close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Дипломная с рамкой

код для вставкиСкачать

Содержание
Введение
Технология сварочных работ
2.1 Свариваемость металлов и сплавов
2.2 Оборудование сварочного поста
2.3 Подготовка к сварке
2.4 Сварочные работы
2.5 Выбор источника питания для ручной дуговой сварки электродами с основным видом покрытия используемого при сварке трубопроводов
Методы неразрушающего контроля сварных швов и наплавленных поверхностей
4.1 Капилярный онтроль
4.2 Ультрозвуковой контроль
4.3 Магнитнопорошковый контроль
4.4 Визуальный и измерительный контроль
Охрана труда и техника безопасности при производстве сварочно-наплавочных работах
5.1 Требования безопасности перед началом работ
5.2 Требования безопасности во время работы
5.3 Требования безопасности в аварийных ситуациях
5.4 Требования безопасности по окончании работы
5.5 Поражение лучами электрической дуги
5.6 Противопожарная безопасность
5.7 Охрана окружающей среды
Заключение
Список литературы Изм.Лист№ документаПодписьДата 1. Введение
Современный технический прогресс в промышленности неразрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка как высоко производительный процесс изготовления неразъемных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, химического и энергетического оборудования, различных трубопроводов, в машиностроении, в производстве строительных и других конструкций. Сварка - такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов резанием, литье, ковка, штамповка. Большие технологические возможности сварки обеспечили ее широкое применение при изготовлении и ремонте судов, автомобилей, самолетов, турбин, котлов, резервуаров, реакторов, мостов, и других конструкций. Перспективы сварки как в научном, так и в техническом плане безграничен. Ее применение способствует совершенствованию машиностроения и развитию ракетостроения, атомной энергетике, радиоэлектронике.
В 1882году российский ученый - инженер Н. Н. Бенардос, работая над созданием аккумуляторных батарей, открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им был разработан способ дуговой сварки в защитном газе и дуговая резка металлов.
В 1924 - 1935гг. в основном применяли ручную сварку электродами с тонкими ионизирующими (меловыми) покрытиями. В эти годы под руководством академика В. П. Вологдина были изготовлены первые отечественные котлы и корпуса нескольких судов. С 1935 - 1939гг. начали применять толстопокрытые электроды, в которых стержни изготавливали из легированной стали, что обеспечило широкое использование сварки в промышленности и строительстве. В 1940ые гг. была разработана сварка под флюсом, которая позволила повысить производительность процесса и качество сварных соединений, механизировать производство сварных конструкций. В начале 1950х гг. в институте электросварки им. Е.О. Патона создают электрошлаковую сварку для изготовления крупногабаритных деталей из литых и кованых заготовок, что снизило затраты при изготовлении оборудования тяжелого машиностроения. Сварка потребовалась и в космосе. В 1969г. Наши космонавты В. Кубасов и Г. Шонин и в 1984г. С. Савицкая и В. Джанибеков провели в космосе сварку, резку и пайку различных металлов.
Изм.Лист№ документаПодписьДата К сварке с применением давления относится контактная сварка, при которой используется теплота, выделяющаяся в контакте свариваемых частей при прохождении электрического тока. Различают точечную, стыковую, шовную и рельефную контактную сварку. Сварочная техника и технология занимают одно из ведущих мест в современном производстве. Свариваются корпуса гигантских сукпертанкеров и сетчатка человеческого глаза, миниатюрные детали полупроводниковых приборов и кости человека при хирургических операциях. Многие конструкции современных машин и сооружений, например космические ракеты, подводные лодки, газо- и нефтепроводы, изготовить без помощи сварки невозможно. Развитие техники предъявляет все новые требования способом производство и, в частности, к технологии сварки. Сегодня сваривают материалы, которые еще относительно недавно считались экзотическими. Это титановые, ниобиевые и берилливые сплавы, молибден, вольфрам, композиционные высокопрочные материалы, керамика, а также всевозможные сочетания разнородных материалов. Свариваются детали электроники толщиной в несколько микрон и детали тяжелого оборудования толщиной в несколько метров. Постоянно усложняются условия, в которых выполняются сварочные работы: сваривать приходится под водой, при высоких температурах, в глубоком вакууме, при повышенной радиации, вне весомости. Недаром сварка стала вторым после сборки технологическим процессом, впервые в мире опробованным нашими космонавтами в космосе. Необходимость повышения производительности труда ведет к увеличению уровня механизации и автомотизации сварочного производства, к его оснащению новыми сложными машинами и агрегатами, без которых немыслемо производство многих видов продукции. Наглядный пример тому - сварочные автоматические линии Волжского автозавода. В сварочное производство активно внедряются работы, что позволяет полностью автомотизировать цикл сварки деталей без участия рабочего-сварщика.
В последние годы патентные ведомства промышленно развитых стран мира ежемесячно регистрируют более двухсот изобретений в области сварочной техники и технологий - таковы темпы развития сварочного производства.
Изм.Лист№ документаПодписьДата Все это предъявляет повышенные требования к квалификации специалистов в области сварки, в особенности рабочих-сварщиков, так как именно они непосредственно осваивают новые приемы и способы сварки, новые сварочные машины. Сегодня рабочему-сварщику недостаточно уметь выполнять несколько, пусть даже сложных, операций освоенного им способа сварки. Он должен понимать физическую сущность основных процессов, происходящих при сварке, знать особенности сварки различных конструкционных материалов, а также смысл и технологические возможности других, как традиционных, так и новых, перспективных способов сварки. Отсюда следует необходимость постоянного совершенствования обучения, повышения профессионального мастерства и культурно-технического уровня рабочих-сварщиков. С 15января 2000года постановлением Госгортехнадзора (от30.10.98г. N0 83) в России введены новые правила аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства, которые унифицированы в соответствии с международными требованиями по уровням профессиональной подготовке и системе аттестации персонала в области сварочного производства - один раз в год. Магистральные нефтепроводы относятся к сложным и дорогостоящим сооружениям. Нарушение герметичности труб линейной части может привести к остановке перекачки по трубопроводу, большой потери нефти и перебоям в снабжении потребителей.
