Методы сварочно монтажных работ
С трубосварочной базы плети трубовозами вывозятся на трассу и раскладываются вдоль оси газопровода на деревянные лежки или земляные призмы, покрытые полиэтиленовой пленкой или полотнищем НСМ. Раскладка труб или плетей осуществляется таким образом (елочкой), чтобы обеспечить свободный доступ к торцам труб и сократить время и затраты труда на подготовку концов и центровку перед сваркой.
Транспортировка секций труб на трассу газопровода осуществляется плетевозами, оснащенными устройствами, исключающими повреждение заводской изоляции труб, согласно недельно-суточному графику и под контролем диспетчерской службы.
Сварка труб и секций в нитку на трассе должна выполняться по согласованной с технадзором Заказчика технологической карте по следующим технологиям:
? ручной электродуговой сваркой корня шва и полуавтоматической сваркой заполняющих и облицовочных слоев шва самозащитной порошковой проволокой (по технологии «Иннершилд»);
? ручной электродуговой сварки всего шва (организация сварки поточно-расчлененным методом).
Часть 2 Круглый стол «Современные технологии, материалы и оборудование для сварочно-монтажных работ»
Предполагается применение сварки стыков труб по комбинированной технологии: ручная дуговая сварка плюс автоматическая сварка порошковой проволокой с принудительным формированием шва сварочным комплексом «Стык-04».
Сварка секций в нитку выполняется методом последовательного наращивания с соблюдением следующих требований:
? предварительный нагрев стыкуемых кромок труб до температуры, указанной в технологической карте;
? внутренний центратор перемещается только после полной сварки корневого слоя шва;
? стыки подвариваются изнутри электродами с основным покрытием.
В процессе выполнения сварочных работ должна постоянно вестись следующая исполнительная документация:
? Журнал поворотной сварки труб на трубосварочных базах;
? Журнал потолочной (неповоротной) сварки труб на трассе;
? Журнал резки труб;
? Список сварщиков и операторов сварочных машин;
? копии удостоверений сварщиков и операторов сварочных машин;
? акты аттестации сварочных технологий и сварщиков;
? технологические инструкции и технологические карты на сварку;
? приказ с номерами клейм сварщиков и операторов сварочных машин;
? сертификаты, паспорта на сварочные материалы, трубы и фасонные изделия.
После окончания строительства эта документация по требованию передается Заказчику.
Сварка стыков труб порошковой проволокой по технологии «Иннершилд» По технологии «Иннершилд» производится сварка заполняющих и облицовочных слоев по предварительно сваренному вручную корню шва.
Использование самозащитной проволоки для сварки труб дает ощутимое снижение себестоимости сварочных работ и ремонта трубопроводов, поскольку решает многие проблемы качества сварных соединений, характерные для традиционных методов.
Сварка выполняется от источников сварочного тока с жёсткой внешней характеристикой в комбинации с мобильным механизмом подачи проволоки. Такая технология не требует внешней газовой защиты сварочной ванны.
Преимуществами этого способа сварки являются:
? большая скорость сварки по сравнению с ручным способом;
? качество сварки и высокопластичные показатели сварного соединения, выполненного по этой технологии;
? простота обучения методу;
? снижение расхода сварочных материалов по сравнению с электродами на ~ 30%.
Особенно эффективен этот процесс при сварке обвязки крановых узлов, где требуется сварка сравнительно больших толщин труб.
Основные процессы сварки.
Процесс сварки осуществляется в направлении «на спуск». Сварка заполняющих слоев шва выполняется порошковой проволокой NR-208H диаметром 2,0 мм по следующей схеме: первый слой за один проход, последующие слои — в два прохода (валика). Количество заполняющих слоев для труб с толщиной стенки 18,7 мм — четыре.
По завершению каждого прохода (валика) производить послойную зачистку от шлака и брызг. При этом после выполнения первого и второго заполняющих слоев шва зачистка производится абразивным кругом, всех последующих слоев дисковой проволочной щеткой или абразивным кругом. Далее выполняется сварка порошковой проволокой «корректирующего» слоя в положении 1…5 час (ориентировочно).
Облицовочный слой выполнить тремя валиками (допускается два валика). Каждый последующий проход (валик) должен перекрывать предыдущий не менее чем на 1/3 его ширины. Глубина межваликовой канавки должна составлять не более 1,0 мм, что определяется разностью между высотой валика в верхней точке и высотой шва в месте расположения соседней канавки при установке шаблона на тело трубы. Усиление шва по периметру межваликовой канавки должно составлять не менее 1,0 мм.
