Сварка магистрального трубопровода

Т_обс = 10 мин;

Время на отдых и естественные надобности составляет в среднем 2% оперативного времени.

Т_отд = 2,4 мин;

Подготовительно-заключительное время устанавливается хронометражными наблюдениями. В него входит время на получение производственного задания, инструктаж, ознакомление с работой, технологией, чертежами, подготовку приспособлений, сдачу работы.

Т_п.з. = 120 мин;

T_шт=139 мин.

T_пар=4916 (ч).

Расход материалов на сварочные работы при строительстве  трубопроводов.

Определение норм расхода электродов и проволоки  для автоматической электродуговой сварки

 

Норма расхода Н_э, (кг) покрытых электродов и сварочной проволоки определяют:

Н_э = G_э l_ш,

В общем виде удельную норму расхода определяют:

G_э= k_p g_н ,

 где g_н - масса наплавленного металла, кг,

g_н = 3,28 кг-для проволоки.

k_p - коэффициент расхода, учитывающий потери электродов и проволоки,

k_p = k_o ∙ k_y ∙ k_n,

где k_o - коэффициент, учитывающий потери электродов на огарки и представляет отношение длины стержня электрода к его расплавляемой части,

k_o = 1,17;

k_n  -  коэффициент, учитывающий массу покрытия,

k_n = 1 + 0,9k,

где k - коэффициент массы покрытия,

k = 0,3;

k_n = 1,27;

k_y - коэффициент, учитывающий невозвратные потери металла электрода,

,

где ψ - коэффициент потерь, характеризующий потери металла  электрода на испарение, разбрызгивание и окисление,

ψ = 0,13;

k_y = 1,15;

k_p = 1,71;

G_э= 5,6 кг;

Н_э =21,5 кг.

Флюсы для  электродуговой сварки

 

Норма расхода флюса на изделие Н_ф определяется по расходу сварочной проволоки на изделие Н_э:

Н_ф = k_фН_э,

где k_ф, - коэффициент, выражающий отношение массы израсходованного флюса к массе сварочной проволоки и зависящий от типа сварного соединения и способа сварки,

k_ф = 1,2;

Н_ф = 25,8 кг;

Определение расхода электроэнергии при электродуговой сварке.

 

Расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла приближенно  находят:

_{Расход  электроэнергии на 70км трассы}

 

U_д- напряжение дуги, В/; α_Н- коэффициент наплавки в г/Ач; η- коэффициент полезного действия установки; k_u- коэффициент, учитывающий время горения дуги (работы сварочного оборудования) в общем времени сварки.

Контроль качества сварных соединений.

 

Высокое качество сварочных работ на строительно-монтажных участках обеспечивается хорошей организацией и контролем сварочного производства. Под контролем качества сварки подразумевается проверка условий и порядок выполнения сварочных работ, а также определение качества выполненных сварных соединений в соответствии с техническими требованиями.

Операционный контроль в процессе изготовления сварных соединений нефте- и газопроводов осуществляется на всех стадиях монтажа, и пpaвильная организация его является надежной гарантией безаварийной эксплуатации магистральных трубопроводов. Операционный контроль, проводимый на всех этапах строительства, включает:

— проверку состояния и качества материалов, подлежащих сварке;

• организацию хранения и выдачи сварочных материалов (электродов, сварочной проволоки, флюсов и др.) сварщикам;
• подготовку конструкций под сварку с соблюдением требуемой формы разделки кромок, их чистоты, качества сборки и т.п.;
• соблюдение последовательности, чередования сборочных и сварочных операций в соответствии с технологической документацией;
• соблюдение установленных режимов сварки и порядка наложения швов;

— использование электросварщиков требуемой квалификации;

— качество и своевременность выполнения соответствующих и последующих операций (послойная очистка, подогрев, термическая обработка и т.д.);

соответствие установленным требованиям внешних условий выполнение сварочных работ (температура окружающего воздуха и свариваемого металла, отсутствие сквозняка, влаги и т. п.);

— исправность электросварочного оборудования и применяемой оснастки и т. д.