Многочисленными обследованиями технического состояния нефтепроводов установлено, что старение изоляционного покрытия, возникновение и накопление дефектов в стенках труб по длине трубопроводов происходит неравномерно. Это зависит от почвенно-климатических условий прокладки нефтепровода, качества выполнения строительно-монтажных работ, качества исходных материалов, условия загруженности участка трубопровода и других факторов.
В зависимости от степени поврежденности участка трубопровода и видов дефектов можно выбрать следующие виды ремонта: замена участка, вырезка дефекта (врезка катушки), локальное восстановлениеИзм.Лист№ документаПодписьДата
работоспособности дефектной трубы, установка ремонтных конструкций (муфт, КМТ, патрубков), ремонт изоляции и другие.
К выполнению сварных стыков магистральных нефтепроводов допускаются сварщики (операторы сварочных установок), аттестованные в соответствии с требованиями действующих "Правил аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства" - ПБ 03-273-99, РД 03-495-02 и Дополнительных Требований к аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства, допускаемых к работам на объектах системы магистральных нефтепроводов ОАО "АК "Транснефть". Перед началом сварочных работ на объекте сварщики (операторы) должны пройти допускные испытания в соответствии с требованиями разделов 13 и 21 настоящего РД.
Специалисты сварочного производства - работники организаций-подрядчиков по строительству, техническому надзору, специалисты ОАО МН, занятые выполнением и контролем за качеством производства сварочно-монтажных работ, должны быть аттестованы в соответствии с действующими правилами аттестации для допуска к руководству и техническому контролю выполнения сварочно-монтажных работ при строительстве и капитальном ремонте магистральных нефтепроводов (группа объектов "Нефтегазодобывающее оборудование" - НГДО, пункт 1 перечня групп опасных технических устройств). Изм.Лист№ документаПодписьДата
2. Технология сварочных работ.
Сложные конструкции, как правило, получают в результате объединения между собой отдельных элементов (деталей, агрегатов, узлов). Такие объединения могут выполняться с помощью разъемных или неразъемных соединений. В соответствии с ГОСТ 2601-74 сварка определяется как процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, пластического деформировании или совместном действии того и другого. Неразъемные соединения, выполненные с помощью сварки, называют сварными соединениями. Чаще всего с помощью сварки соединяют детали из металлов. Однако сварные соединения применяют и для деталей из не металлов. Образование неразъемного соединения обеспечивается за счет проявления действия внутренних сил системы. При этом происходит образование связей между атомами, металла соединяемых деталей. Для сварных соединений металлов характерно возникновение металлической связи, обусловленное взаимодействием ионов и обобществленных электронов, проявляющимся при сближении их на расстояние межатомного взаимодействия. Межатомные связи могут установиться только тогда, когда соединяемые атомы получат некоторую дополнительную энергию, необходимую для преодоления существующего между ними энергетического барьера, при этом атомы достигают состояния равновесия в действии сил притяжения и отталкивания. Эту энергию называют - энергией активации. При сварке ее вводят извне путем нагрева (термическая активация) или пластического деформирования (механическая активация). Сближение свариваемых частей на расстояние межатомного взаимодействия и приложение энергии активации - необходимые условия для образования неразъемных сварных соединений. Изм.Лист№ документаПодписьДата
2.1 Свариваемость металлов и сплавов
При ремонте трубопровода, сварке и наплавке подвергаются детали, изготовленные, в основном, из конструкционных низкоуглеродистых, средне- и низколегированных прокатных и литых сталей. Углерод и легирующие элементы, входящие в состав стали, оказывают существенное влияние на свариваемость и делят последнюю на четыре группы: хорошую, удовлетворительную, ограниченную и плохую свариваемость. Поэтому при разработке технологического процесса, прежде всего, нужно оценить свариваемость металла восстанавливаемого изделия и назначить (при необходимости) определенные операции, уменьшающие или исключающие отрицательное воздействие тех или иных компонентов на качество восстановленного слоя.
Свариваемостью называется - сочетание технологических свойств металлов и сплавов, дающих возможность образовывать в процессе сварки или наплавки соединения и слои, которые по своим свойствам не уступают свойствам материала восстанавливаемого изделия. Более всего на свариваемость оказывают влияние химический состав сплава, фазовая структура и ее изменения в процессе нагрева и охлаждения, физико-химические и механические свойства, активность реакций элементов и др. В связи с тем, что параметров, характеризующих основной и присадочный (электродный) материалы, очень много, то свариваемость представляет комплексную характеристику, включающую чувствительность металла к окислению и порообразованию, соответствие свойств сварного соединения заданным эксплуатационным, реакцию на термические циклы, сопротивляемость образованию холодных и горячих трещин и т.д.
Из перечисленных параметров наиболее существенным при сварке и наплавке углеродистых и низколегированных сталей является сопротивляемость образованию трещин.
Горячие трещины чаще всего возникают при ослаблении деформационной способности металла из-за появления в структуре легкоплавких хрупких эвтектик, дефектов кристаллического строения, внутренних и внешних напряжений. Холодные трещины чаще всего возникают из-за закаливаемости стали при быстром охлаждении и насыщении металла шва и зоны термического влияния водородом. Они, как правило, зарождаются по истечении некоторого времени после сварки и наплавки и развиваются в течение нескольких часов или даже суток.
В табл. 2.1 приложения "методического пособия "Расчет режимов электрической сварки и наплавки" г. Хабаровск 1999г." приведена классификация сталей по свариваемости в соответствии с величиной Сэ и меры по предотвращению или уменьшению вероятности появления трещин.
