Врезка деталей и узлов в газопроводы без прекращения подачи газа

Размещено на http://www.allbest.ru/

1 Аннотация

В данной работе мной был рассмотрен такой вид работ, как врезка деталей и узлов в газопроводы, без прекращения подачи газа, внедрённый в ОАО «Газпром»

2 Введение

Компанией «Т.Д. Вильямсон»(США, Бельгия) разработана технология работ по врезке под давлением отводов, перемычек, лупингов, переходов и выборочному капитальному ремонту (замене) дефектных участков линейной части, запорно-регулирующей арматуры, соединительных деталей трубопроводов без прекращения транспорта газа с врезкой байпаса и перекрытием полости трубы с применением специальной технологии сварки (приварки) и врезки под давлением с использованием специального оборудования.

3 Область применения

Врезка под давлением обеспечивает выполнение работ на газопроводах из стальных электросварных прямошовных и спиральношовных труб из малоуглеродистых и низколегированных трубных сталей с нормативным пределом прочности до 60 кгс/мм2 (588 МПа) включительно, условным диаметром до 1400 мм включительно, фактической толщиной стенки не менее 6,5 мм, избыточным давлением среды свыше 1,2 МПа (12 кгс/см2) до 9,8 МПа (100 кгс/см2) включительно, находящихся в эксплуатации и транспортирующих природный газ, стабильный и нестабильный конденсат, широкие фракции легких углеводородов, в том числе для выполнения работ на магистральных однониточных газопроводах и системах газопроводов, проложенных в едином технологическом коридоре, газопроводах-отводах, шлейфах и технологических трубопроводах компрессорных станций и дожимных компрессорных станций.

4 Виды работ с применением технологии врезки под давлением

1 Врезку отводов, новых внутрисистемных и межсистемных перемычек, лупингов, переходов под давлением без остановки транспорта газа применяют как способ ведения работ при реконструкции и ремонте газопроводов, в том числе при подключении:

- вновь построенных газопроводов к магистральным (к системе газопроводов);

- газопроводов-отводов (к промышленным предприятиям, сельским районам и поселкам);

- камер запуска-приема устройств ВТД к газопроводам;

- при внесении конструктивных изменений в технологическую схему газопровода для повышения рабочего давления до проектного и пропускной способности;

- при изменении проектной конструкции переходов через авто-, железные дороги, водные преграды.

2 Врезку временного байпаса, лупинга и перекрытие полости трубы под давлением применяют при проведении выборочного капитального ремонта газопроводов с заменой или демонтажем дефектных участков труб, ЗРА, СДТ без остановки транспорта газа.

5 Организационно-подготовительные работы

В проекте приводят состав подготовительных работ участка газопровода, которые включают в себя:

- подготовку трассы;

- разработку котлована;

- очистку трубы от изоляции;

- идентификацию или освидетельствование трубы в предполагаемом месте врезки с привлечением, при необходимости, специализированной организации;

- обеспечение допустимого рабочего давления и скорости газа на участке газопровода в соответствии с проектом производства работ;

- контроль за техническим состоянием газопроводов в пределах опасной зоны от места врезки и обеспечение требований техники безопасности на время проведения работ;

- выдачу наряда-допуска специализированной бригаде на проведение работ по сварке и врезке под давлением.

5.1 Идентификация или освидетельствование трубы

Идентификацию и освидетельствование трубы проводят в соответствии с требованиями ВРД 39-1.11-014-2000. Эквивалент углерода и механические свойства металла привариваемых элементов узла врезки должны соответствовать требованиям НТД. Эквивалент углерода [С]э вычисляют по формуле:

(1)

где С, Mn, Cr, Mo, V, Ti, Mb, Cu, Ni, В - содержание в составе металла трубной стали, соответственно, углерода, марганца, хрома, молибдена, ванадия, титана, ниобия, меди, никеля, бора (для сталей, в индекс которых входит бор), проценты от массы. Работы по врезке под давлением на газопроводах рекомендуется производить на участках, выполненных из труб с предпочтительно низким эквивалентом углерода - не более 0,46.

5.2 Определение фактических значений толщины стенки d и наружного диаметра газопровода Dн в месте приварки узла врезки

Толщину стенки газопровода замеряют на расстоянии порядка 100 мм по обе стороны окружности места приварки. Выполнение работ в местах с утонением стенки, выходящим за минусовой допуск (по ТУ на трубы) не допускается, и место врезки сдвигают.

Отклонения от номинальных размеров наружных диаметров и овальность труб (отношение разности между наибольшим и наименьшим диаметром в одном сечении к номинальному диаметру) не должны превышать пределов, обеспечивающих допустимый зазор при сварке узла врезки с поверхностью газопровода. Для измерений используют рулетки измерительные по ГОСТ 7502, поверочные линейки по ГОСТ 8026 и др. При превышении пределов отклонений в предполагаемом месте врезки место врезки сдвигают.

5.3 Определение параметров технологического режима работы газопровода при врезке под давлением

Максимально допустимое рабочее давление на участке газопровода при проведении работ по сварке, врезке и перекрытию полости трубы Рдоп, кгс/см2 (ґ 0,1 МПа), вычисляют по формуле:

 (2)

где k - коэффициент, принимаемый в зависимости от категории участка равным 0,72 для III-IV категорий, 0,6 - для I-II категорий, 0,5 - для категории В;

k1 - коэффициент сварного шва, принимаемый равным: для прямошовных электросварных дуговой сваркой и бесшовных труб - 1, для спирально-шовных труб - 0,8;

sт - предел текучести металла трубы газопровода, принимаемый по ТУ на трубы, кгс/мм2;

d - фактическая толщина стенки трубы в месте приварки (по результатам замера), мм;

с - поправочный коэффициент, учитывающий потерю прочности нагретого металла стенки трубы в месте сварки, равный 2,4 мм;

Dн - наружный диаметр трубы в месте приварки (по результатам замера), мм.

Категории участков газопровода устанавливают по СНиП 2.05.06-85*, с учетом конкретных условий категории допускается повышать. В случае проведения работ по врезке между участками разных категорий следует принимать наименьшее значение Рдоп. При разработке конкретного проекта проектная организация определяет величину рабочего давления в предполагаемом месте врезки, значение которой не должно превышать максимально допустимое, рассчитанное по формуле (2). Проводят замер фактических значений параметров режима работы участка газопровода: рабочего давления Рраб, скорости газа Vг, температуры газа tг, температуры воздуха tв.

