почта Моя жизнь помощь регистрация вход
Краснодар:
погода
марта
29
пятница,
Вход в систему
Логин:
Пароль: забыли?

Использовать мою учётную запись:

Курсы

  • USD ЦБ 03.12 30.8099 -0.0387
  • EUR ЦБ 03.12 41.4824 -0.0244

Индексы

  • DJIA 03.12 12019.4 -0.01
  • NASD 03.12 2626.93 0.03
  • RTS 03.12 1545.57 -0.07

  отправить на печать

РД 34.17.310-96 Сварка, термообработка и контроль при ремонте сварных соединений трубных систем котлов и паропроводов в период эксплуатации (Разделы 1-12)
РД 34.17.310-96 Сварка, термообработка и контроль при ремонте сварных соединений трубных систем котлов и паропроводов в период эксплуатации (Разделы 13, 14. Приложения 1-9 )


13. ТЕХНОЛОГИЯ ПРИВАРКИ ШТУЦЕРОВ -100 К КОЛЛЕКТОРАМ
КОТЛОВ БЕЗ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

     
     13.1. Приварку штуцеров по данной технологии выполняют при соблюдении следующих условий:
     
     место повреждения штуцерного соединения ограничивалось угловым швом и ЗТВ штуцера. При наличии трещин в теле коллектора должна быть применена технология ремонта с применением послесварочной термической обработки;
     
     коллекторы (камеры) эксплуатировались в проектных условиях, и срок наработки не превышает расчетный (парковый) ресурс;
     
     материалом коллекторов (камер) является теплоустойчивая сталь 12Х1МФ;
     
     основной металл коллекторов (камер) в месте приварки штуцеров не имеет микроповрежденности (микротрещин, цепочек пор ползучести или скоплений пор любых размеров по границам зерен, единичных укрупненных пор размером 1 мкм и более);
     
     материалом (штуцера) патрубка является теплоустойчивая сталь 12Х1МФ. Материал штуцера должен соответствовать техническим требованиям на сталь 12Х1МФ и трубы из этой стали.
     
     13.2. Приварку выполняют по одному из вариантов: с применением перлитных электродов Э-09Х1М, включая подогрев и термический отдых, для коллекторов с температурой эксплуатации до 510°С или с использованием аустенитных электродов без подогрева и термического отдыха для коллекторов с температурой эксплуатации до 545-560°С (табл. 13.1).
     
     13.3. Технология приварки штуцеров без термической обработки включает операции:
     
     удаление поврежденного штуцерного соединения;
     
     обработку механическим способом (фрезерованием, обточкой, шлифованием) поверхностей коллектора и штуцера в местах под сварку и наплавку;
     
     проведение контроля качества основного металла и штуцера в местах под сварку и наплавку;
     
     выполнение усиливающих наплавок на поверхности нового штуцера и коллектора;
     
     сварку углового шва (с подогревом и термическим отдыхом при сварке и наплавке электродами Э-09Х1М);
     
     обработку механическим способом поверхности углового шва и усиливающих наплавок;
     
     контроль качества штуцерного сварного соединения.      
     

Таблица 13.1

Сварочные материалы и температурные режимы нагрева при выполнении штуцерных
сварных соединений труб -100 коллекторов котлов

     

Максимальная температура эксплуатации, °С

Тип электрода

Температура подогрева при сварке и наплавке, °С

Термический отдых для углового шва

  

для усиливающей наплавки кромок

для углового шва

  

  

510

Э-09Х1М

Э-09Х1М

250-300

250-300°С, 1 ч

545

Э-11Х15Н25М6АГ2

Э-11Х15Н25М6АГ2

Без подогрева

Без термического отдыха

560

Э-08Н60Г7М7Т

Э-11Х15Н25М6АГ2

То же

То же


     Примечание. Наплавленный металл электродов Э-09X1M должен иметь отношение содержания марганца к сере Mn/S более 70.
     
     13.4. Старый поврежденный штуцер удаляется в несколько этапов (рис .13.1):
     
     I - разрезка кольцевого шва, соединяющего штуцер с трубой;
     
     II - разрезка штуцера вблизи углового шва;
     
     III - разрезка углового шва;
     
     IV - удаление остатков углового шва механическим способом;
     
     V - обработка механическим способом (шлифованием, полированием) поверхности коллектора для проведения контроля качества основного металла.
     
     Этапы I-III выполняют огневой резкой или резкой механическим способом (фрезерованием, проточкой).     
     
     

    

 
     

     

Рис. 13.1. Последовательность операций по удалению поврежденного штуцера
(-100) на коллекторе из стали 12Х1МФ:

I-III - линии огневой резки; IV-V - линии механической обработки (IV) и после удаления
остатков старого углового шва (V)


     
     13.5. Качество поверхности коллектора в местах под сварку и наплавку контролируют методом МПД или визуальным способом после травления поверхности 15% водным раствором азотной кислоты для выявления макродефектов; оценку качества проводят по нормам РД 34 15.027-93. Дополнительно проводят микроанализ с помощью реплик (раздел 14 настоящего РД; степень микроповрежденности устанавливают согласно требованиям п. 13.1 настоящего РД). При использовании старого штуцера проводят контроль качества его основного металла аналогично изложенному для коллектора. При использовании нового штуцера рекомендуется проводить макроанализ травленой поверхности в местах под сварку и наплавку аналогично изложенному выше для коллектора.
     
