Контроль качества сварных соединений



12.3.1 Контроль качества сварных соединений стальных трубопроводов включает:

 

- пооперационный контроль;

 

- внешний осмотр и измерения;

 

- ультразвуковой или радиографический контроль;

 

- капиллярный или магнитопорошковый контроль;

 

- определение содержания ферритной фазы;

 

- стилоскопирование;

 

- измерение твердости;

 

- механические испытания;

 

- контроль другими методами (металлографические исследования, испытание на стойкость к МКК и др.), предусмотренными проектом;

 

- гидравлические или пневматические испытания.

 

Примечания

 

1 Окончательный контроль качества сварных соединений, подвергающихся термообработке, должен проводиться после термообработки.

 

2 Конструкция и расположение сварных соединений должны обеспечивать проведение контроля качества сварных соединений, предусмотренного для них в рабочей документации соответствующими методами.

 

12.3.2 Пооперационный контроль предусматривает проверку:

 

- качества и соответствия труб и сварочных материалов требованиям стандартов и ТУ на изготовление и поставку;

 

- качества подготовки концов труб и деталей трубопроводов под сварку и качества сборки стыков (угол скоса кромок, совпадение кромок, зазор в стыке перед сваркой, правильность центровки труб, расположение и число прихваток, отсутствие трещин в прихватках);

 

- температуры предварительного подогрева;

 

- качества и технологии сварки (режима сварки, порядка наложения швов, качества послойной зачистки шлака);

 

- режимов термообработки сварных соединений.

 

12.3.3 Внешнему осмотру и измерениям подлежат все сварные соединения после их очистки от шлака, окалины, брызг металла и загрязнений по обе стороны от шва.

 

12.3.4 По результатам внешнего осмотра и измерений сварные швы должны удовлетворять следующим требованиям:

 

- форма и размеры шва должны соответствовать ГОСТ 16037 или другой НД;

 

- поверхность шва должна быть мелкочешуйчатой.

 

Допускаются отдельные поры в количестве не более трех на 100 мм сварного шва размерами, не превышающими указанных в таблице 12.2.

 

Таблица 12.2 - Оценка качества сварных соединений трубопроводов по результатам радиографического контроля в зависимости от размеров объемных дефектов (включений, пор)

В миллиметрах

           
Категория трубопровода и группа среды Толщина стенки

Включения (поры)

Скопления, длина Суммарная длина на любом участке шва длиной 100
    ширина (диаметр) длина    
I А, Б, В   II А, Б, В   III Б До 3 0,5 1,0 2,0 3,0
  Св. 3 до 5 0,6 1,2 2,5 4,0
  Св. 5 до 8 0,8 1,5 3,0 5,0
  Св. 8 до 11 1,0 2,0 4,0 6,0
  Св. 11 до 14 1,2 2,5 5,0 8,0
  Св. 14 до 20 1,5 3,0 6,0 10,0
  Св. 20 до 26 2,0 4,0 8,0 12,0
  Св. 26 до 34 2,5 5,0 10,0 15,0
  Св. 34 3,0 6,0 10,0 20,0
III B До 3 0,6 2,0 3,0 6,0
  Св. 3 до 5 0,8 2,5 4,0 8,0
  Св. 5 до 8 1,0 3,0 5,0 10,0
  Св. 8 до 11 1,2 3,5 6,0 12,0
  Св. 11 до 14 1,5 5,0 8,0 15,0
  Св. 14 до 20 2,0 6,0 10,0 20,0
  Св. 20 до 26 2,5 8,0 12,0 25,0
  Св. 26 до 34 2,5 8,0 12,0 30,0
  Св. 34 до 45 3,0 10,0 15,0 30,0
  Св. 45 3,5 12,0 15,0 40,0
IV Б, B   V B До 3 0,8 3,0 5,0 8,0
  Св. 3 до 5 1,0 4,0 6,0 10,0
  Св. 5 до 8 1,2 5,0 7,0 12,0
  Св. 8 до 11 1,5 6,0 9,0 15,0
  Св. 11 до 14 2,0 8,0 12,0 20,0
  Св. 14 до 20 2,5 10,0 15,0 25,0
  Св. 20 до 26 3,0 12,0 20,0 30,0
  Св. 26 до 34 3,5 12,0 20,0 35,0
  Св. 34 до 45 4,0 15,0 25,0 40,0
  Св. 45 4,5 15,0 30,0 45,0

Примечания

 

1 При расшифровке радиографических снимков не учитывают включения (поры) длиной 0,2 мм и менее, если они не образуют скоплений и сетки дефектов.