5.4 Подготовка трассы

Обследуют участок газопровода, где планируется врезка отвода, лупинга, перемычки либо ремонт, и смежных газопроводов (параллельных или пересекающих его) в границах опасной зоны по СНиП 2.05.06-85* [5], приведенных в таблице 1, с целью обнаружения мест, поврежденных коррозией, выявления и устранения утечек взрывоопасных веществ, легковоспламеняющихся жидкостей, по своей интенсивности и местоположению представляющих опасность при выполнении огнеопасных работ.

Запрещается на время производства работ на газопроводе врезкой под давлением подъем давления на параллельных и пересекающих его нитках газопроводов.

Таблица 1 - Радиусы опасных зон

Рабочее давление, кгс/см2, (Ч0,1МПа)	Св. 25 до 100 включ.	Св. 12 до 25 включ
Условный диаметр, мм	300 и менее	Св. 300 до 600 включ.	Св. 600 до 800 включ.	Св. 800 до 1000 включ.	Св. 1000 до 1200 включ.	Св. 1200 до 1400 включ.	300 и менее	Св. 300
Радиусы опасных зон, м	75	125	150	200	225	250	75	100

5.6 Подготовка поверхности трубы

Поверхность трубы, находящейся под давлением, на всю длину участка газопровода в котловане очищают от остатков грунта, изоляции на расстоянии не менее 100 мм в каждую сторону от границ предполагаемых сварных соединений узлов врезки. Очистку производят вручную либо пескоструйными установками, скребками, другими инструментами безударного действия. Определяют и намечают мелом на поверхности трубы места врезки и установки узлов врезки (отводных патрубков, разрезных тройников, перепускных патрубков).

5.7 Контроль качества металла трубы

Проводят визуальный и неразрушающий контроль сплошным сканированием ультразвуковым методом по ГОСТ 14782 полного периметра очищенной поверхности газопровода в месте монтажа узла врезки, включая участки на расстоянии не менее 200 мм в каждую сторону от границ предполагаемых сварных соединений узлов и/или деталей узлов врезки.

Проводят неразрушающий контроль радиографическим методом по ГОСТ 7512 или ультразвуковым методом по ГОСТ 14782 полной длины заводского сварного шва (продольного и спирального) на очищенной поверхности трубы газопровода на расстоянии не менее 100 мм в каждую сторону от границ предполагаемых сварных соединений узлов врезки. Допускается при необходимости применять дополнительные физические методы неразрушающего контроля.

В месте монтажа узла врезки в металле трубы и заводского сварного шва трубы (продольного или спирального) не допускается наличие поверхностных и внутренних дефектов (расслоений, трещин, раковин, коррозионных дефектов любой глубины и протяженности, рисок, задиров, царапин глубиной более 5 % от толщины стенки).

При обнаружении в контролируемых зонах недопустимых поверхностных или внутренних дефектов место врезки сдвигают. Наружные дефекты (риски, задиры, царапины) глубиной не более 0,2 мм, составляющие не более 5 % от толщины стенки, устраняют шлифованием до величины шероховатости поверхности RZ20-RZ30, толщина стенки трубы не должна выходить за пределы минусового допуска по ТУ на трубы. Ремонт дефектов наплавкой не допускается.

Зачищают механическим способом поверхность стенки газопровода в местах наложения кольцевых сварных швов приварки узла врезки до металлического блеска с использованием приспособлений безударного действия на расстояние 150 мм по обе стороны окружности сварки. Забоины и задиры на основной трубе не допускаются.

Зашлифовывают выпуклость сварных швов трубы газопровода (продольного или спирального) заподлицо с поверхностью трубы на расстояние не менее 150 мм в каждую сторону от торцов узла врезки с плавным переходом на наружную поверхность заводских швов. Зашлифовку производят только после снижения давления на участке до величины допустимого (см. 5.3.1) механическим способом с использованием шлифмашинки либо напильника.

6 Конструктивное исполнение узла врезки под давлением

6.1 Для выполнения работ по врезке отводов (перемычек, лупингов, переходов), байпасов, запорных устройств «Стопл» на газопроводах под давлением применяют следующие конструкции узла врезки, представленные на рисунке 7:

- тип I - отводной патрубок с усиливающей накладкой;

- тип Iа - отводной патрубок усиленный, без накладки;

- тип II - разрезная муфта с отводным патрубком (без усиливающей накладки);

- тип III - разрезной тройник штампосварной, с цельноштампованным ответвлением;

- тип IV - разрезной тройник сварной;

- тип V - разрезной тройник сварной с боковым ответвлением.

6.2 Исполнение узла врезки типа I производят на газопроводе, находящемся под давлением газа, путем приварки отводного патрубка к газопроводу, затем усиливающей накладки к газопроводу и отводному патрубку.

6.3 Исполнение узла врезки типа Iа производят путем приварки отводного усиленного патрубка к газопроводу без накладки.

6.4 Исполнение узла врезки типа II производят путем приварки отводного патрубка к газопроводу, затем сварки продольных швов муфты с использованием металлических подкладных пластин между стенками газопровода и муфты вдоль продольных сварных швов, затем муфты к отводному патрубку.



1 - продольные сварные швы приварки обечаек муфты (могут быть сдвинуты по периметру трубы)

h1 min = 0,4 d1, но не менее 6 мм; h2 min = 0,5 d2, но не менее 6 мм; h2 max = d2; N = 2 ё 3 мм

Рисунок 7 - Конструктивное исполнение узла врезки



1 - сварные швы приварки половин тройника друг к другу; 2 - сварные швы приварки тройника на газопроводе

Рисунок 7, лист 2



Рисунок 7, лист 3

6.5 Исполнение узла врезки типов III, IV, V производят путем сварки продольных швов разрезного тройника с использованием металлических подкладных пластин между стенками газопровода и тройника вдоль продольных сварных швов, затем кольцевых сварных швов приварки разрезного тройника к стенке газопровода. Узлы врезки типов III, IV изготавливают во фланцевом исполнении или с концом под приварку.

6.6 При выборе конструктивного исполнения узла врезки на газопроводах под давлением следует руководствоваться таблицей 5.

