Сборка и сварка неповоротных стыков труб

В файле приложена технологическая карта, выполненная в Компасе и пояснительная записка

По заданной технологической карте «Т01–04» описать технологию производства работ по сборке и сварке неповоротных стыков труб, выполняемых электродами с основным видом покрытия. ...

Введение 4
1 Технологический процесс 5
1.1 Зачистка кромок труб 5
1.2 Центровка труб 5
1.3 Процесс сварки 8
1.3.1 Выбор режима сварки 8
1.3.2 Подготовка кромок 9
1.3.3 Сборка труб 10
1.3.4 Подогрев стыка 10
1.3.5 Сварка стыка 10
1.3.6 Дополнительные требования и рекомендации 10
2 Подбор оборудования, инструмента и инвентаря 11
2.1 Ультразвуковой толщиномер А1208 12
2.2 Универсальный шаблон сварщика УШС-3 12
2.3 Термокарандаш для сварки 12
2.4 Центратор внутренний 12
2.5 Сварочный аппарат 13
3 Подбор и расчет потребностей в эксплуатируемых материалах 13
4 Расчет потребностей в кадрах 15
5 Контроль качества сварных соединений трубопроводов 15
5.1 Квалификация сварщиков 15
5.2 Трубы, детали трубопроводов, запорная и распределительная арматура 16
5.3 Сварочные материалы 16
5.4 Операционный контроль 17
5.5 Визуальный контроль и обмер сварных соединений 17
5.6 Неразрушающий контроль 20
5.7 Контроль на герметичность 21
5.8 Контроль сварных соединений, выполненных стыковой контактной сваркой оплавлением 24
6 Охрана труда при выполнении работ 24
6.1 Техника безопасности 24
6.2 Средства индивидуальной защиты при производстве сварочных работ 26
Заключение 34
Список использованных источников 35

Сварочные работы являются неотъемлемой частью системы технического обслуживания и ремонта технологических и магистральных трубопроводов. Существует несколько различных способов и технологических вариантов осуществления сварки магистральных, либо технологических нефте- и нефтепродуктопроводов, таких как ручная электродуговая сварка покрытыми электродами, полуавтоматическая сварка в среде защитных газов и другие. Любая технология сварки должна быть аттестована в установленном порядке. Аттестованной технологией сварки называется конкретная технология, прошедшая приемку в данной производственной организации в соответствии с определенными требованиями, имеющая технологическую инструкцию и карту сварки, что подтверждается актом. Для каждой технологии разрабатывается технологическая инструкция п о сварке – документ, содержащий комплекс конкретных операций, марок сварочных материалов, оборудования для сборки и сварки стыков, позволяющих изготовить сварное соединение в соответствии с нормами. На основе технологических инструкций создается документ, составленный в простой табулированной форме, называемой технологической картой.

Приведенные выше формулы позволяют рассчитать нормы расхода материалов для сварочного шва в наиболее простом – нижнем положении. Если же сварочные работы ведутся в вертикальном или потолочном положении, то полученный норматив необходимо умножить на поправочный коэффициент, который учитывает особенности расхода материалов при различных положениях сварного шва:- для нижнего положения шва этот коэффициент равен 1,00;- при полувертикальном положении шва берется коэффициент 1,05;- при вертикальном (горизонтальном) положении шва коэффициент равен 1,10;- при потолочном положении шва полученная предварительно норма умножается на коэффициент 1,20.4 Расчет потребностей в кадрахНа данный вид работ необходимо назначить двух сварщиков.Сварщики выбираются по критериям. Назначаются на работу те сварщикиразряд которых не ниже 4, и опыт работы не меньше одного года. Должны иметь квалификационную группу по электробезопасности не ниже 2.  Кроме того, все сварщики  должны сдать испытания на знание противопожарных мероприятий и требований по безопасности труда.Аттестацию электросварщиков перед допуском их к сварке трубопроводов или перед допуском к специальным работам следует осуществлять в соответствии с "Положением об аттестации электросварщиков", утвержденным Миннефтегазстроем (справочное приложение I).Операционный контроль сварки следует осуществлять в соответствии со СНиП III-42-80 и операционными технологическими картами.Квалификационные испытания электросварщиков проводятся в соответствии с п.4.16 СНиП III-42-80.