Зварювання металоконструкцій вертикального резервуару
18.1 Загальні вимоги
Вимоги цього розділу поширюються на зварювання конструкцій резервуарів під час виготовлення та монтажу.
18.1.1. Технологічні процеси заводського та монтажного зварювання повинні забезпечувати отримання зварних з'єднань, що повністю задовольняють вимогам проекту КМ по всьому комплексу фізико-механічних характеристик та геометричних параметрів, а також за граничними розмірами та видами дефектів, що допускаються цим Стандартом.
18.1.2. Заводське зварювання резервуарних конструкцій слід виконувати відповідно до затвердженого технологічного процесу (процедур), в якому повинні бути передбачені:
- вимоги до форми та підготовки кромок деталей, що підлягають зварюванню;
- способи та режими зварювання, зварювальні матеріали, а також послідовність виконання технологічних операцій;
- конкретні вказівки щодо закріплення деталей перед зварюванням;
- заходи, що унеможливлюють утворення пропалів, зміщення шва від його осі на величину більше 2 мм для товщини деталей до 10 мм і на величину більше 3 мм для товщини деталей понад 10 мм;
- заходи, створені задля зниження зварювальних деформацій.
18.1.3. Монтажне зварювання резервуарних конструкцій слід виконувати відповідно до вказівок ПВР, в якому мають бути передбачені:
- найбільш ефективні способи зварювання монтажних з'єднань з урахуванням їхнього просторового становища;
- зварювальні матеріали, що задовольняють вимоги проекту КМ за рівнем механічних властивостей;
- необхідна форма підготовки кромок елементів під зварювання;
- послідовність зварювання та порядок виконання кожного шва, що забезпечують мінімальні деформації та переміщення елементів, що зварюються;
- режими та вказівки потехніці зварювання, які повинні забезпечити необхідний рівень механічних властивостей зварних з'єднань, а також одержання необхідних структур металу шва та навколошовних зон;
- необхідне технологічне оснащення та обладнання для виконання зварних з'єднань;
- допустима температура металу, при якій можливе зварювання з'єднань без їх підігріву, а також швидкість вітру в зоні зварювання;
- вказівки щодо технології виконання зварювальних робіт у зимових умовах (якщо це передбачається відповідно до графіка робіт).
18.1.4. У ПВР повинні бути передбачені заходи, спрямовані на забезпечення необхідної геометричної точності резервуарних конструкцій, включаючи заходи щодо компенсації або придушення термодеформаційних процесів усадки зварних швів, які можуть призвести до втрати стійкості тонкостінної оболонки корпусу резервуара та утворення вм'ятин або опуклостей його поверхні.
18.1.5. Керівництво зварювальними роботами має покладатися на спеціаліста, який має спеціальну освіту та пройшов атестацію на знання цього Стандарту та ПБ 03-273-99.
Керівник зварювальних робіт призначається наказом по підприємству: заводу-виробнику або монтажній організації.
18.1.6. Керівник зварювальних робіт перед початком монтажу резервуару зобов'язаний:
- вивчити проектну документацію на монтаж та зварювання резервуара;
- укомплектувати об'єкт відповідно до ППР обладнання та матеріалів;
- відібрати для зварювання резервуару зварювальників, які мають допуск до зварювання відповідальних конструкцій, провести їх інструктаж та організувати зварювання кожним зварювальником пробних зразків з'єднань, які вони мають виконувати.
18.1.7. Зварювальники повинні бути атестовані відповідно до чиннихПравилами атестації, затвердженими Росгортехнаглядом, що має бути підтверджено посвідченнями.
Остаточне рішення про допуск зварювальників до зварювання відповідних типів зварних з'єднань на резервуарі приймається керівником зварювальних робіт на підставі результатів контролю зразків, виконаних кожним зварювальником.
Кожному зварювальнику, допущеному до зварювання резервуарів, наказом заводу (монтажної організації) присвоюється особисте тавро.
18.2. Рекомендовані способи зварювання
18.2.1. Застосовувані способи та технологія зварювання резервуарних конструкцій повинні забезпечувати:
- Високу продуктивність та економічну ефективність зварювальних процесів;
- високий рівень однорідності та суцільності металу зварних з'єднань з урахуванням вимог міцності, пластичності, твердості, ударної в'язкості та холодостійкості;
- мінімальний рівень деформацій конструкцій, що зварюються.
