Зварювання при монтажі трубопроводів водопостачання
' w /> Зварювання при монтажі трубопроводів водопостачання
Опис роботи:
Текст роботи:
Тема:Зварювання при монтажі трубопроводів водопостачання
Під час будівництва підприємств нафтової, хімічної, харчової, металургійної промисловості, а також об'єктів з виробництва мінеральних добрив та агропромислового комплексу значний обсяг становлять роботи з виготовлення та монтажу трубопроводів водопостачання.
У загальному обсязі монтажних робіт вартість монтажу технологічних трубопроводів досягає 65% при будівництві підприємств нафтової та нафтохімічної промисловості, 40% – хімічної та харчової, 25% – металургійної.
Класифікація трубопроводів (слайд2)Залежно від функціонального призначення трубопроводу поділяють на: • промислові трубопроводи
• трубопроводи пари та гарячої води
• трубопроводи газопостачання (розподільні)
• водопостачання і каналізація
Значний обсяг у сталях, що застосовуються для виготовлення труб та будівництва трубопроводів різного призначення, займають низьковуглецеві та низьколеговані сталі з межею плинності до 500 МПа. Оскільки технологічні процеси зварювання труб із зазначених сталей при будівництві трубопроводів різного призначення практично мало чим відрізняються один від одного, а застосовувані при цьому керівні нормативно-технічні документи відображають відмінності тільки в вимогах до підготовки кромок, збирання, якості зварних з'єднань і випробувань на міцність та герметичність
Способи зварювання трубопроводівСпособи зварювання трубопроводів класифікують як термічні, термомеханічні та механічні. Термічні способи включають всі види зварювання плавленням (дугова, газова, плазмова,електронно-променева, лазерна та ін. види зварювання. До термомеханічного класу відносяться стикове контактне зварювання, зварювання магнітокерованої дугою. До механічних способів відносяться зварювання тертям та вибухом. Розрізняють методи зварювання трубопроводів за типом носіїв енергії (дугова, газова, плазмова, лазерна та ін.); за умовами формування з'єднання (вільне або примусове формування зварного шва); за способом захисту зони зварювання (під флюсом, у захисних газах, з використанням самозахисного електродного дроту тощо); за ступенем механізації та автоматизації процесу (ручна, механізована, автоматизована та роботизована).
Для зварювання магістральних трубопроводів найбільшого поширення набули дугові методи зварювання. Більше 60% всіх стиків на магістралях зварюються автоматичним дуговим зварюванням під флюсом. Дугове зварювання під флюсом використовується лише у випадках, коли існує можливість обертання стику. Зварювання трубопроводів під флюсом в основному автоматизованим способом застосовують при виготовленні двох-і тритрубних секцій діаметром 219. 1420 мм. Коли застосування механізованих методів неможливе, використовується ручне дугове зварювання. Ручне дугове зварювання виконують при різних просторових положеннях стику - нижньому, вертикальному та стельовому. У процесі зварювання вручну переміщають електрод по периметру стику зі швидкістю 8...20 м/год. Зварювання в захисному газі має різновиди: на кшталт захисного газу - зварювання в інертних газах (аргон, гелій, їх суміш), в активних газах (СО2, азот, водень), зварювання в суміші інертного та активного газів (Аг + СО2 ;Аг + СО2 + О2); за типом електрода - плавиться і неплавиться (вольфрамовим) електродом; за ступенем механізації ручне, механізоване та автоматизоване зварювання.
Нормативні документи, що застосовуються при будівництві магістральних та розподільчих трубопроводів
Головним нормативним документом, що регламентує правила виконання складально-зварювальних робіт при будівництві трубопроводів у СНД, є «Будівельні норми та правила» на основі яких були розроблені «Зведені правила з виробництва зварювальних робіт та контролю якості зварних з'єднань» СП 105-34-96, а також СНіП 3.05.02.88 «Трубопроводи газопостачання». У цих документах наводяться правила кваліфікаційних випробувань зварювальників та контролю допускних стиків, правила підготовки труб до зварювання, умови редагування, ремонту та відбракування труб, порядок збирання різних труб між собою та з трубопровідною арматурою, обумовлено методи зварювання та погодні умови при виконанні робіт на трасі, нормативні документи регламентують застосування рекомендованих зварювальних матеріалів, а також норми та правила контролю зварних з'єднань трубопроводів, умови їх вибракування та ремонту.