Таблица 5 - Конструктивное исполнение узла врезки

Соотношение напряжений	Тип конструктивного исполнения узла врезки при соотношении dн/Dн
sкц/sт	До 0,3 включ.	Св. 0,3
До 20 % включ.	Отводной патрубок с накладкой (I), отводной патрубок усиленный, без накладки (Iа)	Отводной патрубок с накладкой (I)*, муфта с отводным патрубком (II)
Св. 20 % до 50 % включ.	Отводной патрубок с накладкой (I), отводной патрубок усиленный, без накладки (Iа), муфта с отводным патрубком (II)	Муфта с отводным патрубком (II), тройник (III, IV, V)
Св. 50 %	Муфта с отводным патрубком (II), тройник (III, IV, V)	Тройник (III, IV, V)
* Не распространяется на газопроводы из спирально-шовных труб.

Кольцевые напряжения в стенке газопровода в предполагаемом месте монтажа узла врезки sкц, кгс/мм2 (ґ10 МПа), вычисляют по формуле

(3)

где Р - проектное рабочее давление газа в газопроводе в предполагаемом месте врезки, кгс/см2;

Dн, d - соответственно, наружный диаметр и толщина стенки газопровода в предполагаемом месте врезки, мм.

Для подключения устройств перекрытия полости газопровода «Стопл» применяют перепускные патрубки с трубной обвязкой - фитинги TOR, приведенные в таблице 8, которые поставляют в комплекте с оборудованием компании «Т.Д. Вильямсон».

Конструкции узлов врезки поставляются комплектно.

7 Сварочно-монтажные работы на газопроводе под давлением

7.1 Общие требования

7.1.1 До проведения сварочных работ на газопроводе под давлением на каждый узел врезки проводят производственную аттестацию технологии сварки в конкретных условиях в соответствии с РД 03-615-03, которая обеспечивает получение качественных сварных швов с необходимыми механическими свойствами и внешним видом.

Производственную аттестацию технологий сварки узлов врезки проводят на стенде с моделированием основных технических параметров, идентичных реальным условиям производства работ по приварке узлов врезки на газопроводах под давлением.

На основании положительных результатов производственной аттестации разрабатывают и утверждают операционную технологическую карту сборки и сварки узлов и/или деталей узлов врезки, в соответствии с которой проводят подготовку, сборку и сварку узлов и/или деталей узлов врезки на газопроводах под давлением.

7.1.2 До начала выполнения прихваток независимо от температуры окружающего воздуха с целью удаления влаги (конденсата) производят просушку и предварительный подогрев свариваемых кромок узлов и/или деталей узлов врезки и поверхности газопровода в месте монтажа узлов врезки.

7.1.3 Последовательность выполнения процедур предварительного и сопутствующего подогрева, периодичность, режимы и параметры сопутствующего подогрева с применением типов и марок специального оборудования для подогрева отражают в операционной технологической карте сборки и сварки узлов и/или деталей узлов врезки и выполняют в соответствии с требованиями настоящего раздела.

7.1.4 До начала сварочных работ с целью уточнения времени нахождения свариваемых кромок и стенки газопровода в установленном интервале температур подогрева и периодичности сопутствующего подогрева производят замер времени снижения температуры с максимального до минимального уровня. Для этого при данном технологическом режиме работы участка газопровода в предполагаемом месте приварки узла врезки производят нагрев поверхности трубы с использованием газовой горелки до выбранного верхнего предела температурного интервала предварительного нагрева и замер времени снижения температуры поверхности до нижнего предела (обычно делают шесть замеров и вычисляют среднее значение). Для измерения используют секундомер и контактный термометр. Время охлаждения поверхности трубы до нижнего предела температурного интервала должно быть не менее 90 с.

7.1.5 Сварку деталей узлов врезки на газопроводе под давлением производят только в период нахождения температуры нагрева свариваемых поверхностей в установленном интервале.

Подогрев поверхности основной трубы для приварки узла врезки к телу газопровода под давлением производят не менее чем до 100 °С, но не более 250 °С, для термически упрочненных труб - не более 200 °С, для труб с контролируемой прокаткой - не более 150 °С.

Подогрев привариваемых кромок разрезного тройника, накладки, патрубка при наложении кольцевых сварных швов приварки к основной трубе газопровода производят до 150 °С.

Подогрев кромок стыков при сварке продольных швов разрезного тройника, муфты производят до 150 °С.

Температура предыдущего слоя сварного шва перед наложением последующего слоя должна быть не ниже 100 °С.

При снижении температуры подогретой поверхности трубы газопровода ниже минимального значения температурного интервала сварку следует прекратить и произвести подогрев поверхности трубы в пределах указанного температурного интервала.

7.1.6 Для поддержания температуры нагрева поверхности трубы в установленном интервале рекомендуется выполнять подогрев и сварку по секторам. Количество секторов определяют по результатам замера времени охлаждения поверхности трубы в конкретных условиях

7.1.7 Получение и поддержание температуры нагрева свариваемых соединений в установленном интервале в течение заданного времени производят с использованием установок нагрева с удельной мощностью нагревателей порядка 8-9 Вт/см2, обеспечивающих постоянный равномерный подогрев поверхности трубы и поддержание температуры предварительного и сопутствующего (межслойного) подогрева свариваемых соединений в заданных пределах.

Примечание - К установкам нагрева относятся установки индукционного нагрева токами средней частоты (2500 Гц) с водоохлаждаемыми индукторами или индукторами из оголенного медного провода, установки для нагрева способом электросопротивления с электронагревателями повышенной мощности, установки для нагрева комбинированным способом с электронагревателями типа КЭН.

При врезках отводов с условным диаметром до dу = 150 мм включительно допускается использование газовых горелок. Контроль температуры нагрева осуществляют контактными цифровыми термометрами (контактными термопарами) типа ТК-5-0,3.

7.1.8 Ручную дуговую сварку (прихватку) продольных стыковых, угловых, нахлесточных сварных соединений, наложение наплавленных слоев шва приварки узлов и/или деталей узлов врезки к газопроводу под давлением выполняют электродами с низким содержанием водорода с основным видом покрытия по ГОСТ 9466. Назначение сварочных электродов производят исходя из класса прочности стали узлов и/или деталей узлов врезки и труб газопровода, толщин стенок, зазоров сварных соединений и слоев шва.