Режимы сварки по технологии «Иннершилд»
Организация и технология сварки поточно-расчлененным методом
Оптимальная организация работ по структуре поточно-расчлененного метода создает условия, при которых сварка неповоротных стыков перестает быть операцией, сдерживающей темп потока.
При такой организации в состав укрупненной бригады сборки и сварки стыков входят звенья: подготовительное, головное и завершающее.
Подготовительное звено выполняет работы по:
? раскладке секций вдоль трассы;
? очистке полости секций;
? селекции и отбраковке секций с вмятинами, забитыми фасками и т.д.;
? восстановлению забракованных секций (правку вмятин, обрезку концов труб, подготовку фасок сваркой).
Для повышения темпа сварки подготовительному звену может быть поручена операция предварительного подогрева концов труб до 100єС.
Головное звено выполняет следующие основные работы:
? перемещение очередной трубной секции к стыку и установка ее на центратор;
? центровка стыка и установка зазора;
? сварка корневого слоя шва;
? зачистка и вышлифовывание неровного рельефа наружной поверхности корневого слоя-шва (операцию зачистки и шлифовки корневого шва можно частично совместить по времени со сваркой корневого слоя шва и горячего прохода);
? сварка «горячего прохода»;
? высвобождение и перемещение центратора (не ранее, чем после сварки 3-х четвертей периметра корневого слоя шва) и технологического оборудования для начала сборки и сварки следующего стыка.
Сборка труб без специальной подготовки кромок разрешается, если разница толщин стыкуемых труб не превышает 3 мм. Требования, предъявляемые к сборке более разнотолщинных труб, изложены ниже.
Завершающее звено выполняет следующие работы:
? сварка заполняющего и облицовочного слоев шва (выполняется парами сварщиков);
? зачистка каждого слоя шва от шлака, а после сварки облицовочного слоя зачистка околошовной зоны от брызг металла.
Каждая пара сварщиков выполняет сварку каждого слоя шва от начала до конца, а затем переходит к следующему стыку. Количество пар, образующих фронт сварки заполняющих и облицовочного слоев шва, составляет: для толщины стенки 15.7 мм и 18.7 мм — 4 пары.
Сварочная колонна в этом случае наиболее мобильна, протяженность фронта работ минимальна, количество применяемой техники сокращается.
Разрешается, в случае остановки работ, оставлять на сутки стык, не сваренный облицовочным слоем. Если будет оставлен стык, не сваренный полностью заполняющими слоями, то он должен быть вырезан и заварен вновь.
Для обеспечения качества сварки рекомендуется централизованное хранение сварочных материалов в специальных помещениях, с обеспечением их входного контроля и доставки в бригады. Описание производства сварочных работ на трассе дано в технологической карте.
Количество человек при сварке
Машинист сварочной установки
Сварочная установка четырехпостовая
Сварочная установка двухпостовая
Сборка и сварка при выполнении специальных монтажных работ
Перед сваркой специальных соединений должна быть выполнена в соответствии с требованиями СТО Газпром 2-2.2-136-2007 аттестация технологии сварки и аттестация сварщиков, выполняющих данный вид работ.
К специальным монтажным работам относится сборка и сварка кольцевых стыков труб с деталями трубопроводов (отводами, тройниками, патрубками, переходами), запорной арматурой, разнотолщинных элементов, кольцевых стыков при выполнении захлестов и врезке катушек.
Сборка и сварка трубных деталей с арматурой, а также захлестов и катушек должна осуществляться в соответствии с СТО Газпром 2-2.2-136-2007, ВСН 006-89, раздел 2.9 электродами только с основным видом покрытия.
Качество сварных соединений должно быть обеспечено пооперационным контролем всех технологических операций во время их исполнения и неразрушающими методами контроля готового сварного соединения.
При сварке захлестов применяется технология сварки, указанная в ВСН 006-89 и в технологической карте.
Выполняются следующие виды технологических захлестов:
? концы трубопровода свободны (не засыпаны землей) и находятся в траншее или на ее бровке;
? один конец трубопровода защемлен (засыпан, подходит к крановому узлу), а другой имеет свободное перемещение;
? оба соединяемых конца трубопровода защемлены.
В первых двух случаях замыкание трубопровода осуществляется сваркой одного кольцевого стыка — захлеста. В последнем случае выполняется вварка катушки со сваркой двух кольцевых стыков (длина катушки должна быть не менее одного диаметра трубы).