Изм.Лист№ документаПодписьДата
Таблица 2.1
Уменьшение содержания водорода в наплавленном металле достигается улучшением защиты сварочной ванны от внешней среды, тщательной подготовкой поверхности перед наплавкой, прокаливанием присадочного материала и др. При анализе свариваемости не следует упускать из виду тот факт, что от воздействия значительных температур происходит разупрочнение термически упрочненных сталей. Таким образом, перед разработкой технологии сварки или наплавки следует определить свариваемость основного, присадочного металла и металла шва; вероятность появления трещин; разупрочнение сплава и назначить необходимые мероприятия для уменьшения
или исключения нежелательных явлений.
2.2 Оборудование сварочного поста
Рабочее место сварщика - называют сварочным постом. Он может быть стационарным или передвижным. Его располагают в специальных сварочных кабинах или непосредственно на изделии, в зависимости от выполняемой работы и габаритов свариваемых конструкций.
Если проводится сварка небольших изделий, рабочие места оборудуют сварочными кабинами размером 2000 на 3000 или 2000 на 2000 мм . стены которого имеют высоту 1800- 2000мм, и приподняты над полом на 200- 300мм, для улучшения проветриваемости сварочного поста. Стены окрашивают огнеупорной краской светлых тонов, поглащающими Изм.Лист№ документаПодписьДата
ультрафиолетовые лучи сварочной дуги. Занавесом из брезента, пропитанного огнестойким составом, закрепленным на кольцах, закрывают вход в кабину сварочного поста. Полы в кабинах настелают из огнеупорного материала, например из кирпича или бетона и оснащают резиновым ковриком, для обеспечения безопасности рабочего, т. е. чтобы сварщика не поразило электрическим током.
Сварочный пост должен быть оснащен освещением: дневным или искусственным светом, а также вентиляцией и местным отсосом вредных газов и пыли, непосредственно из зоны сварки, так называемая вытяжка.
Для сборки и сварки деталей внутри кабины устанавливают металлический сварочный стол высотой 500 - 600мм для работы сидя и около 900мм для работы стоя площадью около 1м2. К столу приваривают стальные болты для крепления токоподводящего провода от источника сварочного тока и для провода заземления стола. Сбоку стола должны быть гнезда для хранения электродов и присадочной проволоки. В выдвижном ящике стола должны храниться инструменты и технологическая документация. Чтобы было удобней, в кабине устанавливают металлический стул с подъемным винтовым сиденьем, который изготавливают из электронепроводного материала (дерево, пластмасса), и др. Основной вид оборудования сварочных постов - источники питания дуги. Они могут быть одно- или многопостовыми. На рабочем месте обычно размещают однопостовые Изм.Лист№ документаПодписьДата
источники питания. В кабине устанавливают рубильник или магнитный пускатель для включения сварочного тока. При механизированной сварке в кабине размещают автоматы и полуавтоматы для дуговой сварки. Для выполнения сварочных работ сварщик должен иметь определенный набор инструментов и принадлежностей.
Электрододержатель это основной инструмент электросварщика. От него во многом зависит производительность и безопасность труда. Электрододержатель (ГОСТ14651 - 78) должен быть легким ( не более 0,5кг ) и удобным, иметь надежную изоляцию и не должен нагреваться при работе, обеспечивать быстрое и надежное закрепление электрода. Электрододержатели бывают: пассатижные, эксцентриковые, защелочные, винтовые, клиновые и др. в зависимости от способа крепления электрода. Самые распространенные считаются пассатижные и вилочные. Согласно ГОСТ 14651 - 78Е, электрододержатели выпускают трех типов в зависимости от силы сварочного тока: I типа - для тока 125А; II типа - для тока 125-315А; III типа - для тока 315-500А. Во всех типах электрододержатель должен выдерживать без ремонта 8000 зажимов электродов. Время смены электрода не должно превышать 4с.
Изм.Лист№ документаПодписьДата
Пассатижные электрододержатели
Тип электрододержателяНоминальные параметрыМаксимальная сила тока, А, при ПВ, %Диаметр электрода, ммСила сварочного тока, АПродолжительность цикла сварки, минПродолжительность включения ПВ, %10035Номи-
нальныйНаибольшийЭД - 121255601001601,63ЭД - 202005601602502,54ЭД - 2525056020031535ЭД - 3131556025040046ЭД - 4040056031550058ЭД - 50500560400630610 Щитки и шлемы. Это оборудование изготавливают в соответствии с ГОСТ 12.4.035 - 78 из токонепроводящих материалов - фибры или пластмассы. Масса щитка должна быть не более 0,48кг, а шлема - 0,6кг. Для защиты глаз от вредных излучений щитки и шлемы снабжены светофильтрами типа С темно-зеленого цвета, которые выпускают (вместо светофильтров типа Э) 13 классов для сварки с применением токов силой 13...900А. Для защиты светофильтра от брызг металла используют покровые органические стекла, которые по мере повреждения заменяют новыми. Изм.Лист№ документаПодписьДата Светофильтры для защиты глаз от излучения дуги ( ГОСТ 12.4080 - 79 )
обозначение
процесссила
сварочного
тока, АобозначениеПроцесссила
сварочного
тока, АС - 3
С - 4
С - 5
С - 6
С - 7
С - 8
Дуговая
Сварка
Покрытым
электродом15 - 30
30 - 60
60 - 150
150 - 275
275 - 350
350 - 600
С - 1
С - 2
С - 3
С - 4
С - 5
С - 6
С - 7Дуговая сварка в углекислом газе30 - 60
60 - 100
100 - 150
150 - 175
175 - 300
300 - 400
400 - 600С - 3
С - 4
С - 5
С - 6
С - 7
С - 8
С - 9
С - 10
С - 11Дуговая сварка неплавящимся электродом в инертных газах10 - 15
15 - 20
20 - 40
40 - 80
80 - 100
100 - 175
175 - 275
275 - 300
300 - 400С - 5
С - 6
С - 7
С - 8
С - 9
С - 10
С - 11
С - 12
С - 13Плазменная сварка
Воздушно-дуговая резка, строжка и оплавление30 - 50
50 - 100
100 - 175
175 - 300
300 - 350
350 - 500
500 - 700
700 - 900
Свыше 900 Сварочные провода. От сварочных аппаратов к рабочим местам сварочный ток поступает по гибкому проводу марки ПРГ, АПР или ПРГД с резиновой изоляцией. К электродержателю должен быть подключен гибкий медный провод марки ПРГД длиной не менее 3х метров.