Операционный контроль проводит мастер или производитель работ, а самоконтроль — исполнитель работ. При операционном контроле мастер или прораб проверяет соответствие выполняемых работ рабочим чертежам, требованиям государственных стандартов СПиП и инструкциям, утвержденным в установленном порядке.

Нормы контроля сварных соединений. Кроме того, что проводят пооперационный контроль сварных соединений магистральных трубопроводов, их подвергают внешнему осмотру и неразрушающему контролю физическими методами. Внешнему осмотру подлежат все сварные соединения с целью выявления следующих дефектов:

— трещин, выходящих на поверхность шва или основного металла в зоне термического влияния;

• наплывов и подрезов глубиной более 0,5 мм в переходной зоне;
• прожогов и незаверенных кратеров;
• неравномерности валика усиления сварного шва по ширине и высоте, а также недопустимых отклонений валика усиления по оси шва;
• несоответствия геометрических размеров швов требованиям чертежей проекта, соответствующих ГОСТ и ТУ на геометрические размеры;
• непроваров в корне шва при возможности осмотра сварного соединения внутри трубопровода и подварки его.

Перед внешним осмотром наружная поверхность сварного шва и прилегающих к нему участков основного металла по обе стороны шва должны быть очищены от шлака, загрязнений и брызг наплавленного металла. Осмотр и измерение сварных соединений выполняют, при возможности, с двух сторон.

Неразрушающим методам контроля подвергают сварные соединения магистральных трубопроводов, выполненных электродуговой сваркой, в следующем объеме:

• 100% стыков на участках трубопроводов категорий В и I. наземных и надземных переходов, стыков захлестов, ввариваемых вставок и арматуры контролируют радиографическими методами;
• 100% стыков на участках трубопроводов II категории, из которых не менее 25% проверяют радиографическими методами, а остальные - ультразвуковыми или магнитографическими методами;
• 100% стыков на участках трубопроводов III категории, из которых -радиографическими методами контролируют не менее 10%, а остальные -ультразвуковым или магнитографическим;
• 100% стыков контролируют радиографическими методами на переходах через болота II и III типов и через железные и автомобильные дороги I, И, III категорий;

— 100% стыков на участках трубопроводов IV категории при наземной и надземной прокладке, из которых не менее 5% контролируют радиографическими методами, а остальные - ультразвуковым или магнитографическим.

В трассовых условиях не подвергают контролю сварные соединения труб и арматуры, поставляемые заводами.

Сварные соединения магистральных трубопроводов I. П. И1. IV категорий. выполненные электроконтактной сваркой оплавлением, подвергают 100%-ному контролю физическими методами по зарегистрированным параметрам процесса сварки и механическим испытаниям в объеме 1% с лью проверки состояния системы автоматического управления сварочным процессом.

Для сварных соединений трубопроводов IV категории при неудовлетворительном результате контроля физическими методами хотя бы одного стыка необходимо проверить тем же методом 25%  стыков из числа тех, которые сварены с момента предыдуи1ей проверки.  Если при этом будет обнаружен хотя бы один стык неудовлетворительного качества, сварщик или бригада, допустившие брак, от работы отстраняются до полной сдачи испытаний, а сваренные ими с момента предыдущей проверки стыки подвергают 100%-ному радиографическому контролю. Результаты проверок стыков физическими методами оформляют в виде заключений. До сдачи трубопровода в эксплуатацию заключения, радиографические снимки, зарегистрированные результаты ультразвуковой дефектоскопии и ферромагнитные ленты со стыков, подвергнутых контролю, хранят в полевой испытательной лаборатории (ПИЛ).

Дефекты в сварных соединениях.

Дефекты в сварных соединениях трубопроводов и других конструкций встречаются при нарушениях технологии сварки, неправильном выборе сварочных материалов и неудовлетворительном их хранении, неудачном выборе способа сварки и режима, неудовлетворительной подготовке изделий под сварку и т. п. Сам термин дефект определяют как каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией. По ГОСТ 7512-82 указывают характер, число и размеры дефектов.