За кордоном при будівництві трубопроводів керуються національними та міжнародними стандартами (табл. 1)(слайд3), серед яких найбільшою популярністю користуються АРІ 1104, АРІ 5D та ВS 4515. При контролі якості зварних з'єднань трубопроводу, як правило, керуються міжнародним стандартом ISО 8517 та європейським стандартом EN 25817.
Таблиця 1
Вимоги до трубДля будівництва магістральних та розподільчих газопроводів застосовуються сталеві безшовні електрозварні прямошовні та спіральношовні. Труби діаметром до 1020 мм виготовляються із спокійних та напівспокійних низьколегованих сталей, труби діаметром до 1420 мм - із низьколегованих сталей у термічно покращеному або термомеханічно зміцненому стані. Тільки длярозподільних газопроводів низького тиску (до 0,005 МПа) допускається застосування труб із киплячих низьковуглецевих сталей. У СНД труби застосовуються відповідно до ГОСТ 8731. ГОСТ 8734 групи В, а також за відповідного техніко-економічного обґрунтування - за ГОСТ 9567; труби сталеві електрозварні - відповідно до ГОСТ 20295 для труб з умовним діаметром (Ду) до 800 мм включно. Готові труби маркують, вибиваючи клеймами (холодним штампуванням) на відстані 250-500 мм від одного з кінців труби такі дані: товарний знак або найменування підприємства - виробника; марку сталі або її умовне позначення; номер труби; тавро технічного контролю; рік виготовлення.
За цими стандартами трубні сталі поєднуються в групи за межами плинності.
Імпортні труби виготовляються та поставляються в основному за стандартами Американського нафтового інституту (АРI),
Стандарти АРI крім механічних властивостей регламентують процес виготовлення труб, хімічний склад сталі, розміри, масу і довжину труби, тиск при гідравлічних випробуваннях в процесі виготовлення, методи контролю, що не руйнують, які застосовують при виготовленні, умови ремонту труб і т.д.
Підготовка кромок труб під зварювання
Перед початком зварювально-монтажних робіт необхідно переконатися в тому, що труби та деталі трубопроводів, що використовуються, мають сертифікати якості та відповідають проекту, технічним умовам на їх поставку. Труби та деталі повинні пройти вхідний контроль відповідно до вимог відповідних стандартів та технічних умов на труби. Кінці труб і сполучних деталей повинні мати форму і розміри скосу кромок, що відповідають процесам зварювання, що застосовуються. При їх невідповідності допускається механічна обробка кромоктрасових умов. Для труб невеликого діаметру (до 520 мм) можливе застосування торцювальників, фаскознімачів, труборізів та шліфувальних машин. Для великих діаметрів застосовуються орбітальні фрезерні машини, гідроабразивне різання та шліфувальні машини. В окремих випадках, при врізанні котушок або виконанні захлестів, допускається застосування термічних способів підготовки кромок, таких як:
а) газокисневе різання з подальшим механічним зачищенням кромок абразивним кругом на глибину 0,1...0,2 мм; б) повітряно-плазмове різання з подальшою механічною обробкою на глибину до 1 мм - внаслідок насичення кромки азотом (при використанні аргону в якості плазмоутворюючого газу механічна обробка не потрібна); в) повітряно-дугове різання з наступним зашліфуванням на глибину до 0,5 мм (навуглецювання кромок); г) стружка та різання спеціальними електродами типу АНР-2М, АНР-3 або ОК.21.03, після яких не потрібна механічна обробка. Перед складанням труб необхідно очистити внутрішню порожнину труб від ґрунту, бруду, снігу, що потрапили туди, а також зачистити до металевого блиску кромки і прилеглі до них внутрішню і зовнішню поверхню труб і сполучних деталей на ширину не менше 10 мм.
Всі труби надходять на трасу із заводів із обробкою кромок, призначеної для ручного дугового зварювання покритими електродами. Ця обробка (рис. 1, а)(слайд4)має труб будь-якого діаметра при товщині стінки більше 4 мм кут скосу кромок 25-30° і притуплення 1-2,6 мм. При товщині стінки 16 мм і більше труби великого діаметра можуть поставлятися з комбінованим обробкою кромок відповідно до рис. 1, б. Розмір В залежить від товщини стінки і становить: 7 мм - при товщині стінки труби 15. 19 мм 8 мм - при товщині стінки труби 19. 21,5 мм 10 мм - притовщина стінки труби 21,5. 26 мм.