В процессе проверки квалификации сварщика по п.4.16 СНиП III-42-80 сварка допускных стыков в зависимости от изменения марки стали и сварочных материалов назначается в соответствии с таблицами 1 и 2 при изменении групп трубных сталей и групп сварочных материалов.5 Контроль качества сварных соединений трубопроводовДля обеспечения требуемого уровня качества необходимо производить: а) проверку квалификации сварщиков; б) контроль исходных материалов, труб и трубных заготовок, запорной и распределительной арматуры (входной контроль); в) систематический операционный (технологический) контроль, осуществляемый в процессе сборки и сварки; г) визуальный контроль (внешний осмотр) и обмер готовых сварных соединений (для сварных соединений, выполненных двусторонней автоматической сваркой под слоем флюса - дополнительно по макрошлифам); д) проверку сварных швов неразрушающими методами контроля; е) механические испытания сварных соединений, выполненных стыковой контактной сваркой оплавлением, сваркой вращающейся дугой и паяных соединений.Квалификация сварщиковК прихватке и сварке стыков трубопроводов в случае применения дуговых методов допускаются сварщики, окончившие специализированные профессионально-технические училища или курсы (школы), имеющие установленной формы удостоверения и аттестованные для сваркисоответствующей группы труб по диаметру и (или) соответствующего спецсоединения (технологические трубопроводы диаметром менее 89 мм, захлесты, разнотолщинные элементы, прямые врезки, тройниковые соединения, заварка технологических отверстий). К сварке трубопровода в случае применения прессовых методов допускаются операторы электроконтактных установок, прошедшие соответствующую подготовку и имеющие удостоверения на право проведения работ по электроконтактной сварке трубопроводов. Аттестацию и проверку квалификации сварщиков осуществляет постоянно действующая комиссия треста под председательством его главного инженера. В состав комиссии должны быть включены инженерно-технические работники служб сварки, контроля, охраны труда и техники безопасности, а также представители профсоюзной организации. Комиссия проводит аттестацию и проверку квалификации сварщиков в случаях, объемах и с использованием методик, определяемых требованиями «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Сварка» ВСН 006-89.5.2 Трубы, детали трубопроводов, запорная и распределительная арматура Все трубы, детали трубопроводов, элементы запорной (распределительной) арматуры могут быть приняты в монтаж только после прохождения приемки и (или) освидетельствования на соответствие их требованиям раздела 4 настоящих ВСН, а также требованиям ВСН 006-89.5.3 Сварочные материалы Для проведения сварочных работ на строительстве магистральных и промысловых трубопроводов допускается применение электродов, флюсов, проводок, защитных газов только тех марок, которые регламентируются требованиями ВСН 006-89. Все поступающие на участок централизованного хранения и подготовки к использованию сварочные материалы подвергают количественному и качественному контролю. Контроль сварочных материалов осуществляют работники специализированной службы входного контроля или комиссия, в состав которой входят представители монтажной организации, сварочной службы или ПИЛ (включая сварщика, выполняющего технологические пробы) отдела снабжения. При определении качества сварочных материалов устанавливают: наличие сертификатов на каждую партию и марку материалов, а также соответствие маркировки и условного обозначения сварочных материалов в сертификате и на этикетке упаковки; состояние упаковки; состояние поверхности покрытия электродов; состояние поверхности сварочной проволоки; однородность и цвет зерен флюса и т.д. Сварочные материалы, которые по результатам входного контроля не соответствуют требованиям нормативных документов, признают некачественными и на них составляется акт в соответствии с положениями ВСН 006-89.5.4 Операционный контроль Операционный контроль осуществляют мастера и производители работ. При этом осуществляется проверка правильности и необходимой последовательности выполнения технологических операций по сборке и сварке в соответствии с требованиями ВСН 006-89 и действующих операционных технологических карт. При сборке соединений под сварку проверяют: -чистоту полости труб и степень зачистки кромок и прилегающих к ним внутренней и наружной поверхностей; -соблюдение допустимой разностенности свариваемых элементов (труб, труб с деталями трубопроводов и пр.); -соблюдение допустимой величины смещения наружных кромок свариваемых элементов; -величину технологических зазоров в стыках; -длину и количество прихваток.