Электрические кабели и провода, применяемые при сварочных работах
МаркаХарактеристикаЧисло жилСечение
жилы, мм2ГРШКабель гибкий, с медной жилой, с резиновой изоляцией, в резиновой оболочке3 и 42,5 - 70РПТКабель переносной, тяжелый, с резиновой изоляцией, гибкий1; 2; 3; 42,5 - 70ПР, АПРПровод переносной, с резиновой изоляцией, гибкий, общего назначения ( ПР - с медной жилой, АПР - с алюминиевой жилой )12,5 - 100ПРГПровод с медной жилой, гибкий10,75 - 100ПРГДПровод шланговый с особо гибкой медной жилой, покрытой прорезиненной тканью и наружным слоем резины; диаметр проволок жилы 0,25 - 2,5мм16 -120
Изм.Лист№ документаПодписьДата
Сечение сварочных проводов в зависимости от силы сварочного тока
Допустимая сила тока, АСечение проводов, мм2Допустимая сила тока, АСечение проводов, мм2одинарногодвойногоодинарногодвойного10016600952 х35200252 х 10800---2 х 50300502 х 161000---2 х 70400702 х 25
Длина проводов от сварочных аппаратов к рабочему месту не должна быть более 30...40м, так как большой длине проводов напряжение в них значительно снижается, что приводит к уменьшению напряжения дуги. Для соединения сварочных проводов применяют специальные муфты, медные наконечники и болты. Температура нагрева проводов не более 700 С. Одежда сварщика. Специальная защитная одежда в соответствии с ГОСТ 12.4.011 - 89 предусматривает для сварщиков костюмы, куртки, брюки, желательно кирзовые сапоги и рукавицы, то есть спецодежду с защитными свойствами, обеспечивающие защиту от искр и расплавленного металла. В зимнее время используется спецодежда с защитными свойствами Тн, обеспечивающая защиту от холодного воздуха ( Тн-30 - до температуры -300С. Куртку и брюки шьют из брезента, сукна или асбестовой ткани. Одежду из прорезиненного материала не применяют, т.к. ее легко прожечь нагретыми металлическими частицами. Брюки должны прикрывать обувь для предохранения ног от ожогов. Рукавицы могут быть брезентовыми или спилковыми. На участках, где имеется опасность травмирования головы, сварщики должны носить защитные каски. Для удобства в работе сварщиков рекомендуется применение касок, совмещенных с защитным щитком. Дополнительный инструмент сварщика. Для зачистки кромок перед сваркой и удаления с поверхности швов остатков шлака применяют стальные щетки. Остывший шлак с поверхности шва удаляют молотком - шлакоотделителем. Для клеймения швов, вырубки дефектных мест, удаления брызг и шлака соответственно применяют клейма, зубила и молотки. Сборочные работы перед сваркой выполняют с помощью шаблонов, линеек, отвесов, угольников, чертилок и специальных приспособлений. При монтажных сварочных работах сварщики используют специальные, надеваемые через плечо брезентовые сумки, в которые помещают электроды. Изм.Лист№ документаПодписьДата 2.3 Подготовка к сварке
До начала производства работ следует проверить наличие сертификатов (паспортов) на трубы, соединительные детали трубопроводов, запорную арматуру и сварочные материалы, которые будут использованы для сооружения объекта, а также соответствие маркировки обозначениям, указанным в сертификатах (паспортах). При отсутствии клейм, маркировки, сертификатов (или других документов, удостоверяющих их качество) трубы, соединительные детали трубопроводов, запорная арматура и сварочные материалы и к сборке и сварке не допускаются. Обработку (переточку) кромок под сварку в случае несоответствия заводской разделки кромок требованиям технологии сварки следует производить механическим способом с помощью специализированных станков. Допускается осуществлять расточку изнутри трубы ("нутрение") абразивным кругом с использованием шлифмашинок. Следует проверить после "нутрения" соответствие минимальной фактической толщины стенки в зоне свариваемых торцов допускам, установленным в таблице. Качество выполнения "нутрения" фиксируется соответствующим протоколом ВИК.
Ремонт тела трубы сваркой не допускается. Предельные отклонения по толщине стенки на торцах электросварных труб не должны превышать значения, указанные в таблице 7.1.2 согласно РД 153 - 006 - 02
Изм.Лист№ документаПодписьДата
Таблица 7.1.2. -Предельные отклонения по толщине стенки сварных труб (на основе требований ГОСТ 19903 для листа нормальной точности прокатки)
Толщина стенки трубы,
ммПредельные отклонения по толщине стенки труб, ммНаружный диаметр, мм219245-273325-426530-630720820Свыше 820+-+-+-+-+-+-+-3,9-5,50,20,40,30,40,30,50,40,50,450,55,5-7,50,10,50,20,50,250,60,40,60,450,67,5-100,10,80,20,80,30,80,350,80,450,80,60,810-120,20,80,20,80,30,80,40,80,50,80,70,81,00,812-250,80,81,00,81,20,8 Перед сборкой необходимо очистить внутреннюю полость труб и деталей трубопроводов от попавшего грунта, снега и т.п. загрязнений, а также механически очистить до металлического блеска кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб, деталей трубопроводов, на ширину не менее 15 мм.
Усиление заводских продольных и спиральных швов снаружи трубы следует удалить до величины 0-0,5 мм на участке шириной 10-15 мм от торца трубы.
Перед сборкой следует осмотреть поверхности кромок свариваемых элементов. Устранить шлифованием на наружной поверхности неизолированных торцов труб или переходных колец царапины, риски, задиры глубиной до 5% от нормативной толщины стенки, но не более минусовых допусков на толщину стенки, оговоренных в Общих технических требованиях и ГОСТе на трубы.
