СП 105-34-96, часть 6

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8

Темп сварки - 17 мин/стык

2.6.11.11. Последующие слои швов обычно выполняются парами сварщиков. Количество пар, образующих фронт сварки заполняющих и облицовочного слоев шва неповоротных стыков труб диаметром 1420 мм, составляет: для толщины стенки 18,3 мм - 4 пары, 21,8 мм - 5 пар и 27,1 мм - 6 пар.

2.6.12. Для наиболее характерного в случае линейного потока размера труб 1420 х 21,8 мм число сварщиков в бригаде составит 4 + 2 х 5 = 14 человек.

3. СВАРКА ПОВОРОТНЫХ СТЫКОВ НА ТРУБОСВАРОЧНЫХ БАЗАХ

3.1. Общие положения

3.1.1. На трубосварочных базах изготавливают двух- или трехтрубные секции с использованием механизированной сварки под флюсом.

3.1.2. Возможно применение двух схем изготовления секций:

- преимущественно с использованием двухсторонней механизированной сварки под флюсом;

- с использованием механизированной сварки под флюсом по сваренному вручную корню шва.

3.1.3. Для изготовления трубных секций используют трубосварочные базы и сварочное оборудование, имеющие разрешение Госгортехнадзора России на их применение.

3.1.4. Сварку товарных стыков на трубосварочных базах разрешается выполнять только после аттестации технологии сварки и аттестации сварщиков в соответствии с требованиями СП.

3.1.5. Работа на трубосварочных базах выполняется в соответствии с настоящей Инструкцией, основные положения которой вносятся в операционные технологические карты, являющиеся основным руководящим документом для непосредственных исполнителей.

3.2. Сварочные материалы, хранение и подготовка к сварке

3.2.1. При изготовлении трубных секций на трубосварочных базах применяют следующие виды и марки сварочных материалов:

- для механизированной сварки под флюсом снаружи и изнутри трубы: флюсы с омедненными проволоками в соответствии с табл. 3.2.1;

- для ручной дуговой сварки корня шва электроды в соответствии с табл. 2.5.2;

- для ручной дуговой сварки дополнительных заполняющих слоев шва электроды с покрытием основного вида типа Э60 в соответствии с табл. 2.5.2.

Таблица 3.2.1

Сварочные материалы для механизированной сварки под флюсом поворотных стыков труб

_____________

* Для данной марки флюса требуется переаттестация в установленном порядке

3.2.2. Все применяемые сварочные материалы должны быть аттестованы на право использования в трубопроводном строительстве.

3.2.3. Сварочные электроды должны поставляться и храниться в соответствии с требованиями раздела 2.5 настоящей Инструкции.

3.2.4. Сварочная проволока должна поставляться с омедненной поверхностью, в кассетах (преимущественно с рядной намоткой) и в герметичной упаковке. В отдельных случаях допускается использование проволоки, поставляемой в бухтах, с омедненной и неомедненной поверхностью.

3.2.5. Сварочную проволоку следует хранить на складе в упаковке завода-изготовителя. Мотки и катушки проволоки должны иметь идентификационные бирки изготовителя и при расположении на хранение группируются по маркам, диаметру, массе, партиям поставки и заводу-изготовителю.

3.2.6. Сварочная проволока выдается для использования в количестве, необходимом для односменной работы. Перед использованием проволоку следует очистить от ржавчины, смазки и загрязнений. Применение сварочной проволоки без предварительной очистки разрешается только при условии поставки в кассетах в герметичной упаковке. Очистка проволоки не должна приводить к повреждению слоя омеднения.

3.2.7. Для получения сварных швов требуемого качества рекомендуется производить намотку проволоки на кассету порядно.

Запрещается сварка проволокой непосредственно из бухты без предварительной перемотки ее на кассету.

3.2.8. Флюсы следует хранить в полиэтиленовых мешках, уложенных в штабель, или в закрытых емкостях, препятствующих увлажнению.

