Сварочные работы на сосудах находящихся под давлением
содержание ..
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99 ..
4-4.
Сварка СОСУДОВ РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
4-4-1. Сварка сосудов и их элементов должна производиться в соответствии
с требованиями технических условий на изготовление сосудов и
утвержденных в установленном порядке производственных инструкций;
последнее должны быть разработаны с учетом специфики изготовляемых
изделий.
Использование новых методов сварки разрешается главным инженером”
предприятия после подтверждения ее технологичности на изделиях, проверки
всего комплекса требуемых свойств сварных соединений и положительного
заключения головной научно-исследовательской организации.
* 4-4-2. К сварке сосудов и их элементов допускаются сварщики, имеющие
удостоверения установленного образца на право производства сварочных
работ, выданные квалификационной комиссией в соответствии с Правилами
аттестации сварщиков, утвержденными Госгортехнадзором СССР. При этом
сварщики могут быть допущены только к тем видам работ, которые указаны в
удостоверениях.
4-4-3. Перед допуском сварщика к выполнению сварочных работ, связанных с
изготовлением сложных или специфичных сварных конструкций, предприятие
обязано провести специальную подготовку и испытание сварщика, сделав об
этом отметку в его удостоверении.
4-4-4. Перед началом сварки должно быть проверено качество сборки
соединяемых элементов, а также состояние стыкуемых кромок и прилегающих
к ним поверхностей. При сборке не допускается подгонка кромок,
вызывающая дополнительные напряжения в металле.
4-4-5. Прихватки должны выполняться с применением присадочных
материалов, предусмотренных техническими условиями для данного сосуда.
4-4-6. Недопустимые дефекты сварки, обнаруженные в процессе изготовления
сварных сосудов и их элементов, должны быть устранены сваркой и
подвергнуты повторному контролю .
4-4-7. Не допускается ведение сварочных работ по изготовлению сосудов и
их элементов при температуре окружающего воздуха ниже 0° С.
При монтаже и ремонте сосудов допускается сварка при отрицательной
температуре окружающего воздуха, если соблюдены требования,
предусмотренные в нормалях, или технических условиях, или инструкциях по
монтажу и ремонту сосудов.
4-4-8. При дожде, ветре и снегопаде сварочные работы по монтажу сосуда
могут выполняться лишь при условии надлежащей защиты сварщика и места
сварки.
* 4-4-9. Технология сварки сосудов должна быть детально разработана и
предусматривать такой порядок выполнения работ, при котором внутренние
напряжения в сварных соединениях будут минимальными.
4-5. Термическая обработка СОСУДОВ РАБОТАЮЩИХ
ПОД ДАВЛЕНИЕМ
4-5-1. Термической обработке подлежат сосуды, в стенках которых в
процессе изготовления (при вальцовке, штамповке, сварке и т. п.)
возможно появление недопустимых напряжений а также сосуды, прочность
которых достигается термообработкой.
Необходимость и режимы термообработки устанавливаются техническими
условиями на изготовление изделия.
4-5-2. Допускается термическая обработка сосуда по частям с последующей
местной термообработкой замыкающего шва (швов). При местной
термообработке должны быть обеспечены равномерный нагрев и охлаждение по
всей длине шва и примыкающей к нему зоны основного металла на ширину, в
2—3 раза превышающую ширину шва.
содержание ..
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99 ..
Источник
СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ
Резервуары и сосуды, работающие без давления. К этой группе относятся резервуары и сосуды для хранения жидкостей, газгольдеры для газа низкого давления (менее 0,7 ати). Близкими к этим конструкциям по технологическим приемам сварки являются газопроводы большого диаметра, кожухи различного рода химической аппаратуры, корпуса судов, их переборки, палубы, обшивка и пр. Изделия данного типа собирают из листов толщиной до
10— 12 мм, свариваемых друг с другом в стык или в нахлестку При монтаже таких конструкций швы приходится сваривать в разнообразных положениях: нижнем, вертикальном, горизонтальном и потолочном. От швов в этих конструкциях требуется не только прочность, но и плотность.