Забоины и задиры фасок глубиной до 5 мм труб 1-й группы прочности согласно(табл.7.1.1 РД 153-006-02.) следует отремонтировать электродами с основным видом покрытия типа Э50А диаметром 2,5-3,2 мм; 2-й и 3-й группы прочности (табл. 7.1.1 РД 153-006-02.) - электродами с основным видом покрытиям типа Э60 диаметром 3,0-3,2 мм. При этом перед началом сварки осуществляется предварительный подогрев до 100 +30 С.
Изм.Лист№ документаПодписьДата
Таблица 7.1.1 - Группы по классам прочности труб и деталей трубопроводов
Номер группыКласс прочностиНормативное значение временного сопротивления разрыву основного металла, МПа (кгс/см2)1до К54 включительнодо 530 (54) включительно2К55...К60539...588 (55...60)3К65 5) Оптимальную силу сварочного тока можно выбрать по формуле:
Iсв = Adэл ,
Где Iсв - сварочный ток, А; dэл - диаметр электродного стержня, мм;
А - эмпирический коэффициент, А/мм:
dэл,мм : 2,5 - 2,6 ; 2 - 3,25 ; 4 ; 5 ; 6
А,А/мм : 25 - 30 ; 30 - 35 ; 40 -45 ; 50 - 55; 60 -65
Отсюда следует, что при использовании электродов с основным видом покрытия типа Э50А диаметром 3,2 мм: Iсв = 32 х 3,2 = 96А
Отремонтированные поверхности кромок труб следует зачистить абразивным инструментом путем их шлифовки, при этом должна быть восстановлена заводская разделка кромок согласно
Изм.Лист№ документаПодписьДата
рис.7.1.1(б) РД 153-006-02:
форма заводской разделки кромок труб с нормативной толщиной стенки
S = 20 мм, Форма и размеры разделки торцов труб а толщина стенки трубы не должна быть выведена за пределы минусового допуска.
Допускается правка плавных вмятин на концах труб глубиной не более 3,5% номинального диаметра трубы с помощью безударных разжимных устройств гидравлического типа с обязательным местным подогревом изнутри трубы до 100-150 С независимо от температуры окружающего воздуха.
Концы труб с забоинами и задирами фасок глубиной более 5 мм или вмятинами глубиной более 3,5% от номинального диаметра труб, а также любыми вмятинами с надрывами или резкими перегибами, имеющими дефекты поверхности, исправлению не подлежат и должны быть обрезаны с последующей обработкой специализированным станком или шлифмашинкой. При этом металл кромок, образовавшихся после резки, должен быть удален на глубину не менее 1 мм. Смещение наружных кромок электросварных труб с толщиной стенки
Изм.Лист№ документаПодписьДата
10,0 мм и более не должно превышать 20% от нормативной толщины стенки, но составлять не более 3,0 мм. Сборку стыков труб диаметром 426 мм и более следует производить на внутренних центраторах гидравлического или пневматического типов. Центратор не должен оставлять царапин, задиров, масляных пятен на внутренней поверхности труб.
При выполнении захлестов, в том числе путем вварки катушки, стыков соединений труба + соединительная деталь, труба + запорная арматура, а также в случаях, когда применение внутренних центраторов технически невозможно, сборку соединений осуществляют на наружных центраторах преимущественно гидравлического типа.
При сборке запрещается любая ударная правка концов труб.
При сборке заводские (как продольные, так и спиральные) швы следует смещать относительного друг друга не менее, чем на 75 мм - при диаметре труб до 530 мм включительно.
При установке зазора в стыках, выполняемых различными способами сварки, следует руководствоваться табл. 5.1.1 РД 153-006-02. Таблица 5.1.1 - Величина зазоров в стыках, выполняемых различными способами сварки.
Способ сваркиДиаметр электрода или сварочной проволоки, ммВеличина зазора,
ммАвтоматическая сварка в среде защитных газов на оборудовании CRC-Evans AW0,9 / 1,0Без зазора. Допускается наличие зазора не более
0,5 мм на участках стыка длиной до 100 ммАвтоматическая сварка в среде защитных газов на оборудовании Serimer Dasa1,0Без зазора.
Допускаются локальные зазоры до 1,0 мм
на длине до 100 ммРучная дуговая сварка электродами с основным видом покрытия2,5 / 2,6
3,0 / 3,22,0 - 3,0
2,5 - 3,5Ручная дуговая сварка электродами с целлюлозным видом покрытия (на спуск)3,2
4,01,0 - 2,5
1,5 - 2,5Изм.Лист№ документаПодписьДатаРучная дуговая сварка электродами с целлюлозным видом покрытия (на подъем)
3,2
1,5 - 3,5Механизированная сварка методом STT1,142,5 - 4,0Автоматическая сварка методом STT1,142,5 - 3,0Двусторонняя автоматическая сварка под флюсом3,0 / 3,2 / 4,0Без зазора.
Допускается наличие зазора не более 0,5 мм на участках стыка длиной до 100 ммАвтоматическая сварка в среде защитных газов на оборудовании СWS.021,0Без зазора,
допускаются локальные зазоры до 0,5 мм
на длине до 100 ммМеханизированная сварка самозащитной порошковой проволокой типа Иннершилд1,7 (1,6)2,5 - 3,5 2.4 Сварочные работы
Выбор сварочных материалов для сварки нефтепроводов должен осуществляться в зависимости от:
класса прочности и типоразмера свариваемых труб;
требований к механическим свойствам сварных соединений, выполненных с их использованием;
условий прокладки нефтепровода и наличия специальных требований к сварным соединениям;
сварочно-технологических свойств и производительности наплавки сварочных материалов;
схемы организации сварочно-монтажных работ и требуемого темпа их выполнения.