При повреждении упаковки флюса его следует ссыпать для хранения в емкость, на которой указать маркировку флюса, партию поставки и завод-изготовитель. Запрещается смешивать флюсы разных марок, партий поставки и заводов-изготовителей.

3.2.9. Флюсы выдаются для применения в количестве, необходимом для односменной работы. Перед использованием, независимо от условий хранения, плавленый флюс следует прокалить в течение 1,5 часов при температуре 300-350° С. Режим прокалки агломерированного флюса: 300° С х 2 часа. При прокалке флюс насыпают на противни слоем высотой не более 5-7 см.

3.2.10. Флюс, оставшийся в бункере сварочной головки по окончании смены, обязательно ссыпают и хранят до следующей смены в закрытой таре.

3.2.11. Флюс, остающийся на трубе после сварки, ссыпают в чистый сухой поддон, просеивают через сито, освобождая его от шлаковых корок, металлических и инородных включений, после чего флюс можно использовать повторно.

3.2.12. Сварочные проволоки и флюсы для применения в трубопроводном строительстве должны быть аттестованы одновременно в рекомендованном для сварки сочетании.

3.3. Двусторонняя механизированная сварка под флюсом

3.3.1. Двустороннюю механизированную сварку под флюсом (ДМСФ) выполняют на трубосварочных базах типа БТС, обеспечивающих полную механизацию сборочно-сварочных и транспортных операций в процессе изготовления трубных секций и гарантирующих сохранность наружной заводской изоляции труб.

3.3.2. Перед сваркой необходимо провести входной контроль труб в соответствие с СП на трубы и исправить обнаруженные дефекты на поверхности и свариваемых кромках в соответствии с разделом 5 настоящих СП.

3.3.3. После загрузки труб на приемный стеллаж трубосварочной базы необходимо очистить внутреннюю полость труб от попавшего внутрь грунта, грязи, снега.

3.3.4. Изготовление трубных секций разрешается выполнять только из труб с одинаковой нормативной толщиной стенки.

3.3.5. Трубы, подлежащие сварке, должны иметь разделку кромок в соответствии с рис. 3.3.1. Изменение разделки кромок труб производят на трубосварочной базе с использованием станков для механической обработки. Одновременно с обработкой кромок следует очистить до металлического блеска прилегающие к кромкам внутреннюю и наружную поверхности труб на ширину не менее 10 мм. Участки усиления заводских швов, прилегающие к свариваемому торцу, следует удалить заподлицо с поверхностью трубы на расстоянии от торца не менее 10 мм.

Рис. 3.3.1. Разделка кромок труб диаметром 1420 мм для двусторонней механизированной

сварки на трубосварочных базах типа БТС

Сборку выполняют без зазора. На отдельных участках стыка длиной до 100 мм допускается зазор величиной не более 0,5 мм. Смещение кромок труб при сборке не должно превышать 20% от толщины стенки трубы, но не более 3 мм. Измерение величины смещения выполняется сварочным шаблоном по наружным поверхностям труб.

3.3.6. Сборку труб следует выполнять только на внутреннем центраторе, входящем в состав оборудования трубосварочной базы.

3.3.7. При наличии влаги на поверхностях труб независимо от температуры окружающего воздуха, а также при температуре окружающего воздуха ниже +5 °С перед прихваткой или сваркой необходимо произвести просушку торцов труб путем нагрева до температуры +50 °С.

3.3.8. Сборку стыков следует выполнять при помощи одной прихватки длиной не менее 200 мм, выполняемой на режимах сварки первого наружного слоя шва.

После сварки прихватку следует тщательно очистить от шлака, шлифмашинкой сделать пропилы по оси стыка в начале и конце прихватки, после чего повернуть трубную секцию на 180° так, чтобы прихватка расположилась в нижней части стыка, после чего начинают сварку первого слоя шва.

3.3.9. Сварку стыка производят в следующем порядке:

- первый наружный слой шва;

- внутренний слой шва;

- последующие наружные слои шва. Допускается одновременная сварка второго наружного и внутреннего слоев шва.

3.3.10. Минимально допустимое число наружных слоев шва в зависимости от толщины стенки трубы приведено в табл. 3.3.1.

