Технология термической обработки СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ

  Главная      Учебники - Котлы     Сборник правил и руководящих материалов по котлонадзору (Сигалов Л.В.) - 1977 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   180  181  182  183  184  185  186  187  188  189  ..

 

 

12.4.

Технология термической обработки СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ



Термообработка индукционным способом токами промышленной частоты

12.4.1. Термическая обработка индукционным способом токами промышленной частоты проводится жесткими и гибкими индукторами с естественным и принудительным охлаждением.

12.4.2. При выборе индуктора и установке его на трубу необходимо руководствоваться следующими положениями:

а) для снижения потерь мощности на рассеивание магнитного потока при выборе нагревателя следует применять индуктор обеспечивающий наименьший зазор между индуктором и поверхностью трубы;
 

б) кольцевой зазор между индуктором и нагреваемой поверхностью трубы должен быть равномерным по всему периметру. Для того при установке жесткого индуктора необходимо в качестве ограничителя зазора использовать асбоцементные планки нужной толщины, а в случае применения гибкого индуктора следует плотно навивать кабель на трубу;

в) зазор между витками индуктора по возможности должен быть минимальным, а шаг равномерным. Для головки гибкого индуктора оптимальный зазор между витками должен составлять 10-15 мм. Для изолированного гибкого индуктора следует располагать витки плотно друг к другу;

г) при установке двухъярусного индуктора необходимо следить, чтобы направление витков нижнего и верхного рядов совпадало;

д) следует обеспечить тщательную затяжку всех мест электрических контактов; через 5—10 циклов нагрева поверхности контактов жестких индукторов необходимо зачищать напильником или шлифовальной шкуркой;

е) в гибких индукторах нельзя допускать наличия скруток, оборванных прядей медных жил, снижающих площадь поперечнего сечения более чем на 15%.

12.4.3. Установку индуктора на трубу для подогрева стыка под сварку и последующую термообработку производят в следующей последовательности:

а) закрепить горячий спай термопары на поверхности трубы.

б) трубы в районе сварного шва обернуть листовым асбестом или асбополотном в несколько слоев. На трубах диаметром менее 400 мм длина изолируемого участка должна быть 300—400 мм по каждую сторону от сварного шва, а толщина изоляции 8—12 мм; на трубах диаметром 400 мм и более эти размеры должны составлять соответственно не менее 700 и 15 мм;

в) установить индуктор на трубе; в случае использования двухсекционных или гибких индукторов между секциями индуктора следует оставить зазор 100—150 мм;

г) закрыть разделку шва асбестом;

д) подсоединить к выводам индуктора токоподводящие провода от источника питания;

е) включить источник питания.

После достижения необходимой температуры подогрева отключить источник питания, снять асбест с разделки шва и производить сварку, не снимая индуктора.

12.4.4. После окончания сварки нужно закрыть асбестом сварной шов (промежуток между секциями индуктора), при необходимости сдвинуть секции жесткого индуктора, обеспечив расстояние между ними около 100 мм, и начать нагрев стыка под термообработку.

12.4.5. При групповой термообработке одновременно нескольких стыков от одного источника питания необходимо выполнять следующие требования:

а) одновременно нагреваемые стыки должны принадлежать трубам одногб размера (диаметра и толщины стенки), одной марки стали и иметь одинаковую исходную температуру;

б) мощность источника питания должна быть достаточной для покрытия потерь мощности во всех одновременно работающих индукторах и в подводящих кабелях;

 

 

в) нагрев всех стыков должен производиться индукторами одно го типа, имеющими одинаковое число витков, шаг навивки и площадь сечения витка; в большинстве случаев необходимо также обеспечить совпадение в направлении навивки витков соленоида и согласованность их включения в группу;

г) стыки должны иметь одинаковую теплоизоляцию.

12.4.6. Нагрев одновременно двух стыков труб по режиму высокого отпуска (от трансформатора ТСД-2000 или подобного по технической характеристике) может быть обеспечен с помощью индукторов АИР-2 или гибких медных голых индукторов сечением 120 180 мм2 из 8—10 витков, включенных последовательно.

Одна из возможных схем нагрева одновременно двух стыков труб диаметром 245—325 мм показана на рис. 61.

Напряжение на выводах индукторов составляет 60—70 В, вели чина тока 1200—1400 А; длина подводящего кабеля должна быть более 50 м при сечении не менее 240 мм2.