18.2.2. При заводському виготовленні резервуарних конструкцій основними способами зварювання має бути автоматизоване зварювання під флюсом і механізоване зварювання у вуглекислому газі або суміші газів на основі аргону, при цьому рекомендується наступне співвідношення газів: аргон - 82 %; вуглекислий газ – 18 %.
18.2.3. Рекомендовані способи зварювання для різних типів зварних з'єднань при монтажі резервуарів методами рулонного, полістового або комбінованого складання, наведені в таблицях 18.1 та 18.2.
Враховуючи, що ручне дугове зварювання характеризується відносно високим рівнем питомого тепловкладання, що призводить до підвищених зварювальних деформацій, а також порівняно низькою продуктивністю застосування цього способу зварювання при монтажі резервуарів повинно бути обмежене.
Таблиця 18.1
Таблиця 18.2
18.3. Вимоги до підготовки та збирання конструкцій під зварювання
18.3.1. До початку зварювальних робіт будь-які з'єднання резервуарів повинні фіксуватися в проектному положенні, що може бути забезпечене застосуванням кондукторів, спеціальних складальних пристосувань, що приварюються до деталей з'єднань або постановкою прихваток.
Складальні пристрої повинні мати достатню міцність і жорсткість, щоб виключити надмірне усадження швів і переміщення елементів, що зварюються.
Якщо при зварюванні з'єднань очікуються значні деформації, що призводять до зміни проектної форми, тоді при складанні деталей або вузлів конструкцій необхідно передбачати відповідні компенсуючі заходи (попередній прогин, будівельний підйом, змінний зазор тощо).
18.3.2. Прихватки, призначені для з'єднання деталей, що зварюються, повинні розташовуватися в місцях розташування основних швів.
Розміри перерізу прихваток повинні бути мінімально необхідні для забезпечення розплавлення їх при накладенні швів проектного перерізу.
Накладення шва поверх прихваток допускається проводити тільки після зачистки останніх від шлаку та бризок металу.
Прихватки з порами, раковинами та тріщинами повинні бути видалені та знову заварені.
При необхідності постановки електроприхваток на монтажних стиках стінки їх рекомендується розташовувати з протилежного боку частини перерізу шва, що виконується першою. Розмір прихваток має бути мінімально необхідним. При виконанні зачистки кореня шва такі прихватки видаляються.
Постановка прихваток при монтажному складанні конструкцій повинна виконуватися атестованими зварювальниками.
18.4. Вимоги до технології зварювання
18.4.1. Способи, режими та техніка зварювання резервуарних конструкцій повиннізабезпечувати:
- необхідний рівень механічних властивостей та холодостійкості зварних з'єднань, передбачений проектом КМ;
- необхідну однорідність та суцільність металу зварних з'єднань;
- мінімальну величину зварювальних деформацій та переміщень елементів, що зварюються;
- Коефіцієнт форми кожного наплавленого шва (проходу) в межах від 1,3 до 2,0 (при зварюванні з вільним формуванням шва).
18.4.2. При зварюванні резервуарних конструкцій у зимовий час необхідно систематично контролювати температуру металу і, якщо розрахункова швидкість охолодження металу шва перевищує допустиме значення для даної марки сталі, необхідно організувати попередній, супутній або післязварювальний підігрів кромок, що зварюються. Необхідна температура та схема підігріву мають бути визначені у ППР. Як правило, при здійсненні підігріву кромок слід нагрівати метал на всю товщину обидві сторони від стику на ширину 100 мм. Контроль температури підігріву слід виконувати термофарбами, термоолівцями, контактним термопарним термометром, оптичним пірометром.
При зварюванні в зимовий час, незалежно від температури повітря і марки сталі, кромки, що зварюються, необхідно просушувати від вологи.
18.4.3. При використанні способів зварювання з відкритою дугою в зоні зварювальних робіт слід систематично контролювати швидкість вітру. При перевищенні допустимої швидкості вітру, величина якої вказується в ППР, зварювання має бути припинено або влаштовано відповідні захисні укриття.
18.4.4. Зварювання повинне проводитися при стабільному режимі. Коливання величини зварювального струму та напруги в мережі, до якої підключається зварювальне обладнання, не повинні перевищувати ±5 %.
18.4.5. Послідовність виконаннязварних з'єднань конструкцій резервуара та схеми виконання кожного зварного шва окремо повинні дотримуватися відповідно до заводських процедур або вказівок ПВР, виходячи з умов забезпечення мінімальних зварювальних деформацій та переміщень елементів конструкцій.
