Допустимые размеры дефектов труб, подлежащих ремонту сваркой

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 9Следующая ⇒

Нормативный предел прочности, трубы, кгс/мм²	Наибольшая глубина дефекта, (в % от толщины стенки)	Размер дефекта D_y, мм (при толщине стенки трубы, м)
7, 0¸ 9, 0	9, 5¸ 14, 0	14, 5¸ 20
до 52 включительно
свыше 52 до 57 включительно

Рис. 9.9. Заварка дефекта на трубе:

а – дефект на трубе; б – механическая обработка дефекта; в – схема изложения сварных швов; 1 – наплавочный слой; 2 – заполняющие слои; 3 – контурный шов;

4 – облицовочный шов.

Ремонту сваркой подлежат трубы, имеющие отдельно расположенные единичные дефекты, которыми считаются дефекты, имеющие расстояние между собой:

ü не менее 300 мм при максимальном размере дефекта менее или равном 35 мм;

ü не менее 500 мм при максимальном размере дефекта от 35 до 60 мм.

При этом количество дефектов на один погонный метртрубы не должно превышать двух.

Ремонту сваркой не подлежат следующие дефекты на трубах:

ü дефекты, размеры которых превышают значения, приведены в табл. 9.7; коррозионные каверны и

ü раковины, расположенные на соединительных узлах и деталях;

ü дефекты, расположенные на расстоянии менее 300мм от продольных и кольцевых сварных швов;

ü дефекты, имеющие трещины или видимое расслоение металла, а также расположенные на вмятинах. Заварка дефектов на трубах выполняется ручной электродуговой сваркой электродами основного типа.

Перед заваркой дефект обрабатывается механическим способом (шлифовальной машинкой или фрезой) с целью (рис. 9.9.б):

· получения формы кратера, обеспечивающего равномерное и качественное положение металла;

· полного удаления продуктов коррозии и возможных поверхностных микротрещин.

Прилегающие к кратеру участки зачищаются до металлического блеска на ширину не менее 15 мм с предварительным удалением остатков изоляционного покрытия, ржавчины, грязи, масляных пятен.

Подогрев металла труб перед сваркой устанавливается согласно табл. 9.8.

Таблица 9.8

Предварительный подогрев металла труб

Нормативный предел прочности трубы, кгс/мм²	Толщина стенки труб, мм	Температура и условия подогрева
до 52 включительно	до 12, 0 включительно	до 100^оС при температуре воздуха –20^оС и ниже
	свыше 12, 0 до 20, 0	до 100^оС при отрицательных температурах воздуха
свыше 52 до 57 включительно	7, 0¸ 9, 0	до 100^оС при отрицательных температурах воздуха
	9, 5¸ 14, 0	до 100^оС при любой температуре воздуха
	14, 5¸ 20, 0	до 150^оС при любой температуре воздуха

Подогрев труб осуществляется, как правило, электрическими или газовыми нагревателями. Контроль температуры выполняется приборами типа ТП-1.

Заварка дефектов труб с пределом прочности от 42 до 55 кгс/мм² производится с использованием электродов марок УОНИ 13/55, «Гарант», LВ52A(И) диаметром 2, 5¸ 4, 0 мм, заварка дефектов труб с пределом прочности 55-57 кгс/мм² – электродами марок «Шварц 3К», ВСФ-60 или аналогичных.

Наплавка металла на дефект включает: первый наплавочный слой, заполняющие слои, контурный шов, облицовочный шов (рис. 9.9.в). Первый наплавочный слой и контурный шов выполняются электродами диаметром 2, 5¸ 3, 25 мм, заполняющие и облицовочный – электродами диаметром 3, 0¸ 4, 0 мм на сварочных режимах, приведенных в табл. 9.9.

Таблица 9.9

Режим заварки дефектов

Вид слоя сварного шва	Сила тока, А, при диаметре электрода, мм
2, 5	3, 0¸ 3, 25	4, 0
Первый наплавочный, контурный	75¸ 90	100¸ 120	–
Заполняющий, облицовочный	–	100¸ 120	140¸ 160

При заварке дефектов количество направляемых слоев должно составлять не менее двух (без учета контурного слоя шва). Сварка выполняется валиками шириной не более 20мм с взаимным перекрытием не менее3 мм. Контурный слой шва выполняется с колебаниями перпендикулярно к граничной линии (рис. 9.9.г), при этом ширина данного шва , составляет от 8 до 14 мм. Сварные швы накладываются плотно с мелкой чешуйчатостью (0, 5¸ 0, 7 мм), что обеспечивает плавный переход к основному металлу трубы.

После завершения заварки дефектного участка трубы наружная поверхность наплавки обрабатывается механическим методом, при этом поверхность должна быть ровной, без видимой чешуйчатости, усиление – равномерным по всей площади. Высота усиления должна находиться в пределах от 0, 7 до 1, 5мм (рис. 9.10) и контролироваться с помощью индикатора.

