Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Вварка — заплата
Вварка заплат , так же как и заварка трещин, относится к трудновыполнимым работам в связи с возникновением при сварке больших напряжений. [1]
Вварка заплат выполняется следующим образом. По кромке выреза снимают фаски с раскрытием их в сторону, откуда удобнее производить сварку. Заплата-вставка вырезается точно по контуру вырезанного отверстия с фасками по кромкам. Вставке заранее придается слегка выпуклая форма для компенсации усадки наплавленного металла. [2]
Вварка заплат выполняется еле-дующим образом. По кромке выреза снимают фаски с раскрытием их в сторону, откуда удобнее производить сварку. Заплата-вставка вырезается точно по контуру вырезанного отверстия с фасками по кромкам. Вставке заранее придается слегка выпуклая форма для компен — сации усадки наплавленного металла. [4]
Вварка заплат ( вставок) в тело барабана производится в том случае, если дефекты в виде трещин, раковин, выпучив, вмятин, коррозионных растрескиваний настолько значительны или охватывают такую большую поверхность барабана, что устранить их путем наплавки или заварки нецелесообразно или невозможно ( см. пп. [5]
Вварку заплат ( вставок) применяют в том случае, когда дефекты настолько значительны, что обычной заваркой или наплавкой их ликвидировать невозможно. Контур выреза под заплаты не должен иметь острых углов. [6]
Для вварки заплат поврежденное место вырезают газовым резаком, придавая отверстию форму круга, овала или прямоугольника с закругленными углами. По кромке выреза снимают фаски с раскрытием их в удобную для сварки сторону. Заплата-вставка вырезается точно по контуру подготовленного отверстия с фасками по кромкам. Вставке придается слегка выпуклая форма для компенсации усадки наплавленного металла. [7]
При вварке заплат встык или заварке трещин в сварных швах и в листах толщиной 6 мм и выше свариваемые кромки скашивают под углом 30 — 36; скос кромок обычно производится при помощи газовой резки с последующей зачисткой напильником. Поэтому листы вставок, получающие при вальцовке дополнительную кривизну, имеют некоторый запас на компенсацию и при охлаждении ( усадке) после сварки не создают дополнительных растягивающих напряжений в корпусе резервуара. [8]
При вварке заплат придают последним выпуклую форму ( фиг. [9]
По окончании вварки заплат заваривают отверстия у манометра, продувают участок через свечи и спрессовывают его сначала на плотность, а потом и на прочность, для чего давление на участке постепенно поднимают до максимально возможного рабочего на данном участке. [10]
Работы по вварке заплат ведутся под газом. По окончании работ ремонтируемый участок газопровода продувается и испытывается газом сначала при давлении 20 ити, а затем 40 ати или рабочем давлении в газопроводе. [11]
Ремонт газопровода вваркой заплат ; применяется для ликвидации локальных свищей и трещин в толще трубы. Этот способ допускается для магистральных газопроводов диаметром более 219 мм. [12]
При таком способе вварки заплаты подвергаются большому нагреву, а при остывании металл заплаты оказывается сильно наряженным кольцевыми и продольными усилиями, величина которых может достигнуть предела текучести металла. При наличии на заплатах задиров, рисок или подрезов у шва, трещин в сварном шве, а также при заварке заплат внахлест, в металле может возникнуть объемное напряженное состояние, способное вызвать зарождение и развитие трещин и даже полное разрушение заплат труб. [13]
Сварные швы при вварке заплат и участки труб после ремонта ( царапин, задиров, раковин, каверн) подвергают ультразвуковому контролю. [14]
При ремонте газопроводов вваркой заплат в ремонтируемой трубе вырезают овальное отверстие, имеющее плавный контур. Острые углы в контуре отверстия под заплату могут явиться концентраторами напряжений. Заплату вырезают по шаблону из того же материала, что и ремонтируемая труба. Размеры заплаты не должны быть более 250 — 300 мм, при этом ширина заплаты не должна превышать половину диаметра трубы. Разница между шириной и длиной заплаты должна быть не менее 50 мм. Кромки заплаты должны иметь стандартную V-образную подготовку. Зазор между кромками отверстия в трубе и кромками заплаты должен быть в пределах 2 0 — 3 5 мм. Вставленную в отверстие трубы заплату толщиной до 12 мм обваривают по контуру не менее чем в три слоя. Корень шва должен быть выполнен электродами диаметром 2 5 — 3 0 мм или 3 25 мм, а заполняющие слои — электродами диаметром 3 — 4 мм. Для снижения уровня сварочных напряжений сварку стыкового шва заплаты производят обратно-ступенчатым методом, в три-четыре ступени. Накладывать заплаты при ремонте газопроводов внахлест категорически запрещено. [15]
Источник
Ремонт газопровода вварка заплат
Несквозные (с остаточной толщиной стенки менее 4,0 мм) и сквозные (в том числе трещины) дефекты, вписывающиеся в параметры овальных или круглых отверстий основного металла труб и сварных швов газопроводов диаметром от 426 до 1420 мм включ. с толщиной стенки от 7,0 до 32,0 мм допускается ремонтировать вваркой заплат или приваркой патрубков, при этом ремонт вваркой заплат допускается выполнять на участках газопроводов категорий II–IV, приваркой патрубков – на участках газопроводов категорий B, I–IV.
