27 Сваркапри выборочном ремонте нефтепроводов

Схема 27.1

Требования к сварным соединениям при выборочном ремонте

1. При выборочном ремонте применяются три типа сварных соединений: стыковые; тавровые; нахлесточные и три типа сварных швов: стыковые; угловые; заварочные. Классификация сварных швов по группам и исполнению приведена в таблице 4.1.

2. Сварные соединения, выполняемые при выборочном ремонте, должны быть многослойными.

3. Кольцевые сварные соединения, выполняемые при ремонте методом варки катушек, кольцевые швы приварки эллиптических днищ к патрубку должны быть равнопрочными основному металлу в в соответствии с требованиями СНиП 2.05.06-85*.

4. Для сварных соединений, выполняемых при выборочном ремонте методом установки муфт, муфтовых и разрезных тройников требование равнопрочности металла шва металлу основной трубы должно соблюдаться только при сварке продольных стыковых швов полумуфт.

5. Кольцевые нахлесточные соединения «муфта – труба нефтепровода» при выборочном ремонте методом установки муфт, муфтовых и разрезных тройников, кольцевые угловые и нахлесточные соединения при установке патрубков с эллиптической заглушкой и усиливающей накладкой следует выполнять электродами типа Э50А (E7016, E7018) вне зависимости от прочностного класса трубы нефтепровода.

При использовании полуавтоматической сварки для кольцевых нахлесточных соединений «муфта – труба нефтепровода» следует использовать самозащитную порошковую проволоку типа E71T8-K6.

6. При ремонте методом заварки коррозионных и механических повреждений для ремонта труб с нормативным пределом прочности до 530 МПа включительно следует использовать электроды типа Э50А (E7016, E7018), - для ремонта труб с нормативным пределом прочности от 540 МПа до 588 МПа - электроды класса Э60А (E8016, E8018).

7. Максимальная твердость в сварных соединениях при заварке дефектов должна составлять:

• при ремонте труб нефтепроводов из стали с нормативным пределом прочности до 530 МПа – 230HV;

• при ремонте труб нефтепроводов из стали с нормативным пределом прочности от 540 МПа до 588МПа – 280 HV;

8. Для кольцевых стыковых сварных соединений при вварке катушек, продольных стыковых швов полумуфт, приварке днищ к патрубкам регламентируется ударная вязкость сварных соединений на образцах с острым надрезом (Шарпи) при температуре минус 20 ^оС. Среднее значение ударной вязкости должно быть не менее 34,3 Дж/см² (среднее значение по результатам испытаний трех образцов) При этом минимальное допустимое значение ударной вязкости для одного образца должно быть не менее 29,4 Дж/см².

9. При выборе материала ремонтной конструкции следует исходить из того, что эквивалент углерода металла ремонтной конструкции не должен превышать аналогичный показатель металла трубы нефтепровода.

Допускаемые методы сварки

1. Сварочные работы и ремонт сварных соединений при выборочном ремонте действующих магистральных и технологических нефтепроводов НПС и нефтебаз следует производить с применением следующих методов сварки:

- ручная дуговая сварка электродами с основным видом покрытия;

- полуавтоматическая сварка самозащитной порошковой проволокой;

- полуавтоматическая сварка сплошной электродной проволокой в защитных газах.

2. Регламентации по применению перечисленных методов сварки при различных методах выборочного ремонта приведены в таблице 5.1 (плакат 27.2).

Схема 27.3

Плакат 27.4.

Для полуавтоматической сварки со свободным формированием шва следует использовать самозащитные порошковые проволоки следующих типов:

• E71T8-K6 по AWS A5.20 диаметром 1,7 мм при выборочном ремонте труб нефтепроводов из сталей с нормативным пределом прочности до 530 МПа включительно;

- E71T8-G по AWS A5.20 диаметром 1,7 мм и 2,0 мм при выборочном ремонте труб нефтепроводов из сталей с нормативным пределом прочности от 540 МПа до 588 МПа включительно.

• выбор марок порошковых проволок для сварки конкретных сварных соединений следует производить с учетом требований, приведенных в разделе 4.

7. Требования к защитным газам

   1. В качестве защитных газов при полуавтоматической сварке следует использовать углекислый газ или смесь газов «аргон + углекислый газ».

   2. Углекислый газ должен соответствовать требованиям ГОСТа 8050-85, сорт «Высший».

   3. Аргон должен соответствовать требованиям ГОСТа 10157-79, сорт «Высший».

8. Требования к входному контролю, хранению и подготовке сварочных материалов к сварке (схема 27.5)

Требования к заводским деталям

Деталями заводского изготовления для выборочного ремонта действующих магистральных нефтепроводов вляются приварные муфты и патрубки c эллиптическими днищами и ксиливающими накладками, муфтовые и разрезные тройники, металлические пробки – «чопики».

Материал и конструктивные размеры заводских деталей должны отвечать требованиям соответствующих Технических условий или других нормативных документов.

Изготовление и поставка приварных муфт и патрубков производят в соответствии с ТУ 1469-001-01297858-01.

Изготовление металлических пробок – «чопиков» производится в соответствии с РД 153-39.4-114-2001.