При использовании узлов и/или деталей узлов врезки с классом прочности металла, превышающим класс прочности металла трубы газопровода более чем на 10 %, подбор электродов производят исходя из класса прочности металла трубы газопровода.

При использовании узлов и/или деталей узлов врезки с классом прочности металла ниже класса прочности металла трубы газопровода более чем на 10 % подбор электродов производят по среднему значению классов прочности металла узлов и/или деталей узлов врезки и трубы газопровода. Для сварочных электродов одной марки допускается подбор электродов производить по данным сертификатов качества.

Подбор электродов для приварки продольных сварных швов тройника (муфты) производят по металлу тройника (муфты).

7.1.9 Для выполнения приварки узлов врезки на газопроводах под давлением применяют сварочные материалы, основное сварочное и вспомогательное оборудование, отвечающее специальным требованиям (включая сварочно-технологические свойства) и условиям эксплуатации.

Сварочные материалы и оборудование должны быть аттестованы согласно требованиям РД 03-613-03, РД 03-614-03.

7.1.10 Хранение и подготовку сварочных материалов осуществляют в соответствии с требованиями заводов-изготовителей, изложенными в технических условиях или на упаковке. Электроды непосредственно перед сваркой прокаливают в соответствии с требованиями завода-изготовителя.

7.1.11 Параметры сварочного процесса приварки узла врезки устанавливают в соответствии с основными требованиями по обеспечению безопасности и качества сварочных работ:

- недопущение прожога стенки трубы;

- недопущение растрескивания металла в зоне термического влияния вследствие охлаждения потоком газа;

- недопущение водородного растрескивания, что должно быть подтверждено положительными результатами производственной аттестации технологии сварки.

7.1.12 Сварку выполняют с применением сварочного оборудования преимущественно инверторного типа, на постоянном токе обратной полярности («+» на электроде). Рекомендуемые режимы для сварки стыковых, угловых, нахлесточных соединений узлов врезки с газопроводом приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Режимы сварки узлов врезки

Слои шва	Диаметр электродов, мм	Сварочный ток, А, положение при сварке
		нижнее	вертикальное	потолочное
Наплавочные на поверхность действующего газопровода	2,5; 2,6	От 60 до 90 включ.	От 50 до 80 включ.	От 60 до 70 включ.
	От 3,0 до 3,25 включ.	От 90 до 120 включ.	От 90 до 110 включ.	От 80 до 110 включ.
Корневой (для стыковых), первый (для угловых и нахлесточных)	2,5; 2,6	От 60 до 90 включ.	От 50 до 80 включ.	От 60 до 70 включ.
	От 3,0 до 3,25 включ.	От 90 до 120 включ.	От 90 до 110 включ.	От 80 до 110 включ.
Заполняющие:	От 3,0 до 3,25 включ.	От 90 до 120 включ.	От 90 до 110 включ.	От 80 до 110 включ.
- первые;	3,25	От 100 до 120 включ.	От 90 до 110 включ.	От 80 до 110 включ.
- последующие	4,0	От 130 до 180 включ.	От 110 до 170 включ.	От 110 до 150 включ.
Облицовочные	3,25	От 100 до 120 включ.	От 90 до 110 включ.	От 80 до 110 включ.
	4,0	От 130 до 180 включ.	От 110 до 170 включ.	От 110 до 150 включ.

7.1.13 Для газопроводов с толщиной стенки 6,5 ? д ? 13 мм значения параметров режима сварки узлов врезки уточняют на момент проведения работ из условия: величина погонной энергии на конце дуги Qвх, должна быть не меньше величины допустимой погонной энергии сварки Qвх.

7.1.14 Для газопроводов с толщиной стенки 6,5 ? д ? 13 мм параметры технологического режима работы газопровода (допустимое рабочее давление Рг, скорость потока газа Vг) на период проведения работ уточняют по величине допустимой погонной энергии сварки Qвх.

7.1.15 При сварке возбуждение дуги проводят только на свариваемых кромках узлов и/или деталей узлов врезки. Запрещается зажигать дугу на поверхности металла узла врезки и газопровода.

7.1.16 Количество слоев в продольных швах узлов и/или деталей узлов врезки зависит от толщины стенки и параметров сборки (зазоры), рекомендуемое минимальное количество слоев приведено в таблице 7. Количество слоев в угловых и нахлесточных швах узлов и/или деталей узлов врезки с газопроводом зависит от толщин свариваемых кромок.

7.1.17 В процессе сварки на газопроводах под давлением обеспечивают строгий контроль параметров режима сварки. При сварке перерывы в работе не допускаются. В случае вынужденных перерывов необходимо поддерживать температуру предварительного нагрева в месте сварки. Не допускается прекращать сварку до полного выполнения шва.

7.1.18 В процессе сварки каждый слой шва зачищают от шлака и брызг наплавленного металла механическим способом с использованием шлифмашинок с набором дисковых проволочных щеток.

Таблица 7 - Рекомендуемое количество слоев в продольных швах

Толщина стенки трубы, мм	Количество слоев
До 12,0 включ.	2-3
Св. 12,0 до 15,0 включ.	3-4
Св. 15,0 до 18,0 включ.	4-5
Св. 18,0 до 20,0 включ.	5-6
Св. 20,0	В соответствии с технологической картой

7.1.19 По окончании сварки сварные швы накрывают теплоизолирующим поясом до полного остывания. Сварные швы термообработке не подлежат. В непосредственной близости от выполненного сварного шва наносят клейма сварщиков.

7.2 Монтаж и приварка узла врезки с конструктивным исполнением «отводной патрубок с накладкой» (тип I)

7.2.1 Монтаж отводного патрубка и накладки производят на расстоянии порядка 1,5 диаметра газопровода от его поперечного сварного шва.

Расстояние между сварным швом газопровода (продольным или спиральным) и внешним сварным швом приварки накладки к стенке газопровода допускается не менее 150 мм.

Монтаж отводного патрубка с накладкой (и без накладки) на газопроводе из спирально-шовных труб следует производить на равном удалении от спиральных сварных швов.

7.2.2 Монтаж, сборку и сварку отводного патрубка с усиливающей накладкой с газопроводом производят в следующей последовательности:

а) монтаж, сборка и сварка угловыми швами (четырьмя) отводного патрубка с газопроводом;

б) сборка и сварка усиливающей накладки с патрубком и газопроводом по двум вариантам:

- одновременная сварка усиливающей накладки с патрубком и с газопроводом с поочередным нанесением слоев на внутренних и наружных швах;

- последовательная сварка усиливающей накладки с газопроводом наружными нахлесточными швами, затем с патрубком внутренними угловыми швами.