Типичными для данной группы конструкций являются резервуары для нефтепродуктов, состоящие из плоского днища, цилиндрической части и крыши. Такие резервуары строятся обычно емкостью до 10 000 мъ. Цилиндрическая часть резервуара изготовляется из поясов, высота которых определяется шириной листов и равна 1400—1500 мм. Вертикальные швы свариваются в стык, горизонтальные — в стык или в нахлестку. Ширина нахлестки должна равняться четырехкратной толщине листа, но не менее 20 мм Листы крыши укладываются на решетчатые фермы и балки, располагаемые по радиусам и скрепляемые поперечными прогонами.
В настоящее время при изготовлении резервуаров широко используются наиболее передовые способы сварки — автоматическая и полуавтоматическая под слоем флюса и в среде углекислого газа. Ручная сварка применяется при сборочно-монтажных работах Используются также новые методы организации работ по строительству резервуаров. Так, например, получил распространение новый рулонный метод изготовления крупных резервуаров, разработанный сотрудниками Института электросварки им. Е. О. Патона. По этому способу стенка, днище и кровля резервуара изготовляются заблаговременно на заводе из отдельных листов с применением автоматической сварки Готовые полотнища свертываются в рулон и в таком виде транспортируются на место установки резервуара Корпус резервуара емкостью 5000 мА, диаметром 23 м и высотой 12 м сворачивается в восьмислойный рулон диаметром 2,8 м, весом 40 т.
С помощью кранов рулоны устанавливают на днище (рис. 68), с помощью лебедок и тракторов их развертывают, после чего резер-
Рис. 68. Развертывание рулона корпуса и монтаж ферм кровли при изготовлении нефтерезервуара
вуар окончательно сваривают Фермы кровли монтируются в процессе развертывания рулона Новый способ значительно сокращает стоимость и сроки сборки и сварки резервуаров и позволяет механизировать основные операции по их сооружению, а также улучшает качество резервуаров
Сосуды, работающие под давлением. К этой категории относятся сосуды, в которых рабочее давление превышает атмосферное более чем на 0,7 ати, например резервуары для сжатых газов, химическая аппаратура, паровые котлы, цистерны для сжиженных газов и др Качество сварных швсв в таких сосудах должно быть высоким и регламентируется правилами Госгортехнадзора СССР. К сварке этих сосудов допускаются лица сдавшие специальные испытания в соответствии с правилами Госгортехнадзора и полу-
чившие удостоверениз (диплом) на право сварки сосудов, работающих под давлением.
Сосуды емкостью не свыше 25 л, у которых произведение емкости в литрах на рабочег давление в атмосферах составляет не более 200,, не подлежат действию указанных выше правил независимо от величины рабочего давления в них.
Наплавленный мзталл швов в сосудах для работы под высоким давлением должен обладать механическими свойствами, указанными в табл. 22.
Таблица 22
Механические свойства наплавленного металла швов сосудов, работающих под давлением
Механические свойства наплавленного металла | Низколегированные стали | Углеродистые стали | ||
дуговая сварка | газовая сварка | |||
дуговая сварка | газовая сварка | |||
Предел прочности, кгс/мм2 . . Относительное удлинение, % (не менее) ……………………………………………… Ударная вязкость, кг с – м j см2 (не менее) ……………………………………………………….. | Не йости ОС или ТУ стали 16 5 | ниже ниж :новиого л ДЛЯ СООТВ 12 4 | НЄГО ПрЄд€ металла. п етствующ[9] 18 8 | ла проч – о ГОСТ їй марки 16 4 |
Применяемые при сварке таких резервуаров электроды и металл должны иметь сертификаты*, удостоверяющие их качество. Сосуды, изготовленные из углеродистых сталей, подлежат обязательной термообработке в следующих случаях:
а) если толщина стенки цилиндрической части или днища сосуда в месте сварного стыка более 35 мм
б) если толщина стенки цилиндрической части сосуда, изготовленной из листовой стали вальцовксй, превышает величину, вы-
п численную по формуле ^2р127, > где DB — внутренний диаметр сосуда, см;
в) при изготовлении днищ сосуда (независимо от толщины их стенки) холодной или горячей штамповкой при температуре окончания штамповки ниже 700°. Днища могут подвергаться термообработке до приварки их к обечайке, и в этом случае термообработка, сосуда может не производиться, если она не требуется согласно пп. а и б.