Монтаж захлестов и катушек выполняется только в присутствии прораба или мастера и представителя технадзора Заказчика с последующим составлением акта в соответствии с ВСН 012-88. [25,26]
Состав бригады при монтаже захлестов и катушек
Количество человек при сварке
Машинист сварочной установки
Оснащение бригады при монтаже захлестов и катушек
Сварочная установка четырехпостовая
Сварочная установка двухпостовая
Все трубы, детали трубопроводов, элементы запорной арматуры принимаются в монтаж только после прохождения приемки и (или) освидетельствования на соответствие их требованиям [26,27]
Детали трубопроводов и запорная арматура должны поставляться с заводов изготовителей согласно заказным спецификациям с обработанными под толщины присоединяемой трубы фасками.
Непосредственное соединение без обработки на трассе труб с деталями (тройниками, переходниками, днищами, отводами) допускается при условии, если разность толщин стенок стыкуемых труб с деталями не превышает 3 мм. Соединение труб с деталями с большей разностью толщин стенок осуществляется путем вварки между ними переходных колец, изготовленных в заводских условиях. Длина переходного кольца установлена проектом и должна быть не менее 300 мм.
Сборка стыков (труба-деталь) производится с использованием наружного центратора типа Ц3-141А с зазором 2,5-3,5 мм (см. операционные технологические карты на сварку).
Продольные швы должны располагаться в верхней части образующей стыкуемых элементов со смещением не менее 100 мм. Процесс дуговой сварки следует начинать и заканчивать не ближе 100 мм от продольного шва трубы (детали).
Перемещать центратор разрешается только после того, как корневой слой шва полностью сварен.
Технологические прихватки (если они предусмотрены технологической картой) следует выполнять не ближе 100 мм от продольных швов трубы (детали). Сварка производится по операционным технологическим картам после получения положительных результатов аттестационных испытаний сварщиков.
Сварка корневого слоя шва осуществляется одновременно 2 электросварщиками электродами ОК-53.70 диаметром 3,2 мм с основным покрытием на постоянном токе обратной полярности.
Сварные соединения деталей и труб должны выполняться с обязательной внутренней подваркой. Подварку стыков выполнять по всему периметру одним электросварщиком. Запрещается выполнять подварку способом «на спуск». Подварочный слой должен плавно переходить к основному металлу, иметь ширину 8±2 мм и усиление 2±1 мм. Не допускаются подрезы и не заваренные кратеры.
Произвести зачистку шлифмашинкой (щеткой) подварочного слоя и прилегающей поверхности труб с последующим визуальным контролем.
Заключительным этапом является сварка заполняющих и облицовочного слоев шва.
Сварку выполняют электродами ОК-74.70 d=4 мм с основным видом покрытия на постоянном токе обратной полярности. Сварку каждого слоя выполняют одновременно 2 электросварщика.
Каждый промежуточный слой шва должен быть зачищен электрошлифовальной машинкой с абразивным кругом, а облицовочный слой и примыкающая поверхность труб должны быть подвергнуты чистовой обработке щеткой или абразивным кругом.
Минимально допустимое число слоев шва при ручной дуговой сварке составляет:
— пять — при толщине стенки трубы 18,7 мм;
— шесть — при толщине стенки трубы 23,2 мм.
В процессе сварки осуществляют контроль за соблюдением режимов сварки (по показаниям контрольно-измерительной аппаратуры, установленной на сварочных агрегатах, постах, машинах и т.п.), порядка наложения слоев и их количеством, качеством применяемых материалов для сварки корневого и заполняющих слоев, времени перерывов между сваркой корневого шва и «горячим проходом» и других требований нормативной литературы.
Сварные соединения трубопроводов, выполненные дуговыми методами сварки, которые по результатам визуального контроля и обмера отвечают требования Общие требования к методу радиографического контроля сварных соединений трубопроводов с использованием рентгеновских аппаратов и радиографической пленки установлены в ГОСТ 7512-82. [28,29]
Заключения, радиографические снимки, зарегистрированные результаты ультразвуковой дефектоскопии, магнитные ленты и диаграммы фактического режима стыковой сварки оплавлением хранятся в производственной испытательной лаборатории (ПИЛ) до сдачи трубопровода в эксплуатацию после гарантийного срока.
ИсточникИзучаем методы сварки
Сварка предоставляет возможность получать неразъемные соединения отдельных элементов конструкций при помощи формирования межатомных связей в процессе их пластичной, местной деформации. Данная процедура позволяет выполнять надежные соединения разных металлов и их сплавов, стекло, керамику, прочие неметаллические материалы. При этом используются разные методы для выполнения сварки, имеющие свои особенности, преимущества и недостатки.