Внутренний слой должен быть сварен однослойным.

Таблица 3.3.1

Число наружных слоев шва при ДМСФ

3.3.11. Режимы сварки наружных и внутреннего слоев шва приведены в табл. 3.3.2 и 3.3.3.

Таблица 3.3.2

Режимы сварки под флюсом труб диаметром 1420 мм на трубосварочных базах типа БТС

Примечание. Сварка током обратной полярности, электродной проволокой диаметром 3 мм при вылете 40-45 мм и угле наклона "вперед" до 30°.

Смещение электрода с надира трубы "по" или "против" вращения трубы.

Таблица 3.3.3

Режимы сварки под флюсом труб диаметром 1420 мм на базах типа БТС с использованием комбинации "флюс OK Flux 10.71 + проволока OK Autrod 12.24 диаметром 4 мм"

Примечание: 1). Сварка током обратной полярности, электродной проволокой диаметром 4 мм при вылете 30-35 мм и угле наклона "вперед" до 15°.

2). Режим сушки-прокалки флюса: 300° С х 24 ч.

3). Смещение электрода с надира трубы "по" направлению вращения трубы, угол наклона электрода "вперед" до 5°.

3.3.12. При заклинивании шлака в разделке во время сварки первого наружного слоя шва и для улучшения сопряжения шва со стенками разделки смещение электрода с зенита трубы рекомендуется увеличить на 5-10 мм по сравнению со значениями, приведенными в табл. 3.3.2.

3.3.13. Начало и окончание сварки стыка следует располагать на расстоянии не менее 100 мм от продольных швов свариваемых труб.

"Замки" смежных слоев шва должны быть смещены на расстояние не менее 100 мм.

3.3.14. Запрещается освобождать жимки центратора до полного завершения процесса сварки первого наружного слоя шва.

3.3.15. Интервал времени между завершением первого наружного слоя шва и началом сварки внутреннего слоя не должен превышать:

- 1 часа при положительной температуре воздуха;

- 30 минут при температуре воздуха ниже нуля.

В конце смены стыки труб должны быть заварены полностью. В порядке исключения разрешается оставлять до следующей смены стык труб с несваренным облицовочным слоем шва.

При невыполнении указанного требования стыки подлежат вырезке.

3.3.16. Запрещается резкий сброс сваренных секций и их соударение, а также их скатывание на мокрый грунт или снег до полного остывания стыка до температуры окружающей среды.

3.3.17. Величина усиления внутреннего и облицовочного наружного слоев шва должна составлять 2±1 мм. Ширина этих швов должна соответствовать данным, приведенным в табл. 3.3.4.

Таблица 3.3.4

Ширина швов при ДМСФ

3.3.18. Для контроля геометрических размеров швов в соответствии с СП из одного стыка от каждых двухсот товарных кольцевых стыков вырезают по 3 темплета для изготовления макрошлифов. Темплеты вырезают на любом участке сварного соединения равномерно по периметру стыка, но не ближе 200 мм от места начала или окончания процесса сварки.

При оценке качества сварных соединений по макрошлифам величина перекрытия внутренних и наружных слоев должна быть не менее 3 мм, а смещение их осей не должно превышать 2 мм. Смещение наружного облицовочного слоя шва относительно первого наружного слоя не считается браковочным признаком, если при этом в шве отсутствуют недопустимые дефекты. Глубина проплавления внутреннего шва должна быть не более 7 мм при толщине стенки трубы 18,3 мм и не более 10 мм при толщинах 21,8 и 27,1 мм. В случае несоответствия размеров швов требованиям и наличия на макрошлифах недопустимых дефектов сварку товарных стыков следует остановить. Все стыки, сваренные до вырезки макрошлифов, подлежат разбраковке с участием Заказчика. Затем следует произвести отладку оборудования и корректировку режимов сварки в соответствии с требованиями, приведенными в табл. 3.3.2, и сварить два новых стыка, из которых вырезать макрошлифы. В случае, если размеры швов по макрошлифам соответствуют требованиям, сварку можно продолжить.