Детали заводского изготовления, поставляемые к месту ремонта, снабжаются Паспортом предприятия-изготовителя.

Поступившие детали подвергают входному контролю, в процессе которого проверяют маркировку изделий и соответствие их геометрических параметров данным Паспорта, а также проводят визуальный контроль.

Детали с наружной и внутренней поверхности должны быть очищены от ржавчины пескоструйной обработкой (или металлической щеткой).

Дефекты в виде трещин, закатов, вмятин на поверхности деталей не допускаются.

Выявленные поверхностные дефекты в виде царапин и задиров глубиной более 0,2 мм и не превышающие 5% толщины стенки детали следует устранить шлифованием. Толщина стенки в местах зачистки не должна выходить за пределы минусового допуска. Проверка толщины стенки должна проводиться ультразвуковым толщиномером. Следует также провести проверку фактической толщины стенки деталей, размеры кромок под сварку.

В случае несоответствия размеров деталей ремонтных конструкций ремонтируемой трубе допускается их подгонка до требуемых значений с помощью шлифмашинки или газовой резки с последующей обработкой кромок шлифмашинкой.

Свариваемые кромки деталей, а также прилегающие к ним поверхности шириной не менее 20 мм должны быть зачищены до чистого металла.

Требования к оборудованию для сварки и подогрева

1. Источники сварочного тока

1.1 Для сварочных работ при выборочном ремонте допускается применение источников сварочного тока для ручной дуговой и полуавтоматической сварки, аттестованных на право применения при монтаже, реконструкции и ремонте нефтегазодобывающего оборудования (НГДО) в соответствии с требованиями РД 03-614-03, имеющих соответствующее свидетельство НАКС и разрешенных к применению на объектах ОАО «АК «Транснефть».

2. Общие требования к источникам сварочного тока

• при колебаниях напряжения питающей сети от +10% до -10% от номинального значения, изменение установленной величины тока (напряжения) не должно превышать 2%.

• выпрямители должны иметь степень защиты не ниже IP22 по ГОСТ 14254-80

• по стойкости к воздействию внешних климатических и механических факторов:

• температура окружающей среды (рабочее значение) от –40 до +40 ⁰ С;

• относительная влажность окружающей среды 80% при t=+20 ⁰C;

• группа по допустимым механическим воздействиям – не ниже М18 в соответствии с ГОСТ 175161-90.

2. Источники для ручной дуговой сварки должен иметь следующие характеристики:

• номинальный сварочный ток при ПН = 60% не менее 250 Ампер, при этом выпрямитель должен обеспечивать устойчивую работу при сварке во всем диапазоне рабочих токов, в том числе при минимальных, начиная с 50 А.

• при сварке электродами с основным видом покрытия выпрямители должны обеспечивать ток короткого замыкания в пределах 1,2-1,4 от номинального сварочного тока.

• возможность плавного регулирования сварочного тока, не обрывая дуги, с точностью ± 5 А в диапазоне не менее 50…250 Ампер;

• иметь наклон внешних характеристик в диапазоне рабочих токов и 0,7-1,0 В/А для сварки электродами с основным видом покрытия;

• наличие малогабаритных дистанционных регуляторов сварочного тока, обеспечивающих возможность регулирования сварочного тока, не обрывая дуги, и устойчиво работающих с кабелем подключения длиной до 35 метров.

• источники тока для ручной дуговой сварки должны иметь дополнительные регулировки модуляций сварочного тока, включая величину тока импульса, паузы и скважности импульсов.

2. Источники для полуавтоматической сварки в защитных газах, самозащитной порошковой проволокой должны обеспечивать:

• номинальный сварочный ток при ПН=100% не менее 350 Ампер;

• жесткую выходную вольтамперную характеристику с крутизной наклона не более 0,04±0,005 В/А;

• пределы регулирования напряжения на дуге от 14 до 35 Вольт;

• возможность непрерывного регулирования напряжения с точностью ± 0,5 В;

• специальные сварочные установки (например, STT II) должны обеспечивать форму изменения тока и напряжения, указанные в документации, с точностью ± 2%.

• возможность дистанционного включения и отключения напряжения на выходных клеммах источника с горелки или сварочного автомата;

1.5 Для полуавтоматической сварки при выборочном ремонте следует применять специализированные универсальные источники тока, снабженные механизмами подачи электродной проволоки.

1.6 При сварке сплошной электродной проволокой в защитных газах следует применять источники тока в сочетании с подающими механизмами, реализующие процесс переноса электродного металла по методу «STT» (перенос электродного металла силами поверхностного натяжения) или по методу «ВКЗ» ( перенос электродного металла при вынужденных коротких замыканиях).

1.7 При сварке самозащитной электродной проволокой следует применять источники тока в сочетании с подающими механизмами, обеспечивающие автоматическое управление напряжением на дуге в процессе сварки.

2. Сборочное оборудование

2.1 Для монтажа ремонтных конструкций (муфт, тройников) на нефтепроводе следует использовать сборочное оборудование, отвечающее следующим требованиям:

- сборочное оборудование (приспособление) должно устанавливаться на трубе с помощью универсальных грузоподъемных средств (автокранов или трубоукладчиков).

