3.Технологическая часть

3.1 Сборка и сварка узла врезки

Сборка и сварка узла врезки по рекомендациям ПКТБ «Астром». Собирается узел с краном Ду200 мм и опрессовывается на 1,25Рраб- 1,25*75=93,75атм. После опрессовки, испытывается на плотность. Если падения давления не наблюдалось то составляется акт приемки готового узла установленной формы по ВСН 012-88. Монтаж и приварка узла врезки с конструктивным исполнением «разрезная муфта с отводным патрубком» (типа Г ). Удалить влагу с поверхности трубы газопровода в месте монтажа муфты с отводным патрубком, нагревая ее нагревателем или газовой горелкой. Зачистить поверхность трубы газопровода в местах наложения сварных швов приварки отводного патрубка и муфты до металлического блеска с использованием инструментов безударного действия на 150 мм по обе стороны окружности сварки. Зашлифовать выпуклость продольного шва газопровода на величину длины муфты плюс 50 мм в обе стороны от нее, проверить на отсутствие трещин ультразвуковым методом или методом цветной красящей дефектоскопии. Монтаж муфты производится на расстоянии не менее 1,5 диаметра газопровода от его поперечного сварного шва и 150 мм между поперечными швами. Подготовить кромки отводного патрубка и муфты к приварке. Разделка кромок отводного патрубка и отверстия муфты под патрубок производится в соответствии с рисунком 10 а,б. Разделка кромок продольного и кольцевого швов муфты производится в соответствии с рисунком 13. Кромки зачисть до металлического блеска на ширину не менее 10мм. Забоины и задиры на основной трубе, отводном патрубке и муфте не допускаются. В верхней половине муфты следует высверлить отверстие для вентиляции и отвода тепла в процессе приварки диаметром 6-8 мм. Установить отводной патрубок на поверхности трубы, строго контролируя при этом поверочным угольником угол 90между осями труб. Допустимый зазор между отводным патрубком и поверхностью газопровода должен быть в пределах 2-3 мм. Зафиксировать патрубок в установленном положении прихватками. Произвести предварительный нагрев свариваемых поверхностей для приварки узла врезки к телу газопровода до температуры не ниже 100С, но не более 250 С, приварить патрубок к телу газопровода. Установить верхнюю и нижнюю половины разрезной муфты на трубе газопровода. Уложить под продольные кромки муфты металлическую прокладку из углеродистой или низколегированной стали шириной 20-30 мм, толщиной 1-3мм, длиной на 300 мм больше длины тройника. Допустимый зазор между муфтой и патрубком принимается не более 3 мм. Допустимый зазор между телом муфты и газопровода на продольных швах не должен превышать 1,5-3,5 мм, на кольцевых швах- не более 3 мм. Зафиксировать половины муфты между собой прихватками. При монтаже муфты необходимо использовать наружные центраторы и снимать их после наложения прихваток. Температура подогрева привариваемых кромок разрезного тройника, муфты, накладки при наложении кольцевых сварных швов приварки к основной трубе газопровода рекомендуется не выше 150С. Подогрев кромок стыков при сварке продольных швов разрезного тройника, муфты рекомендуется не выше 150С. Сварку деталей узлов врезки на газопроводе под давлением следует производить только в период нахождения температуры предварительного нагрева в установленном интервале. При снижении температуры подогретой поверхности трубы газопровода ниже минимального значения температурного интервала сварку следует прекратить и произвести подогрев поверхности трубы в пределах указанного температурного интервала. Температура предыдущего слоя сварного шва перед наложением последующего слоя должна быть не ниже100С. Если температура между слоями опустилась ниже 100С, следует произвести подогрев до 150С. Продолжительность нахождения температуры предварительного нагрева поверхности основной трубы в установленном интервале определяется по результатам замера перед началом сварочных работ. Для этого при данном технологическом режиме работы участка газопровода в предполагаемом месте приварки узла врезки производится нагрев поверхности трубы до выбранного верхнего предела температурного интервала предварительного нагрева и замера времени снижения температуры поверхности до 100С. Время охлаждения поверхности трубы должно быть не менее 60-90 сек. Для поддерживания температуры предварительного нагрева поверхности трубы в установленном интервале рекомендуется выполнять подогрев и сварку по секторам. Количество секторов определяется по результатам замера времени охлаждения поверхности трубы в конкретных условиях. Контроль температуры предварительного нагрева свариваемых поверхностей производится с использованием контактных и бесконтактных термометров или терма карандашей. Предварительный нагрев производится с использованием газовой горелки или электроиндукционных нагревателей. Когда невозможно поддерживать температуру предварительного нагрева в установленном интервале в течение заданного времени с использованием газовой горелки рекомендуется применение электроиндукционных нагревателей, обеспечивающих постоянный равномерный подогрев поверхности трубы. За герметизировать вентиляционное отверстие в теле муфты, во избежание коррозии поверхности трубы газопровода под муфтой. При наложении продольных сварных швов приварки половин разрезного тройника (муфты ) между собой глубина проплавления должна быть равна толщине стенки тройника ( муфты ). Проплавление стенки основной трубы не допускается. Допускается утяжина корня шва глубиной не более 1,25 мм. Облицовочный слой должен иметь усиление высотой 1-3 мм, плавный переход к основному металлу тройника ( муфты ) и перекрывать его в каждую сторону от шва на 2,5-3,5 мм. При наложении корневого слоя шва приварки отводного патрубка к стенке основной трубы допускается обратный валик шириной не более 1,5 мм. Глубина проплавления стенки основной трубы при наложении корневого и наплавочного слоев сварного шва должна быть 2,4 мм, но не более 40% от толщины стенки трубы или 3 мм. Минимальная ширина облицовочного слоя углового сварного шва приварки отводного патрубка и накладки должна быть 0,4 толщины стенки отводного патрубка, но не менее 6 мм. Наплавленный слой внешнего сварного шва приварки накладки к стенке основной трубы должен иметь минимальный катет 0,5 толщины стенки накладки, но не менее 6 мм, и максимальный катет равный толщине стенки накладки. Облицовочный слой должен иметь плавный переход к основному металлу накладки и перекрывать его на 2,5-3,5 мм от сварного шва. Ширина наплавленного слоя кольцевого сварного шва приварки разрезного тройника к стенке основной трубы должна быть 1,4 толщины стенки основной трубы. Облицовочный слой сварного шва должен иметь плавный переход к основному металлу тройника и перекрывать его на 2,5-3,5 мм от сварного шва. Наплавочные и корневой слои кольцевого сварного шва приварки накладки, разрезного тройника, муфты к основной трубе выполняются с обязательным наложением на тело трубы наплавленного слоя. Все швы выполняются обратно ступенчатым способом. Наплавочные швы обеспечивают требуемую глубину проплавления, а также обеспечивают переход от металла трубы к основному сварочному шву и выравнивания однородности химического состава. Это увеличивает запас прочности и уменьшает риск прожога трубы. Кольцевые швы более трудны в исполнение. Это угловые швы закрепляющие фитинг на трубопроводе. Условия сварки сложны, вследствие охлаждающего эффекта, создаваемого потоком газа. Сначала варится кольцевой шов, расположенный со стороны подачи газа, а затем - со стороны тупикового участка трубопровода. Величина углеродного эквивалента должна составлять не более 0,43%. Если длина фитинга менее 600 мм: выделите двух сварщиков, по одному на каждую сторону. Если длина фитинга более 600 мм: выделите четырех сварщиков, по два на каждую сторону. Сварка кольцевых швов не может быть начата до тех пор, пока продольные швы будут проверены с помощью ультразвукового дефектоскопа и теста с применением магнитных частиц, которые должны показать, что швы не имеют дефектов. После получения положительных результатов по контролю можно приступать к сварке угловых швов. Во всем мире фитинги или муфты , разрезные тройники безопасно привариваются на действующий газопровод без трещин в угловых швах. Вот основные трудности, которые предстоит преодолеть: - Теплоотводящая способность газопровода.