Главными трудностями при сварке сталей являются склонность к горячим трещинам, чувствительность к закаливаемости и образованию холодных трещин, обеспечения равнопрочности сварных соединений. Чем выше содержание углерода в стали, тем больше опасность к трещинообразования, труднее обеспечить равномерность свойств в сварномИзм.Лист№ документаПодписьДата
соединении. Ориентировочным количественным показателем свариваемости стали известного химического состава является эквивалентное содержание углерода (углеродный эквивалент) Сэ, которое определяется по формуле: Сэ = С + 0,16 Mn +0,3 (Si + As) + 0,4 Cr + 0,2 N + 0,04 (Ni + Cu)
Отсюда следует, что стальные бесшовные горячекатаные трубы диаметром 500мм, и толщиной стенки от 20мм из стали марки 09Г2С по ГОСТ 19282-73 со временным сопротивлением разрыву кгс/мм2 - 50 относятся к плохо сваривающейся стали, т.к. сталь марки 09Г2С содержит С - 0,12% (углерод); Si - 0,5% (кремний); Mn - 1,3% (марганец);Ni - 0,3%(никель); S - 0,04%(сера); Р - 0,035%(фосфор); Cr - 0,3%(хром); N - 0,008%(азот); Cu - 0,3%(медь); As - 0,08% (мышьяк), из этого следует, что согласно формуле:
Сэ =С+0,16Mn+0,3(Si+As)+0,4Cr+0,2N+0,04(Ni+Cu)=0,62%
где содержание углерода и легирующих элементов берется в процентах. В зависимости от эквивалентного содержания углерода и связанной с этим склонности к закалке и образования трещин стали по свариваемости делят на четыре группы: хорошо, удовлетворительно, ограниченно и плохо сваривающиеся стали. Опираясь на таблицу 2.1 приложения "методического пособия "Расчет режимов электрической сварки и наплавки" г. Хабаровск 1999г.", сталь марки 09Г2С относится к плохо свариваемой стали, следовательно перед сваркой требуется подогрев металла. При сварке трубы из стали марки 09Г2С будем использовать электроды типа Э50А с основным видом покрытия марки УОНИ - 13/55. Электроды с основным покрытием. Основу этого вида покрытия составляют карбонаты и фтористые соединения. Металл, наплавленный электродами с основным покрытием, по химическому составу соответствует спокойной стали. Благодаря низкому содержанию газов, неметаллических включений и вредных примесей металл шва, выполненный этими электродами, отличается высокими показателями пластичности и ударной вязкости при нормальной и пониженной температурах, а также обладает Изм.Лист№ документаПодписьДата
повышенной стойкостью против образования горячих трещин. Электроды Э50А - Тип покрытия: основной. Для сварки стыковых соединений труб, трубчатых узлов и других ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей; обеспечивают формирование выпуклого обратного валика корневого шва, позволяют перекрывать зазоры повышенной ширины.
Хим.состав покрытия: С = 0,08% (углерод); Si = 0,25% (кремний); Mn = 1,0% (марганец); Ni = 0,9% (никель).
В случае сварки корневого слоя шва электродами с основным видом покрытия следует использовать электроды типа Э50А согласно ГОСТ 9467 (тип Е7016 или Е7018 согласно AWS А5.1) для сварки стыков труб 1-й и 2-й групп прочности.
В случае выполнения заполняющих и облицовочного слоев шва электродами с основным видом покрытия следует использовать: электроды типа Э50А или Э55 согласно ГОСТ 9467 (тип Е7016 или Е7018 согласно AWS А5.1) для сварки стыков труб 1-й группы прочности. Запрещается вести сварку с применением любых присадок, подаваемых в дугу дополнительно или закладываемых в разделку.
Прихватки следует выполнять на расстоянии не менее 100 мм от заводских швов труб на параметрах режима сварки корневого слоя шва.
При сборке стыков на наружных центраторах количество прихваток, равномерно распределенных по периметру стыка, и их длина зависят от диаметра трубы и должны соответствовать данным приведенным в таблице
Диаметр стыка, ммОриентировочное кол-во прихваток, не менееДлина прихваток, не менее, ммДо 400
400-1000
1000-1400 2
3
4
30-50
60-100
100-200 Изм.Лист№ документаПодписьДата Непосредственно перед прихваткой и сваркой производится просушка (или подогрев) кольцевыми нагревателями торцов труб и прилегающих к ним участков шириной не менее 150мм. Просушка торцов труб нагревом до температуры 20-500С обязательна:
при наличии влаги на трубах независимо от способа сварки и прочности основного металла;
при температуре окружающего воздуха ниже +50С в случае сварки труб с нормативным временным сопротивлением разрыву 539МПа (55 кгс/мм2) и выше. После выполнения прихваток в соответствии с п. 5.1.25 РД 153-006-02 их следует зачистить. Начальный и конечный участок прихватки следует обработать абразивным кругом. Перед началом выполнения сварки корневого слоя или установкой прихваток производится подогрев торцов труб и прилегающих к ним участков в соответствии с требованиями РД 153 - 006 - 02. следовательно требуется подогрев, т.к. Сэ = 0,62%.
Предварительный подогрев стыков труб с толщиной стенки 20 мм и более должен осуществляться только c помощью установок индукционного нагрева.
Средства нагрева должны обеспечивать равномерный подогрев торцов по периметру стыка и прилегающих к нему участков поверхностей труб в зоне шириной 150 мм (±75 мм в обе стороны от стыка). Подогрев не должен нарушать целостность изоляции. В случае использования газопламенного нагрева следует применять термоизолирующие пояса и/или боковые ограничители пламени.