В случае повторных неудовлетворительных результатов контроля по макрошлифам Заказчик вправе потребовать новой аттестации технологии сварки.

3.4. Механизированная сварка под флюсом по сваренному вручную корню шва

3.4.1. Механизированную сварку под флюсом по сваренному вручную корню шва выполняют на трубосварочных базах типа ССТ-ПАУ, обеспечивающих сохранность наружной заводской изоляции труб в процессе изготовления трубных секций.

3.4.2. Перед сваркой необходимо провести входной контроль труб и исправить обнаруженные дефекты на их поверхности и свариваемых кромках в соответствии с разделом 5 СП.

3.4.3. После загрузки труб на приемный стеллаж трубосварочной базы необходимо очистить внутреннюю полость труб от грунта, грязи, снега.

3.4.4. Изготовление трубных секций разрешается выполнять только из труб с одинаковой нормативной толщиной стенки.

3.4.5. Трубы, подлежащие сварке, должны иметь разделку кромок в соответствии с ТУ на их поставку.

3.4.6. Сборку труб следует выполнять только на внутреннем центраторе, входящем в состав трубосварочной базы.

3.4.7. Сборку и ручную дуговую сварку корневого слоя стыков трубных секций следует выполнять электродами с покрытием основного вида в соответствии с разделом 2 и 3.2 настоящей Инструкции.

Разрешается периодический поворот свариваемой секции в удобное для сварщиков положение без освобождения жимков центратора.

Перекатывание секции на промежуточный стеллаж разрешается только после полного завершения сварки корневого слоя шва.

3.4.8. Допускается ручная дуговая сварка дополнительных(ого) наружных(ого) слоев(я) шва. Дополнительный(ые) слой(и) сваривают только после полного завершения корневого слоя шва по всему периметру стыка.

3.4.9. Подварку корня шва изнутри трубы можно выполнять или только механизированной сваркой под флюсом на режимах, приведенных в табл. 3.4.1, или вручную электродами с покрытием основного вида в соответствии с технологией, изложенной в разделе 2 настоящей Инструкции.

Подварку корня шва следует выполнять после ручной дуговой сварки наружных слоев шва с интервалом между окончанием сварки корня шва и началом подварки не более 40 мин.

Таблица 3.4.1

Режимы механизированной подварки под флюсом корня шва

Примечание. Ток постоянный, обратной полярности, угол наклона электрода от 0 до 10° ("вперед" или "назад").

3.4.10. Подварку корня шва выполняют по всему периметру стыка.

3.4.11. Для предотвращения увлажнения стыков в случае непогоды (дождь, снег, иней) стыки, сваренные корневым слоем шва, до начала механизированной сварки под флюсом должны быть укрыты влагонепроницаемыми теплоизоляционными поясами шириной не менее 300 мм. Если стыки, сваренные корневым слоем шва, попадают на пост сварки под флюсом со следами влаги на кромках или, если при температуре окружающего воздуха ниже +5 °С стык остыл до температуры ниже +5 °С, его следует просушить нагревом до 50 °С.

3.4.12. Минимально допустимое число наружных слоев шва, выполняемых механизированной сваркой под флюсом, в зависимости от толщины стенки трубы приведено в табл. 3.4.2.

Таблица 3.4.2

Минимально допустимое число слоев шва, свариваемых под флюсом

При сварке труб с толщиной стенки 27,1 мм разрешается выполнение каждого слоя шва двумя параллельными проходами (с перекрытием). В этом случае скорость сварки рекомендуется увеличить на 20%, а напряжение дуги уменьшить на 2-4 В.

3.4.13. Режимы механизированной сварки под флюсом заполняющих слоев шва приведены в табл. 3.4.3.

Таблица 3.4.3

Режимы механизированной сварки под флюсом заполняющих слоев шва

Примечания: 1. Ток постоянный прямой полярности, проволока диаметром 3 мм; угол наклона электрода "вперед" до 30°, вылет 40-50 мм.

