Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 [ 28 ] 29 30 31 32 33 34 35 36 37

9.4. Технологический процесс электроконтактной сварки

трубопроводов

Базовый способ электроконтактной сварки предусматривает выполнение операций по сборке и сварке трубных секций на стеллажах. Для монтажа установки ПЛТ выбирают ровную площадку размером не менее 65x45 м. На пересеченной местности площадку для установки ПЛТ планируют бульдозером. Затем на площадке раскладывают секции рольганга (в соответствии с их нумерацией), приемные стеллажи готовых секций и проводят монтаж оборудования. После наладки и проверки работы установок осуществляют сварочный процесс. Перед сборкой труб для электроконтактной сварки предусматривается подготовка труб к сварке. Она заключается в их осмотре, удалении с концов снега, грязи и снятии механическим путем продольного шва на участке 370 мм от торца тех труб, которые имеют шов, выполненный электродуговой сваркой. Далее зачищают кольцевую полосу шириной 150 мм для контактных башмаков на расстоянии 50 мм от торца труб. Дополнительно металлической щеткой зачищают фаски труб от ржавчины, грязи и подают по рольгангу для центровки.

Центровка стыка производится механической системой сварочной головки, которая действует как наружный центратор с возможным перемещением сцентрованных труб вдоль оси процесса оплавления и осадки. Сцентрованный стык по всему периметру должен иметь зазор не более 7 мм. Вследствие наличия отклонений размеров труб по диаметру допускается смещение кромок свариваемых труб на величину до 20% толщины стенки трубы, но не более 2 мм.

Сварка двух труб осуществляется автоматически. Скорость и время оплавления можно определить в зависимости от сечения свариваемых труб, а осадочную длину устанавливают в зависимости от времени оплавления. После сварки удаляют внутренний и наружный грат в горячем состоянии. Завершив процесс удаления грата, секция перемещается в конец приводного рольганга. Затем по рольгангу подается очередная труба, которая закрепляется в сварочной головке вместе с двухтрубной секцией, и выполняется сварка с последующим удалением грата. Полученная трехтрубная секция длиной 36 м поступает на стеллаж готовых секций.

Трассовый способ сварки трубопроводов предусматривает поставку труб к месту укладки на расстоянии 2-3 м (первой трубы) от линии укладки и последующих труб таким образом, чтобы обеспечить проход зачистного агрегата к обоим концам трубы.

При сварке трубопроводов электроконтактными установками "Север" сварочно-монтажные работы ведут в следующей последовательности.

Трубы (секции) раскладывают трубоукладчиком /О (рис. 9.11) вдоль трассы, и звено подготовительных работ выполняет очистку полости трубы от грунта, снега и т.п., снимает усиление со шва на участке 370 мм от торца трубы, зачищает с двух концов полосы внутри трубы для контактньге башмаков при помощи агрегата АЗТ-141 (9). Дополнительно металлической щеткой зачищают кромки труб от ржавчины и грязи. Трубоукладчиком 8 зачищенную

трубу подает звено монтажа и сварки для стыковки и центровки с помощью внутренней сварочной машины К-700 (2). Зазор между торцами сцентрированных труб должен быть равномерным по периметру и не превышать 7 мм. Оператор с пульта управления сварочной головки 5 осуществляет пуск автоматики машины, и процесс выполняется по заданной программе. После сварки под трубой выкладывают монтажную опору из брусьев размером 150 X150 х 1500 мм. Высоту опоры устанавливают 700 мм для работы агрегата с наружным гратоснимателем. Сварочную машину питают от электростанции 6. После сварки и остывания стыка (приблизительно 4 мин) оператор включает электродвигатель сварочной машины, и она перемещается внутри трубопровода к центровке следующего стыка. При ее передвижении удаляется резцами внутренний грат. Резцы установлены на корпусе машины. Технологический цикл заканчивается фиксированием трубы на монтажной опоре. Электростанцию перемещают к очередному стыку трактором-тягачом 7. Применение для сборки и центровки двух трубоукладчиков типа К-594 позволяет исключить из технологического цикла время, требуемое для перемещения очередной трубы к сварочной машине. Звено снятия наружного грата с агрегатом АНГ-141 перемещается вслед за звеном монтажа и сварки. Для облегчения проезда агрегатов передвижной установки "СеверГ планируют рельеф бульдозером 4.

Рис. 9.11. Схема расположения оборудования при сварке трубопроводов установкой "Север-1": 1 - агрегат для снятия наружного грата; 2 - сварочная машина; 3,8,10 - трубоукладчики; 4 - бульдозер; 5 - пульт управления; 6 - передвижная электростанция; 7 - трактор тягач, 9 - агрегат для зачистки

контактной полосы

Обслуживание установок "Север-Г осуществляет бригада, состоящая из 14 человек: оператора сварочной машины, помощника оператора, четырех машинистов-трубоукладчиков, трех слесарей-трубоукладчиков, машиниста электростанции, электрика, двух операторов по зачистке и снятию наружного грата, бульдозериста.

