Электродуговая сварка трубопроводов пара и
горячей воды, подведомственных Госгортехнадзору СССР
4.2.1. Марка электродов выбирается в зависимости от марки свариваемой
стали (трубы) в соответствии с рекомендациями разд. 3 (табл. 4).
4.2.2. Для сварки корневого слоя шва стыков труб и деталей из
хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей, собираемых на
остающихся подкладных кольцах, могут быть использованы электроды ЦУ-5,
УОНИ-13/55, ТМУ-21, ТМЛ-2 диаметром
2,5—3 мм. Высота корневого слоя шва при сварке углеродистыми электродами
должна быть не более 4 мм.
4.2.3. Сварка стыков труб из сталей 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ и 15Х1М1Ф при
толщине стенки более 10 мм, из углеродистых сталей и стали 15ГС (16ГС)
при толщине стенки более 30 мм должна вестись с подогревом стыка.
Температура подогрева должна выбиваться , с учугом понижения температуры
вследствие теплоотвода с таким расчетом, чтобы температура металла
свариваемых элементов в месте стыка при температуре окружающего воздуха
свыше 0° С1 была во все время сварки не ниже: 200° С — для стыков труб
из углеродистых сталей и стали 15ГС (16ГС), 250° С — для стыков труб из
сталей 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ и 300° С — для стыков труб из стали 15Х1М1Ф.
Не следует сваривать при температуре металла свыше 450° С во избежание
чрезмерной текучести сварочной ванны.
4.2.4. Нагрев стыков трубопроводов до указанной температуры может
осуществляться индукционным способом, радиационными печами сопротивления
или кольцевыми газовыми горелками. Стык должен быть подогрет по всему
периметру, при этом для стыков труб из низколегированной стали с
толщиной стенки более 30 мм ширина зоны подогрева до нужной температуры
должна быть не менее 150 мм (по 70—75 мм с каждой стороны стыка), для
труб с толщиной стенки до 30 мм — не менее 100 мм.
Нагрев стыков труб из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф с толщиной стенки более 45
мм следует производить индукторами. При этом подогрев должен быть
организован так, чтобы сразу после окончания сварки можно было
произвести термообработку стыка.
В исключительных случаях, когда нет возможности установить индукторы,
печи сопротивления или кольцевые газовые горелки и обеспечить ими
равномерный подогрев, разрешается для подогрева стыка применять
сварочные горелки. В этом случае должны быть изготовлены асбестовые
муфели (манжеты) и установлено такое число горелок, которое обеспечило
бы равномерный нагрев стыков по всей окружности.
Нагрев стыков труб с толщиной стенки 20 мм и менее разрешается
производить газовыми сварочными горелками. Температура подогрева должна
измеряться термопарами с потенциометрами или контролироваться
термокарандашами или термокрасками.
4.2.5. Для контроля температуры предварительного и сопутствующего
подогревов стыков трубопроводов из низколегированных сталей диаметром
свыше 600 мм с толщиной стенки более 25 мм должны быть установлены две
термопары в противоположных точках по периметру стыка; при этом для
вертикальных стыков термопары должны быть установлены в нижних и верхних
точках стыка.
4.2.6. Необходимо, чтобы во время сварки и остывания стыка труб из
низколегированной стали не было сквозняков внутри трубы, для чего концы
трубы нужно заглушать с торцов или перекрывать Задвижки на трубопроводе.
4.2.7. Примерные величины тока при сварке в. нижнем положении в
зависимости от диаметра и типа покрытия электрода приведены в табл. 9.
При вертикальном и потолочном положении шва ток должен быть уменьшен на
10—20% по сравнению с током при нижнем положении шва. Для каждой марки
электрода режим должен быть уточнен по паспортным данным.
Электроды диаметром 5 мм могут применяться при сварке верхней части
вертикального неповоротного стыка, начиная с выхода на вертикальный
участок. Потолочный участок шва должен быть заварен электродами
диаметром не более 4 мм.
4.2.8. При сварке вертикальных стыков трубопроводов (рис. 16)
из углеродистых и низколегированных сталей высота
каждого слоя или валика не должна превышать 5—6 мм для электродов с
руднокислым и рутиловым покрытием и 4—5 мм — для электродов с
фтористо-кальциевым покрытием. Ширина одного слоя не должна быть более
30—35 мм.
4.2.9. При сварке горизонтальных стыков трубопроводов (рис. 17) из
углеродистых и низколегированных сталей высота валика должна быть 3—5
мм, а ширина (наибольший размер в поперечном сечении) не более 20 мм.
4.2.10. Стыки труб из низколегированных сталей при толщине стенки более
12 мм необходимо сваривать неповоротными во избежание появления трещин в
первых слоях шва при повороте труб.
4.2.11. Во всех случаях многослойной сварки разбивка на участки должна
производиться с таким расчетом, чтобы стыки участков
(«замки» швов) в соседних слоях не совпадали, а
были смещены один относительно другого, но не менее чем на 15 мм, и
последующий участок должен перекрывать предыдущий на длине 15—20 мм
(рис. 18).
4.2.12. Порядок наложения швов при сварке зависит от диаметра трубы,
марки стали, положения стыка в пространстве (вертикальный или
горизонтальный стык) и вида стыка (поворотный или неповоротный).