7.2.3 Целесообразно применять цельную усиливающую накладку. Допускается изготовление усиливающей накладки из двух половин.

Сборку и сварку стыковых швов накладки из двух половин на подкладной пластине рекомендуется производить в стационарных условиях на трубе (элементе трубы) того же диаметра, что и газопровод, в следующей последовательности:

- прихватка сваркой к наружной поверхности трубы (элемента трубы) торцов подкладной пластины длиной, равной диаметру накладки плюс 30-50 мм в каждую сторону от наружной кромки накладки;

- сборка на подкладной пластине продольных стыковых соединений половин накладки;

- предварительный подогрев свариваемых кромок половин накладки до температуры 150 °С;

- выполнение прихваток кромок продольного стыкового соединения половин накладок к подкладной пластине и между собой;

- сварка корневого, заполняющих и облицовочных слоев шва стыкового соединения половин накладки;

- механическое удаление (обрезка) концов подкладных пластин, выступающих за наружные и внутренние торцы накладки.

Начало и конец каждого слоя корневого, заполняющих и облицовочных слоев шва стыкового соединения половин накладки выполняют на подкладных пластинах за пределами наружного и внутреннего торцов накладки. В процессе сварки температура предыдущего слоя сварного шва перед наложением последующего слоя должна быть не ниже 100 °С.

К сборке, геометрическим параметрам сварного шва, предварительному подогреву, назначению сварочных материалов, режимам сварки, последовательности выполнения слоев шва, сопутствующему подогреву и контролю качества стыковых продольных соединений накладки предъявляют те же требования, что и к сварке стыковых кольцевых соединений труб одной толщины.

Сварку стыковых соединений накладки из двух половин на подкладной пластине целесообразно выполнять в нижнем положении.

7.2.4 Подготовку патрубка и накладки (половин накладки) производят в стационарных условиях до начала сварочно-монтажных работ на газопроводе под давлением.

Разделку кромок под приварку производят в соответствии с рисунком 8. Привариваемый торец патрубка обрезают по шаблону с углом скоса кромок 50°±5° с притуплением от 1,5 до 2,0 мм. Накладку обрезают по шаблону с углом скоса внутренних кромок 500±50, наружных кромок 90°±5°, кромок половин накладки 22°±5°. Наружные и внутренние поверхности, прилегающие к кромкам патрубка и накладки (половин накладки), зачищают до металлического блеска на ширину не менее 10 мм. В накладке высверливают отверстие для вентиляции и отвода тепла в процессе ее приварки диаметром от 6 до 8 мм.

7.2.5 Перед монтажом удаляют влагу с поверхности трубы газопровода в месте установки отводного патрубка с накладкой, нагревая ее нагревателем или газовой горелкой. Забоины и задиры на основной трубе, патрубке и накладке не допускаются.

7.2.6 На поверхности трубы газопровода устанавливают отводной патрубок, строго контролируя поверочным угольником по ГОСТ 3749 угол в 90° между осями трубы и патрубка. Допустимый зазор между свариваемыми кромками отводного патрубка и поверхностью газопровода должен быть в пределах от 2 до 3 мм.

Производят предварительный подогрев и фиксируют отводной патрубок в установленном положении прихватками. Выполнение прихваток кромок отводного патрубка при сварке с газопроводом должно проводиться равномерно по периметру, количество прихваток должно быть не менее трех длиной от 30 до 50 мм.

Выполнение прихваток в местах пересечения продольного шва патрубка и газопровода не допускается.

Нагрев свариваемых поверхностей трубы газопровода и отводного патрубка в месте приварки производят нагревателем или газовой горелкой, обеспечивая равномерный нагрев свариваемых поверхностей.

7.2.7 Сварные швы приварки патрубка и накладки к газопроводу необходимо выполнять с обязательным наложением на стенку газопровода наплавленного слоя шва. Сварку швов патрубка и накладки необходимо выполнять обратноступенчатым способом в противоположных полуокружностях или четвертях. Последовательность наложения валиков сварных швов патрубка и накладки приведена на рисунке 9.

7.2.8 Приваривают отводной патрубок к телу трубы газопровода угловым швом. Сварку первых четырех слоев шва (на рисунке 9 валики 1-4, валик 3 наплавлен на поверхности трубы) приварки патрубка к газопроводу рекомендуется выполнять электродами одной марки диаметром 2,5-3,25 мм, заполняющих и облицовочных - диаметром 3,0-4,0 мм типа Э50А.

Усиление обратного валика первого (корневого) слоя шва (валик 1) должно быть не более 1,5 мм (см. рисунок 9 а, б) во избежание повреждения фрезы (сверла) при последующем вырезании отверстия в стенке газопровода. Глубина проплавления стенки трубы газопровода под давлением при наложении корневого и наплавленных слоев шва должна быть не более 2,4 мм.

Рекомендуемый порядок наложения угловых сварных швов приварки отводного патрубка, направление сварки при вертикальном и горизонтальном расположении патрубка с учетом его диаметра приведены на рисунке 10.

7.2.9 В процессе выполнения сварного шва каждый слой перед наложением последующего необходимо тщательно очистить от шлака и брызг расплавленного металла и визуально контролировать на отсутствие трещин и пор. По завершении приварки отводного патрубка следует произвести визуальный контроль сварного шва. Контроль качества приварки следует производить неразрушающим методом.



а) параллельно оси газопровода б) перпендикулярно оси газопровода

в) параллельно оси газопровода

г) параллельно оси газопровода

1 - стенка отводного патрубка; 2 - усиливающая накладка; 3 - стенка газопровода; 4 - подкладная пластина; 5 - ось патрубка;

d - толщина стенки газопровода; d1 - толщина стенки отводного патрубка; d2 - толщина стенки накладки

Рисунок 8 - Параметры подготовки кромок отводного патрубка и накладки



а) параллельно оси газопровода

б) перпендикулярно оси газопровода

в) перпендикулярно оси газопровода

1 - стенка отводного патрубка; 2 - стенка усиливающей накладки; 3 - стенка газопровода; 4 - валики слоев сварного шва; d - толщина стенки газопровода; d1 - толщина стенки отводного патрубка; d2 - толщина стенки накладки

Рисунок 9 - Последовательность наложения слоев сварных швов отводного патрубка и накладки с газопроводом



а) приварка патрубка диаметром dн < 108 мм при вертикальной и горизонтальной врезке

При вертикальной врезке

При горизонтальной врезке

б) приварка патрубка диаметром dн = 108-159 мм



При вертикальной врезке

При горизонтальной врезке

в) приварка патрубка диаметром dн = 219-325 мм

Рисунок 10 - Порядок наложения угловых сварных швов приварки отводного патрубка

7.2.10 На поверхности трубы газопровода устанавливают накладку (либо две половины накладки), допустимый зазор между поверхностью трубы и накладки должен быть в пределах от 0 до 2 мм.

