книги / Основы сварочных работ при сооружении магистральных трубопроводов

испарении которой получается 12 600 л углекислого газа. Согласно ГОСТ 8050–85 двуокись углерода выпускается трех сортов: высшего

(≥ 99,8 % CO2), первого (≥ 99,5 %) и второго (≥ 98,8 %). Для сварки рекомендуется использовать углекислоту высшего и первого сортов.

Эксплуатация углекислотных баллонов обусловлена вышеуказанными свойствами двуокиси углерода. При испарении углекислоты и выделении из нее газа, а также снижении давления в редукторе происходит резкое понижение температуры. При интенсивном отборе газа возможна закупорка редуктора замерзшей влагой, содержащейся в углекислоте, и сухим льдом. Во избежание этого рекомендуется между баллоном и редуктором устанавливать подогреватель

иосушитель газа. Температура подогретого газа при охлаждении в редукторе не достигает минусовых значений, поэтому клапан не замерзает.

Осушающий реагент в осушителе (силикагель, медный купорос или другой) необходимо периодически заменять или прокаливать.

Практика показала, что самый загрязненный примесями (в том числе влагой) газ поступает в зону сварки в начале и в конце отбора. Это объясняется тем, что удельный вес воздуха меньше, чем углекислого газа, и он скапливается в верхней части баллона над жидкой углекислотой. В связи с этим, если баллон поставить вентилем вниз

иоткрыть вентиль, то вместе с небольшим количеством газа будет удалена вода и влажность углекислого газа при больших давлениях значительно снизится. Вместе с тем при наличии даже небольших количеств влаги в баллоне влажность отбираемого углекислого газа резко возрастает по мере снижения давления. Поэтому не рекомендуется эксплуатировать баллон до полного опорожнения, а следует прекращать работу при некотором избыточном давлении.

Осушению углекислого газа уделяется особое внимание не только из-за опасности замерзания редуктора. Пары воды в сварочной атмосфере могут привести к образованию пор в швах и снизить пластические свойства сварного соединения.

Основным достоинством углекислого газа является его низкая по сравнению с инертными газами стоимость и недефицитность. Он

71

обеспечивает надежную защиту зоны сварки от соприкосновения с воздухом и предупреждает азотирование металла шва. Однако углекислый газ интенсивно окисляет расплавленный металл и в определенных условиях науглероживает его. По этой причине сварку в CO2 выполняют только плавящимся электродом (неплавящийся электрод быстро сгорает). Кроме того, для сварки в углекислом газе характерно повышенное разбрызгивание электродного металла.

При концентрациях более 5 % двуокись углерода оказывает вредное влияние на здоровье человека. Как более тяжелая по сравнению с воздухом она может накапливаться у пола и в приямках, во внутренних объемах оборудования, что может вызвать кислородную недостаточность и удушье. Предельно допустимая концентрация

двуокиси углерода в воздухе рабочей зоны составляет 0,5 % (9,2 г/м3).

7.7. Требования к сварочным материалам

7.7.1. Общие требования

Для сварки соединений труб, соединительных деталей трубопроводов (СДТ), запорной и регулирующей арматуры (ЗРА) трубопроводов могут применяться:

–электроды с основным и целлюлозным видом покрытия для ручной дуговой сварки;

–проволоки сплошного сечения для механизированной, автоматической сварки в защитных газах и автоматической сварки под флюсом;

–порошковые проволоки для автоматической сварки в защитных газах;

–самозащитные порошковые проволоки для механизированной сварки;

–флюсы плавленые и керамические (агломерированные) для автоматической сварки проволокой сплошного сечения;

–защитные газы (углекислый газ, аргон) и их смеси для ручной дуговой сварки неплавящимся электродом, механизированной и ав-

72

томатической сварки проволокой сплошного сечения и порошковой проволокой.

