Мустафин Ф.М. - Сварка трубопроводов

Рис. 5.3. Аттестация сварщиков — сварка кольцевого стыкового соеди­ нения

метром 1020 мм и более допускается сваривать при проведении ат­ тестации сварщиков одну из половин стыка относительно верти­ кальной оси.

Сварщик-оператор механизированной сварки должен выпол­ нить весь набор операций, связанный со сваркой стыка в целом или той части шва, на которую он аттестуется.

Сварщик(и), выполнивший(е) сварку стыка, признанного год­ ным при аттестации технологии сварки, считается(ются) прошед­ шим (и) испытания и для получения аттестационного удостовере­ ния ему (им) не требуется проходить дополнительную аттестацию.

В процессе аттестационных испытаний сварщик(и) должен(ны) выполнять требования технологической инструкции и карты и применять такую же технику выполнения швов, которая будет использоваться в дальнейшем при сооружении трубопровода. Допускнои стык следует сваривать в присутствии представителя технадзора Заказчика при условиях непрерывного пооперацион­ ного контроля и последовательной оценки качества операций.

245

Аттестационные испытания сварщика, в том числе при работе в составе бригады, назначают также в случаях, если:

он имел перерыв в своей работе более трех месяцев; в технологическую документацию внесены изменения (изме­

нение материала труб, диаметра труб, изменение типа сварочных материалов и т. п., см. п. 5.1)

Допускной стык подвергают: пооперационному контролю в процессе сварки;

визуальному осмотру с определением геометрических пара­ метров сварного соединения (рис. 5.4, 5.5);

радиографическому контролю; испытанию образцов на излом с надрезом;

контролю за размерами швов и наличием недопустимых де­ фектов по макрошлифам.

После радиографического контроля допускного стыка долж­ ны быть выполнены испытания образцов на излом с надрезом. Схема вырезки образцов в зависимости от диаметра трубы пока­ зана на рис. 5.6, а форма и размеры самого образца — на рис. 5.7.

Образцы (рис. 5.7) должны иметь длину около 230 мм и шири­ ну около 20 мм. Они могут быть вырезаны газовой резкой, фрезой или другим аналогичным инструментом с последующей механи­ ческой обработкой. Образцы должны иметь надрезы, выполнен­ ные ножовкой в центральной части сварного шва (со стороны на­ ружного усиления) и по бокам шва. Кромки образца должны быть параллельные и гладкие.

При толщине стенки трубы менее 20 мм глубина боковых надрезов должна находиться в пределах 3 мм, а поперечного надреза по усилению шва — 1,5 мм, при толщине стенки трубы 20 мм и более — соответственно 4,0 мм и 2,5 мм.

Усиление и обратный валик не удаляют.

Образцы могут быть разрушены преимущественно растяже­ нием на разрывной машине. В отдельных случаях при соблюдении техники безопасности разрешается разрушение образцов ударом по центру образца при зажатых концах или ударом молота по сво­ бодному концу образца при зажатом другом конце.

Поверхность излома должна быть полностью проваренной и сплавленной между слоями шва. Максимальный размер любой газовой поры должен быть не более 2,5 мм, а суммарная площадь допустимых пор не должна превышать 3 % площади излома образца.

246

Рис. 5.4. Ручная электродуговая сварка

Рис. 5.5. Контроль сварного соединения шаблоном сварщика

247

Рис. 5.6. Схема вырезки образцов для испытаний при аттестации свар­ щиков:

а — для труб диаметром 530 мм и более; б — для труб диаметром 1020 мм и более; 1 — образцы для испытания на излом (Nick Break)

It

230

Усиление не удалять

Толщина трубы

Рис. 5.7. Образец с надрезами для испытания на излом

248

Глубина шлаковых включений не должна превышать 1 мм. Расстояние между соседними шлаковыми включениями должно быть не менее 12,5 мм.

Если в изломе обнаружены дефекты типа флокенов ("рыбьих глаз"), то они не являются браковочным признаком при данном ис­ пытании.

По согласованию с Заказчиком допускается вместо испыта­ ний на излом образца с надрезом проводить испытания на стати­ ческий изгиб. Для этого из положения, близкого к потолочному ("5 — 7 часов"), должен быть вырезан комплект из двух образцов для испытаний на ребро.