     13.6. Технология приварки штуцеров перлитными электродами Э-09Х1М.
     
     13.6.1. Конструкция нового штуцерного соединения, выполняемого по данной технологии, включает коллекторы со штуцером, угловой шов и усиливающую кольцевую наплавку воротникового типа. Расчетная схема штуцерного соединения представлена на рис. 13.2; расчетная зона перехода от штуцера к коллектору - на рис. 13.3 и расчетные размеры параметров соединения - в табл. 13.2.     
     

    

 
     
          

Рис. 13.2. Расчетная схема штуцерного сварного соединения коллектора из стали 12Х1МФ
с усиливающей наплавкой воротникового типа и угловым швом,
выполненным электродами Э-09Х1М
     

Таблица 13.2

Геометрические параметры штуцерных сварных соединений стали 12Х1МФ с металлом углового шва и усиливающих наплавок типа 09Х1М без термической
обработки для коллекторов котлов с максимальной температурой эксплуатации 510°С

  

Типоразмеры (наружный диаметр х толщина стенки), мм, соединяемых трубных элементов

Размеры, мм, геометрических параметров штуцерных сварных соединений (рис. 13.2 и 13.3)

  

коллектора

штуцepa

углового шва

коллектора

штуцера

D

 

 

                                          

   

d

 

   

 

   

R

 

273х30

108х14

213

30

5

35

90

80

14

5

19

60

40

20

273х30

108х10

213

30

5

35

90

88

10

5

15

50

40

15

325х40

133х12

245

40

7

47

110

109

12

7

19

60

45

20

325х45

133х13

235

45

7

52

110

107

13

7

20

65

45

20

273х30

133х12

213

30

5

35

90

109

12

5

17

60

45

20

273х35

133х13

203

35

5

40

90

107

13

5

18

65

45

20

         
     
     Основной является конструкция штуцерного соединения без остающегося подкладного кольца. Допускается конструкция с подкладным цилиндрическим кольцом, которое после термического отдыха сварного соединения рекомендуется удалять механическим способом (шлифованием, фрезерованием). Подкладное кольцо может быть изготовлено точеным или вальцованным из полосы или трубной заготовки; материал кольца - сталь 12Х1МФ или 20.     
     

     

     

Рис. 13.3. Зона перехода от штуцера к коллектору (относится к рис. 13.2)


     13.6.2. Усиливающие наплавки на штуцер и коллектор наносят кольцевыми валиками шириной 12-16 мм и высотой 3-5 мм в два слоя (рис. 13.4 и 13.5). Сварку выполняют электродами диаметром 3 мм силой тока 90-110 и 100-120 А для наплавки на штуцер и коллектор соответственно и с подогревом 200-250 и 250-300°С для штуцера и коллектора соответственно. Способ нагрева любой. Регистрация температур - с помощью термокарандашей или термопар с приборами (милливольтметром, потенциометром). После сварки поверхность наплавки подвергают механической обработке (шлифованию) до получения требуемых размеров и форм (рис. 13.4 и 13.5; табл. 13.2). Качество сварки оценивается по результатам макроанализа визуальным способом с применением лупы 4-7-кратного увеличения поверхности наплавки травленной 15% водным раствором азотной кислоты; нормы допустимых дефектов соответствуют РД 34 15.027-93.     
     
     

     

Рис. 13.4. Схема нанесения усиливающей наплавки электродами Э-09Х1М на тело штуцера:

а - подготовленный под наплавку штуцер; б - последовательность двухслойной наплавки
кольцевыми валиками; в - форма усиливающей наплавки после механической обработки
(размеры см. в табл. 13.2)


     
     

     

Рис. 13.5. Схема нанесения усиливающей наплавки электродами Э-09Х1М
на тело коллектора


     
     13.6.3. В собранных под сварку деталях кольцевой зазор в корневой части должен составлять 3-4 мм для штуцера без подкладного кольца (рис. 13.6) и 5-8 мм - для штуцера с подкладным цилиндрическим кольцом (рис. 13.7). Собранные элементы скрепляют двумя прихватками длиной по 40-50 мм и высотой 4-6 мм, располагающимися в диаметрально противоположных местах по периметру кольцевого зазора. Прихватки выполняют электродами диаметром 3 мм, ток при сварке - 90-110 А с подогревом деталей при температуре 250-300°С. Способ нагрева любой; контроль температур осуществляют согласно рекомендациям п. 13.6.2 настоящего РД.     
     

     

     

     

Рис. 13.6. Собранные под сварку элементы штуцерного соединения без подкладного
остающегося кольца. Усиливающие наплавки выполнены электродами Э-09Х1М


     

     

Рис. 13.7. Собранные под сварку элементы штуцерного соединения с подкладным
цилиндрическим кольцом. Усиливающие наплавки выполнены
электродами Э-09Х1М


     
     13.6.4. Угловой шов выполняется многослойным способом (рис. 13.8) кольцевыми валиками шириной по 12-18 мм и высотой 6-8 мм с использованием электродов типа Э-09Х1М диаметром 3 и 4 мм на режимах тока 100-120 и 140-180 А соответственно; заполнение разделки обеспечивается по всему сечению с получением усиления шва высотой около 15-20 мм.     
          