Сварочные материалы (покрытые электроды, проволоки сплошного сечения, порошковые проволоки, самозащитные порошковые проволоки, керамические и плавленые флюсы, защитные газы и их смеси), предназначенные для ручной, механизированной и автоматической сварки газопроводов, должны изготавливаться по специальным ТУ и могут применяться при наличии:

а) сертификатов качества, удостоверяющих их соответствие требованиям ТУ, для сварочных материалов импортного производства – дубликатами сертификатов качества на русском языке;

б) санитарно-гигиенических сертификатов (рекомендательно); в) свидетельств НАКС об аттестации сварочных материалов согласно РД 03-615-03 [19] с областью применения для производства

сварочных работ на газопроводах.

Сварочные материалы должны соответствовать требованиям ТУ, сертификатов качества и обеспечивать:

а) сварочно-технологические свойства:

–качественное формирование металла шва при сварке во всех пространственных положениях и направлениях;

–стабильность горения дуги;

–легкое удаление шлака, образующегося в процессе сварки,

втом числе при сварке в разделку кромок;

б) металлургические свойства наплавленного металла:

–гарантированное содержание основных легирующих элементов;

–допустимое содержание вредных примесей (S, Р и др.) и диффузионного водорода;

–отсутствие дефектов металлургического характера (поры, горячие трещины и др.);

в) механические свойства наплавленного металла с гарантированными значениями:

–временного сопротивления разрыву;

–предела текучести;

–относительного удлинения;

73

–относительного сужения;

–ударной вязкости.

Сварочные материалы должны обеспечивать механические свойства сварных соединений в соответствии с требованиями [19].

Выбор и назначение сварочных материалов выполняется исходя:

–из способа и технологии сварки;

–классов прочности и номинальных размеров (диаметр, толщина стенки) свариваемых элементов;

–сварочно-технологических свойств и производительности наплавки;

–схемы организации сварочно-монтажных работ.

При сварке соединений труб, труб с СДТ, ЗРА из сталей различных классов прочности сварочные материалы назначаются:

–для соединений одной толщины стенки – по меньшему классу прочности;

–для соединений разной толщины стенки – по большему классу прочности.

Номенклатура сварочных материалов (покрытые электроды, проволоки сплошного сечения, порошковые проволоки, самозащитные порошковые проволоки, керамические и плавленые флюсы), рекомендованных к применению для производства сварочных работ на газопроводах, приведена в приложении Д источника [19] и может дополняться или пересматриваться по результатам первичной, дополнительной, периодической или внеочередной аттестации согласно РД 03-615-03 .

Сварочные материалы, не регламентированные СП III-42-80, до производства сварочных работ на газопроводах должны пройти квалификационные испытания в объеме аттестации тех технологий (способов) сварки, для которых эти сварочные материалы предназначены.

Структурное подразделение ОАО «Газпром», отвечающее за сварочное производство, не реже одного раза в год утверждает реестр сварочных материалов, допущенных к применению по результатам аттестации.

74

7.7.2. Требования к покрытым электродам

Электроды с основным и целлюлозным видом покрытия для ручной дуговой сварки газопроводов по типам и техническим характеристикам должны соответствовать требованиям ГОСТ 9467, ГОСТ 9466 (электроды отечественных производителей), AWS A 5.1, AWS A 5.5, EN 499, EN 757 (электроды зарубежных производителей), специальных ТУ и сертификатов качества.

В приложении Д источника [19] приведены:

–технические требования к покрытым электродам, классификация и назначение;

–электроды с основным видом покрытия, рекомендованные

кприменению для ручной дуговой сварки неповоротных кольцевых стыковых, угловых и нахлесточных соединений труб, труб с СДТ, ЗРА;

–электроды с целлюлозным видом покрытия, рекомендованные к применению для сварки неповоротных стыковых соединений труб.