ГЛАВА 10

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Высокое качество сварочных работ на строительно-монтажных участках обеспечивается хорошей организацией и контролем сварочного производств ва. Под контролем качества сварки подразумевается проверка условий и порядок выполнения сварочных работ, а также определение качества выполненных сварных соединений в соответствии с техническими требованиями.

Операционный контроль в процессе изготовления сварных соединений нефте- и газопроводов осуществляется на всех стадиях монтажа, и правильная организация его является надежной гарантией безаварийной эксплуатации магистральных трубопроводов. Операционный контроль, проводимый на всех этапах строительства, включает:

- проверку состояния и качества материалов, подлежащих сварке;

- организацию хранения и выдачи сварочных материалов (электродов, сварочной проволоки, флюсов и др.) сварщикам;

- подготовку конструкций под сварку с соблюдением требуемой формы разделки кромок, их чистоты, качества сборки и т.п.;

- соблюдение последовательности, чередования сборочных и сварочных операций в соответствии с технологической документацией;

- соблюдение установленных режимов сварки и порядка наложения швов;

- использование электросварщиков требуемой квалификации;

- качество и своевременность выполнения сопутствующих и последующих операций (послойная очистка, подогрев, термическая обработка и т.д.);

- соответствие установленным требованиям внешних условий выполнения сварочных работ (температура окружающего воздуха и свариваемого металла, отсутствие сквозняка, влаги и т. п.);

- исправность электросварочного оборудования и применяемой оснастки и т. д.

Операционный контроль проводит мастер или производитель работ, а самоконтроль - исполнитель работ. При операционном контроле мастер или прораб проверяет соответствие выполняемых работ рабочим чертежам, требованиям государственных стандартов СНиП и инструкциям, утвержденным в установленном порядке.

Нормы контроля сварных соединений. Кроме того, что проводят пооперационный контроль сварных соединений магистральных трубопроводов, их подвергают внешнему осмотру и неразрушающему контролю физическими методами. Внешнему осмотру подлежат все сварные соединения с целью выявления следующих дефектов:

- трещин, выходящих на поверхность шва или основного металла в зоне термического влияния;

- наплывов и подрезов глубиной более 0,5 мм в переходной зоне;

- прожогов и незаваренных кратеров;

- неравномерности валика усиления сварного шва по ширине и высоте, а также недопустимых отклонений валика усиления по оси шва;

- несоответствия геометрических размеров швов требованиям чертежей проекта, соответствующих ГОСТ и ТУ на геометрические размеры;

- непроваров в корне шва при возможности осмотра сварного соединения внутри трубопровода и подварки его.

Перед внешним осмотром наружная поверхность сварного шва и прилегающих к нему участков основного металла по обе стороны шва должны быть очищены от шлака, загрязнений и брызг наплавленного металла. Осмотр и измерение сварных соединений выполняют, при возможности, с двух сторон.

Неразрушающим методам контроля подвергают сварные соединения магистральных трубопроводов, выполненных электродуговой сваркой, в следующем объеме:

- 100% стыков на участках трубопроводов категорий В и I, наземных и надземных переходов, стыков захлестов, ввариваемых вставок и арматуры контролируют радиографическими методами;

- 100% стыков на участках трубопроводов II категории, из которых не менее 25% проверяют радиографическими методами, а остальные - ультразвуковыми или магнитографическими методами;

- 100% стыков на участках трубопроводов III категории, из которых - радиографическими методами контролируют не менее 10%, а остальные - ультразвуковым или магнитографическим;

- 100% стыков контролируют радиографическими методами на переходах через болота II и III типов и через железные и автомобильные дороги I, II, III категорий;

- 100% стыков на участках трубопроводов IV категории при наземной и надземной прокладке, из которых не менее 5% контролируют радиографическими методами, а остальные - ультразвуковым или магнитографическим.

В трассовых условиях не подвергают контролю сварные соединения труб и арматуры, поставляемые заводами.

Сварные соединения магистральных трубопроводов I, II, III, IV категорий, выполненные электроконтактной сваркой оплавлением, подвергают 100%-ному контролю физическими методами по зарегистрированным параметрам процесса сварки и механическим испытаниям в объеме 1 % с целью проверки состояния системы автоматического управления сварочным процессом.

Для сварных соединений трубопроводов IV категории при неудовлетворительном результате контроля физическими методами хотя бы одного стыка необходимо проверить тем же методом 25% стыков из числа тех, которые сварены с момента предыдущей проверки. Если при этом будет

обнаружен хотя бы один стык неудовлетворительного качества, сварщик или бригада, допустившие брак, от работы отстраняются до полной сдачи испытаний, а сваренные ими с момента предыдущей проверки стыки подвергают 100%-ному радиографическому контролю. Результаты проверки стыков физическими методами оформляют в виде заключений. До сдачи трубопровода в эксплуатацию заключения, радиографические сни.мки, зарегистрированные результаты ультразвуковой дефектоскопии и ферромагнитные ленты со стыков, подвергнутых контролю, хранят в полевой испытательной лаборатории (ПИЛ).

