ЧАСТЬ 1. СВАРКА стыков труб в нитку

МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ

Технология сварочно-монтажных работ

 

Подготовка к сварке. Сборочно-сварочные работы

 

5.1.1 Трубы, детали трубопроводов, арматура и сварочные материалы должны пройти входной контроль в установленном порядке. Результаты контроля заносят в Журнал входного контроля.

 

5.1.2 До начала производства работ следует проверить наличие сертификатов (паспортов) на трубы, соединительные детали трубопроводов, запорную арматуру и сварочные материалы, которые будут использованы для сооружения объекта, а также соответствие маркировки обозначениям, указанным в сертификатах (паспортах).

При отсутствии клейм, маркировки, сертификатов (или других документов, удостоверяющих их качество) трубы, соединительные детали трубопроводов, запорная арматура и сварочные материалы и к сборке и сварке не допускаются.

 

5.1.3 При использовании труб с заводской разделкой кромок следует проверить соответствие формы, размеров, перпендикулярности свариваемых кромок требованиям, приведенным в разделе 7 настоящего РД.

Точность обработки кромок под сварку и размеры разделки проверяют инструментально.

 

5.1.4 Обработку (переточку) кромок под сварку в случае несоответствия заводской разделки кромок требованиям технологии сварки следует производить механическим способом с помощью специализированных станков.

 

5.1.5 При использовании труб с обработанными специальными станками торцами следует проверить соответствие формы, размеров и качества подготовки свариваемых кромок требованиям настоящего РД и Операционной технологической карты.

При подготовке труб под сварку разнотолщинных соединений необходимо, чтобы форма разделки кромок соответствовала одному из допускаемых соединений, представленных в разделе 10 (рис. 10.2.1).

 

5.1.6 Трубы, соединительные детали трубопроводов и запорная арматура с недопустимыми дефектами на их поверхностях к сборке не допускаются (раздел 7 настоящего РД).

Допускается осуществлять расточку изнутри трубы («нутрение») абразивным кругом с использованием шлифмашинок.

Следует проверить после «нутрения» соответствие минимальной фактической толщины стенки в зоне свариваемых торцов допускам, установленным в таблице 7.1.2. Качество выполнения «нутрения» фиксируется соответствующим протоколом ВИК.

 

5.1.7 Допускается производить резку труб для выполнения специальных сварочных работ (например, захлестов) механизированной кислородной, плазменно-дуговой или воздушно-дуговой резкой с последующей обработкой специализированным станком или шлифмашинкой. При этом металл кромок должен быть удален на глубину не менее 1 мм.

 

5.1.8 Форма специальной разделки кромок труб для автоматической и механизированной сварки приведена в соответствующих разделах по технологии сварки – 5.2, 5.4, 5.5, 5.6, 5.10.

 

5.1.9 Перед сборкой необходимо очистить внутреннюю полость труб и деталей трубопроводов от попавшего грунта, снега и т.п. загрязнений, а также механически очистить до металлического блеска кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб, деталей трубопроводов, патрубков запорной арматуры на ширину не менее 15 мм.

Усиление заводских продольных и спиральных швов снаружи трубы следует удалить до величины 0-0,5 мм на участке шириной 10-15 мм от торца трубы.

 

5.1.10 Перед сборкой следует осмотреть поверхности кромок свариваемых элементов. Устранить шлифованием на наружной поверхности неизолированных торцов труб или переходных колец царапины, риски, задиры глубиной до 5% от нормативной толщины стенки, но не более минусовых допусков на толщину стенки, оговоренных в Общих технических требованиях и ГОСТе на трубы.

 

5.1.11 Забоины и задиры фасок глубиной до 5 мм труб 1-й группы прочности (таблица 7.1.1) следует отремонтировать электродами с основным видом покрытия типа Э50А диаметром 2,5-3,2 мм; 2-й группы прочности (таблица 7.1.1) – электродами с основным видом покрытиям типа Э60 диаметром 3,0-3,2 мм. При этом перед началом сварки осуществляется предварительный подогрев до 100 ⁺³⁰ °С.

Отремонтированные поверхности кромок труб следует зачистить абразивным инструментом путем их шлифовки, при этом должна быть восстановлена заводская разделка кромок, а толщина стенки трубы не должна быть выведена за пределы минусового допуска.

 

5.1.12 Допускается правка плавных вмятин на концах труб глубиной не более 3,5% номинального диаметра трубы с помощью безударных разжимных устройств гидравлического типа с обязательным местным подогревом изнутри трубы до 100-150 °С независимо от температуры окружающего воздуха.

 

5.1.13 Концы труб с забоинами и задирами фасок глубиной более 5 мм или вмятинами глубиной более 3,5% от номинального диаметра труб, а также любыми вмятинами с надрывами или резкими перегибами, имеющими дефекты поверхности, исправлению не подлежат и должны быть обрезаны с последующей обработкой специализированным станком или шлифмашинкой. При этом металл кромок, образовавшихся после резки, должен быть удален на глубину не менее 1 мм.

 

5.1.14 После вырезки участка с недопустимыми дефектами следует выполнить УЗК участка, прилегающего к торцу шириной не менее 40 мм по всему периметру трубы для выявления возможных расслоений.

Если в процессе УЗК выявлено наличие расслоений, должна быть произведена обрезка трубы на расстоянии не менее 300 мм от торца и произведен ультразвуковой контроль в соответствии с выше приведенными правилами.

 

5.1.15 Ремонт труб, предназначенных для строительства подводных переходов, не допускается.

 

5.1.16 Смещение наружных кромок электросварных труб с толщиной стенки 10,0 мм и более не должно превышать 20% от нормативной толщины стенки, но составлять не более 3,0 мм.

При толщине стенки менее 10,0 мм допустимое смещение наружных кромок составляет 2 мм. Измерение величины смещения кромок допускается осуществлять шаблоном по наружным поверхностям труб.

 

5.1.17 При сборке стыков бесшовных труб с нормативной толщиной стенки 10,0 мм и более смещение их внутренних кромок не должно превышать 2,0 мм. Допускаются местные внутренние смещения кромок труб, не превышающие 3,0 мм на длине не более 100 мм.

При толщине стенки менее 10,0 мм допускается смещение внутренних кромок не более 2,0 мм. Величина наружного смещения в этом случае не нормируется, однако при выполнении облицовочного слоя шва должен быть обеспечен плавный переход поверхности шва к основному металлу.

 

5.1.18 Сборку стыков труб диаметром 426 мм и более следует производить на внутренних центраторах гидравлического или пневматического типов. Центратор не должен оставлять царапин, задиров, масляных пятен на внутренней поверхности труб.

 

5.1.19 При выполнении захлестов, в том числе путем вварки катушки, стыков соединений труба + соединительная деталь, труба + запорная арматура, а также в случаях, когда применение внутренних центраторов технически невозможно, сборку соединений осуществляют на наружных центраторах преимущественно гидравлического типа.

 

5.1.20 При сборке запрещается любая ударная правка концов труб.

 

5.1.21 При сборке заводские (как продольные, так и спиральные) швы следует смещать относительного друг друга не менее, чем на 75 мм – при диаметре труб до 530 мм включительно, на 100 мм – при диаметре труб свыше 530 мм.

 

5.1.22 В случае технической невозможности (захлесты, приварка кривых холодного гнутья и т.д.) соблюдения требований п. 5.1.21 любое изменение расстояния между смежными швами должно быть подтверждено в каждом отдельном случае представителем службы независимого технического надзора и отражено в исполнительной документации.

 

5.1.23 При установке зазора в стыках, выполняемых различными способами сварки, следует руководствоваться табл. 5.1.1.

 

5.1.24 Сборку на внутреннем центраторе стыков труб с заводской разделкой кромок или кромок, подготовленных специализированными станками, под последующую сварку корневого слоя шва механизированной сваркой методом STT или ручную дуговую сварку электродами с целлюлозным видом покрытия следует осуществлять без прихваток. Если в процессе установки технологического зазора возникла объективная необходимость в установке прихваток, то они должны быть полностью удалены в процессе сварки корневого слоя шва.

 

5.1.25 Сборку на внутреннем центраторе под последующую сварку корневого слоя шва электродами с основным видом покрытия следует осуществлять без прихваток.

В случае технической невозможности сборки без прихваток разрешается их установка в соответствии со следующими регламентациями:

- для стыков труб диаметром 426-720 мм количество прихваток должно составлять не менее 3-х при длине каждой 60-100 мм;

- для стыков труб диаметром 820-1020 мм количество прихваток должно составлять не менее 4-х при длине каждой 100-150 мм;

- для стыков труб диаметром 1220 мм количество прихваток должно составлять не менее 4-х при длине каждой 150-200 мм.

Режимы сварки при выполнении прихваток должны соответствовать режимам сварки корневого слоя шва.

 

5.1.26 Сборку труб для двухсторонней автоматической сварки под флюсом следует выполнять без зазора при помощи одной прихватки длиной не менее 200 мм, выполняемой на режиме сварки первого наружного слоя шва.

 

5.1.27 После выполнения прихваток в соответствии с п.п. 5.1.25 и 5.1.26 их следует зачистить. Начальный и конечный участок прихватки следует обработать абразивным кругом.

Таблица 5.1.1 – Величина зазоров в стыках, выполняемых различными способами сварки

Способ сварки	Диаметр электрода или сварочной проволоки, мм	Величина зазора, мм
Автоматическая сварка в среде защитных газов на оборудовании CRC-Evans AW	0,9 / 1,0	Без зазора. Допускается наличие зазора не более 0,5 мм на участках стыка длиной до 100 мм
Автоматическая сварка в среде защитных газов на оборудовании Serimer Dasa	1,0	Без зазора. Допускаются локальные зазоры до 1,0 мм на длине до 100 мм
Ручная дуговая сварка электродами с основным видом покрытия	2,5 / 2,6   3,0 / 3,2	2,0 – 3,0   2,5 – 3,5
Ручная дуговая сварка электродами с целлюлозным видом покрытия (на спуск)	3,2   4,0	1,0 – 2,5   1,5 – 2,5
Ручная дуговая сварка электродами с целлюлозным видом покрытия (на подъем)	3,2	1,5 – 3,5
Механизированная сварка методом STT	1,14	2,5 – 4,0
Автоматическая сварка методом STT	1,14	2,5 – 3,0
Двусторонняя автоматическая сварка под флюсом	3,0 / 3,2 / 4,0	Без зазора. Допускается наличие зазора не более 0,5 мм на участках стыка длиной до 100 мм
Автоматическая сварка в среде защитных газов на оборудовании СWS.02	1,0	Без зазора, допускаются локальные зазоры до 0,5 мм на длине до 100 мм
Механизированная сварка самозащитной порошковой проволокой типа Иннершилд	1,7 (1,6)	2,5 – 3,5

 

5.1.28 Прихватки следует выполнять на расстоянии не менее 100 мм от заводских швов труб на параметрах режима сварки корневого слоя шва.

 

5.1.29 Перед началом выполнения сварки корневого слоя или установкой прихваток производится подогрев торцов труб и прилегающих к ним участков в соответствии с требованиями настоящего раздела.

 

5.1.30 Предварительный подогрев стыков труб с толщиной стенки менее 22 мм должен осуществляться c помощью установок индукционного нагрева или кольцевых пропановых горелок.

Предварительный подогрев стыков труб с толщиной стенки 22 мм и более должен осуществляться только c помощью установок индукционного нагрева.

Средства нагрева должны обеспечивать равномерный подогрев торцов по периметру стыка и прилегающих к нему участков поверхностей труб в зоне шириной 150 мм (±75 мм в обе стороны от стыка).

 

5.1.31 Подогрев не должен нарушать целостность изоляции. В случае использования газопламенного нагрева следует применять термоизолирующие пояса и/или боковые ограничители пламени.

 

5.1.32 Продолжительность подогрева определяется экспериментально для каждого подогревателя в зависимости от температуры окружающего воздуха и толщины стенки трубы.

 

5.1.33 Режимы предварительного подогрева при сварке корневого слоя шва электродами с основным видом покрытия и проволокой сплошного сечения методом STT приведены в табл. 5.1.2.

 

Таблица 5.1.2 – Условия предварительного подогрева при сварке корневого слоя шва электродами с основным покрытием и проволокой сплошного сечения при сварке методом STT

 

Эквивалент углерода металла труб, %	Температура предварительного подогрева (°С) при толщине стенки трубы, мм
	до 8,0	8,1- -10,0	10,1- -12,0	12,1- -14,0	14,1- -16,0	16,1- -18,0	18,1- -20,0	Свыше 20,0
£ 0,41					-35 °С	-20 °С	-5 °С
0,42-0,46				-15 °С	+5 °С
Примечания -
	- подогрев до 50 °С при температуре окружающего воздуха ниже +5 °С и/или наличии влаги на концах труб;
	- подогрев до +100 °С при температуре окружающего воздуха ниже указанной и до 50 °С при температуре окружающего воздуха ниже +5 °С и/или наличии влаги на концах труб;
	- подогрев до +100 °С независимо от температуры окружающего воздуха.

5.1.34 Режимы предварительного подогрева при сварке корневого слоя шва электродами с целлюлозным видом покрытия приведены в таблице 5.1.3.

 

Таблица 5.1.3 – Условия предварительного подогрева при сварке корневого слоя шва электродами с целлюлозным покрытием

Эквивалент углерода металла труб, %	Температура предварительного подогрева (°С) при толщине стенки трубы, мм
	До 8,0	8,1- -10,0	10,1- -12,0	12,1- -14,0	14,1- -16,0	16,1- -18,0	18,1- -20,0	Свыше 20,0
£ 0,41		-10 °С	0 °С
0,42-0,46		0 °С

Примечания -

- подогрев до 50 °С при температуре окружающего воздуха ниже +5 °С и/или наличии влаги на концах труб;

- подогрев до +100 °С при температуре окружающего воздуха ниже указанной и до 50 °С при температуре окружающего воздуха ниже +5 °С и/или наличии влаги на концах труб;

- подогрев до +100 °С независимо от температуры окружающего воздуха;

- подогрев до +150 °С независимо от температуры окружающего воздуха;

- подогрев до +200 °С независимо от температуры окружающего воздуха.

 

5.1.35 При двухсторонней автоматической сварке под флюсом поворотных стыков труб диаметром 1020-1220 мм на трубосварочных базах типа БТС осуществляется предварительный подогрев до 50⁺³⁰ °С при температуре окружающего воздуха ниже 0 °С и/или при наличии влаги на торцах труб.

При автоматической сварке проволокой сплошного сечения в защитных газах (системы CRC-Evans AW, Serimer Dasa, CWS.02) температура на торцах труб перед выполнением корневого слоя должна составлять 50 ⁺³⁰ °С.

 

5.1.36 При выполнении ремонтных работ для устранения дефектов сварных соединений изнутри и снаружи трубы независимо от температуры окружающего воздуха и толщины стенки трубы следует произвести предварительный подогрев до минимальной температуры 100⁺³⁰ °С.

 

5.1.37 При выполнении работ по сварке стыков захлестов минимальная температура предварительного подогрева должна составить 100 ⁺³⁰ °С.

5.1.38 Непосредственно перед сваркой (прихваткой) в процессе выполнения корневого слоя шва температура на кромках труб, не должна опускаться ниже значений, приведенных в табл. 5.1.2 и 5.1.3. 

 

5.1.39 В случае остывания кромок в процессе сборки и сварки корневого слоя шва ниже температур, регламентированных в п.п. 5.1.35-5.1.38, необходимо осуществить сопутствующий подогрев до температуры предварительного подогрева.

 

5.1.40 В случае снижения температуры предварительного подогрева непосредственно перед сваркой корневого слоя шва на 10 ⁰С ниже регламентированной температуры 50 ⁰С; на 20 ⁰С ниже регламентированной температуры 100 ⁰С и на 30 ⁰С ниже регламентированных температур 150 и 200⁰С допускается ее доведение до требуемой с помощью однопламенных горелок.

5.1.41    Температуру предварительного подогрева стыков труб различных прочностных классов, разнотолщинных труб или разнотолщинных соединений устанавливают по максимальному значению, требуемому для одного из стыкуемых элементов.

 

5.1.42    Контроль выполнения требования по температуре предварительного подогрева осуществляется непосредственно перед сваркой корневого слоя шва (прихваткой) в каждой четверти по периметру стыка. Измерения производят на наружной поверхности трубы на расстоянии 10-15 и 60-75 мм от торца трубы поверенным цифровым контактным термометром.

 

5.1.43 Межслойная температура в процессе выполнения сварных швов всеми способами сварки (кроме механизированной сварки проволокой Иннершилд) стыков труб из сталей прочностных классов до К60 включительно должна находиться в пределах 50-250 °С. Для механизированной сварки проволокой Иннершилд межслойная температура должна составлять 50¸200°С.

 

5.1.44 С целью предотвращения быстрого остывания стыков после сварки следует применять защитные теплоизолирующие пояса (кожухи).

 

5.1.45 Удаление (сдвиг) внутреннего центратора разрешается после выполнения всего периметра корневого слоя шва независимо от способа сварки (кроме сварки электродами с целлюлозным видом покрытия). При сварке электродами с целлюлозным видом покрытия удаление центратора осуществляется после выполнения корневого слоя шва и горячего прохода.

 

5.1.46 При выполнении сборки стыков на наружном центраторе он может быть удален после выполнения не менее 60% периметра корневого слоя шва. При этом участки корневого слоя шва должны равномерно располагаться по периметру стыка. После снятия центратора все сваренные участки должны быть зачищены, а их концы обработаны абразивным кругом.

 

5.1.47 Опуск трубы на опоры (лежки) разрешается:

- после выполнения корневого слоя шва ручной дуговой сваркой электродами с основным видом покрытия, механизированной сваркой в среде углекислого газа методом STT и автоматической сваркой проволокой сплошного сечения в защитных газах;

- после выполнения корневого слоя шва и горячего прохода ручной дуговой сваркой электродами с целлюлозным видом покрытия;

 

Не допускается перемещать или подвергать любым внешним воздействиям до полного завершения сварки стыки захлестов, соединений труба – соединительная деталь трубопровода, труба – запорная арматура, а также ремонтируемые стыки.

 

5.1.48 Сварка каждого слоя шва выполняется не менее чем 2 сварщиками, за исключением технологии выполнения корневого слоя изнутри трубы комплексами CRC-EVANS AW, автоматической сварки под слоем флюса на трубосварочных базах типа БТС и ССТ-ПАУ и ручной дуговой сварки подварочного слоя шва.

 

5.1.49 Зажигание дуги следует производить в разделке кромок или с поверхности уже выполненных участков шва. Запрещается зажигать дугу на поверхности трубы или детали.

 

5.1.50 Корневой слой шва стыков труб диаметром 1020-1220 мм при возможности должен быть зачищен изнутри трубы, после чего осуществляется его визуальный контроль.

 

5.1.51 Выполнение подварочного слоя стыков труб диаметром 1020-1220 мм производится в случаях:

- выполнения сварки разнотолщинных стыков труб или стыков «труба + соединительная деталь» и «труба + запорная арматура» – по всему периметру сварного соединения;

- сварки корневого слоя шва электродами с основным и целлюлозным видами покрытия, механизированной сваркой в среде углекислого газа методом STT – в местах видимых дефектов – несплавлений, непроваров и других поверхностных дефектов, а также на участках периметра со смещениями кромок более 2 мм (при условии, что эти смещения являются допустимыми). В этом случае общая протяженность участков подварки не должна превышать 1/2 периметра трубы.

Перед выполнением подварочного слоя следует проконтролировать температуру изнутри трубы, которая должна составлять 50-250 ^ОС. В случае снижения температуры ниже 50 ^ОС следует произвести подогрев стыка до температуры 50^{+30 О}С.

Подварка изнутри трубы должна осуществляться электродами с основным видом покрытия согласно п.п. 5.10.1.7, 5.10.1.8, 5.10.1.4 настоящего РД.

 

5.1.52 В случае объективной необходимости непродолжительного перерыва в работе, выполняемой при температуре воздуха ниже +5 °С и/или при наличии осадков, следует накрыть стык термоизолирующим поясом. При этом перед возобновлением сварки следует проконтролировать температуру стыка и, при необходимости, подогреть стык до минимальной межслойной температуры.

 

5.1.53    Минимальное количество слоев шва, выполняемых при сварке каждым из разрешенных к применению способов, определяется в процессе подготовки операционных технологических карт и регламентируется по результатам аттестации технологии сварки.

 

5.1.54 В процессе сварки стыка необходимо производить зачистку всех слоев шва от шлака и брызг металла.

 

5.1.55 Сварку каждого прохода следует начинать и заканчивать с обеспечением следующих минимальных расстояний от заводских швов труб или соединительных деталей:

- 50 мм для диаметров менее 820 мм;

- 100 мм для диаметров 820 мм и более.

 

5.1.56 Место начала сварки каждого последующего слоя должно быть смещено относительно начала предыдущего слоя шва не менее чем на 30 мм.

Места окончания сварки смежных слоев шва («замки» шва) должны быть смещены относительно друг друга на расстоянии 70-100 мм.

При многоваликовой сварке толстостенных элементов (один проход выполняется несколькими валиками) места начала сварки и «замки» соседних валиков должны быть смещены один относительно другого не менее чем на    30 мм.

 

5.1.57 Не допускается оставлять незаконченными сварные соединения с толщинами стенок до 10,0 мм включительно. Не следует оставлять не полностью сваренные стыки с толщинами стенок более 10,0 мм. В случае, когда производственные условия не позволяют завершить сварку, необходимо соблюдать следующие требования:

- стык должен быть сварен не менее чем на 2/3 толщины стенки трубы;

- незавершенный стык следует накрыть водонепроницаемым теплоизолирующим поясом, обеспечивающим замедленное и равномерное остывание;

- перед возобновлением сварки стык должен быть вновь нагрет до требуемой минимальной межслойной температуры;

- стык должен быть полностью завершен в течение 24 часов.

 

При несоблюдении указанных условий стык подлежит вырезке.

 

 

5.1.58 Не допускается оставлять не полностью сваренные стыки при выполнении специальных сварочных работ – сварке захлестов, разнололщинных соединений труб и соединений труба + соединительная деталь трубопровода, труба + запорная арматура, а также при выполнении ремонта сварных соединений.

 

5.1.59 Разнотолщинные соединения труб, соединительных деталей и запорной арматуры следует выполнять в соответствии с разделом 10 настоящего РД.

 

5.1.60 Для изготовления 2-х или 3-х-трубных секций при односторонней или двухсторонней автоматической сварке под флюсом следует использовать трубы с одинаковой нормативной толщиной стенки.

5.1.61 Обратный кабель (заземление) следует присоединять с помощью специальных контактных устройств, исключающих образование искрений на теле трубы в процессе сварки. Конструкция устройств должна обеспечивать токоподвод преимущественно в разделку кромок труб. Запрещается приваривать к телу трубы какие-либо крепежные элементы обратного кабеля.

 

5.1.62 Маркировку сварных стыков следует производить соответствующими маркерами на наружной поверхности трубы на расстоянии 100-120 мм от сварного шва.

 

5.1.63 Ремонт стыков, выполненных с использованием любых способов сварки, производится электродами с основным видом покрытия (табл. 8.1) в соответствии с положениями раздела 11 настоящего РД.

 

5.1.64 При разработке Операционных технологических карт необходимо руководствоваться положениями типовых карт, приведенных в Приложении Д к настоящему РД.