Если требуется просушка свариваемых кромок или предварительный подогрев, производят контроль температуры подогрева. При операционном контроле в процессе сварки осуществляют наблюдение за обеспечением строгого соблюдения режимов сварки (по показаниям контрольно-измерительной аппаратуры, установленной на сварочных агрегатах, постах, машинах и т.п.), порядка наложения слоев и их количеством, применяемых материалов для сварки корневого и заполняющих слоев, времени перерывов между сваркой корневого шва и «горячем проходом» и других требований технологических карт.5.5 Визуальный контроль и обмер сварных соединений Все (100 %) сварные соединения труб, труб с деталями трубопроводов, арматурой и т.д. после их очистки от шлака, грязи, брызг металла, снятия грата подвергают визуальному контролю и обмеру. Визуальный контроль и обмер производят работники службы контроля (ПИЛ, специализированных управлений по контролю и т.п.). При осмотре сварного соединения: -проверяют наличие на каждом стыке клейма сварщика, выполнявшего сварку. Если сварку одного стыка выполняли несколько сварщиков, то на каждом стыке должно быть проставлено клеймо каждого сварщика в данной бригаде, или одно клеймо, присвоенное всей бригаде; -проверяют наличие на одном из концов каждой плети ее порядкового номера; -убеждаются в отсутствии наружных трещин, не заплавленных кратеров и выходящих на поверхность пор. Клеймо сварщика (бригады) и порядковый номер плети (секции) на трубы из сталей с нормативным пределом прочности до 55 кгс/мм2 допускается наносить сваркой электродами с основным покрытием, а на трубы из сталей с нормативным пределом прочности 55 кгс/мм2и более - только несмываемой краской. По результатам обмера сварные соединения, выполненные дуговыми методами, должны удовлетворять следующим требованиям: -величина наружного смещения кромок не должна превышать значений, приведенных в п. 5.90; -глубина подрезов не должна превышать значений, приведенных в п. 5.90; -усиление внешнего и внутреннего швов должно иметь высоту не менее 1,0 м и не более 3,0 мм и плавный переход к основному металлу; -сварной шов облицовочного слоя должен перекрывать основной металл: при ручной сварке на 2,5 - 3,5 мм; при сварке порошковой проволокой на 1,5 - 3,5 мм; -сварной шов облицовочного слоя, получаемого при автоматических методах сварки под слоем флюса, должен иметь ширину, указанную в табл. 4;Таблица 4 – Ширина облицовочного слоя при автоматической сварке-подварочный слой, выполненный ручной сваркой, должен иметь ширину в пределах 8 - 10 мм; -внутренний шов, получаемый при двусторонней автоматической сварке и при автоматической подварке, должен иметь ширину, не превышающую значений, приведенных в табл. 5. Таблица 5 – Ширина внутреннего шва при двусторонней автоматической сварке и при автоматической подваркеПри двусторонней автоматической сварке, а также односторонней автоматической сварке с автоматической подваркой на макрошлифе, изготовленном из каждого двухсотого стыка, измеряют геометрические размеры швов. Результаты измерений заносят в журнал сварки.По результатам измерений, производимых на макрошлифе (рис. 2), сварное соединение должно отвечать следующим требованиям: -смещение осей наружного и внутреннего швов (с) от условной оси стыка не должно превышать 1,0 мм; -величина перекрытия наружного и внутреннего швов (а) должна быть не менее 2,0 мм при толщине стенки трубы до 12,0 мм и не менее 3,0 мм при толщине стенки 12,0 мм и более; -глубина проплавления внутреннего шва (hв) должна быть не более указанной в табл. 5; -ширина внутреннего шва (Вв) должна быть не более указанной в табл. 5. В случае отклонения геометрических параметров сварных швов от значений, регламентируемых требованиями п. 6.6, сварку необходимо остановить, отладить оборудование и скорректировать режимы сварки, а 199 стыков, предшествующих вырезанному, считают годными, если по результатам неразрушающего контроля в них отсутствуют недопустимые дефекты.