2. При сварке током обратной полярности нижнюю границу сварочного тока уменьшить на 50-100 А, а скорости сварки - на 5 м/ч.

3.4.14. Интервал времени между сваркой предыдущего и каждого из последующих наружных слоев шва не должен превышать двух часов.

Сварные стыки разрешается оставлять в конце смены незаконченными в том случае, если не сварен только один облицовочный слой шва.

При невыполнении указанных требований стыки подлежат вырезке.

3.4.15. Величина усиления внутреннего и облицовочного наружного слоев шва должна составлять 2±1 мм. Ширина этих швов должна соответствовать табл. 6 СП, а в случае механизированной подварки под флюсом изнутри трубы ширина шва должна соответствовать табл. 3.3.4.

3.4.16. Во избежание образования наплыва металла при завершении механизированной сварки внутреннего шва необходимо вначале остановить вращение трубы, а затем выключить подачу проволоки, не выключая сварочного тока до самопроизвольного обрыва дуги.

3.4.17. При изготовлении трубных секций на базах ССТ-ПАУ необходимо соблюдать также требования п.п. 3.3.12; 3.3.13; 3.3.16; 3.3.18.

3.5. Организация работ при изготовлении трубных секций на трубосварочных базах

3.5.1. Преимущественным методом сварки при изготовлении трубных секций является двусторонняя сварка на базах типа БТС.

3.5.2. Для сокращения объемов погрузочно-разгрузочных и транспортных работ рекомендуется размещение трубосварочных баз непосредственно на станциях разгрузки труб. Однако при этом следует учитывать, что не рекомендуется увеличение плеча вывозки трубных секций свыше 50 км.

3.5.3. Оптимальные условия работы трубосварочной базы, особенно в условиях Севера, создаются при расположении всей трубосварочной базы, а также участка контроля и ремонта стыков в укрытии.

3.5.4. Рекомендуется использовать на трубосварочных базах централизованную схему энергоснабжения.

3.5.5. В зависимости от требуемой производительности на одной площадке могут работать одна или две базы БТС-142В. В случае работы двух баз целесообразно использование одного стенда обработки кромок, который поставляет обработанные трубы на два стенда сборки и сварки трубных секций. В этом случае бригада, обслуживающая "сдвоенную базу", составляет 15 человек, в том числе 4 оператора механизированной сварки, в то время как бригада, обслуживающая одну базу,- 9 человек (в том числе 2 оператора механизированной сварки).

3.5.6. Готовые трубные секции целесообразно сразу же транспортировать на участок контроля и ремонта сварных соединений, на котором работает бригада в составе четырех человек, в том числе одного сварщика.

3.5.7. Для эффективного использования оборудования трубосварочной базы целесообразна двухсменная работа с перерывом между сменами на профилактическое обслуживание.

3.5.8. При работе на трубосварочных базах ССТ-ПАУ между стендом ССТ-141 и установкой ПАУ-1001В может быть расположен оснащенный роликовым вращателем стенд для механизированной подварки стыков изнутри трубы. Роликовый вращатель должен иметь указатель скорости вращения свариваемой трубы.

3.5.9. Сварочные посты на трубосварочных базах должны быть оснащены шлифмашинками и подогревателями стыков.

4. ТЕХНОЛОГИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ НЕПОВОРОТНЫХ СТЫКОВ ТРУБ

В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ НА ОБОРУДОВАНИИ "CRC-EVANS AW"

Комплекс оборудования "CRC-Evans AW" специально разработан для двусторонней автоматической сварки неповоротных стыков труб. В ней реализован процесс сварки тонкой электродной проволокой в защитных газах. Конструкция и состав оборудования обеспечивают комплексное решение автоматизации сварки неповоротных стыков трубопроводов, основанное на следующих технологических подходах:

- повышение производительности за счет уменьшения площади разделки в сочетании с повышенным коэффициентом наплавки при сварке тонкой электродной проволокой;

- обеспечение высокого темпа производства работ за счет высокой скорости и совмещения сварки корневого шва и первого наружного шва (горячего прохода);

- компенсация неточностей сборки, обеспечение высокого качества корневого слоя и всего шва в целом за счет применения процесса двусторонней сварки.