18.4.6. Не допускається виконання будь-яких зварювальних робіт по поверхнях або з'єднанням, покритих вологою, олією, скупченнями окалини, шлаку або іншого забруднення. Не допускається виконання зварювальних робіт на резервуарі при дощі, снігу, якщо кромки елементів, що підлягають зварюванню, не захищені від попадання вологи в зону зварювання.
18.4.7. Усі зварні з'єднання на днищі та стінці резервуарів при ручному або механізованому зварюванні повинні виконуватися, як правило, не менше ніж у два шари. Кожен шар зварних швів повинен проходити контроль зовнішнім оглядом, а виявлені дефекти усунути. Не допускається збуджувати дугу та виводити кратер на основний метал за межі шва.
18.4.8. Видалення дефектних ділянок зварних швів повинно виконуватися механічним методом (шліфувальними машинами або пневмозубілом) або повітряно-дуговою стружкою з подальшим зашліфуванням поверхні різу.
18.4.9. Заварювання дефектних ділянок зварних швів слід виконувати способами та матеріалами, передбаченими технологією. Виправлені ділянки зварного шва повинні бути піддані повторному контролю за зовнішнім оглядом або фізичними методами. Якщо у виправленій ділянці знову будуть виявлені дефекти, ремонт зварного шва повинен виконуватися за обов'язкового контролю всіх технологічних операцій керівником зварювальних робіт.
Виконання триразового ремонту зварних з'єднань в одній і тій же зоні конструкцій групи А має узгоджуватись із розробником технологічного процесу.
18.4.10. Видалення технологічних пристроїв, закріплених зварюванням до корпусу резервуара, повинно проводитися, як правило, механічним способом або кисневою різкою з подальшим зачищенням місць їх приварювання врівень з основним металом і контролем якості поверхні в цих зонах. Вириви основного металу або підрізи у вказаних місцях неприпустимі.
18.4.11. Після зварювання шви та прилеглі зони повинні бути очищені від шлаку та бризок металу.
18.4.12. Кожен зварювальник повинен ставити особисте тавро на відстані 40. 60 мм від межі виконаного ним шва зварного з'єднання: одним зварювальником в одному місці; при виконанні декількома зварювальниками - на початку та в кінці шва. Натомість постановки клейм допускається складання виконавчих схем із підписами зварювальників.
Керівником зварювальних робіт у кожному резервуарі ведеться «Журнал зварювальних робіт».
18.5. Термообробка врізок у стінку резервуарів
18.5.1. Термообробці після зварювання повинні піддаватися врізання з умовним проходом 300 мм і більше в аркуші стінки резервуарів завтовшки:
- понад 25 мм для сталі з межею плинності менше 295 МПа;
- понад 18 мм для сталі з межею плинності від 295 МПа до 345 МПа;
- понад 12 мм для сталі з межею плинності понад 345 МПа.
До складу врізки (термооброблюваного вузла) входить:
- обичайка (труба) люка або патрубка, потовщена лапка днища (тільки для придонного очисного люка за п. 8.12.3).
Примітка: Зварний шов приварювання фланця до обічайки люка або патрубка термообробки може не піддаватися.
Термообробка врізок повинна здійснюватися до приварювання вузлів термообробних до суміжних листів стінки і днища резервуара.
Термообробка повинна проводитися в печах з технологічногопроцесу, розробленому з урахуванням таких вимог:
- термооброблюваний вузол повинен бути повністю зібраний на заводі і термооброблений при температурі від 590°С до 640°З розрахунку 25 хвилин на кожні 10 мм товщини листа стінки;
- температура печі в момент приміщення в неї вузла не повинна перевищувати 315 ° С, підвищення температури нагріву, починаючи з 315 ° С, не повинно перевищувати 200 ° С на годину;
- під час нагрівання перепад температури вузла не повинен перевищувати 150 ° С;
- під час нагрівання та періоду витримки атмосфера печі повинна контролюватись, щоб уникнути надмірного окислення поверхні оброблюваного матеріалу, не повинно бути безпосереднього впливу полум'я на матеріал;
- Вузол повинен охолоджуватися в печі до температури 400°С зі швидкістю не більше 240°С на годину. Нижче за температуру 400°С вузол може охолоджуватися на відкритому повітрі при температурі не нижче 5°С;
- після термообробки зварні шви вузла повинні бути проконтрольовані методом магнітопорошкової або кольорової дефектоскопії.