12.4.7. Групповой нагрев четырех-пяти стыков труб диаметром 108—168 мм под термообработку по режиму высокого отпуска от трансформатора ТСД-2000 может проводится с помощью одной секции индуктора АИР-2 (шесть витков) или гибких медных индукторов сечением 90—120 мм2 по шесть-семь витков в каждом. Индукторы соединяются последовательно (рис. 62).

Величина напряжения, подводимого к общим выводам, составляет 55—65 В, на выводах каждого индуктора 12—14 В, тока 1000—1200.

12.4.8. Групповой нагрев сварных швов приварки донышек к штуцерам коллекторов по режиму высокого отпуска производится от трансформатора ТСД-2000 при последовательном соединении индукторов; от трансформатора ТСД-2000 можно одновременно нагревать до четырех-пяти стыков приварки донышек к штуцерам диаметром 108—168 мм.

Для симметричной установки индуктора относительно сварного шва к донышку временно прихватывает отрезов трубы длиной 200— 300 мм того же диаметра, что и диаметр штуцера коллектора. По окончании термообработки временные патрубки удаляются.

Схема одновременного нагрева двух донышек с помощью гибких индукторов из шести-семи витков каждый сечением 90—120 мм2 от трансформатора составляет 45—55 В, тока 1000—1200 А.

12.4.9. Для нагрева сварного соединения приварки штуцера диаметром 219X50 мм к трубе диаметром 245X45 мм до температуры высокого отпуска используют два индуктора из гибкого кабеля сечением 120 мм2 (рис. 64,а). Основной индуктор / состоит из 20—

24 витков и наматывается njo обе стороны штуцера (по 10—12 вит-» ков) с каждой стороны; питается этот индуктор от трансформатора ТСД:2000. Дополнительный индуктор II состоит из пяти-семи витков, располагается на штуцере и подсоединяется к трансформатору ТСД-1000.

Равномерность нагрева, требуемая температура во время выдержки и скорость охлаждения стыков обеспечиваются регулированием величин тока в индукторе с помощью дросселя трансформатора. В случае использования в качестве источника питания трансформаторов без дроссельной катушки поддержание нужного температурного режима стыка обеспечивается изменением величины тока в индукторе переключением ступеней обмотки трансформатора или периодическим отключением трансформатора.

 

 

12,4.10. Термообработка стыков труб диаметром 980X40 мм осуществляется с помощью двух трансформаторов ТСД-2000. К каждому трансформатору подсоединяются шесть витков гибкого индуктора из медного кабеля сечением 240 мм2 по одной из схем рис. 65.

Трансформаторы должны быть подключены кабелями одинаковой длины и сечения к одним и тем же фазам сети через автоматы защиты.

Верхняя половина трубы должна иметь теплоизолирующий слой асбеста вдвое тоньше, чем нижняя часть.

 

 

Нагрев стыка в интервале температур от 400—450° С до температуры отпуска производится с отключенными дросселями трансформаторов при величине тока в индукторе 1400—1600 А. По достижении температуры отпуска во вторичную цепь включаются дроссели, с

помощью которых производится регулирование температуры стыка изменением величины тока в индукторе. Во время выдержки стыка п^и температуре отпуска ток в индукторе должен быть около 1000 А.

Нагрев под термообработку стыков труб диаметром 465—729 мм (например, 465X56, 630X25, 630X80, 720X22 мм) может производиться от одного трансформатора ТСД-2000 с помощью 12— 14-виткового индуктора при условии коротких подводящих кабелей (длиной не более 15 м) или от двух трансформаторов по приведенным выше схемам.

Термообработку стыков труб диаметром более 500 мм следует производить с внутренней теплоизоляцией (рис; 66); при этом длина изоляции I должна быть не менее ширины индуктора. Исключение могут составлять монтажные стыки, в которых из-за труднодоступного расположения нельзя установить или удалять внутреннюю теплоизоляцию.

Термообработка индукционным способом токами повышенной частоты

12.4.11. Электрические параметры индукционного нагрева токами повышенной частоты изменяются в зависимости от диаметра,

толщины стенки и количества одновременно нагреваемых сварных стыков труб, а также от числа витков индуктора.

Ориентировочные значения параметров при нагреве одного стыка труб приведены в табл. 18.

12.4.12. В качестве нагревателей при термообработке стыков труб токами повышенной частоты рекомендуется применять гибкий медный провод сечением не менее 50 мм2.

