АО НПФ "Укрмонтажспецпроект"

Инструкция по сварке котлоагрегатов

ВБН А.3.1-36-4-96

Киев 1996 г.

Разработаны, внесены и подготовлены к утверждению	АО НПФ "Укрспецмонтажпроект"
Исполнители	Бешун Т.И., Таращук В.К., Шкуратовский Г.Д.
Утверждены	Президентом корпорации
Согласованы	Госнадзорохрантруда Украины

1. Общие положения

1.1. Настоящая инструкция выпущена взамен РТМ 36.6-90 в связи с выходом Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов ДНАОП 0.00-1.08-94 с целью создания комплексного документа, необходимого для получения разрешения на монтаж, выполнения сварочных работ и сдачи котлоагрегатов в эксплуатацию.

1.2. Инструкция предназначена для организаций, ведущих монтаж (ремонт) паровых котлов с рабочим давлением более 0,07 МПа до 3,9 МПа (более 0,07 кгс/см2 до 39 кгс/см2), водогрейных котлов с температурой воды выше 115 ?С. На которые распространяются Правила Госнадзорохрантруда Украины.

Технические характеристики котлов, монтируемых организациями корпорации, см. в рекомендуемом приложении 1. Инструкция может быть применена и при монтаже других типов котлов с указанными выше параметрами.

1.3. Инструкция содержит требования к основным и сварочным материалам, квалификации сварщиков, аттестации технологии сварки, подготовке и сборке труб под сварку, организации сварочных работ, указания по технологии и технике сварки: ручной электродуговой, аргонодуговой и механизированной в углекислом газе, методы и нормы контроля качества сварных соединений, указания мер безопасности, перечень и формы исполнительной документации по сварке.

1.4. Инструкция полностью исключает применение газовой сварки, как малоэффективного процесса.

1.5. Инструкция предназначена для организаций корпорации "Укрмонтажспецстрой", может быть использована и другими ведомствами.

2. Организация сварочных работ

2.1. К прихватке и сварке элементов котлов могут быть допущены рабочие, выдержавшие теоретические и практические испытания в соответствии с Правилами аттестации сварщиков, утвержденными Госнадзорохрантруда Украины ДНАОП 0.00-1.16-96, и имеющие удостоверения на право производства соответствующих сварочных работ.

Сварщики допускаются к тем видам работ, которые указанны в удостоверении.

2.2. Сварщики, впервые приступающие в данной организации к сварке труб котлов, должны перед допуском к работе пройти проверку путем сварки и контроля пробного (допускного) сварного соединения.

Конструкцию пробных сварных соединений, а также методы и объемы контроля сварки этих соединений устанавливает руководитель сварочных работ.

2.3. Пробные стыки должны быть идентичными или однотипными по отношению к тем производственным стыкам, которые будет сваривать проверяемый сварщик. Определение понятия однотипности сварных соединений приведено в обязательном приложении 2.

2.4. Качество пробных стыков необходимо проверить по нормам, которые предусмотрены для таких же производственных стыков (см. раздел 9).

2.5. К контролю качества сварных соединений физическими методами допускают дефектоскопистов, прошедших специальную теоретическую подготовку и практическое обучение в соответствии с Правилами аттестации сварщиков неразрушающего контроля, утвержденными Госнадзорохрантруда Украины ДНАОП 0.00-1.27-96, сдавших экзамены и имеющих удостоверение (сертификат) на право контроля. Оценивать качество сварных соединений по результатам неразрушающего контроля могут специалисты, имеющие II уровень международной квалификации.

Каждый дефектоскопист может быть допущен только к тем видам контроля, которые указаны в его удостоверении. Дефектоскопист, имеющий перерыв в работе (по данному виду контроля) свыше 6 мес., должен вновь сдать экзамен в полном объеме. Дефектоскописты I-го и II-го уровней проходят 1 раз в три года переаттестацию, результаты которой оформляют протоколом и соответствующими записями в удостоверении.

2.6. К руководству работами по сварке котлов и их элементов, сварке и контролю качества сварных соединений могут допускаться только инженерно-технические работники (ИТР), изучившие Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов, настоящую Инструкцию и прошедшие проверку знаний.

3. Требования к основным материалам

3.1. Для изготовления, монтажа котлов и их деталей должны применяться трубы по стандартам и материалам, указанным в обязательном приложении 3.

Настоящие материалы разработаны на стали перлитного класса. При применении марок материалов других классов, необходимо дополнительно руководствоваться другими НД.

3.2. Химический состав и механические свойства применяемых марок сталей содержатся в рекомендуемых приложениях 4 и 5.

3.3. Данные о качестве и свойствах материала должны быть подтверждены сертификатом предприятия-изготовителя и соответствующей маркировкой. При отсутствии или неполноте сертификатов (маркировки) предприятие-изготовитель или организация, выполняющая монтаж и ремонт котла, должна провести необходимые испытания с оформлением результатов протоколом, дополняющим (заменяющим) сертификат поставщика.

3.4. На каждом конце трубы диаметром 25 мм и более с толщиной стенки не менее
3 мм на расстоянии 200-300 мм от концов должна быть нанесена маркировка:

товарный знак, марка стали, номер партии.

На каждой трубе должна быть нанесена цветная маркировка несмываемой краской в виде одной продольной полосы по всей длине трубы.

3.5. Транспортировка и хранение труб и деталей должны исключать возможность механического повреждения, попадания влаги и пыли во внутренние полости. Кроме того, должен быть обеспечен доступ к трубам для осмотра и замеров в местах складирования.

4. Требования к сварочным материалам

4.1. Сварочные материалы, применяемые для сварки котлов, должны соответствовать требованиям стандартов и технических условий, что должно подтверждаться сертификатом завода-изготовителя.

4.2. Поступившие в монтажную организацию сварочные материалы до выдачи в работу должны быть проверены сварочной лабораторией.

4.3. При приемке сварочных материалов следует проверить:

а) наличие сертификата на поставляемую партию электродов, сварочной проволоки, защитного газа;

б) наличие заводской маркировки и соответствие ее данным сертификата;

в) сохранность заводской упаковки и соответствие ее требованиям технических условий.

4.4. Для ручной электродуговой сварки стыков трубопроводов необходимо применять электроды, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 9466, ГОСТ 9467.