Принято разделять дефекты подготовки и сборки стыков под сварку и сварочные дефекты. Последние могут быть наружными (дефекты формы швов) или поверхностными и внутренними. Дефекты подготовки и сборки возникают при электродуговой сварке по следующим причинам: неправильный угол скоса кромок в швах с различной разделкой; слишком большое или малое притупление по длине стыкуемых плоскостей кромок; непостоянство зазора между кромками; несовпадение стыкуемых плоскостей кромок; расслоения и загрязнения на кромках и т.п. Причинами подобных дефектов могут быть неисправности центраторов; недоброкачественность исходных материалов; ошибки в чертежах. также низкая квалификация и культура труда слесарей-монтажников.

Наружные дефекты часто связаны с изменением геометрических форм и размеров шва. Это выражается в виде неравномерной ширины и высоты усиления шва, в ослаблении или излишнем усилении шва. гру^й чешуйча-к:ти. Эти дефекты вызваны либо нарушением режимов сварки, либо недостаточной квалификацией сварщика или ручной сварки. Неравномерность шва и его грубая чешуйчатость, являясь концентраторами напряжений, создают условия для распространения трещин в металле шва. Некоторые наружные дефекты часто рассматривают как поверхностные несплошности швов (подрезы, незаваренные кратеры, прожоги, наплывы, свищи и т.п).

Подрезы представляют собой углубления в основном металле, расположенные по краям шва. Различают подрезы наружные, образующиеся при сварке облицовочных слоев шва, и подрезы внутренние, возникающие при сварке заполняющих слоев шва. Подрезы часто вызваны чрезмерно высокой скоростью сварки, низким напряжением дуги и неточным направлением электрода по оси стыка. Если глубина подреза более 0,5 мм, то его заваривает, так как он уменьшает рабочее сечение шва вызывает концентрацию напряжений и может стать причиной разрушения швов из-за появления трещин. При образовании подрезов в заполняющих слоях шва их следует немедленно после сварки этого шва зачистить шлифовальной машинкой и заварить при наложении последующего слоя. В противном случае они превратятся во внутренний дефект (карманы, шлаковые включения) и впоследствии потребуют ремонта.

Кратеры образуются при обрывах горения дуги и остаются в виде углублений. Они уменьшают рабочее сечение шва, снижают его прочность и коррозионную стойкость. Незаваренный кратер может служить очагом появления трещин. Кратер обязательно заплавляется.

Прожоги образуются при нарушении режимов сварки (увеличение сварочного тока, резкое снижение скорости сварки, уменьшение угла наклона электрода от вертикали) и при увеличении зазора между свариваемыми кромками. Прожоги являются недопустимыми дефектами при сварке, поэтому их немедленно исправляют путем зачистки и заплавления места прожога.

Наплывы представляют собой натекание наплавленного металла на поверхность трубы без сплавления с ней. Они вызваны нарушением режима сварки или наличием на кромках труб толстого слоя окалины или других загрязнений. Свищи часто развиваются из канальных пор, выходящих на поверхность. Эти поверхностные несплошности хорошо выявляются внешним осмотром и могут быть исправлены. Значительное число поверхностных дефектов обычно сигнализирует также о наличии внутренних дефектов.

Ожоги обычно возникают при возбуждении дуги на основном металле за пределами разделки кромок. Ожоги квалифицируют как дефекты, где металл доведен до расплавления, а затем быстро охлажден и обладает пониженной пластичностью по сравнению с основным металлом, что может служить очагом возникновения разрушения.

Внутренние дефекты встречаются в виде газовых пор, шлаковых включений, непроваров, трещин, несплавления и т. п.

Газовые включения (поры) образуются при перенасыщении сварочной ванны газами вследствие загрязненности кромок труб, длинной электрической дуги, повышенной влажности обмазки электродов и флюсов, вредных примесей и влаги в защитных газах и т. п. Размеры пор колеблются от микроскопических до 2—3 мм в диаметре. Поры снижают плотность швов.