Рис. 9.10. Механическая обработка наплавленного участка

Таким образом, производится сварка (заварка) одиночных каверн.

Групповыми кавернами считается скопление каверн не менее 10 на 100 см² поверхности трубы.

При диаметре и глубине групповых каверн, заметно ослабляющих стенку трубы, часть стенки трубы с кавернами вырезается и на ее место вваривается заплатка заподлицо с поверхностью трубы, [23].

Заплатка для вварки заподлицо с поверхностью труб изготавливается овальной формы из труб с толщиной стенок, равной толщине стенок ремонтируемого газопровода, из стали той же марки или с такими же физико-механическими характеристиками. Размеры заплат должны быть шириной не более 250мм (по кольцу трубы), но не более половины диаметра трубы, и длиной не более 350 мм (по оси). Минимальный размер заплат: ширина – 100 мм, длина – 150 мм (по тем же направлениям). Во всех случаях между длиной и шириной заплаты должна быть разница в пределах 50¸ 100 мм.

Размеры ввариваемых заплат при ремонте газопроводов различных диаметров приведены в табл. 9.10.

Таблица 9.10

Размеры ввариваемых заплат

Диаметр газопровода, мм	Размеры ввариваемой заплаты (патрубка), мм	Периметр сварного шва, м
325¸ 426	110´ 160	0, 54
529¸ 630	160´ 210	0, 74
720¸ 820	210´ 260	0, 94
1020¸ 1220	260´ 310	1, 14
	патрубок Ø =325	1, 02

Края ввариваемых заплат обрезаются со скосом кромок. Отверстие в трубе вырезается по форме заплаты также со скосом кромок. На кромках заплаты и отверстия делается притупление. Для обеспечения полного провара заплаты ввариваются с подкладными кольцами (рис. 9.11.а).

Подкладное кольцо изготавливается из листовой стали толщиной 3¸ 4 мм и шириной 20¸ 30 мм и приваривается к заплатке с внутренней стороны так, чтобы его края выступали за края заплаты на 10¸ 12 мм. Зазор между кромками заплаты и трубы для обеспечения провара должен составлять 2¸ 5 мм. Заплата заваривается электродами типа УОНИ 13/55. При толщине заплаты до 12 мм сварной шов заваривается в три слоя. Корень шва выполняется электродами диаметром 3 мм, последующие слои – электродами диаметром 3¸ 4 мм. Сварка выполняется обратно – ступенчатым швом по всему периметру заплаты в три-четыре ступени (рис. 9.11.б). Для прижатия заплаты к трубе на время прихватки используются устанавливаемым над отверстием приспособлением, представляющим собой П-образную скобу с винтом посередине, снабженным захватным устройством. На заплате для этого также приваривается маленькая скоба.

Рис. 9.11. Вварка заплаты в газопровод и выполнение сварного шва:

а – вварка заплати; б – неправильное выполнение шва;

в – правильное, обратноступенчатое; 1 – заплата; 2 – подкладное кольцо

Во ВНИИГАЗе проведены экспериментальные исследования возможности ремонта дефектов способами заварки и вварки заплат на различной стадии эксплуатации газопроводов.

Рис. 9.12. Схема расположения надрезов и заплат:

А=В=С=500 мм; D=1500 мм; L=9360 мм

расстояние между концентраторами по периметру – 200 мм

Для исследований была отобрана труба диаметром 820 и толщиной стенки 9 мм, изготовленная из стали 19Г и находившаяся в эксплуатации 27 лет, со следующими характеристиками:

ü продольные напряжения s_т = 407 МПа, s_вр =555 МПа;

ü поперечные напряжения s_т = 456 МПа, s_вр = 557 МПа.

На наружную поверхность трубы было нанесено 5 одинаковых надрезов: с длиной – 200; глубиной – 3, 5 и шириной 3 мм. Схема нанесения надрезов показана на рис. 9.12.

Для приближения к условиям эксплуатации трубу подвергли гидравлическим испытаниям в циклическом режиме. Размах циклов составлял: P_min = 2, 0 МПа; P_max= 4, 0 МПа.

Анализ состояния трубы проводился поэтапно после выдержки под нагрузкой в 200 циклов.

Надрез №5 был заверен до начала испытаний последовательно на каждом этапе заваривался один надрез, вырезалось окно размером 150´ 200 мм и вваривалась заплата. После 600 циклов были заварены четыре надреза (№№ 2, 3, 4, 5) и вварены заплаты №№ 6, 7, 8. Затем трубу подвергли нагрузке в 5000 циклов, после чего надрез №1 был вырезан и вместо него была вварена заплата. Последовательность ремонта надрезов и вварки заплат приведена в табл. 9.11.

Таблица 9.11

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 9 Следующая ⇒