Рисунок 2 – Схема определения геометрических параметров сварного шва по макрошлифу.1 - ось первого (наружного) слоя шва; 2 - ось внутреннего слоя шва; 3 - условная ось стыка; а - перекрытие наружного и внутреннего слоев шва; с - смещение осей наружных и внутреннего слоев шва от условной оси стыка; hв - глубина проплавления внутреннего слоя шва; Вв - ширина внутреннего шва5.6 Неразрушающий контроль Сварные соединения трубопроводов, выполненные дуговыми методами сварки, которые по результатам визуального контроля и обмера отвечают требованиям изложенным выше, а также требованиям ВСН 006-89, подвергают неразрушающему контролю. Заключения, радиографические снимки, зарегистрированные результаты ультразвуковой дефектоскопии, магнитные ленты и диаграммы фактического режима стыковой сварки оплавлением хранятся в производственной испытательной лаборатории (ПИЛ) до сдачи трубопровода в эксплуатацию. К проведению неразрушающего контроля допускаются дефектоскописты, окончившие специализированное профессионально-техническое училище, техникум по соответствующей специальности или курсы по подготовке дефектоскопистов, имеющие документ об окончании учебного заведения и (или) удостоверение установленной формы. Заключение о качестве проконтролированных соединений имеют право выдавать и подписывать дефектоскописты и инженерно-технические работники, аттестованные по категории «Г» в соответствии с требованиями «Положения об аттестации дефектоскопистов». Дефектоскописты и инженерно-технические работники подразделений контроля должны проходить повторную аттестацию (переаттестацию). Повторная аттестация (переаттестация) проводится: а) периодически, не реже одного раза в 12 мес; б) при перерыве в работе свыше 6 мес. В удостоверении должны быть пометки о прохождении аттестации или вкладыши установленной формы. Методы и объемы неразрушающего контроля определяются проектом и в зависимости от назначения и диаметра трубопровода, проектного давления транспортируемой по нему среды, а также категории трубопровода и (или) его участков могут быть выбраны по табл. 4 из ВСН 012-88 [2].Примечания:1. В начальный период освоения технологии сварки до получения стабильного качества 100 % кольцевых сварных соединений контролируют радиографическим методом независимо от категории трубопроводов. 2. При неудовлетворительных результатах контроля хотя бы одного стыка трубопровода, не подлежащего 100 %-ному контролю, следует проворить тем же методом контроля дополнительно 25 % стыков из числа тех, которые сварены с момента предыдущей проверки. 3. Контролю не подвергают сварные соединения труб и арматуры, выполненные заводами-поставщиками. 4. Для сварных соединений трубопроводов, выполненных полуавтоматической или автоматической сваркой под слоем флюса на трубосварочных базах, допускается комплексный контроль, включающий ультразвуковой контроль в объеме 100 % и дополнительный выборочный радиографический контроль соединений, признанных по результатам ультразвукового контроля годными, в объеме не менее 15 % (но не менее одного стыка) от всех стыков, сваренных в течение одной смены.5. Для трубопроводов по п. 4 настоящей таблицы на трубосварочных базах о большой номенклатурой типоразмеров труб проектом должно быть предусмотрено увеличение объемов радиографического контроля поворотных сварных соединений до 100 %, при этом требования табл. 4 распространяются на сварные соединения, выполненные неповоротной сваркой. 6. При строительстве промысловых трубопроводов в условиях сильно заболоченной местности (переходы через болота II и III типов) проектом должно быть предусмотрено увеличение объема контроля сварных соединений трубопроводов до 100 %. В том числе радиографическим методом на участках категорий В и I - не менее 50, II - не менее 25, III и IV - не менее 10 % (но не менее значений, установленных табл. 4 [2]). 7. Для трубопроводов в, г настоящей таблицы при давлениях менее 10 МПа объемы контроля снижаются вдвое. 8. Сварные соединения участков трубопроводов по п. 4 настоящей таблицы на переходах через железные и автомобильные дороги I, II и III категорий должны быть проконтролированы в объеме 100 % радиографическим методом. 