Допускается термообработка сосуда по частям с последующей окончательной местной термообработкой соединительного шва в кольцєеой печи или специальными нагревательными устройствами.
Проверка механических свойств сварных соединений сосудов, работающих под давлением, производится путем испытания образцов, вырезанных из пробных пластин, сваренных одновременно с основным изделием. Механические свойства сварных соединений должны удовлетворять приведенным выше требованиям правил Госгортехнадзора СССР.
После сварки все изделия подвергаются испытанию на прочность и плотность гидравлическим давлением. Для сосудов, у которых рабочее давление менее 5 ати, величина пробного гидравлического давления берется на 50% больше величины рабочего давления, но не ниже 2 ати. При рабочем давлении свыше 5 ати пробное гидравлическое давление должно на 25% (но не менее чем на 3 ати) превышать рабочее давление. Элементы сосудов, работающие при температуре стенки свыше 450° и независимо от температуры стенки — при давлении свыше 50 ати, а также сосуды, изготовленные из легированной стали, воспринимающей закалку на воздухе или склонной к образованию межкристаллитных трещин, подвергаются еще металлографическим исследованиям сварных образцов, вырезанных из контрольных пластин или стыков, если эти испытания предусмотрены ТУ на изготовление.
Кроме вышеуказанных испытаний, стыковые сварные швы исследуются путем проев :чивания рентгеновскими или гамма-лучами[10]. В сосудах, работающих при давлении свыше 50 ати и температуре стенки свыше +430 и ниже —70°, просвечивается 25% общей длины стыковых швов; в сосудах, испытывающих давление до 50 ати и работающих при температуре стенки от +200 до +400 и от —49 до —70°, —15% длины стыковых швов; в сосудах с давлением до 16 ати и температурой стенки от +200 до —40°—10% длины стыковых швов.
Все выполненные швы сварщик обязан клеймить присвоенным ему номером или шифром.
Готовые сосуды снабжаются паспортом, в котором указываются: наименование и заводской номер сосуда, наименование и адрес завода-изготовителя, дата выпуска, рабочее давление и температура стенки, емкость, характер рабочей среды, результаты испытаний и другие сведения, требуемые правилами.
В сосудах, работающих под давлением, следует применять стыковые швы по возможности с двухсторонней сваркой или с подваркой обратной стороны. Сварка должна вестись преимущественно в нижнем положении. Сборочные отверстия в свариваемых листах не допускаются.
Днища сосудос, работающих под давлением, делают обычно выпуклыми и приваривают к обечайке стыковым швом. Продольные и поперечные швы обечаек должны быть только стыковыми Допускаются соединения в тавр для приварки плоских днищ, грубных решеток, фланцев, штуцеров и других подобных элементов, а также двухсторонняя приварка выпуклых днищ в нахлестку к цилиндрической обечайке при толщине отбортованной части днища не свыше 16 мм.
В настоящее время большинство сосудов, работающих под давлением, выполняют с помощью автоматической сварки под флюсом, а толстостенные сосуды — автоматической электрошлаковой сварки. Эти современные способы сварки обеспечивают большую производительность и высокое качество сварных швов. Ручной дуговой сваркой выполняются только короткие швы в местах прихваток, приварки патрубков, опор, люков и др., а также иногда производится предварительная подварка корня швов, свариваемых автоматической сваркой, если эта подварка предусмотрена по технологии.
Есть несколько факторов, анализировать которые при выборе сварочного аппарата нужно обязательно в магазине сварочного оборудования. Следует учесть рабочий диапазон температур, а также мощность. Рекомендуется учесть возможность смены полярности, и показатель …
С каждым днем лазерная резки металла становиться все более востребованной. Давайте разберемся в этом почему же так?
В наши дни, работа сварочным оборудованием используется во многих сферах жизни: начиная от строительства высокоэтажных домов и заканчивая созданием предметов интерьера. Но что же скрывается за этим, малопонятным непосвященному, словом? …
Источник
В этой статье мы разберемся что такое плазменная сварка сосудов и проведем ее сравнение с популярной TIG-сваркой. Для начала обратимся к истокам. Львиную долю продукции предприятий химического машиностроения и производителей оборудования для пищевой промышленности в том или ином виде составляют сосуды, работающие под давлением. К материалам, используемых для производства данных конструкций, часто предъявляются повышенные требования к коррозионной стойкости, часто при наличии агрессивных сред. В то же время вещества, что находятся в подобных сосудах, могут иметь рабочий диапазон температур от 200 до 600 °С.