- приспособление должно быть снабжено устройствами, обеспечивающими его закрепление на трубе;

- приспособление должно быть снабжено устройствами для фиксации и удержания на трубе устанавливаемых ремонтных конструкций при вертикальном и горизонтальном их расположении.

2. Допускается в качестве сборочных приспособлений при установке муфт, муфтовых и разрезных тройников использовать наружные центраторы типа ЦЗ, ЦЗН, ЦГН.

3. При ремонте методом сварки катушек для сборки стыков следует использовать наружные центраторы типа ЦЗ, ЦЗН, ЦГН.

4. Для контроля параметров сборки при установке ремонтных конструкций следует использовать универсальные шаблоны сварщика УШС-3, металлические угольники, уровни.

Требования к технологии сварки

1 Непосредственная сварка должна проводиться в соответствии с операционно-технологической картой, составленной на основе технологической инструкции.

2 Технологии сварки, используемые при выборочном ремонте, должны пройти производственную в организациях, выполняющих выборочный ремонт в соответствии с РД 03-615-03.

3 Технология сварки ремонтной конструкции должна содержать:

- последовательность выполнения сварочно-монтажных операций;

- параметры подготовки сварочных кромок;

- последовательность наложения сварочных валиков;

- параметры теплового состояния сварного соединения;

- режимы сварки.

4. Последовательность выполнения сварочно-монтажных операций

4.1 Последовательность выполнения сварочно-монтажных операций должна четко определять очередность и порядок сборки и сварки отдельных сварных соединения конкретной ремонтной конструкции.

5 Параметры подготовки сварочных кромок

5.1 Для каждого сварного соединения должны быть представлены эскизы подготовки кромок под сварку в зависимости от типа сварного соединения и геометрических особенностей ремонтной конструкции с указанием допусков на параметры сборки.

5.2 Параметры сварочной разделки должны обеспечивать качественное выполнение сварочных валиков и возможность механического удаления шлака.

6. Последовательность наложения сварочных валиков

6.1 Количество и последовательность наложения сварочных валиков должны гарантировать полное заполнение разделки и обеспечить правильную форму поверхности шва.

7 Предварительный подогрев и термическая обработка

7.1 Для сварных швов заводского исполнения (Таблица 4.1) требуется термическая обработка по режиму высокого отпуска: нагрев со скоростью не выше 200 ^оС/ч, в до температуры 580÷620 ^оС; выдержка 1,5 часа; охлаждение со скоростью не выше 200 ^оС/ч.

7.2 Для сварных швов группы А (Таблица 4.1) требуется предварительный подогрев. Минимально допустимая межслойная температура не должна быть ниже температуры предварительного подогрева.

7.3 Для сварных швов группы Б (Таблица 4.1) температура предварительного подогрева должна составлять 100÷200 ^оС при любой температуре окружающей среды.

7.4 Межслойная температура должна находиться в пределах 100÷250 ^оС. Если в процессе сварки происходит падение межслойной температуры ниже допустимого значения, требуется проведение сопутствующего подогрева.

7. Сварка продольных стыковых швов

8.1Сварка продольных стыковых швов полумуфт и технологических колец должна проводиться на технологических подкладках из низкоуглеродистых сталей, исключающих приварку продольного шва к трубе.

2. Сварку продольных швов следует производить одновременно. На каждом шве должны работать одновременно два сварщика

8. Приварка патрубков

9.1 Приварка патрубков к основной трубе или полумуфте (для разрезных тройников) производится внакладку. Приварка патрубков с пропуском в отверстие запрещена.

8. Допуск к проведению сварочных работ

10.1 К проведению сварочных работ допускаются сварщики, аттестованные в соответствии с ПБ 03-273-99, РД 03-495-02 и «Дополнительными требованиями к аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства, допускаемых к работам на объектах системы магистральных нефтепроводов ОАО «АК «Транснефть»».

Требования к технологии ремонта дефектных сварных соединений

1. Дефекты, обнаруживаемые при визуально-измерительном контроле в процессе сварки стыка, удаляют с помощью шлифования и заваривают в соответствии технологией сварки.

2. Недопустимые внутренние дефекты сварных соединений, выявленные неразрушающим контролем физическими методами, должны быть удалены шлифованием и заварены в соответствии с технологией сварки.

3. Ремонт должен осуществляться со стороны наружной поверхности шва.

4. Допускается ремонт со стороны корня стыковых кольцевых швов при изготовлении полумуфт.

5. Ремонт протяженных дефектов должен выполняться участками длиной до 200мм.

6. При ремонте должны соблюдаться требования к температурному состоянию сварного соединения (п. 9.8).

7. Ремонт дефектного участка должен быть выполнен от начала и до конца без перерывов одним сварщиком.

8. Допускается дополнительный ремонт однократно отремонтированных участков шва в соответствии с таблицей 8.1

Таблица 8.1 – Число разрешенных дополнительных ремонтов сварных швов

Положение дефекта в сварном шве	Число дополнительных ремонтов
Второй слой	1
Слои выше второго (первого заполняющего)	2