4.1. Состав оборудования

Комплекс оборудования "CRC-Evans AW" состоит из следующих основных единиц оборудования:

- станков для обработки кромок труб под специальную разделку кромок;

- установки для индукционного подогрева труб;

- установки внутренней сварки, представляющей собой самоходный внутренний центратор с многоголовочным сварочным автоматом для сварки изнутри трубы, встроенным между рядами жимков;

- агрегата энергообеспечения установки внутренней сварки;

- автоматов наружной сварки с направляющими поясами;

- агрегатов энергообеспечения постов наружной сварки с защитными палатками;

- передвижной мастерской для наладки и ремонта оборудования и хранения запасных частей;

- вспомогательного оборудования.

Типовая схема организации работ при автоматической сварке стыков на оборудовании "CRC-Evans AW" приведена на рис. 4.1.1.

Рис. 4.1.1. Типовая схема организации работ при автоматической сварке стыков на оборудовании "CRC- Evans AW"

Приведен примерный состав оборудования. Количество звеньев сварки заполняющих слоев выбирается в зависимости от планируемого темпа сварки и толщины стенки трубы.

1 - звено обработки кромки труб; 2 - передвижная ремонтная мастерская; 3 - звено сборки труб, сварки корневого шва и горячего прохода (для повышения производительности сварка корневого шва и горячего прохода может производиться на отдельных постах); 4 - звенья сварки заполняющего слоя; 5 - звенья сварки облицовочного шва

4.2.Сварочные материалы

4.2.1. Для сварки всего сечения шва следует использовать омедненную сварочную проволоку марки K-Nova типа ER70S-6 по AWS A5.18, специально разработанную для этого процесса фирмой Тиссен. Диаметр проволоки - 0,9 мм.

4.2.2. Проволока должна быть поставлена в катушках с порядной намоткой, специально разработанных для оборудования "CRC-Evans AW".

Для внутренних сварочных головок проволока поставляется в катушках весом 1,47 кг, для наружных автоматов - в катушках весом 2,71 кг.

Катушки должны быть завернуты в полиэтиленовые пакеты и уложены в металлические или картонные коробки.

4.2.3. Типичный химсостав электродной проволоки марки K-Nova и свойства наплавленного металла приведены в табл. 4.2.1. и 4.2.2.

Таблица 4.2.1

Типичный химсостав электродной проволоки K-Nova (содержание элементов в %%)

Таблица 4.2.2

Механические свойства наплавленного металла

4.2.4. В качестве защитного газа при сварке внутреннего корневого и облицовочного слоев шва следует использовать смесь из 75% аргона и 25% углекислого газа, при сварке остальных слоев - углекислый газ.

4.2.5. Используемые для сварки газы по чистоте должны удовлетворять следующим рекомендациям фирмы CRC-Evans:

- аргон газообразный чистотой не менее 99,995%;

- углекислый газ чистотой не менее 99,5%.

По рекомендациям ВНИИСТа при сварке могут также использоваться защитные газы, поставляемые российскими производителями:

- аргон газообразный сорта А по ГОСТ 10157-79 чистотой не менее 99,99%;

- углекислый газ сварочный сорта 1 по ГОСТ 8050-85 чистотой не менее 99,5%.

4.2.6. Следует использовать при сварке защитные газовые смеси заводского приготовления, поставляемые в баллонах. Допускается приготовление защитных газовых смесей непосредственно в полевых условиях с помощью смесителей газа, устанавливаемых в газовых рампах агрегатов питания.

4.3. Состав основных технологических операций

4.3.1. Раскладка труб.

Трубы или трубные секции укладывают на бровке траншеи на инвентарных лежках под углом к оси траншеи таким образом, чтобы к торцам труб был свободный доступ. Расстояние от грунта до нижней образующей трубы для труб диаметром 1420 мм должно быть не менее 300 мм.

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6
• часть 7
• часть 8