При использовании цельной накладки накладку располагают с равномерным зазором от 0 до 3 мм к приваренному патрубку. Сварку двух половин накладки на стенке трубы газопровода проводят с использованием металлических подкладных пластин.

Прихватки накладки по наружным кромкам с поверхностью газопровода выполняют равномерно по окружности накладки.

7.2.11 Постоянную температуру нагрева при сварке поддерживают в установленном интервале и приваривают накладку к отводному патрубку и стенке газопровода.

Сварку внутренних угловых швов усиливающей накладки с патрубком и наружных нахлесточных швов с газопроводом с поочередным наложением слоев, как показано на рисунке 11, выполняют обратноступенчатым способом в следующем порядке:

а) сварка половины окружности одного заполняющего слоя внутреннего углового шва накладки с отводным патрубком (см. рисунок 9 а, б, валик 5);

б) наложение трех параллельных наплавочных швов с перекрытием от 1,5 до 2,0 мм на поверхность газопровода половины внешней окружности накладки (см. рисунок 9 в, валики 1-3);

в) сварка одним нахлесточным швом (рисунок 9 в, валик 4) половины внешней окружности накладки с наплавленными швами;

г) сварка противоположных половин окружности аналогично а), б), в) 7.2.11;

д) сварка облицовочного слоя внутреннего углового шва накладки с отводным патрубком (см. рисунок 9 а, б, валик 6);

е) сварка заполняющих и облицовочного слоев внешнего нахлесточного шва (см. рисунок 9 в, валики 5-6) аналогично а), б), в), г) 7.2.11 (валик 5 следует накладывать как можно ближе к валику 3).

Сварку внутренних угловых швов усиливающей накладки с патрубком и наружных нахлесточных швов с газопроводом с последовательным наложением слоев (см. рисунок 12) выполняют обратноступенчатым способом в следующем порядке:

- наложение трех параллельных валиков с перекрытием от 1,5 до 2,0 мм наплавочных швов на поверхность газопровода (см. рисунок 9 в, валики 1-3);



При вертикальной врезке

При горизонтальной врезке

Наложение слоев сварных швов производят в следующем порядке: 1 и 1а - наложение валика 5 (а, б); 2 и 3 - наложение валиков 1, 2, 3 (в), затем валика 4 (в); 4 и 4а - наложение валика 5 (а, б); 5 и 6 - наложение валиков 1, 2, 3 (в), затем валика 4 (в); 1 и 1а - наложение валика 5 (а, б) и т.д.; 7, 8 - наложение сварных швов приварки половин накладки (порядковые номера валиков приняты по рисунку 9 а, б, в)

Рисунок 11 - Порядок наложения сварных швов приварки накладки с поочередным наложением слоев внутреннего и внешнего сварного шва



При вертикальной врезке

При горизонтальной врезке

Наложение слоев сварных швов производят в следующем порядке: 1, 2, 3, 4 - наложение валиков внешнего шва 1, 2, 3 (в), затем 4 (в), затем 5 (в), затем 6 (в); 5, 5а, 6, 6а - наложение валиков внутреннего шва 5 (а, б), затем 6 (а, б); 7, 8 - наложение сварных швов приварки половин накладки (порядковые номера валиков приняты по рисунку 9 а, б, в)

Рисунок 12 - Порядок наложения сварных швов приварки накладки с последовательным наложением слоев внутреннего и внешнего сварного шва

- сварка нахлесточных швов с наплавленными швами (рисунок 9 в, валики 4-6);

- сварка внутренних угловых швов накладки с отводным патрубком (см. рисунок 9 а, б, валики 5-6) (валик 5 следует накладывать как можно ближе к валику 3).

7.2.12 Сварку первого (корневого) слоя наружного нахлесточного шва рекомендуется выполнять электродами одной марки диаметром 2,5-3,25 мм, заполняющих и облицовочных слоев наружного и внутреннего швов - электродами диаметром 3,0-4,0 мм типа Э50А.

7.2.13 При сварке обратноступенчатым способом следует соблюдать правила послойного смещения мест начала и окончания сварки на величину от 25 до 30 мм.

Минимальный катет наружного нахлесточного шва накладки с газопроводом должен быть равным 0,5 толщины стенки накладки, но не менее 6 мм для газопровода с толщиной стенки 6,5 мм, максимальный катет не должен превышать толщину стенки накладки.

Минимальный катет внутреннего углового шва патрубка с накладкой должен быть равным 0,4 мм толщины стенки отводного патрубка, но не менее 6 мм.

Облицовочные швы внутреннего углового шва приварки патрубка к накладке (и половин накладки между собой) должны иметь плавный переход к основному металлу патрубка и накладки с перекрытием наружных свариваемых кромок в каждую сторону на величину от 2,5 до 3,5 мм.

7.2.14 В процессе наложения сварного шва приварки накладки каждый слой перед наложением последующего необходимо тщательно очистить от шлака и брызг расплавленного металла и проверить на отсутствие трещин и пор.

7.2.15 По завершении наложения сварных швов приварки накладки производят визуальный контроль сварных швов и контроль качества сварных швов неразрушающими методами.

7.2.16 Монтаж и приварку патрубков трубной обвязки запорных устройств перекрытия полости газопровода «Стопл» производят аналогично 7.2.2-7.2.8.

7.3 Монтаж и приварка узла врезки с конструктивным исполнением «разрезная муфта с отводным патрубком» (тип II)

7.3.1 Монтаж муфты с отводным патрубком производят на расстоянии порядка 1,5 диаметра газопровода от его поперечного сварного шва.