Подбор подходящей стали
Исходя из таких требований, наиболее оптимальным является применение в качестве основного материала сосуда коррозионостойких хромоникелевых сталей аустенитного класса. На постсоветском пространстве наиболее распространенной маркой стали является 12Х18Н10Т, которая в западных странах более известна как AISI 304.
Сварка сталей аустенитного класса, как известно, может быть связана с определенными трудностями: при использовании неподходящей схемы нагрева способа сварки, возможно образование холодных (кристаллизационных) трещин. Также большой проблемой может быть выгорание легирующих элементов (хрома и никеля), что приводит к снижению коррозионной стойкости. Если срок эксплуатации конструкции более 20 лет, то выгорание легирующих элементов может привести к межкристаллитной коррозии через десятилетия после отгрузки с завода.
Требования к сварному шву
Исходя из всех вышеизложенных особенностей, способ сварки должен обеспечивать: высокие механические характеристики (как следствие, мелкозернистую структуру металла), отсутствие выгорания легирующих элементов. Также при изготовлении оборудования для пищевой отрасли есть специфические требования к геометрическим размерам сварного шва – обратный валик должен быть минимальным или отсутствовать. Это связано с тем, что процесс сварки обычно производится с внешней стороны сосуда, и как следствие, обратный валик находится внутри сосуда. В случае, если валик имеет большую высоту, пищевые продукты в небольших количествах могут сосредотачиваться и задерживаться возле него. В последствии, при промывке этой емкости, пищевые продукты в данном месте почти не удаляются, и по окончании своего срока годности, могут испортить уже новые загружаемые продукты.
Именно для обеспечения этих требований используют TIG Cold Wire – способ сварки (сварка неплавящимся способом с подачей присадочной проволоки — ИНп). Сварка этим способом позволяет обеспечить сварному шву оптимальный обратный валик, способствует минимизации выгорания легирующих элементов. Также с присадочной проволокой возможно введение дополнительных элементов-аустенизаторов структуры стали. Но у способа есть и недостатки: скорость сварки в таком случае достаточно низкая: 150-300 мм/мин, а из-за «мягкости» режима (соотношения вложенной энергии в объем металла и времени ее воздействия на него) размер зерен становиться большим (т. н. «крупнозернистая» структура), что несколько снижает механические характеристики сварного шва.
Плазменная сварка сосудов
В последнее время большое распространение плазменная сварка – способ, в котором источником тепла для процесса является плазменная дуга. Она позволяет нивелировать вышеизложенные недостатки ИНп способа сварки.
Основной технологической особенностью плазменной сварки является феномен, названный впоследствии процессом сварки «в замочную скважину» (англ. Key hole welding). Весь феномен состоит в том, что во время сварки поток плазменной дуги изначально образует в свариваемой заготовке сквозное отверстие, вокруг которого находится расплавленный металл. При последующем перемещении плазменной дуги расплавленный метал, который находится позади нее, под действием различных сил смыкается и образовывает единую сварочную ванну.
Сильные стороны
Аппараты для плазменной сварки имеют ряд полезных свойств и особенностей:
1. Обеспечение полного проплавления заготовок до 8 мм без разделки кромок, за один проход:
а) Плазменная сварка стали 12Х18Н10Т толщиной 8 мм, один проход без разделки
б) TIG- сварка стали 12Х18Н10Т толщиной 8 мм, четыре прохода с разделкой:
- угол раскрытия кромок 60°, притупление 3 мм.
2. Наличие значительно меньших остаточных деформаций вследствие меньшего тепловложения в заготовку
3. Большая производительность сварки
4. Плазменная сварка сосудов обеспечивает более высокие механические характеристики соединений, так как образовывает более мелкозернистую структуру.