 

2 Для сварных соединений протяженностью менее 100 мм нормы, приведенные в таблице, по суммарной длине включений (пор), а также по числу отдельных включений (пор) должны быть пропорционально уменьшены.

 

3 Переход от наплавленного металла к основному должен быть плавным. Подрезы в местах перехода от шва к основному металлу допускаются по глубине не более 10% от толщины стенки трубы, но не более 0,5 мм. При этом общая протяженность подреза на одном сварном соединении не должна превышать 30% от длины шва.

В сварных соединениях трубопроводов на PN>100, а также в трубопроводах, работающих в средах групп А и Б I категории или при температуре ниже минус 70°С, подрезы не допускаются.

 

12.3.5 Неразрушающему контролю подвергают наихудшие по результатам внешнего осмотра сварные швы по всему периметру трубы. Число контролируемых сварных швов определяется ТУ на объект, действующими НД, но во всех случаях оно должно быть не ниже приведенных в таблице 12.3.

 

Таблица 12.3 - Объем контроля сварных соединений ультразвуковым или радиографическим методом в процентах от общего числа сваренных каждым сварщиком (но не менее одного) соединений

             
Условия изготовления стыков

Категория трубопровода

  Р>10 МПа или для группы сред А(а), или для I категории при температуре ниже минус 70°С I II III IV V
При изготовлении и монтаже на предприятии нового трубопровода, а также при ремонте 100 20 10 2 1 Согласно 12.3.2
При сварке разнородных сталей 100 100 100 100 100 10
При сварке трубопроводов, входящих в блоки I категории взрывоопасности 100 100 10 2 1 -

 

Должны выполняться следующие дополнительные условия:

 

- для трубопроводов, где ползучесть и усталость являются контролируемыми факторами, в проекте необходимо назначить I категорию при определении объема неразрушающего контроля;

 

- для I категории трубопроводов пара и горячей воды с наружным диаметром 200 мм и более и с толщиной стенки менее 15 мм контролю УЗД или РД подлежат все поперечные сварные соединения по всей длине соединений.

 

При поставках по нормам Евросоюза трубопроводов пара и горячей воды следует учитывать:

 

- в местах, где PS DN 5000 бар·мм, необходим 100%-ный объем контроля от общего количества сварных стыков и сварных швов ответвлений методом УЗД или РД;

 

- в местах, где PS DN 3500 бар·мм, необходим 25%-ный объем контроля от общего количества сварных стыков и сварных швов ответвлений методом УЗД или РД.

 

Для трубопроводов, работающих при температуре 100°С и выше, необходимо подвергнуть не менее 10% муфтовых соединений методом УЗД или РД.

 

12.3.6 Контроль сварных соединений методом РД (ГОСТ 7512) или УЗД (ГОСТ 14782) следует проводить после устранения дефектов, выявленных внешним осмотром и измерениями, а для трубопроводов I категории, а также для трубопроводов с группой сред А(а) или работающих при температуре ниже минус 70°С - после контроля на выявление выходящих на поверхность дефектов методами магнитопорошковым (ГОСТ 21105) или капиллярным (ГОСТ 18442).

 

12.3.7 Метод контроля (УЗД, РД или оба метода в сочетании) выбирают, исходя из возможности обеспечения более полного и точного выявления недопустимых дефектов с учетом особенностей физических свойств металла, а также освоенности конкретного метода контроля для конкретных объекта и вида сварных соединений.

 

12.3.8 Перед контролем сварные соединения должны быть замаркированы так, чтобы их положение было легко обнаружить на картах контроля, радиографических снимках, и обеспечить привязку результатов контроля к соответствующему участку сварного шва.

 

12.3.9 При радиографическом контроле следует обеспечить чувствительность (ГОСТ 7512) для трубопроводов на PN>100, категорий I и II на уровне класса 2, для трубопроводов категорий III, IV и V - на уровне класса 3.