Расстояние между продольным сварным швом газопровода из прямошовных труб и сварным швом приварки отводного патрубка и муфты к стенке газопровода допускается не менее 150 мм. Расстояние между продольным сварным швом газопровода из прямошовных труб и продольным сварным швом муфты допускается не менее 150 мм.

Монтаж и приварку отводного патрубка на газопроводе из спирально-шовных труб производят на равном расстоянии от спиральных сварных швов.

7.3.2 Монтаж, сборку и сварку разрезной муфты с отводным патрубком и газопроводом производят в следующей последовательности:

- монтаж, сборка и сварка угловыми швами (двумя) отводного патрубка с газопроводом;

- монтаж, сборка и сварка половин разрезной муфты на газопроводе на подкладных пластинах;

- сварка угловыми швами патрубка с муфтой и газопроводом.

7.3.3 Сборка и сварка должны выполняться в соответствии с требованиями операционной технологической карты сборки и сварки разрезной муфты с отводным патрубком, разработанной и утвержденной специализированной организацией, выполняющей сварочные работы.

7.3.4 Разделку кромок отводного патрубка и муфты производят в стационарных условиях до начала сварочно-монтажных работ на газопроводе под давлением.

Разделку кромок отводного патрубка и отверстия муфты для сварки с отводным патрубком производят по шаблону в соответствии с рисунком 8 аналогично 7.2.4. Разделку стыковых кромок для сварки продольных швов муфты производят в соответствии с рисунком 13:

- стыковые кромки симметричной разделки с углом скоса 30° ± 5° и притуплением от 1,5 до 2,5 мм для горизонтальной врезки;

- стыковые кромки несимметричной разделки с углом скоса кромок верхней половины муфты 30° ± 5°, нижней половины - 10° ± 5° для вертикальной врезки.

Наружные и внутренние поверхности, прилегающие к свариваемым кромкам патрубка и разрезной муфты, зачищают до металлического блеска на ширину не менее 10 мм.

7.3.5 Удаляют влагу с поверхности трубы газопровода в месте установки муфты с отводным патрубком, нагревая поверхность трубы нагревателем или газовой горелкой.

7.3.6 Устанавливают отводной патрубок на поверхности трубы, строго контролируя при этом поверочным угольником по ГОСТ 3749 угол 90° между осями трубы газопровода и отводного патрубка. Допустимый зазор между отводным патрубком и поверхностью газопровода должен быть в пределах от 2 до 3 мм.

Производят предварительный подогрев и фиксируют отводной патрубок в установленном положении прихватками. Прихватки кромок отводного патрубка с стенкой газопровода выполняют равномерно по периметру, количество прихваток должно быть не менее трех, длиной от 30 до 50 мм. Выполнение прихваток в местах пересечения продольного шва патрубка и газопровода не допускается.

7.3.7 Приваривают патрубок к стенке газопровода (корневой шов и один заполняющий), как показано на рисунке 9 а, б, валики 1-2.

7.3.8 Устанавливают половины разрезной муфты на поверхность газопровода. Допустимый зазор между муфтой и патрубком принимают в пределах от 0 до 3 мм (см. рисунок 8 а, б). Допустимый зазор между телом муфты и газопровода на продольных швах с учетом размещения подкладной пластины (см. рисунок 13) принимают в пределах от 1,5 до 5,0 мм.

Производят предварительный нагрев и выполняют прихватку половин муфты на продольных стыковых швах. Количество прихваток определяется длиной продольного сварного шва, длина прихваток от 30 до 50 мм. Прихватки должны обеспечить проплавление свариваемых кромок с подкладной пластиной и/или между собой согласно 7.4.7. Прихватки зачищают механическим способом.

Сборку половин разрезной муфты на газопроводе производят аналогично сборке половин разрезного тройника согласно 7.4.6.

При монтаже муфты используют наружные центраторы или специальные монтажные разъемные муфты и снимают их после наложения корневого шва.



а) с выборкой под подкладную пластину (для тройников - типы III-V и муфт - тип II)

б) без выборки под подкладную пластину (для муфт - тип II)

1 и 2 - верхняя и нижняя половины стенки тройника, муфты; 3 - стенка газопровода; 4 - подкладная пластина под продольный шов

Рисунок 13 - Форма разделки кромок и сборка продольных стыковых соединений разрезного тройника, разрезной муфты (пример)

7.3.9 Сваривают продольные кромки муфты. Сварку продольных стыковых сварных соединений половин разрезной муфты выполняют аналогично сварке продольных стыковых сварных соединений половин разрезного тройника согласно 7.4.8.

7.3.10 Муфту к отводному патрубку и стенке газопровода приваривают аналогично приварке внутреннего шва накладки (см. рисунок 9 а, б, валики 3-6, валик 3 наплавлен на поверхности трубы). Сварку внутренних угловых швов половины муфты с отводным патрубком и стенкой газопровода выполняют обратноступенчатым способом с поочередным нанесением слоев (см. рисунок 9 а, б, валики 5, 6) электродами диаметром 2,5-4,0 мм с режимами сварки, приведенными в таблице 6.

7.3.11 В процессе сварки производят тщательную очистку от шлака и брызг наплавленного металла и контроль отсутствия трещин и пор каждого слоя сварного шва перед наложением последующего. По окончании сварки производят визуальный контроль сварных швов согласно 8.1.4 и контроль качества швов неразрушающими методами согласно 8.3.2.

7.3.12 Вентиляционное отверстие в теле муфты герметизируют отверждающимся на воздухе герметиком во избежание коррозии поверхности трубы газопровода под муфтой.

7.4 Монтаж и приварка узла врезки с конструктивным исполнением «разрезной тройник» (типы III, IV, V)

7.4.1 Монтаж тройников от поперечных сварных швов газопровода допускается на расстоянии порядка 1,5 диаметра газопровода.

При выборе места для монтажа тройников для перекрытия полости газопровода следует учесть, что в предполагаемом месте перекрытия полости газопровода не должно быть продольного или спирального сварного шва по нижней образующей трубы.

При вертикальной врезке разрезного тройника продольные стыковые соединения половин тройника располагают на середине боковых четвертей трубы, при горизонтальной врезке - на середине верхней и нижней четвертей трубы. Расстояние между продольным сварным швом газопровода из прямошовных труб и продольным сварным швом тройника допускается не менее 150 мм.

7.4.2 Монтаж, сборку и сварку разрезного тройника с газопроводом производят в следующей последовательности:

- монтаж, сборка разрезного тройника и выполнение прихваток продольных стыковых соединений с подкладной пластиной и/или между собой на газопроводе;

- сварка половин разрезного тройника продольными швами на подкладной пластине;

- сварка кольцевыми нахлесточными швами тройника с газопроводом.

7.4.3 Сборку и сварку узла врезки выполняют в соответствии с требованиями операционной технологической картой сборки и сварки разрезного тройника, разработанной специализированной организацией, выполняющей сварочные работы. 7.4.4 Разрезной тройник должен иметь кромки, подготовленные под сварку и зачищенные механическим способом до металлического блеска на ширину не менее 10 мм. Разделку кромок продольных и кольцевых сварных швов разрезного тройника производят в заводских условиях.

7.4.5 Удаляют влагу с поверхности трубы в месте установки тройника, нагревая ее нагревателем или газовой горелкой.

Тройник устанавливают на трубу. Подгоняют обе половины тройника к поверхности трубы, строго контролируя угол в 90° между осями трубы и ответвления тройника.

Устанавливают (пропускают с торца тройника) подкладные пластины в специальную выборку, выполненную в заводских условиях. Подкладные пластины под продольными стыковыми соединениями разрезных тройников должны выходить за торцы тройника на расстояние не менее 100 мм в каждую сторону.

7.4.6 Сборку разрезного тройника и его фиксирование на газопроводе производят с необходимыми зазорами для сварки. Допустимый зазор между половинами тройника на продольных стыках с учетом размещения металлической подкладной пластины должен быть в пределах от 1,5 до 5 мм. Зазор между торцом тройника и поверхностью трубы на кольцевых швах не должен превышать 3 мм. При превышении указанной величины зазора место установки узла врезки сдвигают. Внутреннее смещение стыкуемых кромок продольного стыкового соединения половин тройника не должно превышать 1,2 мм.

При монтаже тройника используют сборочные приспособления - специальные монтажные разъемные муфты или наружные центраторы - и снимают их после сварки не менее 60 % длины корневого и первых двух заполняющих слоев.

7.4.7 Производят предварительный нагрев свариваемых поверхностей ручной дуговой сваркой электродами, рекомендованными для сварки корневого слоя шва, и фиксируют обе половины тройника между собой прихватками. Прихватки должны обеспечить сплавление свариваемых кромок с подкладной пластиной и/или между собой и зачищаться механическим способом.

7.4.8 Производят предварительный нагрев и сваривают продольные швы тройника. Последовательность наложения слоев при сварке продольных швов разрезного тройника приведена на рисунке 14.



1-10 - порядковые номера слоев приварки тройника

Рисунок 14 - Последовательность наложения слоев при сварке продольных швов разрезного тройника

Общее направление сварки одновременно двумя сварщиками продольных швов тройника Dy ? 600 мм мм < справа налево > слева направо

1, 2, 3, 4, 5, 6 - направление сварки корневого и первых двух заполняющих слоев обратноступенчатым способом при общем направлении сварки справа налево первого продольного стыкового соединения;

1', 2', 3', 4', 5', 6' - направление сварки корневого и первых двух заполняющих слоев обратноступенчатым способом при общем направлении сварки слева направо второго продольного стыкового соединения



Общее направление сварки одновременно четырьмя сварщиками продольных швов тройника Dy>600 мм

< > от центра к торцам

> < от торцов к центру

1, 2, 3 - направление сварки корневого и первых двух заполняющих слоев обратноступенчатым способом от центра к торцам первого продольного стыкового соединения;

1', 2', 3' - направление сварки корневого и первых двух заполняющих слоев обратноступенчатым способом от торцов к центру второго продольного стыкового соединения

1 - разрезной тройник; 2 - газопровод; 3 - продольный шов тройника; 4 - металлическая подкладная пластина под продольный шов; 5 - V-образная временная технологическая выводная планка

Рисунок 15 - Порядок наложения корневого и первых двух заполняющих слоев продольных швов тройника двумя (а) и четырьмя (б) сварщиками

7.4.9 Сварку корневого и первых двух заполняющих слоев выполняют обратноступенчатым способом, соблюдая правила послойного смещения мест начала и окончания сварки на величину от 25 до 30 мм. Последующие заполняющие и облицовочные слои выполняют методом непрерывной сварки наложением параллельных валиков с перекрытием от 2,0 до 3,0 мм в тех же направлениях с началом или окончанием сварки на технологических планках. Первые заполняющие слои сваривают по центру шва, последующие - параллельно. Сначала накладывают нижний валик, далее средний, а затем верхний при расположении продольных швов на боковых четвертях трубы газопровода. Общее усиление облицовочных слоев шва должно быть высотой от 1 до 3 мм и иметь плавный переход к основному металлу тройника с перекрытием наружных свариваемых кромок в каждую сторону на величину от 2,5 до 3,5 мм.

7.4.10 В процессе сварки производят тщательную очистку от шлака и брызг наплавленного металла и контроль отсутствия трещин и пор каждого слоя сварного шва перед наложением последующего. По окончании сварки производят визуальный контроль продольных швов и контроль качества швов неразрушающими методами.

7.4.11 Аккуратно срезают шлифмашинкой концы металлических прокладок с технологическими планками, превышающие длину тройника.

7.4.12 Приварку кольцевых нахлесточных швов тройника к газопроводу производят в строгой последовательности: сначала первое по направлению движения потока газа сварное соединение, затем второе.

7.4.13 Приварку кольцевых нахлесточных швов тройника на газопроводе под давлением производят с обязательным наложением на тело трубы газопровода наплавленного шва с последующей приваркой к нему тройника.

При превышении эквивалента углерода тройника над эквивалентом углерода трубы приварку тройника производят с обязательным наложением наплавленного шва на тело трубы газопровода и на поверхность тройника.

7.4.14 Сварку кольцевого нахлесточного шва тройника с газопроводом необходимо выполнять в следующей последовательности:

- наложение трех (четырех) параллельных наплавленных швов на поверхность полного периметра газопровода, как показано на рисунке 16 I, II (валики 1, 2, 3); при наложении наплавленных швов глубина проплавления стенки газопровода должна быть не более 2,4 мм, ширина - не менее 1,4 толщины стенки газопровода;