7.7.3. Требования к сварочным проволокам

Проволоки сплошного сечения для механизированной и автоматической сварки плавящимся электродом в защитных газах, автоматической сварки под флюсом должны соответствовать требованиям ГОСТ 2246 (проволоки отечественных производителей), AWS

А5.17, А5.18, А5.23, А5.28, EN 440, EN 756, EN 12534 (проволоки зарубежных производителей), специальных ТУ и сертификатов качества.

Порошковые проволоки, в том числе самозащитные, для механизированной и автоматической сварки в защитных газах или открытой дугой должны соответствовать требованиям ГОСТ 26271 (проволоки отечественных производителей), AWS 5.20, А5.29, EN 758 (проволоки зарубежных производителей), специальных ТУ и сертификатов качества.

75

В приложении Д источника [19] описаны:

–технические требования к сварочным проволокам, классификация и назначение;

–проволоки сплошного сечения, рекомендованные к применению для механизированной сварки в углекислом газе неповоротных кольцевых стыковых соединений труб для автоматической сварки

взащитных газах.

Там же можно найти информацию о проволоках сплошного сечения в комбинации с флюсами, рекомендованных к применению для автоматической сварки поворотных кольцевых стыковых соединений труб; порошковых проволоках, рекомендованных к применению для автоматической сварки в защитных газах неповоротных кольцевых стыковых соединений труб; самозащитных порошковых проволоках, рекомендованных к применению для механизированной сварки неповоротных кольцевых стыковых соединений труб.

7.7.4. Требования к сварочным флюсам

Плавленые и керамические (агломерированные) флюсы для

AWS A 5.17, А5.23 (для импортных флюсов), специальных ТУ и сертификатов качества.

Технические требования к сварочным флюсам; классификация и назначение сварочных флюсов; сварочные флюсы, рекомендованные к применению для автоматической сварки проволокой сплошного сечения поворотных кольцевых стыковых соединений труб, приведены в приложении Д источника [19].

7.7.5. Требования к защитным газам

Защитные газы (активные, инертные газы и их смеси) для механизированной и автоматической сварки должны соответствовать требованиям ГОСТ 10157 (аргон газообразный высший сорт),

76

ГОСТ 8050 (двуокись углерода газообразная и жидкая высший сорт), ТУ и сертификатов качества.

Технические требования к защитным газам; защитные газы (активные, инертные газы и их смеси), рекомендованные к применению для механизированной и автоматической сварки неповоротных кольцевых стыковых соединений труб также даны в приложении Д источника [19].

7.7.6. Специальные требования к сварочным материалам

Покрытые электроды для ручной дуговой сварки должны:

а) иметь ионизирующее покрытие на контактном торце электрода;

б) формировать равномерный обратный валик корневого слоя шва (только для электродов, предназначенных для сварки корневого слоя шва);

в) быть герметично упакованы в вакуумные металлические банки, герметичные пластмассовые или картонные коробки, обтянутые термоусадочной пленкой. Отдельные упаковки с электродами (герметичные пластмассовые коробки, картонные коробки, обтянутые термоусадочной пленкой) должны быть упакованы в коробки в количестве от 3 до 4 шт. в каждой.

Сварочные проволоки для механизированной и автоматической сварки должны:

а) формировать равномерный обратный валик корневого слоя шва при односторонней сварке (только для порошковых проволок, предназначенных для сварки корневого слоя шва);

б) быть упакованы с рядной и цельной намоткой на унифицированные катушки (кассеты, бухты) с возможностью установки в механизмы подачи проволоки и сварочные головки, с надежной фиксацией свободного конца проволоки для исключения самопроизвольного «распушивания»;

в) быть герметично упакованы в катушки (кассеты, бухты), обтянутые термоусадочной пленкой, и уложены в пластмассовые или картонные коробки с влагопоглощающим компонентом.

77

Сварочные флюсы для автоматической сварки должны быть упакованы в герметичные мешки массой не более 25 кг, обеспечивающие сохранность и возможность использования флюса без дополнительной сушки.

7.7.7. Хранение и подготовка сварочных материалов

Сварочные материалы должны проходить входной контроль в порядке, установленном в ОАО «Газпром» и в организации, выполняющей сварочные работы при строительстве и ремонте газопроводов. При входном контроле следует проверять:

–наличие сертификатов качества (для сварочных материалов импортного производства – дубликатов сертификатов качества на русском языке);

–сохранность упаковки;

–внешний вид;

–сварочно-технологические свойства.

Сварочные материалы следует хранить в соответствии с рекомендациями заводов-изготовителей, при этом сварочные электроды следует хранить в помещениях при температуре воздуха не ниже +15 °С, относительной влажности не более 60 % в количестве не более пяти упаковок (рядов) в высоту.

Сварочные материалы, хранящиеся более одного года, непосредственно перед использованием должны пройти повторный входной контроль.

Электроды, проволоки, флюсы с нарушением герметичности упаковки должны пройти повторный входной контроль и быть использованы в первую очередь.

Электроды с основным видом покрытия, поставляемые в герметичных пластмассовых коробках или картонных коробках, обтянутых термоусадочной пленкой, перед сваркой должны быть прокалены в соответствии с рекомендациями изготовителя. При отсутствии рекомендаций изготовителя электроды должны быть прокалены при температуре от +350 до +380 °С в течение от 1 до 2 ч.

78

Электроды с основным видом покрытия, поставляемые в герметичных металлических банках, не требуют прокалки перед сваркой. При нарушении герметичности банки, а также в случае, если электроды из открытой банки не были использованы в течение рабочей смены, необходимо произвести их прокалку перед сваркой в соответствии с рекомендациями изготовителя. При отсутствии рекомендаций изготовителя электроды должны быть прокалены при температуре от +350 до +380 °С в течение от 1 до 2 ч.

Электроды с основным видом покрытия после прокалки должны храниться:

–в термостатах (термопеналах), сушильных шкафах, прокаленных печах при температуре от +100 до +150 °С;

–в герметичных емкостях в сухих отапливаемых помещениях при температуре воздуха не ниже +15 °С и относительной влажности не более 60 % в течение не более двух суток; после истечения двух суток перед использованием электродов требуется повторная прокалка.

Повторная прокалка электродов с основным видом покрытия должна проводиться не более 5 раз при общем времени прокалки не более 10 ч.

Прокалка электродов с целлюлозным видом покрытия не допускается. В случае нарушения целостности упаковки электродов (прямое попадание влаги) допускается их просушка при температуре от +80 до +90 °С в течение от 10 до 20 мин.

Проволоки сплошного сечения, порошковые проволоки, в том числе самозащитные порошковые проволоки марки «Иннершилд», не требуют предварительной сушки, прокалки перед сваркой. После вскрытия упаковки проволока должна быть использована в течение 24 ч, в случае хранения на открытом воздухе, исключающем попадание влаги. При попадании влаги или хранении проволоки в открытой упаковке более 24 ч перед использованием проволоки требуется просушка.

Флюсы перед сваркой должны подвергаться сушке или прокалке в соответствии с требованиями ТУ.

79

Флюс должен выдаваться в количестве, необходимом для односменной работы трубосварочной базы.

Не допускается смешивать флюсы разных марок.

Для сварки стыков магистральных трубопроводов в большинстве случаев применяются электроды с основным и целлюлозным видом покрытия. Примеры марок электродов для сварки стыков трубопроводов приведены в табл. 6.

Входной контроль

Трубы, детали трубопроводов, запорная арматура и сварочные материалы, применяемые при выполнении сварочных работ, должны пройти входной контроль с оформлением соответствующих актов входного контроля в установленном порядке. Результаты контроля заносят в журнал входного контроля. При проведении входного контроля проверяется наличие сертификатов (паспортов) на трубы, соединительные детали трубопроводов,

80