Если результаты контроля удовлетворяют вышеперечислен­ ным требованиям, то признают, что сварщик (сварщики) выдержал(ли) испытания, что должно быть подтверждено актом аттеста­ ции и именной карточкой.

Если результаты контроля не удовлетворяют вышеперечис­ ленным требованиям, то разрешается выполнить сварку и конт­ роль двух других допускных стыков; в случае получения при по­ вторном контроле неудовлетворительных результатов хотя бы на одном из стыков сварщика признают невыдержавшим испытание. К повторному испытанию сварщик может быть допущен только после дополнительного обучения (тренировки) по специальной программе, согласованной с технадзором Заказчика.

Срок действия аттестационных испытаний сварщиков опре­ деляется на время строительства данного объекта в том случае, если соблюдены следующие условия:

сварщик в течение всего этого времени выполняет только ту работу, по которой он прошел аттестационные испытания;

перерыв в работе за этот период не превышает трех месяцев. Если сварщик за время работы нарушил технологическую дисциплину и допустил брак в работе, технадзор Подрядчика или Заказчика имеет право отстранить его от работы и потребовать пе­

реаттестации.

249

6	КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА КОЛЬЦЕВЫХ
	СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ГЛАВА	ТРУБОПРОВОДОВ
	•

Неразрушающий контроль сварных соединений трубопроводов следует производить методами и в объемах, пре­ дусмотренных действующими нормативными документами:

СНиП 2.05.06 — 85*. Магистральные трубопроводы;

СНиП III —42 —80 —85*. Магистральные трубопроводы. Пра­ вила производства и приемки работ;

ГОСТ 7512 — 82. Контроль неразрушающий. Соединения свар­ ные. Радиографический метод;

ГОСТ 14782 — 86. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые ;

ВСН 012 — 88. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ.

Неразрушающий контроль сварных соединений технологи­ ческих трубопроводов пара, масла, горячей воды следует произво­ дить методами и в объемах, предусмотренных "Правилами устрой­ ства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов" (ПБ 03-108-96).

Рассмотрим общую классификацию методов и приборов неразрушающего контроля качества материалов и изделий:

Акустические для контроля методами:

теневым; эхо-импульсным;

резонансным; свободных колебаний;

эмиссионным;

импедансным;

велосиметрическим.

Капиллярные для контроля методами: цветным (хроматическим);

250

яркостным (ахроматическим); люминесцентным; люминесцентно-цветным; фильтрующихся частиц; комбинированным.

Магнитные для контроля методами: магнитопорошковым; магнитографическим; магнитоферрозондовым; индукционным; магнитополупроводниковым.

Оптические для контроля методами: прошедшего излучения; отраженного излучения; собственного излучения.

Тепловые для контроля методами: прошедшего излучения; отраженного излучения; собственного излучения.

Радиационные для контроля методами: рентгеновским; гамма; бета;

нейтронным;

позитронным.

Радиоволновые для контроля методами: прошедшего излучения, отраженного излучения, собственного излучения.

Электромагнитные (вихревых потоков) и электрические:

для контроля электромагнитным методом с использованием преобразователей: проходных, накладных, экранных, комбинированных; для контроля электрическим методом.

Визуальные.

При контроле качества кольцевых сварных соединений трубо­ проводов действующими нормативно-техническими документами рекомендуются рентгенографический, ультразвуковой и визуаль­ ный измерительный контроль. При диагностике технического со-

251

стояния трубопроводов и оборудования также используют и дру­ гие методы.

6.1. ТИПЫ ДЕФЕКТОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

В сварочном производстве различают дефекты подготовки изделий под сварку и дефекты, возникающие в про­ цессе сварки. Сварочные дефекты могут быть наружными и внут­ ренними. Неразрушающие методы контроля применяют, как пра­ вило, для определения внутренних макроскопических дефектов. Наружные дефекты сварки обычно выявляют внешним осмотром [5, 11, 23]. На рис. 6.1. представлены виды и причины возникнове­ ния дефектов сварных швов.