Мал. 1. Типи оброблення кромок труб для ручного дугового зварювання (а, б), автоматичного зварювання в середовищі захисних газів (в), автоматичного зварювання під флюсом (г, д, е, ж) та порошковим дротом з примусовим формуванням (а, б) . Мал. 1. Типи оброблення кромок труб для ручного дугового зварювання (а, б), автоматичного зварювання в середовищі захисних газів (в), автоматичного зварювання під флюсом (г, д, е, ж) та порошковим дротом з примусовим формуванням (а, б) .
Вимоги до збирання труб (слайд5)
Складання стиків труб має гарантувати: перпендикулярність стику до осі трубопроводу. Відхилення від перпендикулярності має перевищувати 2 мм;
• рівномірність за периметром зазору, що знаходиться в межах значень, регламентованих відповідними стандартами та інструкціями;
• мінімально можливу величину зміщення кромок, що реєструється універсальними шаблонами, що не перевищує допустимих значень (для магістральних трубопроводів – 0,2 товщини стінки, але не більше 3 мм, для розподільчих – (0,15 товщини стінки + 0,5 мм);
• змішання поздовжніх заводських швів щодо один одного на відстань не менше 100 мм – для труб діаметром понад 100 мм та на 1/3 довжини кола – для труб діаметром менше 100 мм. У разі технічної неможливості виконання зазначених вимог призначається додатковий ультразвуковий контроль зварювального з'єднання на даній ділянці стику.
Попереднє підігрів є однією з найважливіших технологічних операцій, що дозволяють регулювати термічний цикл зварювання. Відомо, що структура та властивості зварного з'єднання значною мірою визначаються швидкістю охолодження металу в інтервалі температур 800-500°С (найменшої стійкостіаустеніту). При високих швидкостях охолодження можливе утворення гартових структур, що мають високу міцність і низьку пластичність, а також схильність до утворення холодних тріщин. Температуру попереднього підігріву вибирають залежно від хімскладу сталі (за еквівалентом вуглецю), товщини верстата труби, температури навколишнього повітря та виду електродного покриття. Ці параметри, як правило, регламентуються відповідними стандартами та технологічними інструкціями. Так, наприклад, у СНД керуються ВСН 066-89 (табл. 2)(слайд6). При зварюванні електродами з целюлозним покриттям температура попереднього підігріву підвищується на 75°С.
Табл.2
Попередній і, при необхідності, супутній підігрів слід здійснювати нагрівальними пристроями (газовими або електричними), що забезпечують рівномірне нагрівання металу по всьому периметру стику, що зварюється.
Технологія та техніка ручного дугового зварювання
Майже 60% обсягу зварювальних робіт при будівництві трубопроводів посідає ручне дугове зварювання.
Технологія ручного дугового зварювання визначається насамперед матеріалом труб, що підлягають зварюванню. Залежно від марки сталі труби та умов експлуатації вибирають зварювальні матеріали. Після цього встановлюють технологію та техніку зварювання, а також схему організації робіт, при цьому керуються заданим темпом будівництва трубопроводу.
Схема послідовності накладання двох шарів при зварюванні знизу догори електродами з основним покриттям наведено на рис. 3 а. Усі наступні непарні шари виконують за схемою першого шару, всі парні - за схемою другого шару.
Римські цифри показують послідовність зварювання окремих ділянок шва. Залежно від просторового становищазварювання рекомендуються значення струму, наведені у табл.3.(слайд7)При використанні електродів з покриттям основного виду слід застосовувати лише атестовані для трубопровідного будівництва марки електродів. Рис.3(слайд8)
При використанні електродів газозахисного типу зварювання кореня шва виконують зверху вниз без коливальних рухів, спираючись кінцем електрода на кромки труб, що зварюються. Зварювання виконують постійним струмом зворотної або прямої полярності при напрузі холостого ходу джерела живлення не менше 75В.
Для зниження рівня залишкових зварювальних напруг у зварному з'єднанні периметр неповоротного стику розбивається на симетричні, діаметрально протилежні ділянки та багатошарове зварювання виконується у послідовності, наведеній на рис. 4. (слайд8)
' w /> Статистика файлового архіву
217133 файлів 13155564 разів завантажено
28 активних користувачів
' w /> Статистика файлового архіву