Классификация сварочных технологий
Все разновидности сварочных работ, зависимо от типа энергии, используемой для формирования межатомных соединений, делятся на три категории:
- Механическая: холодная, ультразвуковая, взрывом, трением, прочие. Применяется давление, механическая энергия.
- Термическая: лазерная, дуговая, плазменная, электрошлаковая, газовая, электронно-лучевая, прочие. Применяется тепловая энергия.
- Термомеханическая: контактная, диффузионная, прочие. Применяется давление, тепловая энергия.
Наиболее востребованные способы сваривания
Ручная дуговая
Сварочные работы выполняются с применением сварочной дуги, которая создается за счет электрического разряда газов, паров металла в ионизированной среде.
Данный тип сварки используется в ограниченных условиях: на безопасном расстоянии от промышленных помещений, на небольшой площади.
Электродуговая
Аналогично способам ручной дуговой сварки в процессе работ задействуется электрическая дуга, лишь отличается своими габаритами.
Контактная
Данный метод сварки выполняется с нагреванием соединяемых кромок изделий. Достаточно разогретые образцы проседают с оплавлением, без оплавления. В процессе пластического деформирования получается сварное соединение – характерное отличие данной методики.
Электрошлаковая
Осуществляется благодаря тепловому выделению в период прохождения электротока через шлаковую ванну.
Данным методом сваривания пользуются в машиностроительной индустрии, к примеру, при производстве лито-сварных, ковано-сварных конструкций:
- коленчатые валы дизелей морских судов;
- отдельные элементы мощнейших прессов;
- валы гидротурбин;
- прочие изделия.
Стыковая
Это подвид контактной техники сваривания. В процессе сварочных работ изделия подвергаются обработке по всей площади соприкосновения. Если в период стыковой сварки осуществляется разогрев стыка до пластичного состояния с последующей осадкой, то данная технология называется стыковой сваркой оплавлением.
Преимущества и недостатки разных методов сварки
Сварка ММА
ММА – это дуговая ручная сварка с использованием штучной электродной проволоки со специальным покрытием. Используется для соединения образцов из нержавейки, углеродистой стали.
Сваривание деталей из нержавеющей стали осуществляется исключительно при использовании постоянного тока, а изделий, выполненных из углеродистых сталей, и с использованием постоянного, и переменного тока.
Преимущества сварки MMA
- Достаточно экономичная технология
- Сварочные работы можно производить в разных плоскостях
- Не используются баллоны с газом
Недостатки ММА
- Слабая производительность
- Приходится удалять с изделий шлаковые образования
Сварка TIG
TIG – это ручная сварка в аргоновой среде с применением вольфрамовой неплавящейся электродной проволоки. Технология TIG с использованием постоянного тока предназначена для соединения стальных образцов, технология TIG с использованием переменного тока предназначена для сваривания изделий из алюминиевых сплавов.
Преимущества TIG
- Сварочный шов получается достаточно аккуратным
- В процессе работы нет брызг раскаленного металла
- Возможность соединения изделий малой толщины
- Параметрами сварочной дуги легко управлять
Недостатки TIG
- Малая производительность
- Повышенные требования к работе оператора
- Обязательное использование баллона с газом
Сварка MIG/MAG
МИГ/МАГ – это сварка полуавтоматическая в защитном газе (углекислый, аргон) с использованием электродов. Технология предназначена для сваривания стальных, алюминиевых изделий, а также образцов из нержавеющей стали.
Преимущества MIG/MAG с газом
- Повышенная производительность
- Практически отсутствует дым
- Отсутствуют шлакообразования
Недостатки MIG/MAG с газом
- Работы ограничиваются на открытом воздухе
- Необходимость использования баллона с газом
Преимущества МИГ/МАГ с порошковой проволокой
- Готовность к эксплуатации в любой момент
- Баллоны с газом не используются
- Идеально подходит для проведения работ на открытом воздухе
Недостатки МИГ/МАГ с порошковой проволокой
- Шлакообразования
- Порошковая проволока дорогостоящий материал
Пайка MIG
Технология MIG предоставляет возможность осуществлять процедуру пайки при температуре меньшей сварочной температуры (сварочная температура составляет 1500º, когда температура пайки всего лишь 1000º). В результате отсутствует деформация свариваемых элементов, так как соединение фиксируется исключительно благодаря расплавлению припоя.
Данная методика достаточно востребована при выполнении ремонта кузова, так как отсутствует возможность повреждения оцинковочного покрытия кузова авто.
Источник