Количество витков индуктора зависит от диаметра нагреваемой трубы и количества одновременно нагреваемых стыков. При одиночном нагреве стыка труб диаметром более 200 мм индуктор должен иметь 10—16 витков, при групповом нагреве стыков труб диаметром менее 200 мм — 6—10 витков, а при нагреве стыков труб диаметром более 200 мм 9—12 витков.

12.4.13. При термообработке токами повышенной частоты особое внимание следует уделять вопросам техники безопасности, поскольку напряжение на выводах генератора может достигать 400 В. При эксплуатации установок повышенной частоты следует строго соблюдать «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» (Атомиздат, 1971) и инструкцию по технике безопасности при эксплуатации установок токами повышенной частоты, применяемых для термообработки сварных соединений трубопроводов тепловых электростанций, разработанную Уралэнергомонтажом в 1972 г., в частности, должны быть выполнены следующие требования:

а) напряжение на выводах генератора не должно превышать 400 В;

б) установка независимо от места ее размещения (сборочная площадка, цех, главный корпус и т. д.) должна обязательно иметь ограждение рабочей зоны с предупредительными надписями;

в) все токоведущие части установки (кабели, конденсаторы, индукторы и пр.) должны размещаться таким образом, чтобы исключить непроизвольное прикосновение к ним при эксплуатации установки. Запрещается прокладка кабелей непосредственно по лестницам, площадкам, переходам и прочим металлическим узлам;

г) ширина прохода у индуктора должна быть не менее 1 м. При невозможности выдержать такое расстояние термообработку разрешается производить только в смены с минимальным числом работающих;

д) конденсаторная батарея должна устанавливаться непосредственно у термообрабатываемых стыков в закрывающемся ящике из прочного диэлектрического материала, исключающем возможность

опрокидывания батарей и прикосновения к выводам конденсаторов, Блок конденсаторов должен быть оборудован разрядным устройством, автоматически срабатывающим при открывании блока;

е) эксплуатация установки разрешается только при наличии устройства, автоматически отключающего напряжение в случае попадания одной из фаз на «землю», обрыва электрической цепи «генератор— индуктор» или превышения номинальных значений тока;

ж) ток срабатывания автоматического устройства, отключающего установку при переходе одной из фаз на «землю», не должен превышать 5 мА, время срабатывания не должно превышать 0,2 с*

12.4.14. При термообработке стыков труб токами повышенной частоты должны быть учтены требования, изложенные в пп. 12.4.2—
12.4.5, 12.4.10.

 

 

 

Термообработка электропечами сопротивления

 



12.4.15. Технология термообработки переносными электрическими печами сопротивления предусматривает ряд положений, включающих электрические параметры в и режимы работы печей, правила их установки, включения в работу, теплоизоляции мест нагрева.

12.4.16. Диапазон рабочего тока источника питания должен перекрывать интервал токовых режимов работы электропечи в сторону минимальных токов на 20—25% и максимальных токов на 10—15%.

12.4.17. Размещение электропечи на трубе должно проводиться с расчетом обеспечения равномерного нагрева сварного стыка по всему периметру.

12.4.18. При термообработке вертикальных стыков горизонтально расположенных труб муфельную электропечь следует устанавливать на трубу эксцентрично, сдвигая ее вверх относительно оси трубы на 30—40 мм, что обеспечивает более равномерное распределение температуры как по окружности стыка, так и по ширине зоны нагрева. В этом случае температура стыка контролируется двумя термопарами, установленными в верхней и нижней частях стыка.

12.4.19. Нагрев горизонтальных стыков вертикально расположенных труб обеспечивается равномерным при нормальном (кон-цетрическом) расположении электропечи.

12.4.20. Нагревательные элементы половин печи включаются последовательно при нагреве труб диаметром 108—159 мм и параллельно при нагреве труб большего диаметра. Схемы включения печей в цепь электронагрева показаны на рис. 67.

12.4.21. Нагрев сварного соединения рекомендуется начинать при минимальном рабочем токе (примерно 50% номинального значения) с постепенным плавным его увеличением до номинальной величины. Этим обеспечивается скорость нагрева, позволяющая получать равномерное распределение и подъем температур в сечении нагреваемого участка трубы.

12.4.22. Участки трубы, прилегающие к печи, должны быть изолированы асбестом на 300 мм по каждую сторону от печи.