Источник
Вид сварочных работ, основанный на том, что в контактных участках обеих деталей, подвергающихся сварке осуществляется сжатие, за счет которого создается необходимое сварочное соединение, получил название – сварка давлением. Трубопроводы, по которым функционируют газ или вода, находятся под постоянным давлением, в связи с этим, к сварке этих изделий надо подходить со всей ответственностью. Процесс – достаточно сложный, поэтому сварщик, выполняющий работу, должен иметь немалый опыт. Сварка под давлением осуществляется в достаточно жестких условиях, поскольку стенки труб имеют большую толщину, а диаметры – не большие. Поэтому выполняя сварочные работы, важно создать максимально качественный и надежный шов, отличающийся устойчивостью к коррозийным процессам.
Виды сварки давлением
В настоящее время для создания прочного шва, прибегая к сварке труб под давлением, используются различные виды сварки: сварка взрывом, холодная сварка, контактная сварка, ультразвуковая сварка, сварка трением, диффузионная сварка, термокомпрессионная сварка.
Рассмотрим технологию сварки давлением.
Сам процесс сварки давлением может осуществиться только в том случае, когда межатомные связи разных кристаллических решеток возникают между двумя деталями, подвергающимися сварке.
Чтобы образовалось сварное соединение, необходимо свести поверхности обеих свариваемых деталей максимально близко. Только в таком случае атомы металлов начнут взаимодействовать один с другим.
В момент, когда атомы вступают во взаимосвязь, электронные оболочки соединяются и в итоге образуются металлургические связи.
По своим свойствам сварка давлением напоминает контактную сварку, т.к. является одной из ее вариаций.
Обратите внимание! Прежде чем образуются металлические и межатомные связи, свариваемые поверхности соединяются друг с другом только за счет пластической деформации этих самых металлов.
Оксидные пленки, расположенные на поверхности изделий поражаются и деформируются, после чего они выдавливаются из участка, где осуществляется контакт.
Термокомпрессионная сварка
В некоторых случаях, детали, которые подвергаются сварке давлением, непосредственно перед самим процессом, нужно нагреть.
Обратите внимание! Показатели температуры нагрева должны быть несколько ниже, чем температура, которая нужна для образования жидкой фазы.
Контактная сварка
Данный вид сварки получил наиболее широкое распространение. Его популярность обусловлена тем, что пластическая деформация осуществляется в максимально короткие сроки и, соответственно, желаемое сварочное соединение образуется также быстро.
Качество сварочного процесса напрямую зависит от ряда факторов:
- подготовка поверхностей, подвергаемых сварке,
- пластичность материала,
- верное размещение свариваемых деталей,
- наличие вещества, которое предотвратит появление оксидов.
В качестве примера рассмотрим сварку стальных труб. Первое, что необходимо сделать – это подготовить окончания изделия. Для этого их нужно хорошо зачистить и обезжирить. Важно, чтобы поперечный срез труб был перпендикулярен осевой линии. Затем трубы отправляются в специальную машину, которая обеспечит их подачу по направлению один к одному. Одна из труб крепится в тисках машины.
Важно зафиксировать ее таким образом, чтобы она была полностью обездвижена.
Другая труба помещается в подвижный элемент. Далее, на дистанции в 5 сантиметром от участка сварки к обеим трубам надо подсоединить контакты от сварочного трансформатора. Когда свариваемые детали будут приближаться друг к другу, в зоне контакта будет проходить ток, что повлечет за собой увеличение температуры в этом месте и сжатие труб.
Стыковая сварка
Стыковая сварка труб под давлением также достаточно часто используется. Такой вид создания сварочного шва подразумевает соединение деталей по всей соприкасаемой поверхности. Прежде чем приступить непосредственно к процессу сварки, изделия нужно зажать в специализированных узлах сварочного аппарата.
В конструкции предусмотрен специальный механизм, который отвечает за процесс стыковой сварки давлением.
Точечная сварка давлением
Заранее подготовленные детали при точечной сварке давлением совмещаются посредством отдельно поставленных точек. Данный вид сварки очень удобный, поскольку есть возможность одновременно ставить сразу несколько точек. Это способствует ускорению сварочных работ.
Прежде чем начать процесс точечной сварки, надо зажать изделие, которое подвергается сварке между двумя электродами из меди.
Сущность самого процесса точечной сварки труб под давлением состоит в выполнении четырех последовательных действий.
- На первом этапе металлические детали зажимаются между электродами.