 

12.3.10 Оценку качества сварных соединений по результатам радиографического контроля следует проводить по протяженности плоских дефектов (трещины, несплавления, непровары) и объемным (поры, шлаковые включения) дефектам согласно таблице 12.4.

 

Таблица 12.4 - Оценка качества сварных соединений трубопроводов по результатам радиографического контроля в зависимости от величины и протяженности плоских дефектов (непровары по оси шва, несплавления и др.)

     
Категория трубопровода и группа среды

Непровары по оси шва, несплавления, трещины, вогнутость и выпуклость металла в корне шва

  Глубина, % к номинальной толщине стенки Допустимая суммарная длина по периметру трубы
I А, Б, В Непровар отсутствует -
II А, Б, В Вогнутость корня шва до 10%, но не более 1,5 мм До 1/8 периметра
III Б Выпуклость корневого шва до 10%, но не более 3 мм  
III B Непровар по оси шва до 10%, но не более 2 мм До 1/4 периметра
  или до 5%, но не более 1 мм До 1/2 периметра
IV Б, В   V B Непровар по оси шва до 20%, но не более 3 мм До 1/4 периметра
  или до 10%, но не более 2 мм До 1/2 периметра
  или до 5%, но не более 1 мм Не ограничивается

Примечания

 

1 Величина вогнутости корня шва и выпуклости корневого шва для трубопроводов I-IV категорий, за исключением трубопроводов I и II категорий для группы сред А(а) или работающих при температуре ниже минус 70°С, не регламентируется.

2 При необходимости точная глубина непровара определяется методом профильной радиографической толщинометрии в месте его наибольшей величины по плотности снимка или по ожидаемому местоположению.

 

При расшифровке снимков определяют вид дефектов по ГОСТ 19232 и их размеры по ГОСТ 23055.

 

Если при дополнительном контроле для трубопроводов III и IV категорий хотя бы один стык будет забракован, контролю подвергают 100% стыков, выполненных конкретным сварщиком.

 

12.3.11 Оценка качества сварных соединений по результатам ультразвукового контроля следующая.

 

Сварные соединения трубопроводов на PN>100, а также трубопроводов I категории и трубопроводов, содержащих среды группы А(а) или работающих при температуре ниже минус 70°С, признаются годными, если:

 

а) отсутствуют протяженные дефекты;

 

б) отсутствуют непротяженные (точечные) дефекты эквивалентной площадью более:

 

1,6 мм  - при толщине стенки трубы до 10 мм включительно;

 

2,0 мм  - при толщине стенки трубы до 20 мм включительно;

 

3,0 мм  - при толщине стенки трубы свыше 20 мм;

 

в) число непротяженных дефектов не более двух на каждые 100 мм шва по наружному периметру эквивалентной площадью:

 

1,6 мм  - при толщине стенки трубы до 10 мм включительно;

 

2,0 мм  - при толщине стенки трубы до 20 мм включительно;

 

3,0 мм  - при толщине стенки трубы свыше 20 мм.

 

Оценка качества сварных соединений трубопроводов I-IV категорий (за исключением трубопроводов I категории или работающих при температуре ниже минус 70°С) по результатам ультразвукового контроля должна соответствовать требованиям таблицы 12.5.

 

Таблица 12.5 - Нормы допустимых дефектов в сварных швах трубопроводов PN 100, выявленных при ультразвуковом контроле

         
Номинальная толщина стенки, S, мм

Эквивалентная площадь (размеры) отдельных дефектов

Условная протяженность цепочки точечных дефектов на участке сварного шва длиной 10S
  Наименьшая фиксируемая площадь при настройке аппаратуры, дБ По отверстию с плоским дном, мм По зарубке, мм мм  
От 8 до 10 На 6 дБ ниже эхо-сигнала от макс. допустимых эквивалентных дефектов 1,6 1,0 2,0 1,5 S
От 12 до 18   2,0 2,0 2,0  
От 20 до 24   3,0 3,0 2,0  

Примечание - Точечные дефекты считаются недопустимыми, если амплитуда эхо-сигналов от них превышает амплитуду эхо-сигнала от искусственного отражателя, размеры которого определяются максимально допустимой эквивалентной площадью.

Протяженные дефекты признаются недопустимыми, если амплитуда сигналов от них превышает 0,5 амплитуды эхо-сигналов от искусственного отражателя. Условную протяженность цепочки точечных дефектов измеряют в том случае, если амплитуда эхо-сигнала от них составляет не менее 0,5 амплитуды эхо-сигнала от искусственного отражателя, размеры которого определяются максимально допустимой эквивалентной площадью.

 

12.3.12 Сварные соединения трубопроводов с PN до 100 по результатам контроля капиллярным (цветным) методом считаются годными, если:

 

а) индикаторные следы дефектов отсутствуют;

 

б) все зафиксированные индикаторные следы являются одиночными и округлыми;

 

в) наибольший размер каждого индикаторного следа не превышает трехкратные значения норм для ширины (диаметра), приведенные в таблице 12.2 для категории IIIB;

 

г) суммарная длина всех индикаторных следов на любом участке шва длиной 100 мм не превышает суммарной длины, приведенной в таблице 12.2 для категории IIIB.

 

Примечание - Округлые индикаторные следы с максимальным размером до 0,5 мм включительно не учитывают независимо от толщины контролируемого металла.

 

Сварные соединения трубопроводов с PN свыше 100, трубопроводов I категории, трубопроводов, содержащих группу сред А(а) или работающих при температуре ниже минус 70°С, признаются годными, если индикаторные следы дефектов отсутствуют. При этом чувствительность контроля должна соответствовать классу 2 по ГОСТ 18442.

 

12.3.13 Сварные соединения по результатам магнитопорошкового или магнитографического контроля считаются годными, если отсутствуют протяженные дефекты.

 

12.3.14 Определение содержания ферритной фазы должно проводиться в сварных соединениях трубопроводов из аустенитных сталей на PN>100 в объеме 100% на сборочных единицах, предназначенных для работы при температуре выше 350°С, а в остальных случаях - по требованию проекта.

 

12.3.15 Стилоскопированию на наличие основных легирующих элементов подлежат сварные соединения легированных сталей трубопроводов с PN<100 в следующих случаях:

 

- выборочно, но не менее двух соединений, выполненных одним сварщиком одной партией сварочных материалов;

 

- если соответствие использованных сварочных материалов назначенным вызывает сомнение;

 

- если после термической обработки твердость сварного соединения не соответствует установленным требованиям.

 

Сварные соединения трубопроводов из легированных сталей для трубопроводов I категории или содержащих среды группы А(а), либо работающих с давлением PN>100 подлежат стилоскопированию в объеме 100%.

 

12.3.16 Результаты стилоскопирования признаются удовлетворительными, если при контроле подтверждено наличие (отсутствие) и содержание соответствующих химических элементов в наплавленном или в основном металле. При неудовлетворительных результатах стилоскопирования хотя бы одного сварного соединения в случае выборочного контроля стилоскопированию подлежат все сварные швы, выполненные с использованием той же партии сварочных материалов сварщиком, выполнившим данное сварное соединение.

 

Измерение твердости проводят для сварных соединений трубопроводов, изготовленных из хромокремнемарганцовистых, хромомолибденовых, хромомолибденованадиевых, хромованадиевольфрамовых и хромомолибденованадиевольфрамовых сталей.

 

Твердость необходимо измерять на каждом термообработанном сварном соединении по центру шва, в зоне термического влияния, по основному металлу. Результаты измерения твердости должны соответствовать требованиям НД. Значения твердости не должны превышать указанных в таблице 12.6. При твердости, превышающей допустимую, сварные соединения должны подвергаться стилоскопированию и при положительных его результатах - повторной термообработке. На сварных соединениях наружным диаметром менее 50 мм твердость не замеряют.

 

Таблица 12.6 - Оценка качества сварных соединений по твердости

   
Марка стали Допустимая твердость металла шва и зоны термического влияния, НВ, не более
14ХГС 230
15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 15Х2М1,15Х5М, 15Х5МУ, 15Х5ВФ 240
30ХМА, 20Х2МА, 22Х3М, 18Х3МВ 270
20ХЗМВФ 300

 

При этом твердость должна быть замерена на контрольных сварных соединениях и занесена в паспорт трубопровода.

 

12.3.17 При выявлении методами неразрушающего контроля дефектных сварных соединений контролю подвергают удвоенное от первоначального объема число сварных соединений на данном участке трубопровода, выполненных одним сварщиком.

 

Если при дополнительном контроле хотя бы одно сварное соединение будет признано негодным, контролю следует подвергать 100% сварных соединений, выполненных на участке трубопровода конкретным сварщиком.

 

12.3.18 Дефекты, обнаруженные в процессе контроля, должны быть устранены, с последующим контролем исправленных участков.

 

Исправлению подлежат все дефектные участки сварного соединения, выявленные при внешнем осмотре и измерениях, а также контроле неразрушающими физическими методами.

 

Исправлению местной выборкой и последующей подваркой (без повторной сварки всего соединения) подлежат участки сварного шва, если размеры выборки после удаления дефектного участка шва не превышают значений, указанных в таблице 12.7.

 

Таблица 12.7 - Допустимые размеры выборки после удаления дефектов в сварных швах трубопроводов

   
Глубина выборки, % от номинальной толщины стенки труб или расчетного сечения шва Суммарная протяженность выборки, % от номинального наружного периметра сварного соединения

Для трубопроводов PN>10 МПа, трубопроводов I категории или работающих при температуре ниже минус 70°С

15 и менее Не нормируется
Более 15 до 30 включительно До 35
Более 30 до 50 включительно До 20
Более 50 До 15

Для трубопроводов I-IV категории

25 и менее Не нормируется
Более 25 до 50 включительно До 50
Более 50 До 25

Для трубопровода V категории

30 и менее Не нормируется
Более 30 до 50 включительно До 50
Более 50 До 35

 

Сварное соединение, в котором для исправления дефектного участка требуется произвести "выборку" размером более допустимого по таблице 12.7, должно быть полностью удалено, а на его место вварена "катушка".

 

12.3.19 Механические свойства стыковых сварных соединений трубопроводов должны подтверждаться результатами механических испытаний контрольных сварных соединений в соответствии с требованиями ГОСТ 6996.

 

12.3.20 Контрольные сварные соединения должны свариваться на партию однотипных производственных стыков. В партию входят сваренные в срок не более трех месяцев не более 100 однотипных стыковых соединений с номинальным диаметром DN<150 или не более 50 стыков с DN 175.

 

Однотипными являются соединения из сталей одной марки, выполненные одним сварщиком, по единому технологическому процессу и отличающиеся по толщине стенки не более чем на 50%.

 

Однотипными по номинальному диаметру являются соединения: DN от 6 до 32, DN от 50 до 150, DN 175.

 

12.3.21 Число контрольных сварных соединений для проведения механических испытаний и металлографических исследований должно соответствовать указанному в таблице 12.8.

 

Таблица 12.8 - Число контрольных сварных соединений

   
Номинальный диаметр трубы DN Число контрольных соединений
От 6 до 32 4
От 50 до 150 2
От 175 и более 1

 

При необходимости проведения испытаний на стойкость к МКК должны быть сварены на два соединения больше, чем указано для DN 6-32, и на одно соединение больше для DN 50. При диаметре труб DN 450 допускается сваривать контрольные сварные соединения из пластин.

 

12.3.22 Из контрольных сварных соединений должны изготавливаться образцы для следующих видов испытаний:

 

- на статическое растяжение при температуре плюс 20°С - два образца;

 

- на ударный изгиб (KCU или KCV) при температуре плюс 20°С - три образца с надрезом по центру шва;

 

- на ударный изгиб (KCU или KCV) при рабочей температуре для трубопроводов, работающих при температуре стенки минус 20°С и ниже, - три образца с надрезом по центру шва и три - по зоне термического влияния (ЗТВ);

 

- на статический изгиб - два образца;

 

- для металлографических исследований - два образца (по требованию проекта);

 

- на ударный изгиб (KCU или KCV) при температуре плюс 20°С - три образца с надрезом по зоне термического влияния (по требованию проекта);

 

- для испытаний на стойкость к МКК - четыре образца (по требованию проекта).

 

Испытания на ударный изгиб проводят на образцах с концентратором типа "U" (KCU) или "V" (KCV).

 

12.3.23 Образцы необходимо вырезать в соответствии с ГОСТ 6996 методами, не изменяющими структуру и механические свойства металла. Не допускается применение правки заготовок образцов как в холодном, так и в горячем состояниях.

 

12.3.24 Испытание на статическое растяжение стыковых соединений труб DN<50 может быть заменено испытанием на растяжение стыков со снятым усилением.

 

12.3.25 Испытание на статический изгиб сварных соединений труб с номинальным диаметром DN 50 может быть заменено испытанием стыков на сплющивание.

 

12.3.26 Результаты механических испытаний сварных соединений должны удовлетворять требованиям таблицы 12.9, [9].

 

12.3.27 В разнородных соединениях прочность оценивают по стали с более низкими механическими свойствами, а ударную вязкость и угол изгиба - по менее пластичной стали.

 

12.3.28 При проведении металлографических исследований (по требованию проекта) определяют наличие в сварном соединении недопустимых дефектов и соответствие формы и размеров сварного шва требованиям НД.

 

12.3.29 Качество сварных соединений по результатам испытаний на стойкость к МКК (по требованию проекта) признается удовлетворительным, если результаты испытаний соответствуют требованиям ГОСТ 6032 по стойкости против указанной коррозии.

 

Таблица 12.9 - Минимальные нормы механических свойств сварных соединений

           
Наименование показателя

Минимальные нормы механических свойств сварных соединений для сталей

  углеро- дистых низколеги- рованных марган- цовистых и марганцево- кремнистых хромистых, хромомо- либденовых и хромована- диевоволь- фрамовых аустенитно- ферритных аустенитных
Временное сопротивление разрыву при температуре плюс 20°С

Не ниже нижнего значения временного сопротивления разрыву основного металла по стандарту или ТУ для данной марки стали

Минимальная ударная вязкость, Дж/см  (кгс/см )   при температуре +20°С          
на образцах KCV 35 (3,5) 35 (3,5) 35 (3,5) 30 (3,0) -
на образцах KCU   при температуре ниже минус 20°С 50 (5,0) 50 (5,0) 50 (5,0) 40 (4,0) -
на образцах KCV 20 (2,0) 20 (2,0) - 20 (2,0) -
на образцах KCU 30 (3,0) 30 (3,0) - 30 (3,0) -
Минимальный угол изгиба, градусов, при толщине          
не более 20 мм 100 80 50 80 100
более 20 мм 100 60 40 60 100
Твердость металла шва сварных соединений, НВ, не более - - 240 220 200

Примечания

 

1 Показатели механических свойств сварных соединений по временному сопротивлению разрыву и углу изгиба определяют как среднеарифметическое результатов испытаний отдельных образцов. Общий результат признают неудовлетворительным, если хотя бы один из образцов показал значение временного сопротивления разрыву более чем на 7% и угла изгиба более чем на 10% ниже норм, указанных в таблице.

 

Допускается на одном образце при температурах минус 40°С и ниже значение ударной вязкости KCU 25 Дж/см , KCV 15 Дж/см .

 

2 Виды испытаний и гарантированные нормы механических свойств по временному сопротивлению разрыву и ударной вязкости стыковых сварных соединений типа "лист+труба", "труба+литье", "поковка+поковка", "поковка+труба" должны соответствовать требованиям, предъявляемым к материалам с более низкими показателями механических свойств. Для таких сварных соединений угол изгиба должен быть не менее:

 

- 70° для углеродистых сталей аустенитного класса;

 

- 50° для низколегированных марганцовистых и марганцевокремнистых сталей, высоколегированных сталей аустенитно-ферритного класса;

 

- 30° для низко- и среднелегированных (хромистых и хромомолибденовых) сталей и высоколегированных сталей ферритного класса.

3 Контроль механических свойств, а также металлографическое исследование или испытание на стойкость к МКК образцов этих соединений предусматриваются разработчиком технической документации. Твердость металла шва сварных соединений из стали марки 12ХМ, выполненных ручной электродуговой сваркой ванадийсодержащими электродами, должна быть не более 260 НВ при условии, что относительное удлинение металла шва будет не менее 18%. Твердость металла шва сварных соединений из стали марки 15Х5МУ должна быть не более 270 НВ.

 


Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 555; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!