     


Рис. 13.8. Схема последовательности заполнения разделки и усиления углового шва
кольцевыми валиками с помощью электродов Э-09Х1М


     
     13.6.5. При сварке должен быть обеспечен предварительный и сопутствующий подогрев свариваемых деталей при температуре 250-300°С. Зона равномерного подогрева включает полностью тело штуцера и кольцевой участок коллектора шириной 400-500 мм по всему периметру с расположением в центре привариваемого штуцера. Способ подогрева любой: индукционный, электропечной или газопламенный. Технология установки и применения нагревательных устройств должна обеспечиваться в соответствии с рекомендациями РД 34 15.027-93. Температура подогрева регистрируется с помощью самопишущего прибора от 7 термопар типа ХА, установленных на штуцере (две термопары) и коллекторе (пять термопар) на расстоянии 30-40 мм от края усиливающих наплавок (рис. 13.9).     
          

    

           

Рис. 13.9. Схема размещения термопар (ТП) для регистрации температур подогрева
при выполнении усиливающих наплавок и углового шва и при проведении термического
отдыха сварного соединения. Усиливающая наплавка (УН) воротникового типа
и угловой шов выполнены электродами Э-09Х1М


     
     13.6.6. По окончании сварки углового шва проводится термический отдых сварного соединения по режиму 250-300°С, 1 ч с регистрацией температуры самопишущим прибором от 7 термопар (рис. 13.9).
     
     13.6.7. Усиление углового шва должно быть обработано механическим способом (шлифованием) до получения вогнутой поверхности с радиусом скругления 40-45 мм (табл. 13.2) и плавным переходом к усиливающим наплавкам; высота углового шва должна составлять около 20 мм (рис. 13.10). Внутренняя поверхность сварного соединения должна быть обработана механическим способом (шлифованием, фрезерованием) до получения ровной поверхности корневой части шва заподлицо с внутренней поверхностью штуцера. Подкладное кольцо рекомендуется удалять механическим способом (шлифованием, фрезерованием).     
     

    

           

Рис. 13.10. Форма углового шва (УШ) с усиливающими наплавками воротникового типа
после механической обработки штуцерного сварного соединения коллектора


     
     13.6.8. Сварное соединение подвергают ультразвуковой дефектоскопии (или радиографии) по всему периметру сварного шва и визуальному контролю всей поверхности сварного шва и усиливающих наплавок, предварительно протравленных 15% водным раствором азотной кислоты (или МПД вместо визуального контроля). Дополнительно проводят спектральный анализ металла наплавок и сварного шва.
     
     Качество сварного соединения и соответствие состава легирующих элементов в металле шва и наплавок оценивают по нормативным требованиям РД 34 15.027-93.
     
     13.7. Технология приварки штуцеров аустенитными электродами.
     
     13.7.1. Конструкция нового штуцерного соединения включает угловой шов с усиливающими наплавками и по форме подобна указанной на рис. 13.2 и 13.3. Основной является конструкция соединения без остающегося подкладного кольца; резервной - с подкладным кольцом, которое рекомендуется удалять механическим способом после сварки углового шва. Материалом подкладного кольца служит сталь 12Х1МФ или 20.
     
     13.7.2. Усиливающие наплавки на штуцер и коллектор выполняются в один слой (рис. 13.11-13.13) аустенитными электродами (табл. 13.1) диаметром 3 мм на токовых режимах, указанных в табл. 13.3. На коллектор допускается наносить двухслойную наплавку. Процесс наплавки выполняется без подогрева. По окончании процесса сварки поверхность наплавки подвергается механической обработке (шлифованию) до получения требуемых размеров (рис. 13.11 - 13.13) и последующему визуальному контролю с оценкой качества по нормам РД 34 15.027-93 для сварных соединений перлитных сталей.     
     

Таблица 13.3

Режимы сварки и наплавки аустенитными электродами при приварке штуцеров
 -100 к коллекторам из стали 12Х1МФ

Технологическая операция

Тип электрода

Диаметр электрода, мм

Сила тока, А

Наплавка на штуцер и коллектор

Э-11Х15Н25М6АГ2

3

80-90


Э-08Н60Г7М7Т

3

75-85

Сварка углового шва и прихватка

Э-11Х15Н25М6АГ2

3

80-90

  

  

4

110-120


     Примечание. Выбор типа (и марки) электродов для наплавки проводят с учетом температуры эксплуатации штуцерных сварных соединений (табл. 4.1 и 13.1).
     

     
    

      

Рис. 13.11. Подготовка штуцера -100 под сварку углового шва без подкладного
кольца аустенитными электродами:

а - подготовленный под наплавку штуцер; б - расположение валиков наплавки;
в - поверхность наплавки после механической обработки


    

     

Рис. 13.12. Последовательность выполнения наплавки аустенитными электродами
на вертикальный (а) и горизонтальный (б) штуцеры


    

 
     
     

Рис. 13.13. Подготовка поверхности коллектора под сварку углового шва аустенитными
электродами:

 а - поверхность, подготовленная под наплавку; б - расположение валиков наплавки (на примере однослойной наплавки); в - поверхность наплавки после механической обработки:
для штуцеров  133х17 мм: =17-l8 мм, h=12-14 мм;
для штуцеров  108х10(11) мм: =10-11 мм, h=6-7 мм

     13.7.3. Собранный под сварку штуцер должен иметь кольцевой зазор в корневой части, равный 2-3 мм для штуцера без подкладного кольца и 4-6 мм - для штуцера с подкладным кольцом (рис. 13.14).
     
     Соединяемые детали скрепляются двумя прихватками длиной по 40-50 мм и высотой 4-6 мм в корневой части шва. Прихватки следует располагать в диаметрально противоположных местах. Для прихватки используются электроды Э-11Х15Н25М6АГ2 диаметром 3 мм; сварка выполняется током 80-90 А без подогрева.
     

     
    

 
     

Рис. 13.14. Собранный под сварку стык без подкладного кольца (а) и с подкладным кольцом (б)

     13.7.4. Угловой шов выполняется многослойным способом кольцевыми валиками шириной 12-16 мм, высотой 4-6 мм. Режимы сварки постоянным током обратной полярности следующие: сила тока 80-90 и 110-120 А при сварке электродами Э-11Х15Н25М6АГ2 диаметром 3 и 4 мм соответственно (табл. 13.3). Примерная последовательность сварки кольцевых валиков и размеры катетов углового шва штуцера показаны на рис. 13.15. Сварку углового шва следует проводить без подогрева свариваемых деталей. Максимальная допустимая температура самонагрева деталей при сварке составляет 100°С (на расстоянии 20 мм от края свариваемого шва). Послесварочный термический отдых не проводят.     
     

    

 

Рис. 13.15. Примерная последовательность сварки кольцевых валиков и размеры катетов
углового шва штуцера -100. Сварка и наплавка выполнены
аустенитными электродами


     
     13.7.5. Наружная поверхность углового шва должна быть обработана механическим способом абразивным инструментом (шлифованием) до получения плавного сопряжения поверхности шва с усиливающей наплавкой и основным металлом штуцера и коллектора (рис. 13.16).
     
     13.7.6. Сварное соединение подвергают радиографическому контролю и макроанализу поверхности шва и наплавок; их качество оценивается по нормативным требованиям РД 34 15.027-93 для сварных соединений перлитных сталей.     
     

    

 

Рис. 13.16. Форма углового шва с наплавками после механической обработки (шлифования).
Угловой шов и наплавки выполнены аустенитными электродами


     

14. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

     14.1. При проведении ремонта применяют следующие методы контроля.
     
     14.1.1. Визуальный и измерительный контроль - для выявления недопустимых макродефектов и несоответствия геометрических параметров соединений. Визуальный контроль проводят после травления 15% водным раствором азотной кислоты поверхности перлитного металла (12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ, 09Х1МФ, 09Х1М) и травления аустенитного металла в соответствии с требованиями ОСТ 34-70-690-84.
     
     14.1.2. Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД). Контроль проводят вместо визуального анализа для выявления недопустимых макродефектов и выполняют в соответствии с ГОСТ 21105 и ОСТ 108.004.109-80.
     
     14.1.3. Стилоскопирование. Спектральный анализ предназначен для подтверждения требуемого содержания легирующих элементов в металле швов и наплавок. Контроль проводят в соответствии с РД 34 10.122-94.
     
     14.1.4. Контроль измерением твердости металла швов (и наплавок) выполняют с помощью переносных твердомеров.
     
     14.1.5. Ультразвуковой контроль (УЗК) - предназначен для выявления недопустимых макродефектов (например, трещин) в сечении сварных швов, наплавок и основного металла. УЗК выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 14782-86.
     
     14.1.6. Радиографическая дефектоскопия - предназначена для выявления недопустимых макродефектов в сечении металла и применяется в случаях технической невозможности использования УЗК. Правила проведения осуществляются по ГОСТ 7512-82 и РД 34 10.068-91.
     
     14.1.7. Микроанализ с помощью реплик или сколов проводят с целью установления характера микроповрежденности поверхности металла (порами ползучести, микротрещинами и др.) соединений перлитных сталей 12Х1МФ, 15Х1М1Ф и подобных.
     
     Реплики могут быть изготовлены из прозрачного полистирола, рентгеновской пленки на колоксилиновой основе, магнитной ленты, целлулоида или полимерных сжиженных материалов. Для размягчения поверхности твердых заготовок под реплики используют ацетон или бензол.
     
     Методика контроля: место обследования предварительно шлифуют, полируют и травят 4% раствором азотной кислоты в этиловом спирте. На заготовку под реплику площадью 10-20 мм наносят несколько капель ацетона и после 20-30 с выдержки заготовка размягченной поверхностью прижимается к месту обследования на 2-3 с, после чего выдерживается без нагрузки 20-30 мин (рис. 14.1). Готовую реплику, на которой зафиксирован рельеф исследуемого участка металла, анализируют с помощью оптического микроскопа (рис 14.2) при 500-1000-кратном увеличении.     
     

    

      

Рис. 14.1. Последовательность операций получения реплики:

а - нанесение капли растворителя из пипетки на поверхность заготовки;
б - заготовка с размягченной поверхностью (РП); в - прижатие заготовки с помощью
перчатки (П) к контролируемой поверхности металла;
г - готовая реплика (Р) с поверхности металла

     14.2. Нормативные требования при оценке качества металла сварных соединений.
     
     14.2.1. Нормы допустимых макродефектов при визуальном контроле, магнитопорошковой, ультразвуковой и радиографической дефектоскопии, контроле измерением твердости и стилоскопировании соответствуют требованиям РД 34 15.027-93 для сварных соединений перлитных сталей.     
     
    

      

Рис. 14.2. Схема расположения исследуемого объекта - реплики на оптическом микроскопе:

1 - полистироловая реплика; 2 - диафрагма столика микроскопа; 3 - стальная полированная пластинка;
4 - ход луча освещения;  5 - отраженный луч света;  6 - окуляр микроскопа


     
     14.2.2. Допустимой микроповрежденностью металла, оцениваемой при микроанализе с помощью реплик, является отсутствие микротрещин, цепочек пор ползучести или скоплений пор любых размеров и наличие единичных пор размером до 1-2 мкм (конкретный размер и количество допустимых пор указаны в разделах настоящего РД).
     
     14.3. Объемы и периодичность эксплуатационного контроля.
     
     14.3.1. Отремонтированные сварные соединения (и новые штуцерные соединения, сваренные без термической обработки) сразу подвергают 100% контролю по п.14.1 методами дефектоскопии и анализа с учетом типа конкретных изделий (см. разделы 6-13 настоящего РД).
     
     14.3.2. Периодичность эксплуатационного контроля отремонтированных стыковых сварных соединений паропроводных труб указанными в п. 14.1 настоящего РД методами составляет каждые 5-6 лет эксплуатации, кроме стилоскопирования и измерения твердости, которые выполняют один раз в процессе проведения ремонтных операций; для стыковых сварных соединений фасонных элементов периодичность контроля - 2 года эксплуатации; для тройниковых сварных соединений и штуцерных соединений труб -100 мм с коллекторами периодичность контроля - каждый 1 год эксплуатации. Места приварки штуцеров труб поверхностей нагрева к коллекторам котлов контролируют при эксплуатации только путем внешнего осмотра поэтапно: первый раз - в ближайшую кампанию капитального ремонта котла и далее - согласно требованиям РД 34 17.421-92.
     
     14.3.3. Положительные результаты обследования являются основанием для продления ресурса отремонтированных сварных соединений (и штуцерных соединений, сваренных без термической обработки).
         
     

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1
(справочное)

Характер и причины повреждений стыковых сварных соединений паропроводов из хромомолибденованадиевых сталей в процессе эксплуатации

          

Вид повреждения

Период зарождения и развития повреждения

Зона повреждения

Но- мер ри- сунка

Металлогра- фический признак повреждения

Причины повреждения

1

2

3

4

5

6

1. Трещины хладно- ломкости - хрупкие трещины при умеренных температурах до 100-150°С

Во время гидроиспытаний и пусков - остановов энерго- оборудования при номинальных напряжениях ниже предела текучести стали

Трещины зарождаются в металле шва или околошовной зоне от концентраторов напряжений (подрезов, непроваров, шлаковых включений, сварочных трещин и т.п.), развиваются по всем зонам сварного соединения; ориентированы вдоль и поперечно шву

П1.1,а

Транс- кристаллитный характер и ветвистость трещин

Технологические причины: нарушение оптимального технологического режима сварки и термической обработки (недостаточный подогрев при сварке, недоотпуск сварного соединения или отсутствие термообработки). Порог хладноломкости металла смещен в сторону положительных температур

2. Хрупкие трещины из-за провала длительной пластичности (локальные повреждения)

При эксплуатации в условиях ползучести выше 500°С и номинальных напряжениях ниже допускаемых

В околошовной зоне (ОЗ); зарождаются, как правило, и развиваются с наружной поверхности в виде кольцевых трещин вдоль шва на расстоянии до 1 мм от линии сплавления. В металле шва трещины на участках с крупнозернистой структурой (кристаллитов); ориентированы произвольно

П1.1,б

Межкристал- литный характер с четкой ориентировкой по границам аустенитных зерен; гладкие края. Повреждение на ранней стадии выражено в виде микропор и клиновидных трещин

Технологические причины: нарушение рекомендуемых оптимальных режимов сварки (недостаточный подогрев, отсутствие подогрева и т.п.) и термической обработки (недоотпуск, отсутствие отпуска). Твердость металла шва из-за дисперсионного охрупчивания превышает допустимые нормы; недопустимо низкая ударная вязкость металла шва и ОЗ

3. Трещины по "мягкой прослойке" металла

При эксплуатации в условиях ползучести (выше 510°С) и номинальных напряжений выше допускаемых

В зоне термического влияния (ЗТВ) соединения в виде кольцевой трещины с наружной поверхности вдоль шва на расстоянии 2-4 мм от линии сплавления, в металле шва на участках мелкого зерна и неполной перекристаллизации, имеющих пониженное сопротивление ползучести

П1.1,в

Повреждения по границам мелких зерен с многочис- ленными надрывами - микро- трещинами, сопровож- дающих магистральную трещину с окисленными краями. Повреждение на ранней стадии выражено в виде микропор размером 0,1- 0,3 мкм и далее в виде пор ползучести размером 1-3 мкм и более преимущественно по границам зерен

Эксплуатационные и конструкционные причины; действие рабочих напряжений выше допустимых из-за дополнительных изгибающих нагрузок (защемление участка паропровода, нарушение состояния опор и т.п.) и неудовлет- ворительное конструктивное оформление сварных соединений (концентрация напряжений в соединениях разнотолщинных трубных элементов). Дополнительные технологические причины: повышенное тепловложение при сварке (недопустимо высокие температура подогрева и сила тока при сварке)

4. Трещины усталости

Возникают при действии переменных напряжений с амплитудой выше допускаемого уровня (циклические термические или механические напряжения)

Трещины термической усталости: развитие в зонах конструктивных и технологических концентраторов напряжений. Ориентированы в угловых швах поперечно шву, в стыковых швах в поперечном и продольном направлениях и, кроме того, в виде сетки трещин, сопровождающих магистральную трещину. Усталостные трещины (механической усталости) развиваются поперечно и продольно шву

П1.1,г

Транс- кристаллитный характер

Эксплуатационные причины: трещины термической усталости из-за нарушения проектных условий эксплуатации (забросы воды, недопустимо высокие скорости прогрева и т.п.); трещины усталости (механического воздействия) из-за нарушения работы опор. Конструкционные причины: наличие концентраторов напряжений, недостаточная жесткость соединений тонкостенных трубных элементов и т.п.


     
     

    

 
     

Рис. П1.1. Типичные повреждения соединений паропроводов из
хромомолибденованадиевых сталей:

а - трещина хладноломкости; б - локальное повреждение при повторном нагреве в околошовной зоне; в - трещина ползучести в ЗТВ соединения; г - трещина усталости


     

Приложение 2
(справочное)

Типичные повреждения отремонтированных стыковых сварных соединений
паропроводов из хромомолибденованадиевых сталей (негативное влияние
сварочно-ремонтной технологии)

     

Вид повреждения

Номер рисунка

Металлографический признак повреждения

Причины повреждения

1

2

3

4

1 . Трещина в зоне разупрочнения старого шва при эксплуатации паропровода при температуре выше 510°С. Кольцевая трещина с наружной поверхности развивается вдоль шва на расстоянии 2-4 мм от линии сплавления с подварочным швом

П2.1,а

Межкристаллитный характер повреждения. На ранней стадии протекает процесс зарождения и развития пор ползучести, их слияния в микротрещины с образованием и развитием макротрещины. Наличие пор ползучести в оставшейся части ремонтируемого старого шва ускоряет процесс развития его повреждения после ремонта при дальнейшей эксплуатации

Технологические причины: подварка старого шва, пораженного порами ползучести; повышенное тепловложение при сварке подварочного шва (завышены температура подогрева и сила тока). Дополнительные причины: пониженная жаропрочность длительно эксплуатируемого металла шва как менее легированного участка сварного соединения по отношению к основному металлу - свариваемой стали

2. Трещина хладноломкости в виде поперечной магистральной трещины, развивающейся с наружной поверхности в глубь металла, поражает металл подварочного шва с выходом в ЗТВ соединения и старый шов. Развитию повреждения при ползучести может способствовать процесс дисперсионного охрупчивания металла при повторном нагреве

П.2.1, б

Транскристаллитный характер повреждения. Развитие повреждения может протекать в две стадии: сначала энергично в пределах охрупченного металла подварочного шва и затем медленно в пластичном старом шве и ЗТВ соединения (вершина магистральной трещины вязнет в пластичном металле)

Технологические причины: нарушены регламентированные оптимальные режимы сварки (недостаточный подогрев или его отсутствие) и термической обработки (недоотпуск сварного соединения после ремонта или отсутствие термической обработки);
недостаточно просушены покрытые электроды перед сваркой

     


Рис П2.1. Типичные повреждения сварных соединений с ремонтной подваркой паропроводов
из хромомолибденованадиевых сталей:

а - кольцевая трещина в старом шве (СШ). Межкристаллитное повреждение по механизму
ползучести; б - поперечная трещина в подварочном шве (ПШ) с переходом в
старый шов и ЗТВ соединения. Транскристаллитное повреждение по
механизму хладноломкости

Приложение 3
(справочное)

Характер и причины повреждений тройниковых сварных соединений
паропроводов из хромомолибденованадиевых сталей, эксплуатирующихся
в условиях ползучести

     

Вид повреждения

Номер рисунка

Металлографический признак повреждения

Возможные причины повреждения

1

2

3

4

1. Трещины в околошовной зоне на участке перегрева ЗТВ на расстоянии менее 1 мм от границы сплавления со стороны корпуса тройника. Кольцевые продольные трещины

П3.1,а

Межкристаллитное повреждение - хрупкое (квазихрупкое) повреждение. Трещины по границам укрупненных зерен

Технологические причины: некачественная послесварочная термическая обработка; недоотпуск или его отсутствие; отсутствие подогрева при сварке. Твердость металла шва при эксплуатации претерпевает период дисперсионного охрупчивания, что отмечается на резком повышении твердости и низкой ударной вязкости

2. Трещины по разупрочненной прослойке металла ЗТВ на расстоянии 2-4 мм от границы сплавления со стороны корпуса тройника

П3.1,б

Межкристаллитный хрупкий характер повреждения. Магистральная трещина на участке металла с мелким зерном. Берега трещины поражены порами и микротрещинами ползучести. Структурная и механическая неоднородность

Конструкционные причины: чрезмерное ослабление прочности корпуса тройника отверстием под штуцер; повышенная концентрация напряжений и деформации в зоне углового шва. Эксплуатационные причины: действие повышенных изгибающих нагрузок, вызванных нарушением проектного состояния опорно-подвесной системы, неудовлетворительной работой дренажей, защемлением паропровода, забросами воды и др. Технологические причины: сварка углового шва с повышенным тепловложением; чрезмерно высокая погонная энергия, недопустимо высокий подогрев при сварке; нарушение в технологии термообработки основного металла: недоотпуск

3. То же, но со стороны патрубка-штуцера тройника

П3.1, в

То же

Эксплуатационные причины: недопустимые по проекту высокие изгибающие нагрузки. Конструкционные причины: повышенная концентрация напряжений и деформации в зоне углового шва; недостаточный запас прочности патрубка-штуцера

4. Поперечные трещины в угловом шве. Трещины могут примыкать к корпусу или патрубку-штуцеру тройника; трещины могут развиваться в глубь основного металла

П3.1,г

Межзеренное повреждение по границам крупных кристаллитов; металл поражен порами и микротрещинами ползучести. Повреждение может иметь транскристаллитный характер

Эксплуатационные причины: высокие не учтенные проектом циклические термические напряжения. Технологические причины: сварка углового шва с повышенным тепловложением; применение при сварке углового шва сварочных материалов недостаточной жаропрочности; сварка углового шва без подогрева; недоотпуск после сварки. Конструкционные причины: чрезмерное ослабление прочности корпуса тройника отверстием под штуцер; рабочее сечение - высота углового шва меньше проектного; недостаточная прочность патрубка-штуцера


     Примечание. На первом месте указаны преимущественно главные причины повреждения сварных тройников для каждого вида разрушения. Как правило, на повреждение влияет комплекс причин, основные из которых указаны в таблице.
     

    

         

Рис П3.1. Типичные эксплуатационные повреждения сварных тройников
паропроводов из хромомолибденованадиевых сталей:

а - кольцевая трещина () в околошовной зоне; б - кольцевая трещина в  
на "спинке" (); в - кольцевая трещина в   штуцера ();
г - поперечные трещины в металле углового шва (); () - кольцевая трещина в  
на "плечике" тройникового сварного соединения


Приложение 4
(справочное)

Эксплуатационные повреждения отремонтированных сварных тройников
паропроводов из хромомолибденованадиевых сталей (негативное влияние
сварочно-ремонтной технологии)

     

Вид повреждения

Номер рисунка

Металлографический признак повреждения

Возможные технологические причины повреждения

1

2

3

4

1. Кольцевая продольная трещина в подварочном шве. Трещина развивается из глубинных слоев металла к наружной поверхности подварки

П4.1, а

Межкристаллитный характер повреждения. Магистральную трещину окаймляет область металла, пораженная порами и микротрещинами ползучести

Наличие неудаленного при ремонте участка металла ЗТВ с повышенной микроповрежденностью порами и микротрещинами ползучести

2. Кольцевая продольная трещина в старом шве. Трещина развивается с наружной поверхности шва на расстоянии 2-4 мм от края подварки

П4.1,б

Аналогичный межкристаллитный характер повреждения, что и в предыдущем случае

Расположение подварочного шва на старом угловом шве, что создает ЗТВ в старом шве с сильно разупрочненной прослойкой металла. Ускоренному процессу развития повреждения способствует наличие оставшегося после выборки металла старого шва с повышенной микроповрежденностью

3. Кольцевая продольная трещина в ЗТВ соединения со стороны корпуса или патрубка-штуцера тройника. Трещина зарождается на участке двойной ЗТВ, образующейся при сварке основного и подварочного швов. Трещина развивается с наружной поверхности соединения

П4.2, а

То же

Расположение подварки в пределах размера ширины старого шва, что усиливает разупрочняющий эффект на ЗТВ соединения и ускоряет процесс его разрушения

4. Поперечные трещины в подварочном шве. Трещины развиваются с глубинных слоев к наружной поверхности подварки

П4.2, б

Межкристаллитный характер повреждения

Наличие неудаленного при ремонте крупнозернистого участка металла старого шва, пораженного порами и микротрещинами ползучести

5. Поперечная трещина в подварочном шве. Трещина развивается с наружной поверхности подварки и может углубляться в основной металл

П4.2, б

Транскристаллитный характер повреждения

Подварка наплавлялась без подогрева или с недостаточным подогревом; недоотпуск после сварки или отсутствие термообработки подварочного шва сварного тройника


     Примечания. 1. Одной из основных технологических причин, способствующих преждевременному повреждению сварных тройников после ремонта для всех случаев разрушений (рис. П4.1 и П4.2), является применение сварочных материалов с низкими жаропрочными свойствами.
     
     2.  - поперечная трещина на рис. П4.2,б, развитие которой идет с наружной поверхности подварки.
     
     3. Помимо рассмотренных в приложении 4 технологических причин, на повреждения отремонтированных сварных тройников влияют и другие причины (см. приложение 3).     
     

    

      

Рис. П4.1. Типичные эксплуатационные повреждения сварных тройников
с ремонтными подварками. Кольцевые трещины ():

а - в подварочном шве (ПШ); развитие от ; б - в старом шве (СШ);
развитие в глубь металла


Рис. П4.2. Типичные эксплуатационные повреждения сварных тройников
с ремонтными подварками:

а - кольцевые трещины () по  в глубь металла; б - поперечные трещины ()
в подварочном шве (ПШ), КрЗ - крупнозернистая структура металла в старом шве


     

Приложение 5

Типичные повреждения стыковых сварных соединений разнотолщинных
 трубных элементов длительно эксплуатирующихся паропроводов из
хромомолибденованадиевых сталей при температуре 510-560°С

             

      

Условные обозначения:

      - магистральная трещина по разупрочненной прослойке металла зоны термического влияния (ЗТВ) со стороны толстостенной фасонной детали;
     
      - трещины (поперечные, продольные) в металле сварного шва;
     
      - магистральная трещина в ЗТВ со стороны паропроводной трубы     
     

Приложение 6

     

Типичные повреждения стыковых сварных соединений фасонных
деталей между собой




Условные обозначения:

     I - кольцевая (продольная) трещина в околошовной зоне;
     
     II - поперечные трещины в металле шва;
     
     III - кольцевая (продольная) трещина в металле шва;
     
     IV - кольцевая (продольная) трещина в разупрочненной прослойке металла
     

     

Приложение 7

     

Типичные повреждения трубных элементов паропроводов




Условные обозначения:

      - трещина поперечная (кольцевая);
     
      - трещина продольная;
     
     В - выемка металла (эрозионный износ)
     

     

Приложение 8

     

Поврежденные сварные стыковые соединения коллектора котла


    


     

Условные обозначения:

     - трещина в кольцевом шве приварки донышка к коллектору;
     
      - трещина в стыковом соединении трубных элементов коллектора     
     

Приложение 9

Типичные повреждения коллекторов (камер)


Условные обозначения:

I - межочковые трещины на наружной поверхности коллектора;

II - поперечные трещины в угловых швах штуцерных соединений (и трещины на поверхности отверстий);

III - углубление в теле коллектора в результате эрозионного износа

Библиографический указатель нормативных документов

     1. ГОСТ 7512-82. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод.
     
     2. ГОСТ 9467-75. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы.
     
     3. ГОСТ 10052-75. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами. Типы.
     
     4. ГОСТ 14782-86. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые.
     
     5. ГОСТ 21105-87. Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод.
     
     6. ОСТ 34 948.01-90. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки и наплавки оборудования атомных электростанций. Марки.
     
     7. ОСТ 34-70-690-84. Металл паросилового оборудования электростанций. Методы металлографического анализа в условиях эксплуатации.
     
     8. ОСТ 108.004.109-80. Изделия и швы сварных соединений энергооборудования АЭС. Методика магнитного контроля.
     
     9. ОСТ 108.031.10-85. Котлы стационарные и трубопроводы пара и горячей воды. Нормы расчета на прочность. Определение коэффициентов прочности.
     
     10. ТУ 14-3-420-75. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные толстостенные для паровых котлов и трубопроводов.
     
     11. ТУ 14-3-460-75. Трубы стальные бесшовные для паровых котлов и трубопроводов. Технические условия.
     
     12. РД 34 10.068-91. Соединения сварные оборудования тепловых электростанций. Радиографический контроль.
     
     13. РД 34 10.122-94. Унифицированная методика стилоскопирования деталей и сварных швов энергетических установок. М.: Энергомонтажпроект, 1994.
     
     14. РД 34 15.027-93. Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте оборудования электростанций (PTM-1c-93). М.: НПО ОБТ, 1994.
     
     15. РД 34 17.421-92. Типовая инструкция по контролю и продлению срока службы металла основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций. М.: СПО ОРГРЭС, 1992.
     
     16. ОП № 501 ЦД-75. Основные положения по ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений котлоагрегатов и трубопроводов тепловых электростанций. М.: ЦНИИТМАШ, 1977.
     
     17. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. М.: ПИО ОБТ, 1996.
     

     18. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды, М.: НПО ОБТ, 1994.
     
     19. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. М.: НПО ОБТ, 1993.
     
     
     
Текст документа сверен по:
официальное издание
Госгортехнадзор России -
М.: НПО ОБТ, 1997

  отправить на печать

Личный кабинет:

доступно после авторизации

Календарь налогоплательщика:

ПнВтСрЧтПтСбВс
01 02 03
04 05 06 07 08 09 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31

Заказать прокат автомобилей в Краснодаре со скидкой 15% можно через сайт нашего партнера – компанию Автодар. http://www.avtodar.ru/

RuFox.ru - голосования онлайн
добавить голосование