Продолжительность подогрева определяется экспериментально для каждого подогревателя в зависимости от температуры окружающего воздуха и толщины стенки трубы, согласно таблице 5.1.2 РД 153-006-02Изм.Лист№ документаПодписьДата Таблица 5.1.2: - Условия предварительного подогрева при сварке корневого слоя шва электродами с основным покрытием. Эквивалент углерода металла труб, %Температура предварительного подогрева (С) при толщине стенки трубы, ммдо 8,08,1-
-10,010,1-
-12,012,1-
-14,014,1-
-16,016,1-
-18,018,1-
-20,0Свыше
20,0 0,4135 С20 С5 С
0,42-0,46; И более15 С5 СПримечания  подогрев до 50 С при температуре окружающего воздуха ниже +5 С и/или наличии влаги на концах труб; подогрев до +100 С при температуре окружающего воздуха ниже указанной и до 50 С при температуре окружающего воздуха ниже +5 С и/или наличии влаги на концах труб; подогрев до +100 С независимо от температуры окружающего воздуха. При выполнении сварных соединений снаружи трубы независимо от температуры окружающего воздуха и толщины стенки трубы следует произвести предварительный подогрев до минимальной температуры 100+30 С.
Непосредственно перед сваркой (прихваткой) в процессе выполнения корневого слоя шва температура на кромках труб, не должна опускаться ниже значений, приведенных в табл.5.1.2.
В случае остывания кромок в процессе сборки и сварки корневого слоя шва ниже температур, регламентированных в табл.5.1.2, необходимо осуществить сопутствующий подогрев до температуры предварительного подогрева.
Изм.Лист№ документаПодписьДата Температуру предварительного подогрева стыков труб различных прочностных классов, разнотолщинных труб или разнотолщинных соединений устанавливают по максимальному значению, требуемому для одного из стыкуемых элементов.
Контроль выполнения требования по температуре предварительного подогрева осуществляется непосредственно перед сваркой корневого слоя шва (прихваткой) в каждой четверти по периметру стыка. Измерения производят на наружной поверхности трубы на расстоянии 10-15 и 60-75 мм от торца трубы поверенным цифровым контактным термометром.
С целью предотвращения быстрого остывания стыков после сварки следует применять защитные теплоизолирующие пояса (кожухи).
При выполнении сборки стыков на наружном центраторе он может быть удален после выполнения не менее 60% периметра корневого слоя шва. При этом участки корневого слоя шва должны равномерно располагаться по периметру стыка. После снятия центратора все сваренные участки должны быть зачищены, а их концы обработаны абразивным кругом.
Сварка электродами с основным видом покрытия наиболее сложна (по сравнению с другими электродами), поскольку траектория движения торца электрода является результирующей различных сочетаний продольно-поперечных перемещений. Для сварки корневого слоя шва обычно используют электроды диаметром до 3,25мм (сравнительно толстостенные трубы).
Исходное положение электрода - перпендикулярно к касательной окружности в точке возбуждения дуги. При этом положении, универсальном для всех пространственных положений, обеспечивается максимально возможное проплавления корня шва.
Сварку первого (корневого) слоя шва электродами с основным видом покрытия ведут постоянным током обратной или прямой полярности, а также сварку всех последующих слоев шва - на постоянном токе обратной полярности.
Изм.Лист№ документаПодписьДата Рекомендуемые значения сварочного тока приведены в таблице :
Род и полярность тока
- Постоянный~ Переменный Сварка с глубоким проплавлением основного металла
Сварка низко- и среднеуглеродистых и низколегированных сталей толщиной 5 мм и более электродами с фтористо-кальцевым покрытием: УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и др.
Сварка чугуна Сварка низкоуглеродистых сталей (типа 09ГС) в строительно-монтажных условиях электродами с рутиловым покрытием Сварка при возникновении магнитного дутья
Сварка толстолистовых конструкций из низкоуглеродистых сталей Сварка с повышенной скоростью плавления электродов
Сварка низколегированных низкоуглеродистых сталей (типа 16Г2АФ), средне- и высоколегированных сталей и сплавов
Сварка тонкостенных листовых конструкций Таблица :
Диаметр электродов, ммСварочный ток (А) в зависимости от пространственного положения шванижнеевертикальноеПотолочное2,0-2,550-9040-8040-503,0-3,2590-13080-12090-1004,0140-180110-170150-180 Изм.Лист№ документаПодписьДата Исходное положение электрода - перпендикулярно к касательной окружности в точке возбуждения дуги. При этом положении, универсальном для всех пространственных положениях, обеспечивается максимально возможное проплавление корня шва. При необходимости уменьшить степень проплавления (велик зазор, отсутствует притупление кромок) электрод наклоняют: вертикальном и потолочном положениях - примерно до 700, в нижнем положении до 500 - 600 . Сварку корневого слоя шва обычно осуществляют без поперечных колебаний способом снизу вверх путем резких продольных колебаний с амплитудой 20 - 40 мм. в зависимости от пространственного положения сварки (максимальная амплитуда соответствует вертикальному положению). По мере заполнения разделки возрастает амплитуда поперечных колебаний, а продольных наоборот, уменьшается. Траектория торца электродов во многом определяется профессиональными навыками сварщика, но при сварке корневого слоя шва, обычно соответствует вариантам 1 (зигзагом); 2(полумесяцем вперед); 3(полумесяцем назад), представлено на рисунке: Вариант 1: (зигзагообразные колебательные движения конца электрода) применяют для получения наплавочных валиков при сварке в стык без скоса кромок в нижнем положении и если нет вероятности прожечь металл; Вариант 2: (полумесяцем вперед) используются для стыковых швов со скосом кромок и для угловых швов с катетом менее 6 мм, выполняемых в любом положении электродами диаметром 4 мм;
Вариант 3: (полумесяцем назад) используют для сварки в нижнем положении, а также для вертикальных, потолочных швов с выпуклой наружной поверхностью. При вынужденных перерывах во время сварки первого (корневого) шва необходимо поддерживать температуру торцов труб на уровне требуемой температуры предварительного подогрева. Если это условие не соблюдено, то стык должен быть вырезан и заварен вновь.