12.4.23. При термообработке по режиму высокого отпуска стыков труб из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф с толщиной стенки более

25 мм (до 45 мм) радиационными гибкими проволочными нагревателями или муфельными печами необходимо установить в зоне сварного соединения внутреннею теплоизоляцию по одному из способов, представленных на рис. 67.

12.4.24. При термообработке вертикальных стыков гибкий проволочный электронагреватель следует устанавливать так, чтобы шов приходился посредине нагревателя, а на горизонтальных — был смещен вниз по отношению к центру шва на 10 мм. При установке электронагревателей необходимо обеспечивать равномерность зазора между
поясами нагревателя (в пределах 15—20 мм), а также плотное прилегание нагревателя к трубе.

 

12.4.25. Групповой термообработке электропечами сопротивления подлежат стыки труб одного типоразмера и одинакового положения в пространстве. Общее регулирование тока выполняется на источнике питания, а индивидуальная подрегулировка — с помощью балластных реостатов, включенных в электроцепь каждой печи.

На рис. 68 показана схема нагрева одновременно двух стыков труб диаметром 245 мм по режиму высокого отпуска с помощью трансформатора ТСД-2000.

 

 

 

Термообработка газопламенным способом

12.4.26. Технология нагрева газопламенной кольцевой горелки включает операции установки нагревателя на стык трубы, подключения ее к газопитающему коллектору, зажигания, регулирования мощностью пламени в процессе проведения термообработки и отключения.

12.4.27. На поверхности трубы на расстоянии 20 мм от края шва в диаметрально противоположных местах стыка под каждой половиной горелки необходимо устанавливать две термопары.

12.4.28. Кольцевая гор^елка, состоящая из двух отдельных полуколец, устанавливается на трубе концентрично, две половины горелки соединяются штырями. Центровка горелки на трубе выполняет-

 

сл*фшомощыо фиксаторов. Расстояние между внутренними выходными мундштуками горелки и наружной поверхностью трубы должно быть в пределах 25—50 мм.

12.4.29. Участки трубы длиной 300—400 мм по обе стороны от горелки изолируют слоем листового и шнурового асбеста толщиной 20—30 мм.

12.4.30. Включение горелки следует производить в следующей последов ательности:

медленно открывается вентиль, подающий газ к нижней половине горелки, и зажигается газовоздушная смесь; повторяется та же операция с верхней половиной, горелки;

после появления высо-кокоптящего пламени желтого цвета необходимо постепенно открывать воздушные заслонки до момента, пока пламя не сформируется в кольцевой факел, состоящий из четко выявленных небольших голубых языков; высота пламени, его цвет и форма регулируются воздушными заслонками и вентилями горючего газа;

регулирование мощности каждой половины горелки проводится отдельно; при этом следят за обеспечением равномерного распределения температур по периметру нагреваемого стыка;

избыточное давление горючего газа при нагреве и выдержке составляет соответственно 0,6—1,2 и

0,2—0,4 кгс/см2 (0,06—0,12 и 0,02—0,04 МПа) и зависит от диаметра нагреваемых труб;

при гашении горелки после окончания термообработки сначала закрывают воздушные заслонки, а затем вентили горючего газа.

При термообработке горизонтальных стыков труб очередность зажигания половин горелки может быть любой.

12.4.31. Нагрев под термообработку по режиму нормализации (7,т.о=940±15° С) стыков труб диаметром до 100 мм с толщиной стенки до 7 мм можно проводить сварочной ацетилено-кислородной горелкой с наконечником № 6 или 7.

12.4.32. Для нагрева стыка на трубу предварительно устанавливают воронку из листового асбеста или специальную муфельную теплоизоляционную манжету. Нагрев производят двумя сварочными горелки, пламя которых подводят внутрь воронки или манжеты в целях равномерного распределения его по периметру стыка.

 

 

12.4.33. Нагрев стыков труб диаметром 30—42 мм выполняется в индивидуальном или групповом варианте.

При индивидуальной термообработке на каждый стык надевается асбестовая или металлическая воронка.

При групповой термообработке используют металлические воронки панельного типа, выложенные с внутренней поверхности листовым асбестом (рис. 69).

Для замедленного охлаждения сварного стыка после окончания термообработки на стык надвигается асбестовая манжета толщиной 8—12 и длиной 150 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   180  181  182  183  184  185  186  187  188  189  ..