Марку электродов следует выбирать в зависимости от марки свариваемой стали (табл. 1).

4.5. Каждая партия электродов должна иметь сертификат с указанием завода-изготовителя, типа, марки, номеров партии и даты изготовления, а также результатов испытания.

4.6. Независимо от наличия сертификата, каждая партия электродов должна быть проконтролирована: на сварочно-технологические свойства согласно ГОСТ 9466; на соответствие содержания легирующих элементов нормированному составу путем стилоскопирования в наплавленном металле, выполненном легированными электродами (типов Э-09Х1М, Э-09Х1МФ).

4.7. Электроды и сварочную проволоку необходимо хранить в сухих помещениях при температуре воздуха не ниже плюс 15 ?С и влажности 50%.

Хранение, прокалку, выдачу сварочных материалов следует организовать так, чтобы исключить возможность смешивания различных марок.

4.8. Электроды перед сваркой производственных стыков и испытаниями должны быть прокалены по режимам согласно паспортным данным или техническим условиям (см. табл. 2).

Температура печи при загрузке должна быть не более 150 ?С, а скорость подъема температуры  в пределах 100-200 ?С/ч.

Прокладка одних и тех же электродов более 2-х раз не допускается.

Таблица 1

Свариваемая сталь	Электроды
		Тип	Марка
	Ст2сп2, Ст3сп2, Ст3пс2, Ст3сп3, Ст3сп4, Ст3пс5, 08, 10, 20	Э46	МР-3, АНО-4, ВМ-12, АНО-29М
		Э46А	УОНИ-13/55
		Э50	УОНИ-13/55, ЦУ-5, ЦУ-10, АНО-ТМ, АНО-31
15ГС, 16ГС, 17ГС, 17Г1С, 17Г1СУ	Э50А	УОНИ-13/55, ЦУ-5, ЦУ-10 АНО-ТМ, АНО-31
12МХ, 15ХМ	Э-09Х1М	ЦУ-2ХМ*
12Х1МФ	Э-09Х1МФ	ЦЛ-39**
12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ	Э-09Х1МФ	ТМ-IV, ЦЛ-38

Примечания.

1. Электроды МР-3, АНО-29М, ВМ-12 предназначены для сварки на переменном токе и постоянном токе обратной полярности (+ на электроде), электроды АНО-4  на переменном токе и постоянном токе любой полярности, допускаются для сварки трубопроводов в пределах котла.

2. Если проектом предусмотрены трубы из углеродистой стали, а устанавливают трубы из низколегированной стали тех же размеров (диаметр и толщина стенки), то разрешается применять электроды с основным покрытием, предназначенные для сварки углеродистых сталей.

* Для сварки трубопроводов, работающих при температуре не выше 545 ?С.

** Для сварки трубопроводов диаметром до 100 мм с толщиной стенки до 8 мм.

4.9. Сведения о прокалке электродов, выдаче в работу и приемке остатков необходимо регистрировать в специальном журнале.

Электроды следует выдавать в количестве, необходимом для работы в течение смены.

На рабочем месте электроды рекомендуется хранить в герметических подогреваемых пеналах.

Таблица 2

Марка электродов	Режим прокладки
		Температура, ?С	Продолжительность, мин
УОНИ-13/45	350-370	60
МР-3	180	60
УОНИ-13/55	370-400	60
АНО-29М	110-120	60
АНО-4	190-200	40
ВМ-12	180-200	60
ЦУ-5, ЦУ-10, ТМУ-2IV, ЦУ-2ХМ, ЦЛ-39, ТМЛ-IV, ЦЛ-38	340-380	120
АНО-ТМ, АНО-31	350	60-90

4.10. Электроды с основным покрытием следует использовать в течение 3 суток после прокалки, остальные электроды  в течение 15 суток, если их хранят на складе с соблюдением требований, приведенных в п.4.7. После истечения гарантийного срока хранения электродов их пригодность для сварки оценивают сварочно-технологическими свойствами.

4.11. Для аргонодуговой сварки в качестве неплавящегося электрода следует применять прутки лантанированного (ЭВЛ-10, ЭВЛ-20) или иттрированного (СВИ-1) вольфрама диаметром 2-3 мм по ГОСТ 23949.

4.12. Неплавящийся электрод перед работой должен быть заточен на конус. Угол конуса () должен быть равен 28-30 ?С, длина конической части (L) должна составлять 5-6 диаметров электрода (Дэ). Конус после заточки должен быть притуплен, диаметр поступления (dn) равен 0,2-0,5 м (рис. 1).

Рис. 1. Форма заточки вольфрамового электрода

4.13. Ручную аргонодуговую сварку неплавящимся электродом и механизированную в углекислом газе следует выполнять с применением сварочной проволоки, удовлетворяющей требованиям ГОСТ 2246.

Область применения сварочной проволоки для этих видов сварки приведена в
табл. 3.

Таблица 3

Свариваемая сталь	Ручная аргонодуговая сварка	Механизированная сварка в углекислом газе
Ст2сп2, Ст3сп2, Ст3пс2, 10, 20	Св-08ГС, Св-08Г2С	Св-08ГС, Св-08Г2С
15ГС, 16ГС, 17ГС, 17Г1С	Св-08ГС, Св-08Г2С	Св-08ГС, Св-08Г2С
12МХ, 15ХМ	Св-08ХМ, Св-08ХМ*	-
12Х1МФ	Св-08ХМФА, Св-08МХ, Св-ХМ, Св-08ХГСМФА*	-

* При сварке корневого слоя трубопроводов толщиной более 10 мм следует применять проволоку
Св-08Г2С, Св-08ГС.

4.14. Каждая партия проволоки должна иметь сертификат с указанием завода-изготовителя, марки, диаметра, номера плавки и химического состава проволоки. К каждому мотку (бухте) проволоки должна быть прикреплена бирка с указанием завода-изготовителя, условного обозначения проволоки, номера партии, клейма технического контроля, удостоверяющего соответствие проволоки требованиям стандарта.

При отсутствии сертификата или бирки, а также в случае изменений в качестве проволоки, необходимо проверить ее химический состав.

Результаты проверки химического состава сварочной проволоки должны удовлетворять требованиям, указанным в рекомендуемом приложении 6.