Подготовительные работы, предварительный и сопутствующий подогрев, сварка и контроль качества приведены в 11.4.
Перед началом ремонтных работ с целью уточнения границ дефектного участка, толщины стенки, выявления возможных расслоений металла трубы на расстоянии не менее 100 мм от контура предполагаемого отверстия должен быть проведен визуальный, измерительный, ультразвуковой контроль основного металла трубы, а в случаях пересечения (наложения) контура предполагаемого отверстия с продольным или кольцевым сварным швом дополнительно должен быть проведен радиографический или ультразвуковой контроль продольного или кольцевого сварного шва в границах предполагаемого отверстия, включая зоны примыкания по 100 мм в каждую сторону. Допускается при необходимости применение дополнительных физических методов неразрушающего контроля (магнитный, капиллярный).
Ремонт несквозных и сквозных дефектов, не вписывающихся в размеры овальных или круглых отверстий, дефектов в местах пересечений кольцевого шва с продольным сварным швом, а также на участках газопровода с вмятинами, расслоениями, недопустимыми гофрами труб рекомендуется выполнять с применением других методов ремонта, регламентированных настоящим стандартом.
При ремонте сквозных и несквозных дефектов труб и сварных швов допускается сварка (вварка):
не более одной заплаты или патрубка на трубе или на продольном сварном шве трубы;
не более одной заплаты или патрубка на кольцевом сварном шве двух соседних труб.
Для определения оптимальных параметров отверстий для заплат или патрубков целесообразно применять набор гибких шаблонов овальной или круглой формы, размеры которых соответствуют характеристикам специальных устройств типа эллипсограф, “овал”, “круг”.
Разница длин большой и малой осей овального отверстия (заплаты) должна быть 50±10 мм, большая ось овального отверстия должна располагаться вдоль оси трубы и быть не менее 150 мм.
Рекомендуемая длина большой оси овального отверстия для вварки заплат (включая места засверловки границ трещин) на трубах диаметром 1420 мм – 350 мм, 1220 мм – 300 мм, 1020 мм – 250 мм, 720 мм – 200 мм, 530 мм – 150 мм, 426 мм – 150 мм.
Для приварки патрубков рекомендуется вырезать круглые или овальные отверстия с расположением их в верхней четверти периметра ремонтного участка газопровода с отклонением от зенита ±10 .
Диаметр круглого отверстия или длина большой оси овального отверстия для приварки патрубка должны быть не менее чем на 10 мм меньше диаметра патрубка, при
этом диаметр патрубка должен быть не более 0,3 от диаметра ремонтного участка газопровода.
Овальное отверстие для приварки патрубков должно отвечать требованиям 11.2.2.10.
Перед вырезкой овального или круглого отверстия в месте дефектного участка с целью предотвращения развития сквозного дефекта (трещины) на расстоянии не менее 30 мм от границ дефекта засверливаются отверстия диаметром 5,0 мм.
Если в процессе вырезки овального отверстия сквозной дефект (трещина) распространяется за пределы засверленного участка или за границы предполагаемого отверстия, то рекомендуется выполнять ремонт дефектного участка вваркой заплаты больших размеров, регламентированных для данного диаметра ремонтируемого участка газопровода, или с применением других методов ремонта, регламентированных настоящим стандартом.
Границы разметки отверстий для ремонта дефектных участков вваркой заплат или приваркой патрубков в зависимости от расположения несквозных и сквозных дефектов приведены на рисунке 11.32.