- Риск прожига ( незначительная проблема).

- Формирование гидрокрекинга ( серьезная проблема).

Теплоотводящая способность трубопровода, еще ее называют охлаждающим эффектом, должна быть взята под контроль и минимизирована. Твердость зоны термического влияния стали, трубы возрастает, как только скорость охлаждения проходит через температуру фазового превращения. Уменьшить скорость охлаждения сварки можно путем применения предварительного прогрева газопровода, а также с помощью увеличения количества подводящего тепла в ходе проведения сварки:

Подводящее тепло = напряжение  сила тока / скорость наложения шва (кДж/мм). Вот почему эксплуатационный режим газопровода должен быть изменен в порядке снижения скорости потока газа. Это снизит охлаждающий эффект и увеличит время сварки. Факторы, влияющие на скорость охлаждения сварки:

- содержимое трубопровода ( текучая среда )

- скорость потока

- давление ( только для газа )

- толщина стенки трубы

- температура окружающей среды.

Для того чтобы избежать этих проблем скорость потока не должна превышать 10 м/с.

Риск прожига.

Прожиг может произойти, если сильно нагретый ( почти расплавленный ) участок трубы, расположенный ниже накладываемого сварного шва, теряет свою прочность и больше не может сдерживать внутреннее давление трубопровода. Прожиг обуславливается тремя основными факторами: - Должна быть проверена толщина стенки трубы.

– Глубина провара стенки трубы при дуговой сварке зависит от технологии и параметров сварки.

– Рабочее давление трубопровода снижено согласно рекомендаций.

Возникновение гидрокрекинга. Три независимых условия должны быть одновременно удовлетворены для возникновения гидрокрекинга зоны термического влияния во время сварки:

- Высокий уровень водорода.

– Восприимчивая микроструктура.

– Растягивающее усилие, воздействующее на шов.

Отсутствие или предотвращение одного из этих условий позволит контролировать гидрокрекинг.

– Высокий уровень водорода все процессы дуговой сварки происходят с внедрением некоторого количества водорода. Возможно, ограничить количество входящего в сварку водорода путем использования правильно подготовленных низко-водородных электродов и строгим очищением сварных поверхностей. Как Низко-водородные электроды имеют ограничение по содержанию водорода не более чем 100мл/100г. Хранить низко-водородные электроды в герметичных контейнерах при соответствующей температуре. Сушите электроды в соответствии с рекомендациями изготовителя. Храните, электроды в сушильных шкафах при температуре выше 100С. Используйте переносные сухожаровые шкафы. Атмосферная влажность, конденсация на поверхности трубы, смазка или другие органические загрязнители, находящиеся на трубе или на сварочном проводе также могут увеличить уровень водорода. – Восприимчивая микроструктура. Твердые микроструктуры зоны термического влияния восприимчивы к гидрокрекингу. Эти микроструктуры активизируются с помощью: стали, имеющей высокий эквивалент углерода, ограничен до 0,45%. Твердость должна быть ограничена до 350 виккерсов. Она должна быть проверена в ходе процедуры оценки технологии сварки. – Растягивающие напряжения, действующие на сварку. Напряжения бывают внешними и остаточными: внешние напряжения могут быть результатом перемещения трубопровода, вследствие осадки грунта. Их можно минимизировать путем ограничения перемещения трубопровода и предотвращения осадки грунта. Остаточные напряжения развиваются как результат стягивания, приложенного сварной конструкцией и ее температурной усадкой после остывания сварки.