стали двухсторонней электродуговой сваркой под флюсом по сплошному технологическому шву и прошедшие 100 %-ный контроль сварных соединений неразрушающими методами Сварные, изготовленные из спокойных сталей с содержанием углерода не более 0,10 % и серы не более 0,010 % электроконтактной сваркой токами высокой частоты с автоматическим контролем параметров нагрева и сварки кромок, сварные соединения которых термически обработаны и прошли 100 %-ный контроль неразрушающими методами Бесшовные, изготовленные из непрерывнолитой заготовки, прошедшие 100 %-ный контроль металла неразрушающими методами |
1,40 |
|
3 |
Сварные, изготовленные из низколегированной или углеродистой стали двухсторонней электродуговой сваркой и прошедшие 100 %-ный контроль сварных соединений неразрушающими методами Сварные, изготовленные из спокойных и полуспокойных сталей электроконтактной сваркой токами высокой частоты, сварные соединения которых термически обработаны и прошли 100 %-ный контроль неразрушающими методами Бесшовные, изготовленные из слитка и прошедшие 100 %-ный контроль металла неразрушающими методами |
1,47 |
|
4 |
Сварные, изготовленные из спокойных и полуспокойных сталей двухсторонней электродуговой сваркой и прошедшие контроль сварных соединений неразрушающими методами Сварные, изготовленные из спокойных и полуспокойных сталей электроконтактной сваркой, сварные соединения которых термообработаны Бесшовные, прошедшие выборочный контроль металла неразрушающими методами |
1,55 |
Примечания
1. Минусовой допуск по толщине стенки для всех труб по п. 1 и сварных труб по п. 2 не должен превышать 5 % от номинальной толщины стенки.
2. Допускается применять коэффициенты 1,34 вместо l,40; 1,40 вместо 1,47 и 1,47 вместо 1,55 для труб, изготовленных двусторонней электродуговой или высокочастотной сваркой, до 12 мм при использовании специальных технологий производства, позволяющих получить качество труб, соответствующее данному коэффициенту m.
Таблица П.Б.5
Значения коэффициентов надежности по нагрузке
|
Нагрузки и воздействия |
Способ прокладки трубопроводов |
Коэффициент надежности по нагрузке f |
||
|
вид |
характеристика |
подземный |
надземный |
|
|
Постоянные |
Собственный вес трубопровода, арматуры и обустройств |
+ |
+ |
1,1 (0,95) |
|
|
Вес изоляции |
+ |
+ |
1,2 |
|
|
Вес давления грунта (засыпки, насыпи) |
+ |
- |
1,2 (0,8) |
|
|
Предварительное напряжение трубопровода (упругий изгиб по заданному профилю, предварительная растяжка компенсаторов и др.) и гидростатическое давление воды |
+ |
+ |
1,0 |
|
Временные длительные |
Внутреннее давление транспортируемой среды: |
|
|
|
|
|
газообразной |
+ |
+ |
1,1 |
|
|
жидкой |
+ |
+ |
1,15 |
|
|
Вес транспортируемой среды: |
|
|
|
|
|
газообразной |
+ |
+ |
1,1 (1,0) |
|
|
жидкой |
+ |
+ |
1,0 (0,95) |
|
|
Температурный перепад металла стенок трубопровода |
+ |
+ |
1,1 |
|
|
Неравномерные деформации грунта, не сопровождающиеся изменением его структуры (осадки, пучения и др.) |
+ |
+ |
1,5 |
|
Кратковременные |
Снеговая |
- |
+ |
1,4 |
|
|
Гололедная |
- |
+ |
1,3 |
|
|
Ветровая |
- |
+ |
1,2 |
|
|
Транспортирование отдельных секций, сооружение трубопроводов, испытание и пропуск очистных устройств |
+ |
+ |
1,0 |
|
Особые |
Сейсмические воздействия |
+ |
+ |
1,0 |
|
|
Нарушение технологического процесса, временные неисправности или поломки оборудования |
+ |
+ |
1,0 |
|
|
Неравномерные деформации грунта, сопровождающиеся изменением его структуры (селевые потоки и оползни; деформации земной поверхности в районах горных выработок и карстовых районах; деформации просадочных грунтов при замачивании или вечномерзлых при оттаивании и др.) |
+ |
+ |
1,0 |
