SU1136911A1 - Способ дуговой сварки плавлением стыков труб - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ СТЫКОВ ТРУБ с переменным по периметру зазором, при котором в процессе сварки зазор закрывают путем создани  термопластических деформаций торцов труб, о т л и ч а .ю щ и и с   тем, что, с целью обеспечени  высокого качества сварки при ремонте соединени  с зазором. превьшающим на отдельных участках периметра стыка допустимый, перед сваркой по периметру стыка определ в ют зону минимального зазора и по : обе стороны от нее - участки с зазо-fром , не превьшающим допустимый, за тем последовательно осуществл ют сварку этих участков в направлении от минимального зазора в сторону его увеличени , охлаждают заваренные участки до 100-200°С, после чего оп ть определ ют «участки с зазором, не превышающим допустимый, и осуществл ют их сварку и о:хла одение по приведенной технологии, далее процесс повтор ют до получени  суммар-: ной длины сваренных участков 0,6-0,7 периметра стыка и после охлазкдени  последних из сваренньк з частков до 100-200 С оставшийс  участок стыка сваривают в направлении от конца последнего к концу предпоследнего участка.

Description

1 Изобретение относитс  к сварке, в частности к способам дуговой свар ки плавлением стыковых соединений труб, имеющих зазор, превьшающий допустимый, с различной толщиной стенок и любого диаметра из различных металлов и может найти применение в судостроении, химической, энергетической и других отрасл х промьшшенности.. Известен способ дуговой сварки плавлением стыковых соединений труб, при котором собранные встык трубы соедин ютс  отдельными швами, расположенными на отдельных участках стыка. При этом получают непрерывный шов, образованный перекрываюпщми один другой отдельнь1ми швами, при использовании одной или нескольких горелок. Каждый отдельный шов вар т определенное врем  1J Однако дл  осуществлени  данного способа сварки необходимо использовать оборудование, которое громоздк ( наличие нескольких сварочных горелок при сварке труб большого диамет ра и аппаратуры дл  программировани процесса сварки по времени), что не позвол ет производить процесс сварк в труднодоступных местах, В частнос ти сварку изнутри труб небольшого диаметра. Кроме того, при,сварке стыков труб с переменным зазором по всему периметру стьжа участки с зазором, вьш1е допустимого, не опред лены, а поэтому не исключена возмож ность их сварки, а это ведет к нека чественному сварному шву (по влению подрезов, прожогов и т.д.). Известен способ дуговой сварки,при .котором предварительно определ ют поп речные перемещени  кромок в процессе сварки, затем стро т кривую пере мещений каждой кромки, после чего свариваемые кромки профилируют с учетом этих перемещений, а затем собирают так, чтобы дл  каждого сечени  соединени  сумма поперечных п ремещений кромок бьша .равна величин устанавливаемого при сборке зазора. Этот способ сварки учитьшает неравномерную величину зазора в стыке по его периметру и позвол ет компен сировать при сварке различную вели- чину исходного зазора и поперечных деформаций 2J ., Однако данным способом сложно пр филировать зазор при сборке стыков 12 труб, расположенных в труднодоступном дл  сварки месте. Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ дуговой сварки плавлением стыков труб с переменным по периметру зазором, при котором в процессе сварки зазор последовательно закрывают путем создани  термопластических деформаций торцов труб. Данньй способ позвол ет Получить качественные торцовые и Нахлесточные кольцевые швы за счет обеспечени  посто нных по периметру стыка условий формировани  шва и величину глубины проплавлени  3. Такой способ не обеспечивает качественное формирование шва при ремонте сваркой соединений, имеющих зазор в стыке, превьш1аюш;ий допустимый . Так, ремонт трубопроводных систем в услови х ограниченной доступности к месту сварки таких систем, как паровод ные коммуникации тепловых и атомных электростанций св зан, как правило,с необходимостью вырезки дефектного участка трубы или трубного узла и вварки на его место нового. После вырезки трубопровода происходит перемещение образовавшихс  свободных концов труб от сн ти  усрший и нат гов, существовавших в трубопроводе до разрезки. При установке нового элемента трубопровода на место старого в услови х затесненности к ограниченной доступности имеетс  возможность лишь примерно совместить торцы труб в стыке по их внешней или внутренней поверхности и свести торцы до касани . В результате образуютс  излом оси труб в стыке и переменный зазор по его периметру . Устранить переменный зазор можно либо путем совмещени  осей стыкуемых труб с помощью специальной оснастки (домкратов, захватов, кондукторов и др.), либо подгонкой (скашивани ) торцов стыка по месту. Однако в услови х ремонтных работ не всегда возможно разместить в межтрубном пространстве специальную оснастку дл  совмещени  осей стыкуемых труб, а изготовление скошенного стыка трудоемко и затрудн ет применение автоматической сварки. Целью изобретени   вл етс  обеспечение высокого качества сварки при ремонте соединени  с зазором. 3 превьш1а ощим на отдельных участках периметра стыка допустимьй. Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу дуговой сварки плавлением стыков труб с переменным по периметру зазором, при котором в процессе сварки зазор закрывают путем создани  термопластических деформаций торцов труб, перед сваркой по першчетру стыка определ ют зону минимального зазора и по обе стороны от нее - участки с зазором, не превьш1ающим допустимый, затем по следовательно осуществл ют сварку этих участков в направлении от минимального зазора в сторону его увеличени , охлаждают заваренные участки до 100-200°С, после чего оп ть определ ют участки с зазором не превышающим допустимый, и ос уществл ют их сварку и охлаждение по приведенной технологии, далее процесс повтор ют до получени  суммарной длины сваренных участков 0,6-0, периметра стыка и после охлаждени  последних их сварных участков до 100-200°С оставшийс  участок стыка сваривают в направлении от конца последнего к концу предпоследнего участка. Благодар  такой последовэЕтельнос вьтолнени  сварки по торцу труб соз даютс  термопластические деформации которые привод т к закрытию зазора , т.е. к допустимой его величине даже меньше, что повьштает качество сварного соединени , улучшает услови  формировани  шва. На фиг.1 изображено распределени зазора по периметру стыка труб; на фиг.2 - схема последовательного наложени  сварных швов на участки периметра стыка труб. Способ осуществл ют следующим об разом. Предварительно перед сваркой опр |дел ют зону А минимального зазора между торцами 1 и 2 собранных труб 3 и 4, имеющих толщину S стенки. Эта зона А может иметь небольшую длину или контакт торцов 1 и 2 труб 3 и 4 может быть в точке, т.е минимальный зазор равен практически нулю. Затем от зоны А в обе стороны определ ют длину В( участка 5 (АВ) В участка 6 (АВ), где зазор 7 между торцами 1. и 2 труб 3 и 4 не превьш1ает 0,1 о, т.е. длину участко 14 с допустимым зазором, так как осуществление сварки стыков труб, имеromjnc зазор больше допустимого (более О,1 8) снижает качество сварного соединени  из-за по влени  подре- зов, прожогов, уменьшени  толщины сварного шва и т.д. Осуществл ют последовательно CBapi- ку участков 5 и 6, дл  чего сначала сьаривают .участок 5 от минимального зазора в сторону его увеличени , т.е. в направлении от А к В, затем также сваривают участок 6 в направлении o А к В . Охлаждают участки 5 и 6 до 100-200°С. В процессе сварки происходит термопластическа  деформаци  торцов 1 и 2 труб 3 и 4, котора  приводит к уменьшению зазора.7 на остальных участках периметра 5 стыки труб 3 и 4. После охлаждени  участков 5,6 до, температуры 100-200 С определ ют длину следующих участков 8,9, где за- ; зор 7 не превышает 0,18 . При этом длину участков 8,9 определ ют от ; концов участков 5,6. Осуществл ют сварку последовательно участков 8,9, дл  чего сначала сваривают участок 8 на длине, где зазор 7 HP превьш1ает 0,1 8 , в направлении от конца участка 5 (точка В) в сторону увеличивающегос  зазора, т.е. в направлении от В к С. Участок 9 начинают сваривать от конца участка 6 (точка В) в направлении к С , и после охлаждени  участков 8,9 до 100-200°С указанный цикл повтор ют до тех пор, пока L длин всех сваренных участков не будет равна 0,6-0,7 периметра 5 стыка труб 3,4, т.е. пока не будет осуществлена сварка на участках п-2 и п-1, а обща  длина участков не достигнет НМ После охлаждени  участка п -1 до 100-200 С згчасток |г сваривают в направлении от И к U . После сварки участков их охлажда ют до температуры 100-200с, котора  определена тем, что процесс термопластических деформаций торцов 1 и 2 труб 3 и 4 происходит в основном в интервале от температуры плавлени  металла труб до 200-С, и дальнейшее охлаждение стыка труб 3 и 4 практически не вли ет на закрытие зазора 7. Установлено, что если перед сваркой последнего участка Г|(НН) суммарна  длина L предьщущих сваренных участков меньше 0,6-0,7 периметра 5 стыка труб 3 и 4, то величина заэора 7 последнего участка n(NN) превьшает допустимую величину 0,1 8 , что приводит к снижению качества сварного соединени . Поэтому допустимой величиной суммарной длины I, сваренных участков перед сваркой последнего участка п{ММ)можно считат величину не менее 0,6-0,7 периметра 5 стыка труб 3 и 4. Выполн ть сварку оставшегос  периметра 5 стыка трубы отдельными участками, а не сразу всего участка п не имеет смысла , так как на участке и з.азор при общей длине L заваренных участков 0,6-0,709 не превьшает допустимый (практически он меньше допустимого) Пример. Производили аргонодуговую сварку в импульсном режиме неплав пщмс  вольфрамовым электродом изнутри неповоротных стыков труб из стали 12Х18Н10Т размером 0 89-6,0 мм. Предварительно на стыках труб выполн ли разделку (скос по внутренней поверхности трубы) и выставл ли максимальный зазор 7, т.е, ,5,0 мм между торцами труб. находили на стцке труб сначала точку контакта (т.А) торцов труб, а потом точки В и В, в которых зазор 7 составл ет О,IS , т.е. О,1-3,,35 мм. После этого осуществл ли процесс сварки участка АВ стыка в направлении по часовой стрелке от точки А к точке В на режиме, приведенном в табл.1. Таблица1

3,8

20

105 - 110

После охлаждени  этого участка до ЮОс производили сварку участка АБ в направлении против часовой стрелки от- точки А к точке В . После охлаждени  образца а алогичным образом определ ли точки С и С и производили сварку на участках ВС и В С соответственно в направлении от точек В и В к точкам С и С. Чередование процессов замера величины зазора и сварки отдельных участков с

Длина свариваемого

29 27

30 5 астка, мм

Максимальна  величина зазора, мм 4,3 3,75 3,25 2,2 1,6 та X

2,0

10

1,1 0,9

2,5

последующим их охлаждением производили до тех пор, пока величина максимального зазора не достигла величины (0,29 мм) меньше допустимой (0,18 ) (см. табл.1). При этом обща  длина сваренных участков составила 0,6 периметра трубы.

В табл. 2 приведена зависимость максимальной величины зазора от количества сваренных участков.

Таблица 2

26 22

21

25

0,95 0,29 71 Затем производили сварку последнего участка стыка. После сварки образцы -были подвергнуты внешнему . осмотру, рентгенопросвечиванию и металлографическим исследовани м. Никаких сварных дефектов в виде подрезов , несплавлений, прожогов и т.д не обнаружено. Данный способ позвол ет вьтолнить сварку стыка труб с переменным по периметру зазором, исключа  необходимость применени  специальной оснастки дл  выравнивани  стука или его подгонки по месту при ремонтных работах, при замене горизонтальных участков труб паровод ных коммуникаций реактора АЭС. Эти трубы проход т с минимальным зазором между р дами сто ков и приварены к ним через пере ходный гнутый патрубок. После вырезу ки дефектной трубы сто к вместе с оставшейс  частью гнутого патрубка отклон етс  от исходного положени  в результате освобождени  от действи  св зи со стороны трубы. Нова  труба должна разместитьс  в тесном пространстве между р дами сто ков и соседними (сверху и снизу) трубами, что делает невозможным точно подогнать стык перемещением новой трубы или сто ка. По существующей технологии ремонта приходитс  последовательно вырезать несколько труб (в том числе и не требующих замены) дл  обеспечени  доступа к стыку, его подгонки скосом торцов и последующей сварки. Это значительно увеличивает объем работ, длительность и стоимость ремонта. Применение данного способа позвол ет смонтировать и сварить ремонтируемую трубу автоматической сваркой с дистанционным управлением без подгонки стыка скосом торцов и св занных с этим операций вьфезки и последующей заварки нескольких соседних труб. Максимальна  .величина зазора в стыке, собранном без подгонки скосом торцов, может значительно превьшать допуск на зазор при сварке. Например, дл  случа  замены труб 0 мм верхних паровод ных коммуникаций зазор в стыке может дости-гать 2-3 мм, в то врем  как инструкцией на сварку автопрессов кой в дан- ном случае допускаетс  зазор не более 0,4 мм. По предлагаемому способ сварка выполн етс  последовательно по участкам, где зазор не превьш1ает ; максимально допустимого. В процессе : сварки jniacTKOB зазор последовательно уменьшаетс  от поперечной усадки и углового перемещени  концов труб в стыке, вызываемого действием участка шва, сваренного изнутри трубы. В большинстве случаев сварки труб без разделки кромок и без присадочной проволоки допустима  величина зазора назначаетс  из услови  получени  высококачественного шва и не превьшает 0,1 толщины стенки (б). При уменьшении допустимой величины зазора свариваемого участка невелика и следовательно, небольшое и закрытие зазора в стыке; при увеличении допустимого зазора более 0,1 б возможно образование ослаблени  шва Данный способ дуговой сварки плавлением стыков труб по сравнению с базовьм объектом позвол ет повысить производительность процесса, так как предложенный способ,не требует дополнительной подгонки кромок, что очень трудоемко. При этом качество сваренного соединени  хорошее, без подрезов, прожогов, с обеспечением требуемой геометрии сварного шва. Кроме того, данный способ сварки позвол ет вести;процесс в труднодоступньк местах , когда дополнительную подгонку осуществить практически нельз .

Фмг.2

Claims (1)

1. СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ СТЫКОВ ТРУБ с переменным по периметру зазором, при котором в процессе сварки зазор закрывают путем создания термопластических деформаций торцов труб /отличающийся тем, что, с целью обеспечения высокого качества сварки при ремонте соединения с зазором, превышающим на отдельных участках периметра стыка допустимый, перед сваркой по периметру стыка определи-!· ют зону минимального зазора и по обе стороны от нее - участки с зазо⁴ром, не превышающим допустимый, затем последовательно осуществляют сварку этих участков в направлении от минимального зазора в сторону его увеличения, охлаждают заваренные участки до 100-200°C, после чего опять определяют «участки с зазором, не превышающим допустимый, и осуществляют их сварку и охлаждение по приведенной технолбгии, далее процесс повторяют до получения суммар-i ной длины сваренных участков 0,6-0,7 периметра стыка и после охлаждения последних из сваренных участков до 100-200°С оставшийся участок стыка сваривают в направлении от конца последнего к концу предпоследнего участка.