Технология сварки

Перед началом сварки проверяется качество сборки соединяемых элементов, а также состояние стыкуемых кромок и прилегающих к нему поверхностей. Необходимость и режим предварительного и сопутствующего подогревов при прихватке и сварке определяются в соответствии с руководящими техническими, материалами(РТМ-1с-79).

К сварным соединениям водопаровых систем котлов предъявляются требования в зависимости от категории технологических трубопроводов.

При выборе электродов предусматривают получение сварных соединений и швов, обладающих заданными физико-химическими и механическими свойствами не ниже свойств основного металла.

Важнейшим условием технологии электродуговой сварки является определение оптимального сварочного режима — выбор диаметра электрода и сварочного тока. При сварке учитывают химический состав и влияние легирующих элементов на ее свариваемость, условия сварки конструкционных углеродистых и легированных ayстенитных сталей, особенности сварки различных сплавов, и в зависимости от этого принимают такие способы и технологию сварки, которые гарантируют получение высококачественного сварочного соединения.

В процессе сварки некоторые стали склонны к образованию трещин в шве или в зонах, прилегающих к шву, что объясняется главным образом химическим составом и структурным состоянием стали. Из химических элементов, входящих в состав стали, наибольшее влияние на образование трещин оказывает углерод, действие которого усиливается легирующими элементами, вводимыми в сталь (такими, как хром, молибден, ванадий, марганец и др.). На образование трещин влияют также тип конструкции и степень сложности ее узлов, характер закрепления свариваемых элементов, вид стыковки и низкая температура окружающей среды.

В зависимости от толщины свариваемых элементов, типа сварных соединений, вида подготовки под сварку и пространственного положения шва выбирается сварочный ток (при прочих равных условиях для сварки потолочных, вертикальных и горизонтальных швов сварочный ток принимают на 10—20 % меньшим, чем для сварки нижних швов).

Технологические рекомендации по сварке конструкционных легированных сталей следующие: ограничивается проплавление основного металла, применяется подогрев закаливающихся сталей в зависимости от химического состава стали и принятого режима сварки, не производится сварка закаливающихся сталей на больших скоростях, применяются электроды диаметром не более 4—5 мм, сварочный ток для сварки легированных сталей должен быть на 15—20 % меньше, чем для сварки малоуглеродистой стали.

При сварке нержавеющих аустенитных сталей необходимо производить сварку с перерывами, не допуская перегрева основного металла; в случае сварки стыков с большими геометрическими размерами каждый последующий слой наплавленного металла следует наносить после охлаждения ранее наложенного слоя, что позволяет обеспечить в процессе сварки интенсивный теплоотвод.

Все поступившие на ремонтную площадку блоки, трубы и детали до начала сборки проверяются на наличие

Обработка концов труб при стыковке элементов с разными наружными диаметрами или толщинами стенок клейм, маркировки, а также сертификатов завода-изготовителя, подтверждающих соответствие материалов их назначению.

Если у стыкуемых труб разность внутренних диаметров превышает допустимую, то для обеспечения плавного перехода в месте стыка труб применяется способ раздачи вхолодную конца трубы с меньшим внутренним диаметром путем его калибровки. В случаях, когда разность наружных диаметров стыкуемых труб превышает установленную, конец трубы с большим наружным диаметром обрабатывается механическим способом.

При выборе способа сварки руководствуются следующими положениями. Стыки труб трубопроводов диаметром более 150 мм, подведомственных Ростехнадзору, в основном свариваются электродуговой сваркой. При этом стыки труб из легированных сталей: (15ХМ, 12ХШФ, 15Х1М1Ф и др.) с толщиной стенки более 10 мм, из низколегированных 15ГС и углеродистых сталей с толщиной стенки более 30 мм сваривают с подогревом стыков соответственно до температуры 250— 300 и 200 °С (температуру подогрева выбирают с учетом понижения температуры вследствие теплоотвода).

Стыки трубопроводов высокого давления поверхностей нагрева котлов предпочтительнее сваривать комбинированным способом (корень шва — ручной оргонодуговой сваркой, остальную часть — ручной электродуговой

сваркой); стыки труб диаметром не более 150 мм с толщиной стенки до 5 мм могут свариваться газовой ацетилено-кислородной сваркой. Сборка и сварка замыкающего стыка трубопровода с холодным натягом производятся после окончания сварки, термической обработки и контроля качества остальных стыков.

Рис. 2 Схема сборки и сварки замыкающего стыка с холодным натягом:

1. 2 — неподвижные опоры: 3 — временная вставка; / — замыкающий стык:

Р — усилие холодного натяга

Технологическая последовательность сварки показана на рис. 2 Так, при сборке стыка 1 устанавливается временная вставка, равная размеру холодного натяга. После сварки и термообработки всех стыков трубопровод освобождается от связей на неподвижной опоре 2, из стыка 1 удаляется временная вставка, левый участок трубопровода подтягивается с учетом холодного натяга и закрепляется. Затем производятся сборка, прихватка, сварка, термообработка стыка 1 и трубопровод устанавливается на опоре 2 в проектное положение.

Сварные соединения после сварки характеризуются неоднородностью структуры и свойств, а также остаточными напряжениями. Околошовная зона малоуглеродистой стали имеет крупнозернистую структуру, низкую пластичность; низколегированная сталь обладает высокой твердостью, низкими пластичностью и ударной вязкостью и зоной разупрочнения. Для восстановления свойств материала в конструкции и снятия остаточных напряжений после технологических операций сварных соединений элементов из углеродистой стали при толщине стенки трубы более 3, 6 мм применяется термическая обработка. Процесс термической обработки состоит из трех регламентированных режимов — нагрева сварного соединения до определенной температуры, выдержки и последующего охлаждения. В условиях ремонта оборудования применяются три способа нагрева изделий при тер мообработке: индукционный, в электрических печах сопротивления и газопламенный. Основным критерием оценки этих способов нагрева является температурный градиент по толщине стенки трубы в процессе термической обработки.