При получении неудовлетворительных результатов химического анализа проводят повторный анализ на удвоенном числе проб.

При неудовлетворительных результатах повторного анализа проволока бракуется.

4.15. Сварочная проволока должна быть ровной, без перегибов, на ее поверхности не должно быть окалины, масла, следов коррозии и других загрязнений.

Можно очищать проволоку, пропуская ее через устройство, заполненное сварочным флюсом, битым кирпичом, осколками наждачных кругов и войлочными фильтрами. Перед очисткой бухту проволоки рекомендуется отжечь при 150-200 ?С в течение 1,5-2 ч. Разрешается также очищать проволоку наждачной шкуркой или другим способом до металлического блеска.

При очистке проволоки, предназначенной для механизированной сварки, нельзя допускать резких изломов (переломов) проволоки, что может нарушить нормальный процесс механизированной подачи проволоки в зону сварки.

4.16. Каждая бухта (моток, катушка) легированной сварочной проволоки перед сваркой должна быть проверена стилоскопированием на соответствие содержания основных легирующих элементов требованиям, приведенным в рекомендуемом приложении 6.

4.17. В качестве защитного газа при ручной аргонодуговой сварке неплавящимся электродом следует применять аргон высшего, первого или второго сорта ГОСТ 10157.

4.18. Для механизированной сварки в углекислом газе в качестве защитного газа применяют сварочный углекислый газ высшего и первого сорта по ГОСТ 8050.

4.19. Перед использованием качество газа необходимо проверять в каждом баллоне. Для этого следует произвести наплавку валика длиной 100-150 мм на пластину или трубу и проверить внешним осмотром по ГОСТ 3242 поверхность наплавки и излома шва. При наличии пор в шве газ, находящийся в данном баллоне, бракуют.

5. Сварочное оборудование

5.1. Для выполнения сварочных работ комплектуются следующие посты:

а) ручной электродуговой сварки;

б) ручной аргонодуговой сварки;

в) механизированной сварки.

5.2. Колебание напряжения в сети не должно превышать 5%. В этой связи целесообразно питание сварочных постов осуществлять от отдельного фидера.

5.3. Ручную электродуговую сварку рекомендуется выполнять от источников постоянного тока (ВД-306, ВД-401, ВДМ-1001 и т. д. с крутопадающей характеристикой).

5.4. Ручную аргонодуговую сварку следует производить на постоянном токе прямой полярности от источников с падающей вольт-амперной характеристикой. Источники тока с жесткой вольт-амперной характеристикой могут быть использованы только совместно с балластными реостатами.

5.5. Для понижения давления аргона и поддержания его постоянным следует применять аргоновые редукторы с показывающими расходомерами марок АР-10, АР-40 или Ар-150 по ТУ 25-05-196-74, а также кислородный баллонный редуктор ДКМ-1-70 по ТУ 26-05-251-71 с ротаметром марки РС-3. Рекомендуются горелки марки ЭЗР-5-2 (на ток до 80 А), ЭЗР-3 (на ток до 150 А), а также горелки АГМ-203, АРЮ-2М и др.

5.6. Для понижения давления углекислого газа и поддержания его постоянным необходимо применять понижающие редукторы У-30 по ГОСТ 13861. Допускается применение кислородных редукторов.

5.7. Механизированную сварку в углекислом газе следует выполнять от источников постоянного тока (ВС-300, ВДУ-506 и т. п.).

5.9. Для механизированной сварки можно применить полуавтоматы типа: А-825, А-1230М, А-547 и др.

5.10. Для прокалки сварочных материалов применять печи СНО-5.5.5/5-ИП, СШ-400М и подобные, оснащенные терморегуляторами.

На рабочем месте сварщики должны быть обеспечены термопеналами Т-1.

6. Требования к подготовке трубопроводов под сварку

Подготовка деталей к сварке

6.1. Все поступающие на монтажную площадку блоки, трубы и детали должны быть до начала сборки проведены мастером или другим ответственным лицом на наличие клейм и маркировки.

6.2. При дожде, ветре и снегопаде все работы следует выполнять при условии надлежащей защиты рабочих мест.

6.3. Сборку стыков труб, а также труб к штуцерам коллекторов и барабанов следует производить в последовательности, обеспечивающей свободный доступ к стыкам для сварки и контроля качества швов, а в случае необходимости  для исправления дефектов.

6.4. Запрещается подвергать каким-либо нагрузкам собранные узлы трубопроводов и труб поверхностей нагрева котлов во избежание образования трещин в швах.

6.5. При подготовке стыковых соединений труб под сварку необходимо проверить их соответствие чертежам, требованиям нормативно-технической документации. Обратить внимание на перпендикулярность плоскости реза к оси трубы (рис. 2). Отклонение плоскости реза от угольника "L" не должно превышать значений, указанных в табл. 4.

Следует также проверить:

соответствие формы, размеров и качества подготовки кромок (в том числе расточки под подкладное кольцо или под заданный внутренний диаметр, а также разделки для угловых и тавровых соединений) предъявляемым требованиям (обработку фасок под сварку и размеры кромок следует проверять специальными шаблонами);

качество зачистки наружной и внутренней поверхностей концов труб (патрубков, штуцеров), а также их поверхностей в местах угловых и тавровых соединений;

правильность выполнения переходов от одного сечения к другому (на концах труб, патрубков и штуцеров, подлежащих сварке с элементами других типоразмеров);

соответствие минимальной фактической толщины стенки подготовленных под сварку концов труб (патрубков, деталей, штуцеров) установленных допуском (после расточки под подкладное кольцо или под заданный внутренний диаметр или зачистки наружной и внутренней поверхностей после калибровки).

Таблица 4

Наружный диаметр трубы, мм	До 63 (включительно)	76-125	125-219	273-529	Более 529
Допустимый перекос плоскости L, мм	0,5	1	1,5	2	2,5

Рис. 2. Проверка перпендикулярности торцов труб

6.6. При обработке концов труб длина цилиндрической расточки L под подкладное кольцо (рис. 3) должна быть не менее 20 мм при толщине стенки трубы до 25 мм включительно и не менее 50 мм  при большей толщине. Переход от проточенного участка к необработанной поверхности трубы должен быть плавным с углом выхода резца  не более 15 ?. Расточку можно не проводить, если внутренние диаметры стыкуемых труб отличаются не более, чем на 2 мм.

