Ударные воздействия на сварные конструкции запрещаются при какой температуре
5.9. Сборка элементов (деталей) в плоскостные и пространственные конструкции на сборочной площадке должна производиться на стеллажах или стендах с применением сборочных приспособлений, обеспечивающих требуемую точность сборки.
В монтажной практике для сборки конструкций применяют главным образом фиксирующие, стягивающие и распорные устройства. Наиболее распространенные приспособления этого типа приведены в приложении 13.
5.10. Собранные элементы (изделия) должны прихватываться в нескольких местах ручной дуговой или механизированной сваркой. Прихватки должны располагаться на равном расстоянии друг от друга в местах последующего наложения сварного шва.
Длина прихваток должна быть не менее 50 мм и расстояние между ними не более 500 мм, а в конструкциях из стали с пределом текучести 440 МПа длина прихваток должна быть не менее 100 мм, расстояние между прихватками не более 400 мм. Высота прихватки должна составлять 0,3 – 0,5 высоты будущего шва, но не менее 3 мм.
Катет шва прихваток под ручную дуговую сварку угловых и тавровых соединений должен быть равен катету шва, установленному рабочей документацией. В этом случае прихватки последующей переплавке не подлежат.
Катет шва прихваток под автоматическую и механизированную сварку должен быть 3-5 мм и при наложении основного шва прихватка должна быть переплавлена.
Запрещается наложение прихваток у кромок, не подлежащих сварке, в местах пересечения швов и на краях будущих швов.
Прихватки должны выполняться сварщиками, имеющими допуск на сварку подобных изделий, и по возможности теми, кто будет сваривать данное соединение, теми же сварочными материалами, которые будут применяться для сварки основных швов.
5.11. Прихватки должны быть полностью перекрыты и по возможности переварены при наложении основного шва.
Прихватки выполняются на режимах, рекомендованных для сварки таких швов. Прихватки должны быть зачищены от шлака и проконтролированы. К качеству прихваток предъявляются такие же требования, как и к основному сварному шву. Прихватки, имеющие недопустимые дефекты, следует удалять механическим способом.
В сварных соединениях, осуществляемых полуавтоматами, прихватки могут выполняться электродами, обеспечивающими заданную прочность шва, или механизированной сваркой.
Необходимость и режим предварительного подогрева при наложении прихваток определяются теми же критериями, что и при сварке основного шва (см. п. 6.1.14 настоящего РД).
5.12. Не допускается переносить и кантовать тяжелые и крупногабаритные конструкции и их элементы, собранные только на прихватках, без применения приспособлений, обеспечивающих неизменяемость их формы. После кантовки или транспортировки собранного на прихватках элемента (конструкции) последний подвергается контролю на соответствие геометрических размеров требованиям чертежей.
При сборочных работах запрещаются ударные воздействия на сварные конструкции из сталей:
с пределом текучести 390 МПа (40 ) и менее – при температуре ниже минус 25°С;
с пределом текучести свыше 390 МПа (40 ) – при температуре ниже 0°С.
5.13. При совмещении установки временных креплений и прихваток наложение последних следует производить после приварки креплений.
5.14. Приварку вспомогательных элементов (временных технологических креплений, строповочных устройств и др.) следует выполнять ручной дуговой или механизированной сваркой в углекислом газе с использованием сварочных материалов, указанных в табл. 3.2 и 3.5.
5.15. Приварка вспомогательных элементов в разделку шва не допускается, они должны привариваться на расстоянии не менее 30 мм от кромки разделки (шва).
Перед приваркой вспомогательных элементов места наложения сварных швов должны быть зачищены.
Места приварки строповочных устройств должны быть указаны в чертеже или ПТД.
Удаление приваренных сборочных и монтажных приспособлений следует производить огневой резкой или механическим способом без повреждения основного металла и применения ударных воздействий. Места их приварки необходимо зачистить заподлицо с основным металлом, недопустимые дефекты исправить.
Необходимость удаления сборочных болтов в монтажных сварных соединениях после окончания сварки определяет монтажная организация.
6. Технология сварки
6.1. Общие указания
6.1.1. К сварке металлоконструкций следует приступать после приемки сборочных работ мастером по сварке или другим ответственным лицом, а также после проверки условий производства работ и выполнения организационных мероприятий по обеспечению безопасности производства работ (защита от атмосферных осадков, наличие площадок, лесов, подмостей, приставных лестниц и т.д.).
Сварку конструкций при укрупнении и в проектном положении следует проводить после проверки правильности сборки.
6.1.2. Последовательность выполнения сварных швов должна быть такой, чтобы обеспечивались минимальные деформации конструкции и предотвращались появления трещин в сварных соединениях.
Сварка сложных узлов металлоконструкций (двутавровых балок большого сечения, монтажных стыков подкрановых балок, узлов соединения балок с колоннами и др.) должна выполняться по технологическим картам или инструкциям, в которых указаны последовательность наложения швов и приемы, обеспечивающие минимальные деформации и остаточные напряжения в конструкции.
6.1.3. Сварку необходимо выполнять на стабильном режиме. Допускаемые отклонения принятых значений силы сварочного тока и напряжения на дуге не должны превышать от номинальных.
6.1.4. Подключение постов автоматической и механизированной сварки, а также однопостовых источников питания дуги должно быть произведено к распределительным шкафам (сборкам), соединенным с подстанцией отдельным фидером.
Подключение к этим шкафам грузоподъемных механизмов не допускается.
Источник сварочного тока должен подключаться к сети через индивидуальную пусковую аппаратуру (электромагнитный пускатель, рубильник).
6.1.5. Швы длиной более 1 м, выполняемые ручной или механизированной сваркой, следует сваривать обратноступенчатым способом (рис. 6.1, а).
При толщине стали 15-20 мм и более рекомендуется применять сварку способом “двойного слоя” (рис. 6.1, б). Заваривают на участке I длиной 250-300 мм первый слой шва 1, быстро счищают (после потемнения) с него шлак и заваривают на этом же участке второй слой 2. Затем в таком же порядке заваривают участки II, III и т.д. Сварку второго слоя выполняют по горячему первому слою. Остальные слои (валики) выполняют обычным обратноступенчатым способом.
Сварка листовых объемных конструкций из стали толщиной более 20 мм, особенно из стали с пределом текучести 390 МПа и более, должна производиться способами, обеспечивающими уменьшение скорости охлаждения – каскадом или “горкой” (рис. 6.1, в, г).
6.1.6. При изготовлении металлоконструкций следует по возможности создавать условия для наиболее удобного выполнения сварных соединений: в нижнем положении, с поворотом изделия; тавровые соединения предпочтительно выполнять “в лодочку” с кантовкой или поворотом изделия.
6.1.7. При сварке перекрещивающихся швов в первую очередь следует сваривать швы, выполнение которых не создает жесткого контура для остальных швов. Нельзя прерывать сварку в месте пересечения и сопряжения швов.
Стыковые швы должны выполняться в первую очередь, а угловые швы – во вторую.
6.1.8. При перерыве процесса сварки под флюсом возобновлять сварку можно только после очистки конца шва на длине не менее 50 мм и кратера от шлака; этот участок и кратер следует перекрыть швом.
6.1.9. При ручной дуговой и механизированной сварке сварные швы необходимо выполнять многослойным способом слоями высотой 4-6 мм; каждый слой шва перед наложением последующего слоя должен быть очищен сварщиком от шлака и брызг металла, после чего нужно провести визуальный контроль поверхности шва.
Участки слоев шва с порами, раковинами и трещинами должны быть удалены механическим способом. Допускается выборка дефектного участка огневым способом с последующей механической зачисткой мест выборки.
6.1.10. При многослойной сварке разбивать шов на участки следует с таким расчетом, чтобы стыки участков (“замки” швов) в соседних слоях не совпадали, а были смещены на величину не менее 20 мм.
6.1.11. При двусторонней ручной или механизированной сварке стыковых, угловых и тавровых соединений необходимо перед выполнением шва с обратной стороны удалить корень шва до чистого бездефектного места.
6.1.12. Придание угловым швам вогнутого профиля и плавного перехода к основному металлу, а также выполнение стыковых швов без усиления (если это предусмотрено чертежами КМД), как правило, осуществляют подбором режимов сварки и соответствующим пространственным расположением свариваемых деталей или механизированной зачисткой абразивным инструментом. Механическая обработка швов производится способами, не оставляющими на их поверхности зарубок, надрезов и других дефектов.
6.1.13. При температуре окружающего воздуха ниже 0°С ручную дуговую сварку металлоконструкций независимо от марки свариваемой стали следует выполнять электродами с основным (фтористо-кальциевым) типом покрытия.
6.1.14. Ручную и механизированную дуговую сварку стальных конструкций разрешается производить без подогрева при температуре окружающего воздуха, приведенной в табл. 6.1, автоматическую сварку под флюсом – при температуре окружающего воздуха, приведенной в табл. 6.2. При более низкой температуре окружающего воздуха сварку надлежит производить с предварительным местным подогревом металла до 120-160°С в зоне шириной не менее 100 мм с каждой стороны соединения.
6.1.15. Места приварки монтажных приспособлений к элементам конструкций из стали толщиной более 25 мм с пределом текучести 390 МПа (40 ) и более необходимо предварительно подогреть до 120-160°.
6.1.16. При температуре окружающего воздуха ниже минус 5°С сварку шва следует производить без перерыва, за исключением времени, необходимого на смену электрода или электродной проволоки и зачистку шва в месте возобновления сварки.
8.1 Общие требования
8.1.1 При изготовлении и монтаже резервуаров применяют следующие электродуговые способы сварки:
– механизированную дуговую сварку плавящимся электродом в защитном газе;
– автоматическую дуговую сварку плавящимся электродом под флюсом;
– механизированную дуговую сварку самозащитной порошковой проволокой;
– механизированную дуговую сварку самозащитной порошковой проволокой в среде защитного газа;
– ручную дуговую сварку.
8.1.2 Организации-подрядчики (изготовитель и монтажник) разрабатывают операционные технологические карты по сварке и контролю сварных соединений.
Технологические процессы заводской и монтажной сварки должны обеспечивать параметры сварных соединений в соответствии с требованиями проектов КМ и ППР и настоящего стандарта к физико-механическим характеристикам, геометрическим размерам, предельным параметрам и видам дефектов (см. 5.2.1.8, 5.2.3, 8.1.6, 8.1.7, 8.1.9.2, 8.2).
Руководство сварочными работами и сварку металлоконструкций резервуаров должны выполнять специалисты, аттестованные в соответствии с [16].
8.1.3 Заводскую сварку резервуарных конструкций следует выполнять в соответствии с утвержденным технологическим процессом, в котором должны быть предусмотрены:
– требования к форме и подготовке кромок свариваемых деталей;
– способы и режимы сварки, сварочные материалы, последовательность выполнения технологических операций;
– указания по подготовке и сборке деталей перед сваркой с использованием кондукторов.
8.1.4 Монтажную сварку конструкций выполняют в соответствии с указаниями ППР, в котором должны быть предусмотрены:
– наиболее эффективные способы сварки монтажных соединений;
– форма подготовки свариваемых элементов;
– технологические режимы сварки;
– необходимые технологическая оснастка и оборудование;
– указания по климатическим (температура, ветер, влажность) условиям выполнения сварочных работ.
8.1.5 Применяемые сварочные материалы, требования к условиям их хранения должны соответствовать стандартам или ТУ на поставку сварочных материалов.
Сварочные материалы и технологии сварки должны быть аттестованы по [17] – [19].
8.1.6 Способы и режимы сварки конструкций должны обеспечивать:
– уровень механических свойств и хладостойкости сварных соединений, предусмотренных проектной документацией;
– уровень дефектности, не превышающий требований настоящего стандарта (см. 8.2, 8.3).
8.1.7 Коэффициент формы наплавленного шва (прохода) должен быть в пределах от 1,3 до 2,0. Допускается выполнение прерывистых сварных швов за один проход в нерасчетных соединениях элементов резервуаров, не оказывающих влияния на их герметичность.
8.1.8 Временные технологические детали, привариваемые к резервуару при изготовлении элементов и монтаже и подлежащие удалению, должны быть удалены без ударного воздействия на элементы резервуара, а остатки сварных швов – зачищены заподлицо с основным металлом и проконтролированы.
8.1.9 Требования к механическим свойствам сварных соединений
8.1.9.1 Механические свойства (кроме твердости) металла угловых, нахлесточных и тавровых соединений определяют на образцах, вырезанных из стыковых сварных соединений-прототипов. Стыковые соединения-прототипы должны выполняться с использованием марок сталей, сварочных материалов и оборудования, предназначенных для сварки указанных выше типов соединений.
8.1.9.2 Требования к прочностным характеристикам
Металл сварных соединений должен быть равнопрочен основному металлу. Испытания следует проводить на трех образцах типа XII или XIII по ГОСТ 6996. К металлу сварного шва сопряжения стенки с днищем (уторного шва) предъявляют дополнительное требование равнопрочности с основным металлом по нормативному значению предела текучести.
8.1.9.3 Требования к ударной вязкости сварных соединений
Ударная вязкость при установленной температуре испытаний должна быть не менее значений, указанных в 5.2.3.
Температуру испытаний устанавливают в соответствии с требованиями 5.2.3.2.
Испытания на ударный изгиб (ударную вязкость) следует проводить для металла сварного шва и зоны термического влияния стыковых соединений элементов групп А и Б. При этом определяют ударную вязкость металла шва и зоны термического влияния (ЗТВ) на трех поперечных образцах (по шву – три образца; по ЗТВ – три образца) с острым надрезом типа IX (для толщины основного металла 11 мм и более) и типа X (для толщины основного металла 6-10 мм) по ГОСТ 6996.
8.1.9.4 Требования к технологическим испытаниям на изгиб сварных соединений
При испытаниях сварных соединений на статический изгиб среднеарифметическое значение угла изгиба шести поперечных образцов (тип XXVII по ГОСТ 6996) должно быть не менее 120°, а минимальное значение угла изгиба одного образца – не ниже 100°. При толщине основного металла до 12 мм включительно испытания проводят изгибом образца с корнем шва внутрь (на трех образцах) и корнем шва наружу (на трех образцах), а при толщине основного металла более 12 мм – изгибом образцов «на ребро» (на шести образцах).
8.2 Технические требования к сварным соединениям
8.2.1 Конструкция сварных соединений элементов резервуара должна соответствовать требованиям КМ и ППР.
8.2.2 По внешнему виду сварные швы должны соответствовать следующим требованиям:
– металл шва должен иметь плавное сопряжение с основным металлом;
– швы не должны иметь следующих дефектов: трещин любых видов и размеров, несплавлений, грубой чешуйчатости, наружных пор и цепочек пор, прожогов и свищей.
8.2.3 Значения подрезов основного металла не должны превышать указанных в таблице 16.
Таблица 16. Допускаемое значение подреза основного металла в стыковом шве
| Наименование сварного соединения | Допускаемое значение подреза при уровне ответственности резервуара | ||
|---|---|---|---|
| IV | III | I; II | |
| Вертикальные поясные швы и соединение стенки с днищем | 5 % толщины, но не более 0,5 мм | Не более 0,5 мм | Не более 0,3 мм |
| Горизонтальные соединения стенки | 5 % толщины, но не более 0,8 мм | 5 % толщины, но не более 0,6 мм | 5 % толщины, но не более 0,5 мм |
| Прочие соединения | 5 % толщины, но не более 0,8 мм | 5 % толщины, но не более 0,6 мм | 5 % толщины, но не более 0,6 мм |
| Примечание – Длина подреза не должна превышать 10 % длины шва в пределах листа. | |||
8.2.4 Выпуклость швов стыковых соединений элементов резервуара не должна превышать значений, указанных в таблице 17.
Таблица 17. Выпуклость стыковых сварных швов
| Толщина листов, мм | Максимальное значение выпуклости, мм | |
|---|---|---|
| Вертикальных соединений стенки | Прочих соединений | |
| До 12 включ. | 1,5 | 2,0 |
| Свыше 12 | 2,0 | 3,0 |
8.2.5 Для стыковых соединений деталей резервуара одной толщины допускается смещение свариваемых кромок относительно друг друга не более:
– для деталей толщиной не более 10 мм – 1,0 мм;
– для деталей толщиной более 10 мм – 10 % толщины, но не более 3 мм.
8.2.6 Максимальные катеты угловых сварных швов не должны превышать 1,2 толщины более тонкой детали в соединении.
Для деталей толщиной 4-5 мм катет углового сварного шва должен быть равен 4 мм. Для деталей большей толщины катет углового шва должен определяться расчетом или конструктивно, но быть не менее 5 мм. Данное требование не распространяется на размер шва приварки настила легкосбрасываемой крыши к верхнему кольцевому элементу стенки.
8.2.7 Выпуклость или вогнутость углового шва не должна превышать более чем на 20 % величину катета шва.
8.2.8 Допускается уменьшение катета углового шва не более чем на 1 мм. Увеличение катета углового шва допускается не более чем на:
8.2.9 Нахлесточное соединение, сваренное сплошным швом с одной стороны, допускается только для соединений днища и настила стационарной каркасной крыши; величина нахлеста должна быть не менее 60 мм для соединений полотнищ днища и не менее 30 мм – для соединений листов крыши и днища, но не менее пяти толщин наиболее тонкого листа в соединении.
8.3 Контроль качества сварных соединений
8.3.1 Контроль качества сварных соединений в процессе строительства резервуаров должен предусматривать:
– применение способов сварки, методов и объемов контроля сварных швов, адекватных уровню ответственности резервуара;
– применение оптимальных технологических сварочных процедур и материалов в соответствии с требованиями проектов КМ и ППР;
– осуществление технического и авторского надзора.
8.3.2 Применяют следующие виды контроля качества сварных соединений:
– визуально-измерительный контроль всех сварных соединений резервуара по [20];
– контроль герметичности (непроницаемости) сварных швов;
– капиллярный метод (цветная дефектоскопия), магнитопорошковая дефектоскопия для выявления поверхностных дефектов с малым раскрытием;
– физические методы для выявления наличия внутренних дефектов: радиография или ультразвуковая дефектоскопия;
– механические испытания сварных соединений образцов;
– гидравлические и пневматические прочностные испытания конструкции резервуара.
8.3.3 Методы контроля сварных соединений конструкций резервуаров представлены в таблице 18.
Таблица 18. Методы контроля сварных соединений металлоконструкций резервуаров
| Зона контроля | Метод контроля | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Визуально-измерительный | Вакуумирование | Радиографирование | Ультразвуковой | Капиллярный (цветной) | Избыточным давлением | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Днище | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Швы днища, швы накладок с днищем | + | + | – | – | – | – | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Швы днища на расстоянии 250 мм от наружной кромки | + | + | + | – | – | – | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Стенка | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Вертикальные швы 1-го и 2-го поясов | + | – | + | 1) | – | – | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Вертикальные швы остальных поясов | + | – | 2) | + | – | – | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Горизонтальные швы поясов | + | – | 2) | + | – | – | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Швы перекрестий вертикального и горизонтального шва | + | – | + | – | – | – | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Шов между патрубком и стенкой | + | + или проба («мел – керосин») | – | + | – | – | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Шов между воротником патрубка (люка) и 1-м поясом стенки | + | – | – | – | + | + | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Шов между воротником патрубка (люка) и стенкой (кроме 1-го пояса) | + | – | – | – | – | + | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Радиальные швы колец жесткости | + | – | – | – | – | + | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Места удаления сборочных приспособлений, сварные соединения элементов конструкции после их термической обработки | + | – | – | – | + | – | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Шов стенки с днищем | + | + (с внутренней стороны) | – | – | + или проба «мел – керосин» наружной стороны шва 3) | – | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Крыша | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Радиальные швы опорного кольца | + | – | – | + | – | – | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Швы настила кровли, щитов кровли | + | + | – | – | – | – | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Шов патрубка с кровлей | + | + | – | – | – | – | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Плавающая крыша (стальной понтон) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Швы коробов (отсеков) и заглушек стоек | + | – | – | – | – | + (каждый короб, отсек) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Швы центральной части | + | + | – | – | – | – | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Швы патрубков с крышей | + | + | – | – | – | – | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Зона контроля | Класс опасности резервуара | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| IV | III | II | I | ||
| 1000-9000 м3 | 10000-20000 м3 | ||||
| Вертикальные сварные соединения в поясах: | |||||
| 1,2 | 20 | 25 | 50 | 100 | 100 |
| 3,4 | 5 | 10 | 25 | 50 | 100 |
| 5,6 | 2 | 5 | 10 | 25 | 50 |
| Остальные | – | – | 5 | 10 | 25 |
| Горизонтальные сварные соединения между поясами: | |||||
| 1-2 | 3 | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 2-3 | 1 | 2 | 5 | 5 | 10 |
| 3-4 | – | – | 2 | 2 | 5 |
| Остальные | – | – | – | 2 | 2 |