4.2.13. Вертикальнее неповоротные стыки свариваются в направлении снизу
вверх. Наплавку слоя в потолочной части стыка следует начинать, отступив
на 10— 30 мм от нижней точки. Порядок наложения слоев при сварке
вертикального стыка одним сварщиком без поворота труб диаметром до 219
мм показан на рис. 19, а.
Сварку первых трех слоев в вертикальных неповоротных стыках труб
диаметром более 219 мм (для равномерного распределения напряжений по
стыку и уменьшения деформаций) следует выполнять обратноступенчатым
способом (рис. 19,6); при этом длина каждого участка не должна превышать
200—250 мм. Длина участков последующих слоев может составлять 1/2
окружности стыка.
4.2.14. Порядок наложения валиков первого слоя при
сварке вертикального неповоротного стыка двумя сварщиками следующий
(рис. 20): первый сварщик начинает сварку от точки а и ведет ее
к точке б в направлении, указанном стрелкой; в это
время второй сварщик ведет сварку от точки г к точке в\ далее первый
сварщик (без перерыва) продолжает вести сварку от точки б до точки в, а
второй сварщик переходит к сварке участка от точки а к точке г.
Второй и третий слои свариваются аналогично с
учетом требований, указанных в п. 4.2.13. Последующие слои можно
накладывать участками длиной 1/2 окружности трубы.
4.2.15. Горизонтальные стыки труб диаметром менее 219 мм сваривает один
сварщик, соблюдая правило смешения «замков» в соседних слоях или
участках (рис. 21, а).
Горизонтальные стыки труб диаметром более 219 мм при сварке одним
сварщиком должны выполняться обратноступенчатым способом, как показано
на рис. 21,6. Трубы диаметром от 219 до 300 мм свариваются участками
длиной 1/4 окружности стыка, трубы большего диаметра — участками длиной
200—250 мм.
4.2.16. Последовательность сварки первого (корневого) слоя
горизонтальных стыков труб двумя сварщиками в зависимости от диаметра
труб приведена на рис. 22. При диаметре труб менее 300 мм
каждый из сварщиков заваривает участок по 1/2
окружности, находясь в один и тот же момент в диаметрально
противоположных точках стыка (рис. 22, а).
При диаметре труб 300 мм и более сварка первого слоя ведется
обратноступенчатым способом участками по 150—200 мм (рис. 22, б). На
стыках труб диаметром до 300 мм с толщиной стенки более 40— 45 мм
обратноступенчатым способом следует накладывать первые три, слоя;
последующие слои выполняются участками длиной по 1/3 окружности трубы с
учетом требований п. 4.2.13.
На стыках труб из низколегированных сталей
диаметром свыше 8)0 мм с толщиной стенки 25—45 мм все слои шва должны
выполняться обратноступенчатым способом; длина каждого участка долина
быть не более 200 мм.
4.2.17. Стыки труб с толщиной стенки до 12 мм могут сваривать с
поворотом труб на 360 (рис. 23) или 180°..
Угол единовременного поворота а зависит о,т
диаметра труб И колеблется в пределах 70—110°.
Сварка труб диаметром более 219 мм выполняется обратноступенчатым
способом за два полных поворота. Сначала на каждый участок ЛБ (рис. 23,
б) накладываются один-два первых слоя, затем, когда по всей окружности
будут выполнены два первых слоя, заполняют последовательно оставшуюся
часть разделки за второй поворот трубы.
4.2.18. Сварка стыков с поворотом на 180° производится в два приема
(рис. 24).
Сначала на участок ГА и ВА (рис. 24, а) накладывают один-два первых
слоя; затем трубу поворачивают на 180° и заваривают участки ВБ и ГБ
полностью (заполняется все сечение шва — рис. 24, б). После этого трубы
опять поворачивают на 180° и накладывают остальные слои на участках ГА и
В А (рис.
24, в).
4.2.19. Сварка должна выполняться на возможно короткой дуге — особенно
при сварке электродами с фтористо-кальциевым покрытием, у которых длина
дуги должна быть
примерно равна диаметру электрода. Перед гашением дуги сварщик должен
заполнить кратер путем постепенного отвода электрода и вывода дуги назад
на 15—20 мм, на только что наложенный шов.
Последующее зажигание дуги производится на металле шва на расстоянии
12—15 мм от кратера.
В процессе сварки стыков труб из низколегированных сталей нельзя
допускать перегрева в зоне сварного соединения; необходимо следить за
температурой стыка, которая должна находиться в пределах требований.
4.2.z0. Во избежание зашлаковки кромок труб следует накладывать валик
плоской или слегка выпуклой формы в сечении, избегая сильно выпуклого
(«горбатого») валика. Для этого нужно несколько задерживать электрод у
кромки трубы или отводить его немного назад. Одна из таких схем ведения
электрода показана на рис. 25.
4.2.21. Сварные швы труб должны иметь следующее усиление по высоте (с
допуском от +1 до —0,5 мм) мм;
По ширине усиление должно перекрывать наружные
кромки фасок на 2—3 мм.
4.2.22. В процессе сварки следует обращать особое внимание на
обеспечение полного провара корня шва и заделку кратера.
После наплавки каждого валика (слоя) необходимо полностью удалять шлак
после его потемнения. При выявлении на поверхности шва дефектов (трещин,
сильной пористости и т. п.) дефектное место должно быть удалено
механическим способом до здорового металла и заварено вновь.