6.7. Обработку концов (обрезку труб и снятие фасок) необходимо производить механическим способом с помощью специальных труборезных станков. Шероховатость поверхности кромок труб должна соответствовать данным, приведенным на рис. 3. Разрешается обрабатывать концы труб газовой резкой, но с последующей зачисткой кромок режущим или абразивным инструментом до удаления следов огневой резки.

6.8. Кислородную резку труб из хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей со стенкой толщиной более 12 мм при температуре окружающего воздуха
ниже 0 ?С нужно производить с предварительным до 200 ?С подогревом и медленным охлаждением под слоем асбеста.

Рис. 3. Шероховатость поверхностей кромок

6.9. Если у стыкуемых труб разность внутренних диаметров превышает допустимую (п.6.18), то для обеспечения перехода в месте стыка может быть применен один из следующих способов:

а) раздача (вхолостую или с нагревом) конца трубы с меньшим внутренним диаметром путем его калибровки (рис. 4а).

Область  применения способа и допустимое значение раздачи приведены в табл. 5. После раздачи необходимо проверить, не произошло ли утонение стенки трубы больше допустимого размера;

б) механическая обработка (расточка) на внутренней поверхности конца трубы с меньшим диаметром в соответствии с рис. 4б (для стыка без подкладного кольца) или рис. 4в (для стыка с остающимся подкладным кольцом), при условии, что толщина стенки трубы после расточки будет не менее расчетной. Этот способ можно применять для труб из любой стали. Угол выхода резца  должен быть не более 15?.

Таблица 5

Сталь	Способ раздачи*	Диаметр трубы, мм, не более	Толщина стенки трубы, мм, не более	Раздача ** А, %, не более
Углеродистая	Вхолодную	83	6	6
			84-200	8	4
		С нагревом	300	20	10
Низколегированная:
теплоустойчивая	Вхолодную	100	8	4
	С нагревом	100	8	10
конструкционная	Вхолодную	200	8	4
	С нагревом	300	20	10

* Раздачу с нагревом следует производить при температуре 900-1000 ?С концов труб из низколегированных теплоустойчивых сталей, при 700-900 ?С  из низколегированных конструкционных и углеродистых сталей.

** Рассчитывают по формуле А = (Д2 Д1) 100 / Д1, где Д1 и Д2  внутренний диаметр трубы соответственно до и после раздачи.

6.10. При стыковке труб с разными наружными диаметрами размер h (рис. 5) должен быть не более 30% толщины более тонкой трубы, но не более 5 мм. Если разность наружных диаметров превышает указанное, конец трубы с большим наружным диаметром должен быть обработан механическим способом (см. рис. 5).

Рис. 4. Способы обработки концов труб при стыковке элементов,
имеющих разные внутренние диаметры

Рис. 5. Обработка концов труб при стыковке элементов,
имеющих разные наружные диаметры

6.11. Вмятины на концах труб можно исправлять с помощью разжимных устройств при условии, что глубина вмятин не превышает 3,5% диаметра трубы, а толщина стенки составляет не более 20 мм. Вмятины на трубах можно исправлять вхолостую или нагревом.

Концы труб с вмятинами глубиной более 3,5%, а также с забоинами глубиной более
5 мм следует обрезать или исправлять путем наплавки.

6.12. Подгибку труб в монтажных условиях разрешается производить на трубах из низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей на угол не более 15 ?С, а из хромомолибденовых сталей  не более 10 ?С.

Трубы из теплоустойчивых сталей независимо от толщины стенки при подгибке следует подогревать в месте подгибки до температуры 710-740 ?С. Трубы из низкоуглеродистых и низколегированных сталей можно подгибать в холодном состоянии при толщине стенки до 20 мм; при большей толщине  с подогревом до 650-680 ?С. После подгибки нагретый участок необходимо обернуть асбестом для медленного охлаждения металла. Место подгибки должно находиться вне подгиба трубы и при диаметре более
100 мм отстоять от него на расстоянии не менее 200 мм. Температуру подогрева контролируют с помощью термокарандашей, термокрасок или термопар, прибора ТТЦ-1 ("Ватра"). Термообработка места подгибки не требуется.

6.13. Кромки литых деталей трубопроводов необходимо подготавливать только в заводских условиях.

Сборка стыков труб

6.14. Для закрепления стыков труб в фиксированном под сварку положении следует применять центровочные приспособления и ставить прихватки.

В качестве центрирующих приспособлений  могут быть использованы центраторы трубосварочные моделей ЦТ-60, ЦТ-114, ЦТ-426, изготавливаемые Полтавским заводом ПО "Спецмонтажконструкция", (рекомендуемое приложение 7, рис. 1-3). Трубы диаметром до 50 мм можно собирать с помощью клещей (приложение 7, рис. 4), а трубы диаметром 133-377 мм  с помощью приспособления хомутового типа (приложение 7, рис. 5). Сборку труб диаметром более 100 мм можно производить с помощью стяжных уголков или компенсационных планок (приложение 7, рис. 6).

6.15. В случае сборки стыка труб из хромомолибденовых сталей с помощью уголков или компенсационных планок, приварку этих элементов к трубам следует производить электродами типа Э46А или Э50А с предварительным подогревом места приварки. Уголки и планки могут быть удалены (механическим путем или газовой резкой) только после наложения не менее двух-трех первых слоев шва. Места приварки этих деталей к трубам должны быть зачищены и тщательно просмотрены на предмет обнаружения и удаления поверхностных трещин.

Уголки и компенсационные планки рекомендуется изготавливать из углеродистой стали 20, Ст2, Ст3.

6.16. Конструктивные размеры сварных соединений по ГОСТ 16037 приведены в рекомендуемом приложении 8.

6.17. Непосредственно перед сборкой кромки, внутренняя и наружная поверхности труб на участке не менее 20 + 20 мм от торцов должны быть зачищены до металлического блеска и обезжирены. Перед установкой штуцера (трубы) в коллектор или барабан должны быть зачищены поверхности вокруг отверстия на 15-20 мм со стороны наложения сварного шва и поверхность очка  на всю глубину.