Допущенные дефекты при подготовке и сборке приводят к по­ явлению собственно сварочных дефектов. Наиболее характерные дефекты этого типа: неправильный угол скоса кромок в швах; слишком большое или малое притупление по длине стыкуемых кромок; непостоянство зазора между кромками; несовпадение стыкуемых плоскостей кромок; расслоения и загрязнения на кромках и т. п.

Причинами подобных дефектов могут быть неисправности оборудования, применяемого для изготовления заготовок и при­ способлений для сборки, недоброкачественность исходных мате­ риалов, низкая квалификация обслуживающего персонала.

Правильность сборки контролируют внешним осмотром и геометрическими измерениями с помощью шаблонов и специа­ лизированного инструмента.

Форма и размеры швов задаются техническими условиями. При сварке плавлением, как правило, регламентируют ширину и выпуклость шва, число проходов и глубину проплавления. Швы могут иметь неравномерность, которая появляется вследствие неустойчивого режима сварки, неравномерности зазора и угла скоса кромок. Неправильная форма швов является следствием не­ точного направления электрода относительно разделки. В случае недостаточной скорости подачи электродной проволоки при дан­ ной скорости сварки, увеличения угла скоса кромок или зазора

252

между ними, протекания металла в зазор возникает так называе­ мая неполномерность сварных швов. В местах расположения при­ хваток из-за нестабильности сварочного процесса появляется неравномерность шва.

Поры образуются при сварке загрязненных кромок металла, т. е. при плохой зачистке от окалины, ржавчины. Поры и шлако­ вые включения образуются часто вследствие недостаточного сва­ рочного тока и чрезмерно большой скорости сварки. Размеры пор и шлаковых включений колеблются от нескольких микрометров до нескольких миллиметров, форма их обычно сферическая. Шла­ ковые включения могут располагаться на границе оплавления ос­ новного металла с наплавленным, непровары чаще всего — в кор­ не шва. Шлаковые включения могут вызвать местную концентра­ цию напряжений и снизить прочность соединения. Встречаются микроскопические шлаковые включения — загрязнения в виде нитридов, сульфидов, легкоплавких эвтектик, оксида железа.

На поверхности сварных швов образуются подрезы, представ­ ляющие собой углубления в основном металле, появляющиеся в процессе сварки вдоль края шва. Подрезы уменьшают сечения изделия, вызывают концентрацию напряжений и могут стать при­ чиной разрушения швов.

При обрыве дуги образуются кратеры в виде углублений, ко­ торые уменьшают рабочее сечение шва, снижают его прочность и коррозионную стойкость. Часто кратер служит очагом появле­ ния трещин.

В результате большого сварочного тока, чрезмерно высокой погонной энергии образуются прожоги. Место прожога должно быть повторно заварено. Наиболее часто встречающиеся дефекты — это поры. Часть из них выходит на поверхность. Из канальных пор обычно развиваются свищи, т. е. сквозные дефекты. Поверхност­ ные дефекты можно обнаружить визуально и исправить. Если до­ пускаются небольшие дефекты формирования, то это должно быть оговорено в инструкциях и технических условиях на изго­ товление данного изделия. Значительное количество поверхност­ ных дефектов обычно указывает на наличие и внутренних дефектов.

К внутренним дефектам, нарушающим сплошность сварного соединения, можно отнести поры, трещины, непровары, несплав­ ления и др.

Трещины являются весьма опасными дефектами, так как со-

253

Кратеры:

обрыв дуги; неправильное выполнение конечного участка шва.

Поры:

быстрое охлаждение шва; загрязнение кромок маслом, ржавчиной и т. п.; непросушенные электроды;

высокая скорость сварки.

Включения шлака:

грязь на кромках; малый сварочный ток;

большая скорость сварки.

Несплавления:

плохая зачистка кромок; большая длина дуги; недостаточный сварочный ток; большая скорость сварки.

Наплыв:

большой сварочный ток; неправильный наклон электрода; излишне длинная дуга.

Свищи:

низкая пластичность металла шва; образование закалочных структур; напряжение от неравномерного нагрева.

Рис. 6.1. Виды и причины возникновения

254