- После того, как сварочный ток приводится в действие, тот участок, который будет подвергаться сварке, разогревается до температуры, которая идентичная температуре плавления этих деталей.
- На следующем этапе сварочный ток отключается и усиливается сжатие. Эти действия необходимо выполнить для того, чтобы улучшить качество сварной точки.
- И последнее, что необходимо выполнить – это расслабить электроды и снять усилие.
Шовная сварка
Данный вид сварки основан на том, что заготовка пропускается через два специальных ролика. Основное применение данный вид создания сварочного шва нашел в соединении плоских (листовых) изделий.
Толщина деталей, подвергающихся шовной сварке давлением не должна превышать показатель в 3 мм.
Достоинство этого типа сварки заключается в том, что соблюдая точность технологии выполнения работы по созданию сварного соединения, в итоге получится надежный и прочный шов.
Холодная сварка
Такой тип сварки, как холодная сварка труб под давлением, имеет ряд характерных черт.
Обычно она используется для сваривания сплавов и металлов, отличающихся высокими показателями пластичности. К данному виду металлов относятся: сплавы меди, серебра, алюминия, цинка, свинца и др.
Таким образом, мы отметили наиболее популярные виды сварки давлением.
Установка холодной сварки
Далее будут рассмотрены особенности сваривания труб под давлением на конкретных примерах.
Особенности сварочного процесса труб под давлением
Если вы прибегли к использованию ручной сварки стали, на маркировке которой указана цифра 20, то в данном случае понадобятся электроды типа Э42А, диаметр которых не превышает 3 мм. Важно, чтобы используемые электроды были покрыты рутилом или фтористым кальцием. Прежде чем приступить к процессу сварки, места стыков труб необходимо разогреть до 300°С. Если вы свариваете трубы из более тонкой стали – до вполне достаточно будет нагреть их до 200°С.
Чтобы сварить водопроводные трубы из оцинкованной стали, следует применять самозащитную проволоку, диаметр которой варьируется в промежутке от 0,8 до 1,2 мм. Трубы из обычной стали свариваются внахлест.
От толщины стенок трубы зависит количество накладываемых слоев сварки. Минимальное количество пластов – 4, максимальное – 10.
Если вы применяете сварку полуавтоматом под флюсом, то здесь следует использовать удлиненный мундштук и специальную воронку. Также учитывается толщина труб, исходя из которой определяется количество слоев.
Обратите внимание! После завершения любого вида сварки, необходимо снять внутренние термические напряжения. Чтобы осуществить данные манипуляции, нужно произвести термическую обработку стыков с каждой стороны шва на дистанции 10 см.
Процесс работы
Сварочные работы, связанные с соединением труб, имеют некоторые сложности. Первое, с чем приходится столкнуться человеку, выполняющему сварку – это то, что трубу нельзя развернуть так, чтобы работать с ней было удобно. Особенно процесс затрудняется в том случае, когда труба находится очень близко к стенке.
На заметку! Для облегчения работы и создания максимально качественного соединения, многие опытные сварщики пользуются зеркалом
Чаще всего на трубе вырезают отверстие и сначала сваривают ее внутреннюю поверхность, а затем наружную сторону. Процесс сваривания труб начинается с середины. Наиболее популярным в этом случае стал – потолочный шов. Электрод размещается перпендикулярно к участку сварки и вплотную прижимают его к металлу. Далее используют вертикальный шов. В этом случае, электрод устанавливается под углом, во избежание стекания расплавленного металла. На вертикальном участке обычно применяют точечную сварку, после чего наступает очередь горизонтальной. Здесь важно хорошо проварить место соединения. Стоит быть предельно внимательным и аккуратным, чтобы выполняя шов, случайно не прожечь металл.
шов в результате сварки труб под давлением
После того, как шлак отбит, труба проваривается с другой стороны. При этом, важно не попасть на предыдущий шов. Весь порядок действий аналогичен тому, что был на первоначальном этапе сварки.
Выполняя сварку труб под давлением, следует строго соблюдать правила техники безопасности.
Подводя итог, стоит отметить, что сварка труб давлением – процесс непростой. Однако, прибегнув к одному из видов сварки и выполнив процесс сварочных работ, согласно инструкции, можно получить прочное и надежное соединение.
[Всего: 0 Средний: 0/5]
Источник