6.18. Смещение внутренних поверхностей свариваемых труб (и фасонных деталей) при сварке стыков с односторонней разделкой кромок без подкладного кольца должно быть не больше значений, указанных в табл. 6.

При диаметре труб более 200 мм смещение внутренних кромок должно быть не выше: при толщине тубы S до 4 мм  0,2S, при большей толщине 0,15S, но не более 2 мм.

Таблица 6

мм
Толщина стенки трубы, S	до 10	Свыше 10 до 20	Свыше 20
Максимально допустимое смещение внутренних кромок	0,5	0,05S	1

6.19. Для стыков труб, собираемых и свариваемых на остающемся подкладном кольце, разность внутренних диаметром элементов в месте стыка не должна превышать 2 мм с тем, чтобы в собранном стыке зазор между кольцом и внутренней поверхностью элемента был не более 1 мм.

6.20. Смещение с наружной стороны поверхности свариваемых труб и элементов оборудования с одинаковой толщиной стенки не должно превышать значений, указанных в табл. 7.

Таблица 7

Номинальная толщина стенки соединяемых элементов (деталей), S, мм	Максимально допустимое смещение (несовпадение) кромок в стыковых соединениях, мм
		продольных, меридиональных, хордовых и круговых на всех элементах, а также кольцевых при приварке днищ	поперечных кольцевых
				при трубных и конических элементах	при цилиндрических элементах из листа или проволок
0-5	0,20S	0,20S	0,25S
>5-10	0,10S + 0,5	0,10S + 0,5	0,25S
>10-25	0,10S + 0,5	0,10S + 0,5	0,10S + 0,5
>25-50	3 (0,04S + 2,0)*	0,06S + 1,5	0,06S + 1,5

* Могут быть допущены только в случаях, указанных в рабочих чертежах. В стыковых сварных соединениях, выполненных электродуговой сваркой с двух сторон, указанное смещение кромок не должно быть превышено ни с наружной, ни с внутренней сторон шва.

6.21. Прямолинейность труб в месте стыка (отсутствие переломов) и смещение кромок проверяют линейкой длиной 400 мм, прикладываемой в трех-четырех местах по окружности стыка (рис. 6).

Максимально допустимый просвет "а" между концом линейки и поверхностью трубы в собранном (но не заваренном) стыке не должен превышать 1,5 мм на расстоянии 200 мм от стыка. В заваренном стыке он должен быть не более 3 мм.

Рис. 6. Проверка правильности сборки стыкового соединения

6.22. Расположение поперечных сварных швов на трубах (рис. 7) должно отвечать следующим требованиям:

Расстояние между осями соседних поперечных швов l1, при S, мм

до 8	не менее 50
более 8	не менее 3S, но не менее 100

Расстояние от начала гиба (закругления) до оси поперечного шва l2, от наружной поверхности элемента (барабана, камеры, транзитной трубы) до оси поперечного шва l3 или до начала гиба l4 при Дн, мм:

до 100	не менее Дн, но не менее 50
более 100	не менее , но не менее 100

Рис. 7. Расположение поперечных сварных швов

6.23. При сборке труб и других элементов, имеющих продольные или спиральные швы, последующие должны быть смещены один относительно другого.

Смещение (для труб ? > 100 мм) должно быть не менее трехкратной толщины стенки свариваемых труб (элементов), но не менее 100 мм.

Приварка подкладного кольца

6.24. При сборке стыков трубопроводов с подкладными кольцами не должно быть перекоса подкладного кольца. Прихватку и приварку подкладного кольца выполняет сварщик, который в дальнейшем будет сваривать этот стык, или сварщик, имеющий удостоверение на право сварки подобных стыков. Последовательность сборки стыка с подкладным кольцом должна быть следующей:

подкладное кольцо следует установить в одну из труб с зазором между кольцом и внутренней поверхностью трубы не более 1 мм;

произвести прихватку кольца с наружной стороны в двух местах и последующую приварку его к трубе ниточным швом с катетом не более 4 мм (рис. 8а). Прихватку и приварку кольца к трубе низколегированной стали следует выполнять с предварительным подогревом конца трубы и подкладного кольца в соответствии с данными табл. 9;

ниточный шов зачистить от шлака и брызг;

вторую стыкуемую трубу надвинуть на выступающую часть подкладного кольца (зазор между концом ниточного шва и второй трубой должен быть равен 4-5 мм), проверить правильность сборки стыка;

подкладное кольцо приварить ниточным швом ко второй трубе (рис. 8б);

предварительно подогреть стык в соответствии с требованиями табл. 9.

Корневой слой следует сваривать электродами диаметром 2,5-3 мм.

В процессе сборки трубы с приваренным кольцом не должны перемещаться и подвергаться ударам по кромкам и кольцу.

Рис. 8. Приварка подкладного кольца
а  к первой трубе; б  ко второй трубе

6.25. Подкладные кольца для стыков труб из низкоуглеродистых и низколегированных сталей следует изготавливать из стали 20 или другой низкоуглеродистой стали спокойной или полуспокойной выплавки с содержанием углерода не более 0,24%; для стыков труб из низколегированных теплоустойчивых сталей можно применять подкладные кольца из стали 12Х1МФ. Размеры подкладного кольца: ширина  20-25 мм, толщина  3-4 мм.  Если кольцо изготавливают из полосовой стали, то стыковой шов кольца следует зачистить заподлицо.

Прихватка стыков трубопроводов

6.26. Собранные стыки труб и других элементов необходимо прихватить в нескольких местах. Прихваточные швы должны быть равномерно расположены по периметру стыка, их количество зависит от диаметра трубы (табл. 8). Не рекомендуется накладывать прихватки на потолочный участок стыка.

Высоту прихватки определяют в зависимости от толщины трубы и способа сварки; она должна быть равна:

(0,6-0,7)S, но не менее 3 мм, при выполнении прихваток ручной электродуговой сваркой или механизированной в углекислом газе и толщине до 19 мм и 5-6 мм при толщине стенки более 10 мм.

2-3 мм при ручной аргонодуговой сварке и толщине стенки до 10 мм и 3-4 мм при толщине стенки более 10 мм.