Чтобы предупредить образование дефектов между корневым слоем и последующими слоями, необходима перед наложением каждого последующего слоя шва, зачистка абразивным инструментом, отчищающая поверхность предыдущего слоя шва от шлака и брызг наплавленного металла. Изм.Лист№ документаПодписьДата Для сварки заполняющих слоев шва обычно используют электроды диаметром 4 мм (толстостенные трубы). В нижних положениях (10 - 12 часов и 2 - 12 часов) можно использовать электроды диаметром 5 мм. Минимально допустимое число слоев шва при ручной дуговой сварки электродами с основным видом покрытия при толщине стенки трубы 20 мм - 5 слоев, в соответствии с требованиями РД 153 - 006 - 02. , согласно п. 5.1.55 РД 153 - 006 - 02. сварку каждого прохода следует начинать и заканчивать с обеспечением следующих минимальных расстояний от заводских швов труб или соединительных деталей:
50 мм для диаметров менее 820 мм;
100 мм для диаметров 820 мм и более.
Изм.Лист№ документаПодписьДата
Таблица 5.10.1.1 -Режимы ручной дуговой сварки при использовании электродов с основным видом покрытия (при сварке "на подъем")
Сварочные слоиДиаметр, ммПолярностьСварочный ток,
АКорневой2,5 / 2,6
3,2прямая/обратная
прямая/обратная70-90
80-120Заполняющие3,2 / 3,0
4,0обратная90-120
130-170Облицовочный3,2 / 3,0
4,0обратная80-110
130-160 При сварке завершающих заполняющих и облицовочного слоя шва обычно соответствует вариантам указанным на рисунке: Петлеобразные колебательные движения конца электрода используют для усиленного прогревания кромок шва, особенно при сварке высоколегированных сталей. Электрод задерживают на кроях, чтобы не было прожога в центре шва или вытекание металла при сварке вертикальны швов. Следует особенно подчеркнуть, что длинна дуги при сварке любыми электродами с основным видом покрытия недолжна, превышать 0,5 dэл΄ другими словами, максимально допустимая длинна дуги в зависимости от диаметра электрода составляет: dэл΄ мм2,5 - 2,63,0 - 3,2545Imax' мм1,2 - 1,41,5 - 1,61,8 - 2,22,5 - 2,6
Изм.Лист№ документаПодписьДата
2.5 Источник питания для ручной дуговой сварки электродами с основным покрытия используемый при сварке трубопроводов
Основные требования к источникам питания при сварке трубопроводов.
Для повышения стабильности процесса ручной дуговой сварки покрытыми электродами источники тока должны иметь крутопадающею вольт - амперную характеристику. Для применяемых в трубопроводном строительстве электродов требуется также и постоянный ток. Выполнение этих двух требований - до недавнего времени вполне удовлетворяло сварщиков. Однако с ростом давления транспортируемого по трубопроводу продукта, его химической активности возросшие требование к трубным сталям потребовали применение специальных электродов, которые должны обеспечивать соответствующие свойства различных слоев шва и в целом сварного соединения. В этих условиях, помимо сварочных материалов, решающее значение приобретают технологические свойства источников тока и квалификация сварщика. Взаимосвязь между источником тока и сварщиком заключается в том, что манипулирование электродом и длинной дуги источник питания должен соответствующим образом реагировать, энергию сварочной дуги, а соответственно, и плавление электродов. Так, при сварке корневого слоя шва, когда имеют место неточности сборки стыка, притупления кромок и зазора по периметру, сварщику для обеспечения качества необходимо регулировать сварочный ток и соответственно проплавление в процессе сварки. Этого можно достичь, изменяя длину дуги и наклоняя электрод, при условии, что источник тока имеет небольшой наклон статической вольт - амперной характеристики в рабочей точке. Следовательно источник тока для сварки корневого слоя шва должен иметь полого - падающую характеристику в области рабочих токов. Кроме того, для качественной сварки неповоротных стыков трубопроводов в условиях непрерывно изменяющегося пространственного положения сварочной ванны источник тока должен иметь динамические свойства, обеспечивать Изм.Лист№ документаПодписьДата
быстрый рост напряжения при переходе от короткого замыкания к горению дуги, оптимальную скорость изменения тока для снижения разбрызгивания, связанного с переходом капель расплавленного электрода в сварочную ванну, и выполнению других требований, которые регламентируются ГОСТ 25616 - 83. К таким источникам питания с палого - падающей вольт - амперной характеристикой относится и, Invertec V350-PRO.
Invertec V350-PRO - наиболее мощная и технически совершенная модель в ряду мобильных инверторных источников питания компании Линкольн Электрик. Обладая небольшим весом, этот источник способен обеспечить необходимую мощность для сварки практически любым штучным или вольфрамовым электродом, а так же воздушно-плазменной строжки, на падающей вольтамперной характеристике; и полуавтоматической сварки как сплошной, так и порошковой проволокой. Использование последних достижений инверторной сварочной технологии позволило создать максимально мобильный сварочный аппарат, который может быть легко размещен вблизи рабочего места и выполнить любую работу на токах от 5 до 425 ампер.
Изм.Лист№ документаПодписьДата Преимущества Линкольна
• Выбор модели аппарата в зависимости от поставленных сварочных задач.
• Выходная мощность источника не изменяется при переходе от трехфазной сети питания к однофазной.
• Диапазон регулировки сварочного тока от 5 до 425 А для всех представленных способов сварки.
• Возможность подключения одного и того же аппарата к различному сетевому напряжению - от 208 до 575 В.
• Подключение к сети питания с частотой 50 и 60 Гц.
• Зажигание дуги точечным касанием ("Touch StartTM") в режиме аргонодуговой сварки исключает использование высокочастотного возбуждения и наличие вольфрамовых включений в шве на старте.
• КПД сварочного источника - 87%, низкое потребление электроэнергии.
• Возможность полуавтоматической сварки в импульсном и специальных режимах ("Pulseon-Pulse", "Power ModeTM") на импульсной модели источника.
Изм.Лист№ документаПодписьДатаИзм.Лист№ документаПодписьДатаИзм.Лист№ документаПодписьДатаИзм.Лист№ документаПодписьДатаИзм.Лист№ документаПодписьДатаИзм.Лист№ документаПодписьДата Изм.Лист№ документаПодписьДата
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
155
Размер файла
1 424 Кб
Теги
рамкой, дипломная
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа