14.12. Сварка магистральных и промысловых трубопроводов, включая врезку под давлением в действующие трубопроводы
14.12.1. При сварке магистральных и промысловых трубопроводов, а так же врезке в них под давлением должны быть выполнены предусмотренные ПБ 03-273-99 [1] требования к допуску сварщиков и дополнительные требования к аттестации сварочного производства, предъявляемые заказчиком.
14.12.2. Виды сварки и технологические варианты сварки магистральных и промысловых трубопроводов рекомендуется выбирать по таблице 4 с учетом требований нормативных документов заказчика.
Таблица 4
Вид сварки | Технологические варианты и особенности применения |
Автоматиче ская сварка под флюсом | Односторонняя сварка заполняющих и облицовочного слоев шва поворотных кольцевых стыков труб на постоянном токе. Односторонняя двухдуговая сварка заполняющих и облицовочного слоев шва поворотных кольцевых стыков труб на переменном токе прямоугольной формы. Двухсторонняя сварка поворотных кольцевых стыков труб на трубосварочных базах. |
Автоматическаяаргонодуговая сварка плавящимся электродом | Однодуговая и двухдуговая сварка корневого, заполняющих и облицовочного слоев шва неповоротных кольцевых стыков труб специализированным комплексом оборудования, предназначенным для двухсторонней автоматической сварки в специальную узкую разделку кромок. Однодуговая и двухдуговая сварка всех слоев шва неповоротных кольцевых стыков труб проволокой сплошного сечения специализированным комплексом оборудования, предназначенным для односторонней автоматической сварки в специальную узкую разделку кромок на медном подкладном кольце. |
Автоматическая сварка плавящимся электродом в среде активных газов и смесях газов | 1. Однодуговая сварка горячего прохода и заполняющих слоев шва неповоротных кольцевых стыков труб проволокой сплошного сечения специализированным комплексом оборудования, предназначенным для двухсторонней автоматической сварки в специальную узкую разделку кромок. 2. Однодуговая и двухдуговая сварка всех слоев шва неповоротных кольцевых стыков труб проволокой сплошного сечения специализированным комплексом оборудования, предназначенным для односторонней автоматической сварки в специальную узкую разделку кромок на медном подкладном кольце. 3. Сварка корневого слоя шва неповоротных кольцевых стыков однодуговыми наружными головками с управляемым переносом капель через дуговой промежуток при использовании специализированных источников сварочного тока (метод STT1)). |
Продолжение таблицы 4
Вид сварки | Технологические варианты и особенности применения |
Автоматиче ская сварка порошковойпроволокой в средеинертных газов и смесях | Сварка горячего прохода, заполняющих и облицовочного слоев шва неповоротных кольцевых стыков однодуговыми наружными головками. |
Автоматиче ская сварка самозащитной порошковой проволокой | Сварка горячего прохода, заполняющих и облицовочного слоев шва неповоротных кольцевых стыков однодуговыми наружными головками. |
Механизированная сварка плавящимся электродом в среде активных газов и смесях | Сварка корневого слоя шва неповоротных кольцевых стыков с управляемым переносом капель через дуговой промежуток при использовании специализированных источников сварочного тока (методы STT, ВКЗ2), УКП3)). |
Механизированнаясварка самозащит-ной порошковойпроволокой | Сварка горячего прохода, заполняющих и облицовочного слоев шва неповоротных кольцевых стыков. |
Механизирован-ная аргонодуговаясварка плавящимсяэлектродом | Сварка отдельных участков корневого слоя кольцевого шва изнутри трубы в процессе работы специализированного комплекса оборудования, предназначенного для двухсторонней автоматической сваркив специальную узкую разделку кромок. |
Продолжение таблицы 4
Вид сварки | Технологические варианты и особенности применения |
Ручная дуговая сварка покрытыми электродами | Сварка всех слоев шва неповоротных кольцевых стыков электродами с основным покрытием методом «на подъем». Сварка заполняющих и облицовочного слоев шва неповоротных кольцевых стыков электродами с основным покрытием методом «на спуск». Сварка всех слоев шва неповоротных кольцевых стыков электродами с целлюлозным покрытием методом «на спуск». Сварка корневого слоя шва электродами с целлюлозным покрытием методом «на подъем» при выполнении стыков захлестов. Сварка всех слоев шва специальных сварных соединений (захлестов, прямых врезок, разнотолщинных соединений труб с соединительными деталями трубопроводов (СДТ), запорной и регулирующей арматурой (ЗРА) и т.п.) электродами с покрытием основного вида. Исправление дефектов (ремонт) сварных соединений электродами с покрытием основного вида методом «на подъем». Сварка подварочного слоя шва изнутри трубы на отдельных участках или на всем периметре кольцевого шва с использованием электродов с основным покрытием. Сварка отдельных участков корневого слоя кольцевого шва изнутри трубы в процессе работы специализированного комплекса оборудования, предназначенного для двухсторонней автоматической сварки в специальную узкую разделку кромок. Приварка выводов электрохимзащиты. Сварка горячего прохода, заполняющих и облицовочного слоев шва кольцевых стыков. |
Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом | Сварка всех слоев шва неповоротных кольцевых стыков методом«на подъем». |
Термитная сварка | Приварка выводов электрохимзащиты. |
Окончание таблицы 4
Вид сварки | Технологические варианты и особенности применения |
1) STT (Surface Tension Transfer) – перенос капель расплавляемого металла сварочной проволоки за счет сил поверхностного натяжения. 2) ВКЗ – перенос капель расплавляемого металла сварочной проволоки за счет применения вынужденных коротких замыканий. 3) УКП – управляемый капельный перенос расплавляемого металла сварочной проволоки. Примечания 1 Метод сварки «на подъем» применяется: для монтажа промысловых трубопроводов и технологической обвязки узлов и оборудования промысловых и магистральных трубопроводов; для монтажа линейной части магистральных трубопроводов в случае технически обоснованной невозможности или нецелесообразности применения механизированных или автоматических видов сварки; для выполнения корневого слоя и первого заполняющего слоя (горячего прохода) по комбинированным технологиям. 2 Для комбинированных технологий автоматической, механизированной и ручной сварки используются комбинации видов сварки, при условии, что такая комбинация технологий регламентирована в нормативной документации заказчика. |
14.12.3. При монтаже магистральных и промысловых трубопроводов в качестве основного вида сварных соединений следует применять стыковое соединение труб, соединительных деталей трубопроводов и запорной и регулирующей арматуры, имеющих заводскую разделку кромок.
14.12.4. Сварочные материалы должны обеспечивать механические свойства сварных соединений трубопроводов, регламентируемые нормативными документами заказчика.
Сварочные материалы для сварки стыковых соединений труб, труб с СДТ и ЗРА из сталей различных классов прочности назначаются:
- по меньшему классу прочности – для соединений элементов с одинаковой номинальной толщиной стенки;
- по большему классу прочности – для соединений элементов с разной номинальной толщиной стенки.
Примечание – Основные элементы сварных конструкций магистральных и промысловых трубопроводов и применяемые для их изготовления стали приведены в У.8 (приложение У).
14.12.5. Подготовку и сборку соединений под сварку следует выполнять по 7.1 с учетом требований 14.12.5.1 – 14.12.5.6.
14.12.6. Перед сборкой необходимо очистить внутреннюю полость труб и деталей трубопроводов от попавшего грунта, снега и других загрязнений, а также механическим способом очистить до металлического блеска кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб, СДТ, ЗРА на ширину не менее 15 мм. На участке шириной от 10 до 15 мм от торца трубы следует снять абразивным инструментом усиление заводских продольных и спиральных швов снаружи трубы до остаточной величины менее 1 мм.
14.12.6.1. Перед началом работ следует обеспечить защиту внутренней поверхности ЗРА от попадания грязи, брызг металла, окалины, шлака. Для этой цели могут быть использованы резиновые коврики, заглушки из дерева и прокладки из несгораемых тканевых или пластиковых материалов.
14.12.6.2. Дефекты наружной поверхности механического происхождения (риски, задиры, царапины) неизолированных торцов труб, СДТ или переходных колец ЗРА, размеры которых превышают максимально допустимые по техническим условиям на их изготовление, должны быть устранены механическим способом (шлифованием). Толщина стенки концов труб, СДТ после механической обработки не должна выйти за пределы допусков, регламентированных в технических условиях на их изготовление.
14.12.6.3. Допускается ремонт сваркой кромок труб с забоинами и задирами фаски глубиной до 5 мм включительно с последующей механической шлифовкой мест исправления дефектов до восстановления необходимого угла скоса и притупления кромки согласно 4.4.3 и 4.5.1 или требованиям заказчика.
14.12.6.4. Ремонт кромок труб из углеродистых и низколегированных сталей следует выполнять электродами с покрытием основного вида диаметром от 2,50 до 3,25 мм с обязательным предварительным подогревом дефектного участка до температуры от + 100 °С до + 130 °С для труб с толщиной стенки до 27 мм включительно или до температуры от + 150 °С до + 180 °С для труб с толщиной стенки более 27 мм.
14.12.6.5. Тип электродов для ремонта кромок труб должен соответствовать классу прочности основного металла трубы с учетом требований 5.2. На объектах магистральных нефтепроводов не допускается ремонт кромок труб с толщиной стенки до 6 мм включительно, а также труб из сталей прочностного класса К55 по ГОСТ 20295 и более независимо от толщины стенки.
14.12.7. Запрещается ремонт сваркой забоин и задиров на кромках труб, предназначенных для сооружения подводных переходов. Ремонт трещин в основном металле и сварном соединении не допускается.
14.12.8. Правка плавных вмятин и овальности на концах труб выполняется в соответствии с требованиями заказчика.
14.12.9. Концы труб с дефектами (рисками, задирами, царапинами, вмятинами), не подлежащими исправлению согласно 14.12.5.3 – 14.12.5.6, отрезают. После резки следует выполнить неразрушающий контроль участков поверхности труб, прилегающих к торцам, по требованиям заказчика.
14.12.10. В случае несоответствия заводской разделки кромок труб требованиям технологии механизированной и автоматической сварки, обработку (переточку) кромок под сварку следует производить механическим способом с применением станков подготовки кромок (например, типа «СПК»).
Для механической обработки трубы следует выкладывать на инвентарные опоры, деревянные брусья, мешки с песком или другим наполнителем под углом от 15° до 20° к оси траншеи таким образом, чтобы расстояние между нижней образующей трубы и грунтом было не менее 450 мм.
Для предотвращения механических повреждений обработанных кромок и попадания внутрь труб влаги, снега и других загрязнений после завершения механической обработки следует использовать обечайки и инвентарные заглушки.
14.12.11. До начала сварки следует выполнить предварительный подогрев свариваемых кромок и прилегающих к ним участков труб, СДТ, ЗРА из углеродистых и низколегированных сталей в пределах диапазона температур, указанного заказчиком. Если соединяемые элементы изготовлены из аустенитной нержавеющей стали, при отрицательных температурах окружающего воздуха или при наличии следов влаги на свариваемых кромках следует произвести их подогрев до температуры от
+ 40 °С до + 60 °С.
14.12.12. Сварку магистральных и промысловых трубопроводов следует выполнять одним видом сварки или их комбинацией с учетом технологических вариантов, приведенных в таблице 4. Для монтажа протяженных участков трубопроводов применяют преимущественно автоматические и механизированные виды сварки и их комбинации.
14.12.13. Зажигание дуги следует производить в разделке кромок или с поверхности ранее выполненных участков шва. Запрещается зажигать дугу на поверхности труб, СДТ и ЗРА.
14.12.14. Процесс сварки одностороннего кольцевого соединения после сборки и предварительного подогрева должен предусматривать выполнение следующей последовательности операций:
- сварку 100 % периметра корневого слоя на внутреннем центраторе и не менее 60 % периметра на наружном центраторе, если его конструкция не позволяет выполнить корневой слой по всему периметру;
- удаление наружного центратора и завершение сварки корневого слоя;
- удаление внутреннего центратора (в отдельных случаях выполняется после сварки горячего прохода);
- осмотр корневого слоя изнутри трубы (для труб диаметром 1000 мм и более, а также при наличии технической возможности), зачистку и выполнение подварочного слоя шва на отдельных участках или по всему периметру стыка;
- сварку горячего прохода1);
- укладку трубы или трубной секции на инвентарные опоры, деревянные брусья, мешки с песком или с другим наполнителем (в отдельных случаях выполняется после сварки корневого слоя шва);
- Первого заполняющего слоя.
- последовательное выполнение заполняющих и облицовочного слоев шва;
- операционный контроль и внешний осмотр поверхности выполненных слоев шва (выполняется для каждого прохода и слоя);
- контроль межслойной температуры, послойная очистка шва от шлака и брызг металла (выполняются в процессе сварки всех слоев шва).
Содержание вышеуказанных операций следует устанавливать в соответствии с требованиями заказчика и отражать в технологических картах сборки и сварки.
14.12.15. Места начала и окончания сварки каждого слоя кольцевого шва следует располагать от заводских сварных швов труб, СДТ, ЗРА на расстоянии не менее:
- 100 мм для сварных соединений труб диаметром 800 мм и более;
- 50 мм для сварных соединений труб диаметром менее 800 мм.
14.12.16. Место начала сварки каждого последующего слоя шва следует смещать относительно места начала предыдущего слоя не менее чем на 30 мм. Места окончания сварки смежных слоев шва1) смещают относительно друг друга на расстояние от 70 до 100 мм. При многопроходной сварке места начала и окончания сварки соседних проходов смещают друг относительно друга на расстояние не менее 30 мм.
14.12.17. Специальные сварные соединения захлестов, прямых вставок (катушек), труб разной толщины, СДТ, ЗРА, тройниковые соединения (прямые врезки), ремонтные сварные соединения должны выполняться за один цикл без перерывов до полного завершения сварочных работ.
14.12.18. Не допускается оставлять незаконченными сварные соединения труб с толщинами стенок до 10 мм включительно. В случае временного перерыва в работе, для стыковых соединений труб с толщиной стенки более 10 мм:
- стык должен быть сварен на 2/3 толщины стенки трубы, но не менее 10 мм;
- «Замки» шва.
- незавершенный стык следует накрыть водонепроницаемым теплоизолирующим поясом, обеспечивающим медленное и равномерное остывание;
- перед возобновлением сварки стык должен быть нагрет до температуры предварительного подогрева (см. 14.12.10);
- стык должен быть полностью заварен в течение 24 ч.
14.12.19. После завершения сварки при температуре окружающего воздуха ниже + 5 °С или при наличии осадков сварное соединение следует накрывать влагонепроницаемым теплоизолирующим поясом до полного остывания.
14.12.20. Клеймение сварных соединений следует выполнять несмываемой краской или маркером в порядке, регламентированном заказчиком, с учетом 7.2.14.
14.12.21. Приварку выводов электрохимзащиты к трубопроводу следует выполнять в соответствии с требованиями заказчика.
14.12.22. В зависимости от назначения, рабочих параметров, условий прокладки и категории трубопровода или его участка при приемке сварных швов должен проводиться: