Технология двухсторонней автоматической сварки под флюсом

5.2.1 Двухстороннюю автоматическую сварку под флюсом поворотных стыков труб диаметром 1020-1220 мм выполняют на трубосварочных базах типа БТС, обеспечивающих полную механизацию сборочно-сварочных и транспортных операций в процессе изготовления трубных секций и гарантирующих сохранность наружной изоляции труб.

 

5.2.2 Подготовку стыков, сборку и предварительный подогрев следует выполнять в соответствии с требованиями раздела 5.1 настоящего РД.

При подготовке производится механическая обработка торцов труб станками типа СПК, входящими в состав оборудования трубосварочной базы. Форма разделки кромок под сварку представлена на рис. 5.2.1.

Усиление заводского шва изнутри и снаружи трубы следует сошлифовать до величины 0-0,5 мм на ширине 15-20 мм от торца.

 

 

 

а – для труб с толщиной стенки 8,0-10,0 мм

 

 

б – для труб с толщиной стенки 10,1-18,0 мм

 

 

                                                                         

в – для труб с толщиной стенки 18,1-21,0 мм

                                                                               

 

 

г – для труб с толщиной стенки 21,1-27,0 мм

 

Рис. 5.2.1 Типы разделки кромок труб диаметром 1020-1220 мм для автоматической сварки под флюсом на базах типа БТС

5.2.3 Сварка осуществляется с использованием аттестованных комбинаций агломерированный флюс – проволока, либо плавленый флюс – проволока.

Перечень аттестованных комбинаций агломерированный флюс – проволока для сталей различных прочностных групп приведен в таблице 8.4 настоящего РД.

 

5.2.4 Сварку стыка производят в следующем порядке:

- первый наружный слой шва;

- последующие наружные слои шва (если они регламентированы операционной технологической картой);

- внутренний слой шва.

 

Рекомендуется выполнять  одновременную сварку второго наружного и внутреннего слоев шва.

 

5.2.5 Собранный стык следует повернуть на 180^о таким образом, чтобы прихватка находилась в нижней части стыка (в положении “6 час”), после чего в верхней части стыка (в положении “12 час”) начинают сварку первого наружного слоя шва.

 

5.2.6 Во избежание образования шлаковых включений и непроваров рекомендуется выполнять шлифмашинкой пропилы начального и конечного участков прихватки, а также начального участка первого наружного слоя. Глубина пропила 3-4 мм, ширина 3-4 мм, длина 25-40 мм. Допускается шлифовка усиления на прихватке до 0,5-1,0 мм.

 

5.2.7 Режимы двухсторонней сварки стыков труб из низкоуглеродистых и низколегированных сталей с использованием комбинаций «плавленый флюс + проволока» приведены в таблице 5.2.1. Режимы двухсторонней сварки стыков труб диаметром 1020-1220 мм с использованием комбинации «агломерированный флюс + проволока» представлены в таблице 5.2.2.

 

5.2.8 Жимки центратора должны быть освобождены только после полного завершения сварки первого наружного слоя шва.

 

5.2.9 Сварку всех слоев шва следует производить без перерывов в работе. Интервал времени между завершением первого наружного и началом сварки внутреннего слоя шва не должен превышать 30 мин при температуре окружающего воздуха выше 0 ⁰С и 10 мин при температуре окружающего воздуха 0 ⁰С и ниже. 

 

5.2.10 При заклинивании шлака в разделке во время сварки первого наружного слоя шва и для улучшения сопряжения шва со стенками разделки смещение электрода с зенита трубы рекомендуется увеличить на 5-10 мм по сравнению со значениями, приведенными в таблицах 5.2.1 и 5.2.2.

 

5.2.11 Минимальное число наружных слоев шва в зависимости от типоразмера труб приведено в таблице 5.2.3.

5.2.12 Внутренний слой шва должен свариваться в один проход. Величина усиления внутреннего и облицовочного слоев шва должна находиться в пределах 1-3 мм. Ширина облицовочного слоя шва представлена в таблице 5.2.4, а внутреннего слоя – в таблице 5.2.5.

Таблица 5.2.1 – Режимы двухсторонней сварки поворотных стыков труб диаметром 1020-1220 мм с использованием комбинаций «плавленый флюс + проволока»

 

Толщина стенки трубы, мм	Диаметр электрод-ной проволоки мм	Порядковый номер слоя	Сварочный ток, А	Напряже-ние на дуге, В	Скорость сварки, м/ч.	Смещение электрода с зенита (надира) трубы*, мм
Наружная сварка
8,0-11,5	3,0; 3,2	Первый	600-700	40-44	35-45	50-70
11,6-17,5	3,0; 3,2	Первый	650-800	42-44	40-50	50-70
		Последующие	700-800	44-46	35-45	40-60
17,6-27,0	3,0; 3,2	Первый	800-900	42-44	40-50	60-80
		Последующие	850-950	44-46	45-55	50-70
		Облицовочный	750-800	46-48	40-45	40-60
15,7-27,0	4,0	Первый	850-950	42-44	40-50	60-80
		Последующие	900-1000	44-46	50-60	50-70
		Облицовочный	800-900	46-48	40-45	40-60
Внутренняя сварка
8,0-11,5	3,0; 3,2	Первый	450-600	42-44	35-45	10-20
11,6-17,5	3,0; 3,2	Первый	600-800	42-46	35-45	10-20
17,6-27,0	3,0; 3,2	Первый	700-850	42-46	40-50	10-20
15,7-27,0	4,0	Первый	750-850	44-46	40-50	15-25
Примечание - 1. Сварочный ток - постоянный, полярность обратная. 2. Вылет электрода диаметром 3,0 и 3,2 мм = 35-40 мм, диаметром 4,0 мм = 40-45 мм; 3. * - смещение с зенита трубы устанавливается против направления ее вращения, смещение с надира трубы – по или против направления вращения. 4. угол наклона электрода «вперед» – до 30 град.

 

 

 

 

Таблица 5.2.2 – Режимы двухсторонней сварки поворотных стыков труб диаметром 1020-1220 мм с использованием комбинации «агломерированный флюс + проволока»

 

Толщина стенки трубы, мм	Диаметр электрод-ной прово- локи мм	Порядковый номер слоя	Сварочный ток, А	Напряжение на дуге, В	Скорость сварки, м/ч.	Смещение электрода с зенита (надира) трубы*, мм

Наружная сварка

8,0-11,5 3,0; 3,2 Первый 600-700 30-34 40-50 50-70

11,6-17,5

3,0; 3,2

Первый 650-750 29-32 40-50 50-70 Последующие 600-700 33-36 30-40 40-60

17,6-27,0

3,0; 3,2

Первый 700-780 30-34 38-45 55-70 Последующие 730-790 32-35 35-42 50-65 Облицовочный 580-650 34-37 30-35 45-60

15,7-27,0

4,0

Первый 750-830 29-33 35-45 55-75 Последующие 730-800 31-34 33-43 50-70 Облицовочный 700-750 33-36 30-33 45-60

Внутренняя сварка

8,0-11,5 3,0; 3,2 Первый 550-630 30-32 32-40 (5-20) 11,6-17,5 3,0; 3,2 Первый 630-750 31-33 31-36 (5-20) 17,6-27,0 3,0; 3,2 Первый 750-820 32-34 30-35 (5-20) 15,7-27,0 4,0 Первый 720-800 32-34 30-33 (10-50)

Примечание -

1. Сварочный ток – постоянный, полярность обратная. Источник питания должен быть настроен для сварки на жесткой вольтамперной характеристике. Отклонение напряжения на дуге от номинального значения должно быть не более ± 1 В.

2. Вылет электрода = 32 – 40 мм;     

3. * - смещение с зенита и надира трубы устанавливается против направления ее вращения;

4. угол наклона электрода «вперед» – 10…20 град. (наружная сварка) и 2…8 град. (внутренняя сварка);

5. Высота слоя флюса при сварке должна быть не менее 25 мм. При его повторном применении следует добавлять к ранее использованному флюсу 25-50% нового (неиспользованного) флюса.

Таблица 5.2.3 – Минимальное число наружных слоев шва при двухсторонней автоматической сварке под флюсом

 

Диаметр  трубы,  мм	Толщина стенки трубы, мм	Минимальное число наружных слоев шва
1020-1220	от 8,0 до 11,5	1
	от 11,6 до 17,5	2
	от 17,6 до 21,5	2
	от 21,6 до 24,0	3
	от 24,1 до 27,0	4

 

Таблица 5.2.4 – Требования к ширине облицовочного слоя шва при двухсторонней сварке под флюсом

 

Диаметр  трубы,  мм	Толщина стенки трубы, мм	Ширина облицовочного слоя шва при сварке под флюсом
		плавленым	агломерированным
1020-1220	от 8,0 до 11,5	18 ± 3	15 ± 3
	от 11,6 до 17,5	18 ± 3	16 ± 3
	от 17,6 до 21,5	20 ± 4	18 ± 3
	от 21,6 до 24,0	21 ± 4	19 ± 3
	от 24,1 до 27,0	23 ± 4	21 ± 3

 

Таблица 5.2.5 – Требования к геометрическим размерам внутреннего слоя шва при двухсторонней автоматической сварке под флюсом

 

Толщина стенки трубы, мм	Форма разделки кромок (рис. 5.2.1)	Глубина проплавления hВ, мм (не более)	Ширина внутреннего слоя ВВ, мм, при сварке под флюсом
			плавленым	агломерированным
от 8,0 до 9,4	А	4,5	14 ± 2	13 ± 2
от 9,5 до 10,0	А	6	14 ± 2	13 ± 2
от 10,1 до 11,0	Б	6,5	18 ± 3	16 ± 2
от 11,1 до 12,3	Б	7	18 ± 3	16 ± 2
от 12,4 до 15,2	Б	8	18 ± 3	16 ± 2
от 15,3 до 18,0	Б	9	20 ± 3	18 ± 2
от 18,1 до 21,0	В	10	20 ± 4	18 ± 3
от 21,1 до 27,0	Г	12	22 ± 4	20 ± 3
Примечание – Коэффициент формы внутреннего слоя шва: ВВ/ hВ ³ 2

Геометрические размеры швов, определяемые по макрошлифам, должны соответствовать рис. 5.2.2 и таблицам 5.2.4 и 5.2.5.

 

 

Рис. 5.2.2 Макрошлиф для оценки геометрических параметров сварного шва:

1 – ось первого (наружного) слоя шва;

2 – ось внутреннего слоя шва

3 – условная ось стыка;

а – перекрытие наружного и внутреннего слоев шва (а ³ 3 мм при толщине стенки труб 12 мм и более; а³ 2 мм при толщине стенки труб менее 12 мм;

с – смещение осей первого наружного и внутреннего слоев шва от условной оси стыка (с= ±1 мм);

h_Н и h_В – глубина проплавления соответственно первого наружного и внутреннего слоев шва;

В_В – ширина внутреннего слоя шва.

 

Геометрические размеры швов определяют на 3 макрошлифах, изготовленных из допускного стыка и из каждого 200 стыка. Темплеты для макрошлифов вырезают на любом участке сварного соединения равномерно по периметру стыка, но не ближе 200 мм от места начала или окончания процесса сварки.

В случае отклонения геометрических параметров от заданных значений сварку следует прекратить, отладить оборудование и режим сварки, после чего выполнить сварку двух новых стыков, из которых вырезать макрошлифы. В случае, если размеры швов по макрошлифам соответствуют установленным требованиям, сварку можно продолжить.

Остальные 199 стыков, предшествующие первому вырезанному, следует считать годными, если в результате неразрушающего контроля в них не выявлено недопустимых дефектов.

Если облицовочный слой шва смещен относительно первого наружного слоя, но при этом перекрывает всю его ширину, то стык считается годным при отсутствии недопустимых дефектов шва и соблюдении заданных режимов. В данном случае оси первого наружного слоя и внутреннего слоя шва должны совпадать или быть смещены относительно друг друга на расстояние не более 2 мм.    

 

5.2.13 Флюс, остающийся на поверхности трубы в процессе сварки, следует ссыпать в чистый сухой поддон, просеять через сито, освобождая его от кусков шлаковой корки и инородных включений. Очищенный флюс допускается использовать повторно. При его повторном применении следует добавлять к ранее использованному флюсу 25-50% нового (неиспользованного) флюса. Запрещается использование флюса, просыпавшегося мимо бункера или поддона. Флюс, оставшийся по окончании смены в бункере сварочной головки, должен быть удален из бункера и помещен до следующей смены в герметичную тару.

 

5.2.14 Запрещается сброс сваренных секций и их соударение, а также их скатывание на мокрый грунт или снег до полного остывания стыка до температуры окружающей среды.

 

5.2.15 Все стыки, выполняемые одной сменой, к ее окончанию должны быть сварены полностью. В порядке исключения, в случае выхода из строя оборудования, отключения сети и т.п. разрешается оставлять до следующей смены стык трубной секции с невыполненным облицовочным слоем шва. Перед завершением сварки данного стыка следует выполнить предварительный подогрев до температуры 50^{+30 О}С. При невыполнении указанных требований стык подлежит вырезке.

 

5.3 Технология односторонней автоматической сварки под флюсом

 

5.3.1 Одностороннюю автоматическую сварку под флюсом по выполненному ручной или механизированной сваркой корневому слою шва производят на трубосварочных базах типа ССТ-ПАУ (трубы диаметром 1020-1220 мм) и БНС (трубы диаметром 325-820 мм), обеспечивающих сохранность наружной изоляции труб в процессе изготовления трубных секций.

Сварка поворотных стыков труб диаметром менее 325 мм может быть выполнена на трубосварочных базах специальной конструкции, обеспечивающих качественное выполнение всех сборочно-сварочных операций и сохранность наружной изоляции труб.

 

5.3.2 Сварка корневого слоя шва может быть выполнена следующими способами:

- ручной дуговой сваркой электродами с покрытием основного вида (согласно требованиям раздела 5.10 настоящего РД);

- механизированной сваркой проволокой сплошного сечения методом STT (согласно требованиям раздела 5.8 настоящего РД);

- ручной дуговой сваркой электродами с покрытием целлюлозного вида (согласно требованиям раздела 5.10 настоящего РД). По данному варианту технологии ручной дуговой сварки должен быть выполнен также «горячий проход». Сварку корневого слоя и «горячего прохода» следует производить на одном стенде без перекатывания и продольного перемещения трубной секции.

 

5.3.3 Сварка осуществляется с использованием аттестованных комбинаций агломерированный флюс – проволока, либо плавленый флюс – проволока.

Перечень аттестованных комбинаций агломерированный флюс – проволока для сталей различных прочностных групп приведен в таблицей 8.4 настоящего РД.

 

5.3.4 При ручной дуговой сварке корневого слоя электродами с покрытием основного вида и механизированной сварке методом STT допускается периодический поворот свариваемой секции без освобождения жимков центратора в удобное для сварщиков положение. Перекатывание секции на промежуточный стеллаж разрешается только после завершения сварки корневого слоя по всему периметру стыка.

 

5.3.5 В случае сварки корневого слоя шва электродами с покрытием основного вида для избежания прожогов при автоматической сварке по всему периметру стыка выполняется подварка корня шва изнутри трубы электродами с основным видом покрытия, либо выполняется первый заполняющий слой механизированной сваркой методом Иннершилд или электродами с основным видом покрытия.

 

5.3.6 В случае выполнения корневого слоя шва и горячего прохода электродами с целлюлозным покрытием или корневого слоя шва методом STT, первый заполняющий слой перед автоматической сваркой под флюсом следует выполнить механизированной сваркой методом Иннершилд или электродами с основным видом покрытия. Подварка изнутри осуществляется только в местах непроваров и несплавлений или других визуально определяемых дефектов.

 

5.3.7 Для предотвращения увлажнения и остывания стыков ниже минимальной температуры предварительного подогрева после ручной дуговой или механизированной сварки их следует укрывать до начала автоматической сварки под флюсом влагонепроницаемыми теплоизоляционными поясами шириной не менее 300 мм. В том случае, если стык остыл до температуры ниже +50 ^ОС, его следует нагреть до температуры 50^{+30 О}С.

 

5.3.8 Автоматическую сварку под флюсом заполняющих и облицовочного слоев шва поворотных стыков труб диаметром 325-1220 мм с использованием комбинации «плавленый флюс + проволока» следует выполнять на режимах, представленных в таблице 5.3.1.

 

 Таблица 5.3.1 – Режимы односторонней автоматической сварки поворотных стыков труб с использованием комбинации «плавленый флюс + проволока»

 

Диаметр труб, мм	Толщина стенки трубы, мм	Диаметр электрод-ной проволоки, мм	Порядковый номер слоя	Сварочный ток, А	Напря-жение на дуге, В	Скорость сварки, м/ч.	Смещение электрода с зенита трубы, мм
325-426	6	2,0	Первый	350-450	34-36	15-20	35-40
			Последующие	350-450	36-38	15-20	30-35
	Свыше 6 до 12,5 вкл.	2,0/2,5	Первый	400-500	34-36	30-35	35-40
			Последующие	450-500	36-38	25-30	30-35
	Свыше 12,5	3,0/3,2	Первый	500-600	34-36	25-35	35-40
			Последующие	600-700	36-38	30-40	30-40
530-820	От 6 до 12,5 вкл.	2,0/2,5	Первый	400-500	36-38	35-40	40-60
			Последующие	450-550	40-44	30-40	30-40
		3,0/3,2	Первый	500-600	42-44	35-45	40-65
			Последующие	600-700	44-46	30-40	30-45
	Свыше 12,5	3,0/3,2	Первый	500-600	42-44	35-50	40-65
			Последующие	600-750	44-48	30-45	30 – 45
1020-1220	От 7 до 12,5 вкл.	3,0/3,2	Первый	500-600	44-46	40-50	60-80
			Последующие	600-750	46-48	35-45	40-60
		4,0	Первый	600-750	44-46	45-55	60-80
			Последующие	700-850	46-48	35-45	40-60
	Свыше 12,5	3,0/3,2	Первый	650-750	44-46	45-55	60-80
			Последующие	500-600	46-48	40-50	40-60
		4,0	Первый	700-850	44-46	50-60	60-80
			Последующие	850-1000	46-48	45-55	50-70
			Облицовочный	800-900	46-48	40-50	40-60
Примечание - 1. Сварочный ток - постоянный, полярность обратная; 2. Вылет электрода диаметром 2,0 и 2,5 мм = 30-35 мм, диаметром 3,0 и 3,2 мм = 35-40 мм, диаметром 4,0 мм = 40-45 мм; 3. Смещение с зенита трубы устанавливается против направления ее вращения; 4. Угол наклона электрода «вперед» – до 30 град.

 

5.3.9 Режимы сварки поворотных стыков труб с использованием комбинации «агломерированный флюс + проволока» представлены в таблице 5.3.2.

 

Таблица 5.3.2 – Режимы односторонней автоматической сварки с    использованием комбинации «агломерированный флюс + проволока»

Диаметр труб, мм	Толщина стенки трубы, мм	Диаметр электрод-ной прово-локи мм	Порядковый номер слоя	Сварочный ток, А	Напря-жение на дуге, В	Скорость сварки, м/ч.	Смещение электрода с зенита трубы, мм
1020-1220	От 8 до 12,5 вкл.	3,0/3,2	Первый	500-550	27-30	45-50	60-80
			Последующие	550-600	30-33	35-45	50-60
			Облицовочный	600-650	34-36	30-35	40-60
		4,0	Первый	500-550	26-29	40-50	60-80
			Последующие	600-700	30-33	35-45	50-70
			Облицовочный	650-750	34-37	30-35	40-65
1020-1220	Свыше 12,5	3,0/3,2	Первый	500-550	27-29	45-50	60-80
			Последующие	550-650	30-33	35-45	50-60
			Облицовочный	600-650	34-36	30-35	40-60
		4,0	Первый	500-550	26-29	40-50	60-80
			Последующие	650-750	30-33	35-45	50-70
			Облицовочный	700-750	34-37	30-35	40-65
Примечание - 1. Сварочный ток – постоянный, полярность обратная. Источник питания должен быть настроен для сварки на жесткой вольтамперной характеристике. Отклонение напряжения на дуге от номинального значения - не более ± 1 В.     2. Вылет электрода = 30-40 мм. Угол наклона электрода “вперед” = 10-25 градусов.  3. Смещение с зенита трубы устанавливается против направления ее вращения. 4. Высота слоя флюса при сварке должна быть не менее 25 мм. При его повторном применении следует добавлять к ранее использованному флюсу 25-50% нового (неиспользованного) флюса.

 

5.3.10 Минимальное число слоев (без учета подварочного слоя), выполненных автоматической сваркой под флюсом, должно соответствовать таблице 5.3.3.

 

Таблица 5.3.3 - Минимальное число слоев шва, выполняемых автоматической сваркой под флюсом

 

Толщина стенки трубы, мм	Минимальное число наружных автоматных слоев шва
До 11,5	2
От 11,6 до 16,5	3
От 16,6 до 20,5	4
От 20,6 до 24,0	5
От 24,1 до 27,0	6
Примечание - В случае выполнения первого заполняющего слоя электродами с основным покрытием или проволокой Иннершилд, число автоматных слоев уменьшается на один слой.

 

5.3.11 При сварке толстостенных труб рекомендуется выполнять заполняющие (второй, третий и т.д.) и облицовочный слои шва параллельными (с перекрытием) проходами (валиками). В этом случае напряжение на дуге снижают на 2-4 В (для плавленых флюсов) и на 1-2 В (для агломерированных флюсов), а скорость сварки увеличивают не менее чем на 20% (для плавленых флюсов) и на 15-20% (для агломерированных флюсов).

 

5.3.12 Ширина облицовочного слоя шва, выполненного двумя параллельными проходами (валиками), не должна превышать допустимой ширины однопроходного облицовочного шва в соответствии с таблицей 5.3.4.

 

Таблица 5.3.4 - Требования к ширине облицовочного слоя шва при односторонней сварке под флюсом

 

Толщина стенки трубы,  мм	Ширина облицовочного слоя шва при сварке под флюсом, мм
	плавленым	агломерированным
от 6,0 до 8,0	14 ± 3	12 ± 3
от 8,1 до 12,0	20 ± 4	19 ± 3
от 12,1 до 16,0	23 ± 4	21 ± 3
от 16,1 до 20,5	24 ± 4	22 ± 3
от 20,6 до 27,0	26 ± 4	24 ± 4

 

5.3.13 При значениях сварочного тока более 600 А автоматическую сварку с использованием комбинаций «плавленый флюс + проволока» рекомендуется выполнять на прямой полярности. При этом сварочный ток следует увеличить на 100 А, а скорость сварки установить по верхнему пределу диапазона скоростей, указанному в таблице 5.3.1. Все остальные параметры режима сварки, указанные в таблице 5.3.1, следует оставить без изменений.

5.3.14 Стыки трубных секций диаметром 1020-1220 мм разрешается оставлять в конце смены незаконченными в том случае, если не сварен только один облицовочный слой шва. Перед возобновлением сварки данных стыков они должны быть подогреты до температуры 50^{+30 О}С. Стыки трубных секций на базах типа БНС (база наружной сварки) оставлять незаконченными не разрешается. При невыполнении указанных требований стыки подлежат вырезке.

5.3.15 Запрещается сброс сваренных секций и их соударение, а также их скатывание на мокрый грунт или снег до полного остывания стыка до температуры окружающей среды.

 

5.3.16 Повторное использование флюса в процессе сварки, а также его хранение по окончании смены следует выполнять согласно п. 5.2.13 настоящего РД.