9. При невозможности проведения дублирующего контроля сварных соединений захлестов, ввариваемых вставок и швов приварки арматуры ультразвуковым или магнитографическим методами допускается проведение контроля только радиографическим методом при условии, что для просвечивания используют высококонтрастные безэкранные радиографические пленки типа РТ-4М, РТ-5 (или аналогичные им по своим сенситометрическим характеристикам), а чувствительность контроля соответствует второму классу (ГОСТ 7512-82) - при давлении в трубопроводе до 10 МПа включительно и первому - при давлении свыше 10 МПа.5.7 Контроль на герметичность Контроль сварных швов на герметичность методом химических реакций осуществляют следующим образом: -перед контролем сварные соединения тщательно очищают от шлака и грязи (сварное соединение считается пригодным для контроля, если нанесенный на него спирто-водный раствор фенолфталеина не изменяет свой цвет); -на подвергаемые контролю сварные соединения наносят спирто-водный раствор фенолфталеина, имеющий молочный цвет; -внутри контролируемого трубопровода создается давление воздушно-аммиачной пробной смеси; -аммиак в количестве не менее 1 % от объема воздуха (в составе смеси при нормальном давлении) закачивают при последующем повышении давления до 1,25 рабочего; -контролируемый участок трубопровода (или контролируемое изделие) выдерживают в течение 10 мин. В местах наличия сквозных дефектов индикаторный раствор изменяет окраску на ярко-красную с фиолетовым оттенком. Места расположения дефектов отмечают краской и после полного удаления воздушно-аммиачной среды сварные швы ремонтируют (а при наличии трещин - вырезают). При испытаниях применяют материалы: Спирто-водный раствор фенолфталеина (в весовых %): Фенолфталеин 4,0 Спирт ректификат или сырец 40,0 Вода 56,0 Пробным веществом является газообразный аммиак (его получают из сжиженного аммиака, поставляемого в баллонах). Результаты контроля на герметичность методом химических реакций фиксируют в специальном журнале с указанием наименования проверяемого сварного соединения, вида соединения (стыковое, враструб и т.д.), диаметра и толщины сваренных труб, протяженности или количества швов (для однотипных соединений), вида и количества обнаруженных сквозных дефектов (поры, трещины и др.), величины созданного давления воздушно-аммиачной среды и концентрации аммиака в ней, вида применяемого индикаторного раствора, температуры окружающего воздуха, фамилии сварщика и оператора, даты проведения сварки и контроля, результатов проверки сварных швов после ремонта дефектных участков. Перед испытанием на герметичность капиллярным методом (смачивание керосином) сварные швы должны быть тщательно очищены от шлака и загрязнений. Если сварные швы по тем или иным причинам находились в контакте с водой, то они должны быть протерты сухой ветошью и просушены при температуре 100 °С. С целью повышения контрастности керосина рекомендуется окрасить его с помощью красителя «Судан-Ш» (ТУ 6-09-3234-78). Для этого в 1000 см3 керосина добавляют 3г красителя. После тщательного перемешивания нерастворившуюся часть красителя необходимо отфильтровать. В качестве индикаторной жидкости применяют осветительный керосин. В качестве проявителя применяют: суспензию мела в воде (350 - 400 г мела на 1000 см3 воды); суспензию мела в спирте (350 - 400 г мела на 1000 см3 этилового технического или гидролизного спирта марки А). Второй состав рекомендуется применять в условиях отрицательных температур. Ту сторону сварных швов, с которой удобнее производить устранение сквозных дефектов, окрашивают тонким слоем меловой суспензии. Нанесение суспензии рекомендуется производить с помощью пневматического краскораспылителя. При этом расстояние распылительного сопла до сварного стыка должно быть таким, чтобы при соприкосновении меловой суспензии с поверхностью сварного соединения суспензия была почти сухой. После высыхания меловой суспензии противоположная сторона шва обильно смачивается керосином 3 - 4 раза. Керосин можно наносить и под давлением. Для подачи керосина под давлением можно использовать бачок керосинореза, краскопульта и подобные им устройства. Время выдержки сварных соединений (продолжительность испытания) после смачивания их керосином должно быть не менее 12 ч при положительной температуре и не менее 24 ч при отрицательной. Время выдержки сокращается до 1,5 - 2 ч, если швы перед смачиванием их керосином подогреты до температуры 60 - 70 °С. В местах сквозных дефектов (пор, трещин, непроваров и др.) на окрашенной мелом поверхности сварных швов образуются индикаторные пятна. Применение керосина позволяет зафиксировать индикаторные пятна на продолжительное время (несколько суток). Керосин наиболее эффективно применять при контроле в жаркую погоду, когда индикаторная жидкость быстро испаряется.