Таблица 8

Диаметр трубы, мм	До 100	Свыше 100 до 426	Свыше 426
Число прихваток по периметру	1-2	3-4	Через каждые 300- 400 мм
Длина одной прихватки, мм	10-20	20-40	30-50

6.27. При наложении основного шва прихватки должны быть полностью переварены. Применяемые для прихваток электроды или сварочная проволока должны быть тех же марок, что и для сварки основного шва.

6.28. К качеству прихваток предъявляются такие же требования, как и к основному сварочному шву. Прихватки, имеющие недопустимые дефекты, обнаруженные внешним осмотром, следует удалить механическим способом.

6.29. Собранные и прихваченные сварные соединения должны быть приняты руководителем сварочных работ. Убедившись в правильности сборки и прихватки, он дает разрешение на сварку.

Подогрев стыков

6.30. Температура подогрева стыков перед прихваткой при температуре окружающего воздуха 0 ?С и выше приведена в табл. 9, а при температуре ниже 0 ?С  в п.7.8.

Таблица 9

Марка стали свариваемых деталей	Номинальная толщина свариваемых деталей, мм	Температура, ?С подогрева перед
				прихваткой и приваркой кольца	сваркой
Ст2сп2, Ст3сп2, Ст3сп3, Ст3сп4, Ст3пс5, 08, 10, 20	До 100 вкл.	-	-
15ГС, 16ГС, 17ГС, 17Г1С, 17Г1СУ	До 30 вкл.	-	-
12МХ, 15ХМ	До 10 вкл. Св. 10 до 30	- 100-150	- 150-200
12Х1МФ*	До 10 вкл. Св. 10 до 30 вкл.	- 150-200	- 200-250

* Для стыков труб диаметром 42-89 мм с толщиной стенки 11-14 мм температура подогрева должна быть 100-150 ?С.

6.31. Подогревать стык можно индукторами (током промышленной или повышенной частоты), радиационными нагревателями сопротивления, газовыми горелками, обеспечивая нагрев стыка по всему периметру. В стыках труб из низколегированной стали при толщине стенки до 30 мм ширина зоны  подогрева должна быть не менее 100 мм. Подогрев должен быть организован так, чтобы сразу после окончания сварки можно было, при необходимости, произвести термообработку.

7. Технология сварки

Общие требования

7.1. Сварку стыков следует начинать сразу после прихватки. Время между окончанием выполнения прихваток и началом сварки стыков труб из низколегированных сталей не должно превышать 4 ч.

Непосредственно перед сваркой необходимо проверить состояние поверхности стыка и в случае необходимости зачистить его в соответствии с п.6.17.

7.2. Сварку стыков из низколегированных сталей следует выполнять без перерывов в работе до полной заварки всего стыка. При вынужденных перерывах в работе допускается прекращение сварки при заполнении разделки до 70-80% толщины стенки трубы.

7.3. Во всех случаях многослойной сварки шов разбивают на участки с таким расчетом, чтобы стыки участков ("замки") в соседних слоях не совпадали, а были смещены один относительно другого, и каждый последующий участок перекрывал предыдущий. Величина смещения замков и перекрытия "а" должна быть (рис. 9) при ручной аргонодуговой и электродуговой сварке 12-18 мм.

Рис. 9. Схема наложения замков шва

7.4. Ручную дуговую сварку выполняют наиболее короткой дугой. В процессе работы следует как можно реже обрывать дугу, чтобы не оставлять незаплавленных кратеров. Перед гашением дуги сварщик должен заплавить кратер путем постепенного отвода электрода и вывода дуги назад на 15-20 мм, на только что наложенный шов, последующее зажигание дуги производят на металле шва, на расстоянии 20-25 мм от его конца.

7.5. В процессе работы следует обращать особое внимание на обеспечение полного провара корня шва. После наплавки каждого валика необходимо полностью удалить шлак, дав ему остыть. При наличии на поверхности шва дефектов (трещин, подрезов, пористости и т.п.) дефектное место следует зачистить механическим способом до чистого металла и заварить вновь.

7.6. Сварные швы стыков должны иметь выпуклость (усиление) в указанных пределах (см. табл. 10).

Таблица 10

Толщина стенки трубы, мм	Выпуклость, мм
Менее 10	0,5-2,0
10-20	0,5-3,0
Свыше 20	0,5-4,0

7.7. Во время сварки элементов из подкаливающихся сталей 15ХМ, 12Х1МФ и литья аналогичного состава следует заглушить концы труб или закрывать задвижки на трубопроводе.

7.8. Сваривать и прихватывать стыки труб котлов из углеродистых, низколегированных конструкционных и теплоустойчивых сталей в зимних условиях при температуре окружающего воздуха ниже 0 ?С необходимо с соблюдением следующих требований:

а) минимальная температура окружающего воздуха  минус 20 ?С;

б) для стыков труб, свариваемых при положительных температурах с подогревом и подлежащих последующей термообработке, при отрицательных температурах обязательным является выполнение термообработки и непосредственно после сварки; перерыв между сваркой и термообработкой допускается при условии поддержания в это время температуры сопутствующего подогрева;

в) стыки, свариваемые при положительных температурах с подогревом и не подлежащие последующее термообработке, при отрицательных температурах должны быть непосредственно после окончания сварки (не допуская остывания стыка) укрыты слоем изоляции толщиной 8-15 мм для обеспечения замедленного охлаждения;

г) для стыков, свариваемых с подогревом, температура подогрева при сварке в зимних условиях должна быть на 50 ?С выше, чем при положительной температуре окружающего воздуха, указанной в табл. 9;

д) во время всех термических  операций (прихватки, сварки, термообработки и т.п.) стыки труб до полного остывания должны быть защищены от осадков, ветра, сквозняков;

е) стыки трубопроводов и труб поверхностей нагрева из теплоустойчивых сталей, свариваемых при положительных температурах без подогрева и последующей термообработки, при отрицательных температурах подлежат просушке газовым пламенем для удаления влаги, инея с доведением температуры металла в месте сварки до положительной и последующем укрытием сварных соединений теплоизоляционным материалом.

7.9. Если процессу сварки стыка мешает магнитное поле, возникшее намагничивание трубы (так называемое "магнитное дутье"), оно устраняется следующим образом. На стык наматывают провод-индуктор (шесть-восемь витков) и пропускают по нему в течение 2-3 мин. постоянный ток силой 200-300 А. Если после этого магнитное поле останется, следует пропустить ток в обратном направлении, т. е. подсоединить сварочные провода к противоположным выводам индуктора.

7.10. Стыки труб диаметром более 100 мм с толщиной стенки более 6 мм после сварки и зачистки сварщик должен маркировать присвоенным ему клеймом. Его ставят на самом сварном шве вблизи "замка" (на площадке размером около 20 х 20 мм, зачищенной абразивным камнем или напильником, или на трубе на расстоянии 30-40 мм от шва. Если в процессе механической обработки поверхности необходимо снять клейма, то они должны быть восстановлены на том же месте.

Маркировку каждого сварного соединения допускается не производить, если все сварные соединения котла выполнены одним сварщиком. В этом случае клеймо сварщика следует ставить около фирменной таблички или на другом открытом участке изделия и место клеймения заключить в хорошо видимую рамку, выполненную несмываемой краской. Место клеймения должно быть указанно в паспорте изделия. Если сварное соединение выполнялось несколькими сварщиками, то на нем должны быть поставлены клейма всех сварщиков.

На стыках труб из углеродистых сталей с рабочим давлением до 2,2 МПа (22 кгс/см2) клеймо можно направлять электросваркой.

Ручная дуговая сварка трубопроводов

7.11. Марку электродов следует выбирать в соответствии с рекомендациями табл. 1.

7.12. Стыки труб с толщиной стенки более 3 мм следует сваривать электродами диаметром:

корневой слой шва  не более 2,5-3 мм;

последующие слои  3-4 мм.

7.13. Для выполнения корневого слоя труб и деталей из хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей, собираемых на остающихся подкладных кольцах, могут быть использованы электроды ЦУ-5, ЦУ-10, УОНИ-13/45, ТМУ-21У, ТМЛ-1У диаметром 2,5-3 мм.

7.14. Примерные значения тока при сварке в нижнем положении шва в зависимости от диаметра и типа покрытия электрода приведены в табл. 11. При вертикальном и потолочном положении шва ток должен быть уменьшен на 10-20%.

Таблица 11

Покрытие электродов	Диаметр электрода, мм	Сварочный ток, А
Флористо-кальциевое (основное):
УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ЦУ-5, ТМУ-21У, ЦЛ-39, ТМЛ-3У, ТМЛ-ІУ, ЦУ-2ХМ, АНО-ТМ, АНО-31	2,5	70-90
		3	90-110
		4	120-170
Рутил-карбонатное:
МР-3, АНО-4, ВМ-12	3	90-130
		4	140-190
Рутил-целлюлозное:
АНО-29М, АНО-21	2,5	50-100
		3	60-140
		4	180-200

7.15. При сварке вертикальных стыков трубопроводов из углеродистых сталей высота каждого слоя (валик) должна составлять 6-10 мм, ширина одного слоя  не более 35 мм.

При сварке горизонтальных стыков трубопроводов высота валика должна составлять 4-6 мм, ширина  не более  8-14 мм.

7.16. Неповоротные (вертикальные и горизонтальные) стыки труб диаметром 219 мм и более, в зависимости от диаметра труб, могут сваривать одновременно два, три или четыре сварщика. В этом случае необходимо принять меры от брызг расплавленного металла и шлака.

Стыки труб из углеродистой стали при толщине стенки до 25 мм независимо от диаметра может сваривать один сварщик.

7.17. Вертикальные неповоротные стыки сваривают в направлении снизу вверх. Сварку слоя в потолочной части стыка следует начинать, отступив на 10-30 мм от нижней точки. Порядок наложения слоев при сварке труб диаметром до 219 мм показан на рис. 10а. Сварку первых трех слоев в швах стыков труб диаметром более 219 мм следует выполнять обратноступенчатым способом (рис. 10б); при этом длина каждого участка  не должна превышать 200-250 мм. Длина участков последующих слоев может составлять половину окружности стыка.

Рис. 10. Порядок наложения слоев при сварке вертикального неповоротного стыка
труб одним сварщиком

а) для труб диаметром до 219 мм; б) для труб диаметром более 219 мм;
1-14 последовательность наложения участков слоев; I-IV слои шва

7.18. Наложение валиков первого слоя, если сварку вертикального неповоротного стыка выполняют два сварщика, следует производить в следующем порядке (рис. 11):

первый сварщик  начинает сварку от точки А и ведет к точке Б, а в это время второй сварщик сваривает участок от точки Г до точки В; далее первый сварщик (без перерыва) продолжает сварку от точки Б до точки В, а второй сварщик переходит к сварке участка от точки А к точке Г.

Второй и третий слои следует сваривать аналогично с учетом требований, указанных в п.7.17. Последующие слои можно накладывать участками длиной, равной половине окружности трубы. При сварке верхнего участка вертикальных неповоротных стыков трубопроводов из низколегированных теплоустойчивых сталей должны быть выдержаны требования, приведенные в п.п.7.16 и 7.15.

7.19. Горизонтальные стыки труб диаметром менее 219 мм сваривает один сварщик, соблюдая правила смещения "замков" в соседних слоях или участках (рис. 2а). Стыки труб диаметром более 219 мм (один сварщик) необходимо сваривать обратноступенчатым способом (рис. 12б, 13). Стыки труб диаметром 219-300 мм следует сваривать участками длиной, равной четвертой части окружности стыка; большего диаметра  участками длиной 200-250 мм.

7.20. Последовательность сварки первого (корневого) слоя горизонтальных стыков труб (два сварщика) в зависимости от диаметра труб приведена на рис. 13а. При диаметре труб менее 300 мм каждый сварщик заваривает одновременно участок длиной, равной половине окружности в диаметрально противоположных точках стыка (рис. 13а).

При диаметре туб 300 мм и более сварку первого слоя следует производить одноступенчатым способом по 200-250 мм (рис. 13б).

I, II сварщики

Рис. 11. Порядок наложения валиков первого слоя шва при сварке вертикального
неповоротного стыка труб диаметром 219 мм и более (два сварщика)

Рис. 12. Порядок наложения слоев (валиков) при сварке горизонтального стыка
одним сварщиком

а) для труб диаметром до 219 мм; б) для труб диаметром более 219 мм;
1-12 последовательность наложения участков слоев

Рис. 13. Порядок наложения валика первого слоя шва горизонтального стыка труб

а для труб диаметром до 300 мм; б) для труб диаметром 300 мм и более

7.21. Расположение валиков при сварке труб показано на рис. 14.

Рис. 14. Примерное расположение слоев и валиков по сечению шва при сварке вертикальных и горизонтальных стыков

а сварка вертикального стыка; б сварка горизонтального стыка

Сварка труб поверхностей нагрева котла

7.22. При сборке и сварке стыков труб необходимо соблюдать следующие требования:

стык необходимо собирать в приспособлении и прихватывать в одной или двух точках, расположенных в диаметрально противоположных местах;

сварку стыка, скрепленного одной прихваткой, нужно выполнять сразу после выполнения прихватки, при этом наложение корневого слоя необходимо начинать на участке, диаметрально противоположном прихватке;

до полного окончания сварки и остывания шва нельзя подвергать стык каким-либо механическим воздействиям;

прихватку и сварку стыков следует производить без предварительного подогрева независимо от марки стали труб;

для прихватки и сварки стыков труб при толщине стенки менее 3 мм рекомендуется применять электроды диаметром 2,5 мм при большей толщине  электроды диаметром не более 3 мм.

Разрешается производить прихватку аргонодуговой сваркой.

7.23. Сварочный ток должен быть минимальным, обеспечивающим нормальное ведение сварки и стабильное горение дуги (см. табл. 12).

Таблица 12

Диаметр электрода, мм	2,5	3
Максимально допустимый ток, А	90	110

7.24. Расположение слоев и валиков показано на рис. 15. Последовательность наложения слоев при сварке вертикального и горизонтального стыков труб поверхностей нагрева должна быть такой же, как при сварке трубопроводов диаметром до 219 мм (рис. 10а и 12а).

а вертикальный стык; б горизонтальный стык

Рис. 15. Примерное расположение слоев и валиков при сварке
труб поверхностей нагрева

7.25. Стыки труб поверхностей нагрева диаметром 30-83 мм могут сваривать один сварщик или одновременно два сварщика.

7.26. Сварку стыков труб поверхностей нагрева при укрупнительной сборке блоков выполняют одновременно два сварщика. Они располагаются с противоположных сторон блока, и каждый сваривает свою половину стыка. При этом пользуются одним из следующих способов.

ПЕРВЫЙ СПОСОБ. (Рис. 16). Сварщики, чтобы не мешать друг другу, выполняют сварку с разрывом в один-два стыка:

когда первый сварщик заваривает стык 3, второй приступает к сварке стыков 1 или 2, которые уже заварил первый сварщик на своей половине.

При сварке вертикальных стыков (рис. 16а) первый сварщик начинает сварку в точке А и ведет ее в направлении точки Б или Г, заваривая последовательно участки АБ и АГ своей половины стыка 3. Второй сварщик, отставая от первого на один-два стыка, заваривает участки ГВ и БВ также в направлении снизу вверх (стык 1). При сварке горизонтальных стыков (рис. 16,б) первый сварщик заваривает сразу свою половину стыка на участке БАГ (стык 3), а второй сварщик с разрывом один-два стыка заваривает другую половину стыка на участке ГВБ, накладывая шов в том же направлении, что и первый сварщик (стык 1). "Замки" участков швов должны быть смещены в соответствии с требованиями п.7.3.

Рис. 16. Порядок сварки (два сварщика I, II) вертикальных стыков труб
поверхностей нагрева, собранных в блоки

ВТОРОЙ СПОСОБ. (Рис. 17). На вертикальном стыке первый сварщик начинает сварку в точке А и ведет в направлении точки Б, где второй сварщик, находящийся с противоположной стороны трубы (блока), как бы перехватывает дугу, зажигая ее на жидкой сварочной ванне. Второй сварщик заваривает участок БВ, а в это время первый сварщик накладывает шов на участке АГ того же стыка; в районе точки Г второй сварщик вновь перехватывает дугу первого сварщика и заваривает последний участок ГВ. Горизонтальный стык сваривают по аналогичной схеме с той лишь разницей, что "перехват" дуги осуществляется 1 раз (в точке Б и Г), после того как первый сварщик заварит сразу половину периметра стыка. При тесном расположении труб предпочтительнее применять второй способ.

Рис. 17. Схема сварки (два сварщика I, II) вертикального стыка труб
поверхностей нагрева методом "перехвата дуги"

7.27. Вертикальные стыки труб поверхностей нагрева сваривает один сварщик участками по четверти периметра.

Чтобы уменьшить перелом труб в месте стыка за счет неравномерной усадки, участки необходимо сваривать в последовательности, указанной на рис. 18,а цифрами.

Горизонтальный стык один сварщик сваривает по схеме рис. 18,б. Наложение шва надо начинать со стороны, противоположной прихватке, и каждый последующий слой накладывать в направлении сварки предыдущего слоя, при этом "замки" швов должны быть смещены согласно требованиям, приведенным в п.7.3.

Рис. 18. Схема сварки (один сварщик) вертикального и горизонтального стыков труб
поверхностей нагрева:

а вертикального стыка; б горизонтального стыка

Прихватка фланцев, арматур и других деталей к трубам

7.28. Арматуру (вентили, задвижки), фланцы, донышки, заглушки и другие фасонные детали, присоединяемые к трубам стыковым сварным соединением, следует приваривать с соблюдением тех же режимов и технологии, что и при сварке стыков трубопровода соответствующего диаметра и марки стали, а также требований п.п.7.1-7.9.

7.29. Плоские (дисковые) фланцы приваривают к трубе двумя угловыми швами  наружным и внутренним (приложение 8: У5, У7). Сначала накладывают наружный шов, затем  внутренний.

7.30. Приварку бобышек к трубопроводам производить электродами диаметром не более 3 мм. Марку электродов выбирать по данным табл. 9. При приварке бобышек к трубопроводу диаметром менее 219 мм необходим подогрев бобышки и трубы по всему периметру, при диаметре 219 мм и более подогреваются только трубы в районе приварки бобышки.