10.1. Дефекты в сварных соединениях

Дефекты в сварных соединениях трубопроводов и других конструкций встречаются при нарушениях технологии сварки, неправильном выборе сварочных материалов и неудовлетворительном их хранении, неудачном выборе способа сварки и режима, неудовлетворительной подготовке изделий под сварку и т. п. Сам термин "дефект" определяют как каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией. По ГОСТ 7512-82 указывают характер, число и размеры дефектов.

Принято разделять дефекты подготовки и сборки стыков под сварку и сварочные дефекты. Последние могут быть наружными (дефекты формы швов) или поверхностными и внутренними.

Дефекты подготовки и сборки возникают при электродуговой сварке по следующим причинам: неправильный угол скоса кромок в швах с различной разделкой; слишком большое или малое притупление по длине стыкуемых плоскостей кромок; непостоянство зазора между кромками; несовпадение стыкуемых плоскостей кромок; расслоения и загрязнения на кромках и т. п. Причинами подобных дефектов могут быть неисправности центраторов; недоброкачественность исходных материалов; ошибки в чертежах, а также низкая квалификация и культура труда слесарей-монтажников.

Наружные дефекты часто связаны с изменением геометрических форм и размеров шва. Это выражается в виде неравномерной ширины и высоты усиления шва, в ослаблении или излишнем усилении шва, грубой чешуйча-тости. Эти дефекты вызваны либо нарушением режимов сварки, либо недостаточной квалификацией сварщика или ручной сварки. Неравномерность шва и его грубая чешуйчатость, являясь концентраторами напряжений, создают условия для распространения трещин в металле шва. Некоторые наружные дефекты часто рассматривают как поверхностные несплошности швов (подрезы, незаваренные кратеры, прожоги, наплывы, свищи и т. п.).

Подрезы представляют собой углубления в основном металле, расположенные по краям шва. Различают подрезы наружные, образующиеся при сварке облицовочных слоев шва, и подрезы внутренние, возникающие при сварке заполняющих слоев шва. Подрезы часто вызваны чрезмерно высокой скоростью сварки, низким напряжением дуги и неточным направлением электрода по оси стыка. Если глубина подреза более 0,5 мм, то его заваривают, так как он уменьшает рабочее сечение шва, вызывает концентрацию

напряжений и может стать причиной разрушения швов из-за появления трещин. При образовании подрезов в заполняющих слоях шва их следует немедленно после сварки этого шва зачистить шлифовальной машинкой и заварить при наложении последующего слоя. В противном случае они превратятся во внутренний дефект (карманы, шлаковые включения) и впоследствии потребуют ремонта.

Кратеры образуются при обрывах горения дуги и остаются в виде углублений. Они уменьшают рабочее сечение шва, снижают его прочность и коррозионную стойкость. Незаваренный кратер может служить очагом появления трещин. Кратер обязательно заплавляется.

Прожоги образуются при нарушении режимов сварки (увеличение сварочного тока, резкое снижение скорости сварки, уменьшение угла наклона электрода от вертикали) и при увеличении зазора между свариваемыми кромками. Прожоги являются недопустимыми дефектами при сварке, поэтому их немедленно исправляют путем зачистки и заплавления места прожога.

Наплывы представляют собой натекание наплавленного металла на поверхность трубы без сплавления с ней. Они вызваны нарушением режима сварки или наличием на кромках труб толстого слоя окалины или других загрязнений. Свищи часто развиваются из канальных пор, выходящих на поверхность. Эти поверхностные несплошности хорошо выявляются внешним осмотром и могут быть исправлены. Значительное число поверхностных дефектов обычно сигнализирует также о наличии внутренних дефектов.

Ожоги обычно возникают при возбуждении дуги на основном металле за пределами разделки кромок. Ожоги квалифицируют как дефекты, где металл доведен до расплавления, а затем быстро охлажден и обладает пониженной пластичностью по сравнению с основным металлом, что может служить очагом возникновения разрушения.

Внутренние дефекты встречаются в виде газовых пор, шлаковых включений, непроваров, трещин, несплавления и т. п.

Газовые включения (поры) образуются при перенасыщении сварочной ванны газами вследствие загрязненности кромок труб, длинной электрической дуги, повышенной влажности обмазки электродов и флюсов, вредных примесей и влаги в защитных газах и т. п. Размеры пор колеблются от микроскопических до 2-3 мм в диаметре. Поры снижают плотность швов.

Шлаковые включения (шшаки) проявляют себя вследствие плохой зачистки кромок от окалины и ржавчины, а чаще от плохой зачистки шлака при многослойной сварке. Значительные по величине и острые включения могут вызывать местную концентрацию напряжений, а также снижают прочность сварных соединений.

Неметаллические включения в виде оксидов, сульфидов, фосфидов, нитридов снижают пластичность наплавленного металла. Оксидные включения содержат FeO, Si02 , MnO, РеОА120з и др. При ручной сварке в сварочной ванне образуются оксидные включения трех типов: смешанные железомарганцевые оксиды (при низком содержании кремния и отсутствии других активных раскислителей); железомарганцевые силикаты; стекловидный кремнезем (в швах, хорошо раскисленных кремнием). При