а) дефектный участок со сквозным дефектом (трещиной) на основном металле трубы; б) дефектный участок со сквозным дефектом (трещиной) на кольцевом сварном шве; в) дефектный участок со сквозным дефектом (трещиной) на продольном сварном шве
Рисунок 11.32 – Границы разметки овальных отверстий для ремонта дефектных участков вваркой заплаты или приваркой патрубков
Вырезка овального или круглого отверстия для последующей вварки заплаты выполняется аналогично 11.2.2.7.
При пересечении овального отверстия с продольным или кольцевым сварным швом усиление облицовочного шва должно быть снято механическим способом с плавным переходом в сторону от границы отверстия на расстояние не менее 40 мм. При наличии подварочного шва на подкладном кольце удаляются элементы кольца в местах, прилегающих к подварочному шву, для обеспечения плотного прилегания подкладного кольца к внутренней поверхности трубы, как показано на рисунке 11.33.
Рисунок 11.33 – Сборка заплаты с подкладным кольцом в овальном отверстии при ремонте дефектов основного металла трубы (а) и продольном заводском шве (б)
Заплаты должны изготавливаться заранее в стационарных (базовых) условиях в соответствии с 6.3.
Монтаж и вварка заплаты должны выполняться аналогично требованиям 11.5.4–11.5.12.
Патрубки должны изготавливаться заранее в стационарных (базовых) условиях в соответствии с 6.4 и иметь подготовленные под сварку кромки в соответствии с требованиями 11.5.13.
Монтаж и приварка патрубков должны выполняться аналогично требованиям 11.5.14–11.5.29.
Ремонт сварными муфтами дефектов труб и сварных швов участков газопроводов, в том числе под давлением газа
Общие требования
Несквозные и сквозные дефекты труб и сварных соединений участков газопроводов категорий II–IV из труб диаметром от 426 до 1420 мм включ. с толщиной стенки
от 7,0 до 32,0 мм, временно выведенных из эксплуатации или находящихся в эксплуатации под давлением с транспортировкой или без транспортировки газа, допускается ремонтировать стальными сварными муфтами.
Конструкции муфт, приведенные в таблице 6.1, рекомендуется применять в соответствии с требованиями 11.9.2.
Стальные сварные муфты могут быть: негерметичные усиливающие муфты – I типа, герметичные усиливающие – II типа.
Негерметичные усиливающие муфты I типа не привариваются к стенке ремонтируемого газопровода:
А) Конструкция № 1 – негерметичная сварная стальная муфта.
Муфту рекомендуется применять в зависимости от степени дефектности труб и сварных соединений для ремонта участков газопроводов с поверхностными несквозными дефектами труб и дефектами геометрии и поверхности (вмятины) труб при отсутствии элементов, препятствующих равномерному прилеганию муфты к ремонтируемому газопроводу. Муфта изготавливается в заводских или базовых условиях.
Сборка и сварка – верхние и нижние полумуфты устанавливаются на ремонтируемый газопровод и свариваются между собой на подкладных пластинах горизонтальными продольными стыковыми швами. Муфта не сваривается с ремонтируемым газопроводом.
Б) Конструкция № 2 – негерметичная сварная стальная муфта.
Муфту рекомендуется применять в зависимости от степени дефектности труб и сварных соединений для ремонта участков газопроводов с поверхностными несквозными дефектами труб и сварных соединений при наличии овальности, гофр, кривизны трубы. Муфта изготавливается в заводских или базовых условиях.
Сборка и сварка:
верхние и нижние полукольца устанавливаются на ремонтируемый газопровод и свариваются между собой на подкладных пластинах горизонтальными продольными стыковыми швами;
верхние и нижние полумуфты устанавливаются на кольца и свариваются между собой горизонтальными продольными стыковыми швами;
торцы муфты свариваются с кольцами кольцевыми угловыми швами. Муфта не сваривается с ремонтируемым газопроводом.
Герметичные усиливающие муфты II типа при монтаже на газопровод привариваются к стенке ремонтируемого газопровода кольцевыми угловыми швами:
В) Конструкция № 3 – герметичная сварная стальная муфта.
Муфту рекомендуется применять для ремонта участков газопроводов с поверхностными несквозными дефектами труб и сварных соединений в зависимости от степени дефектности, а также при наличии овальности или кривизны труб, с обеспечением необходимого пространства между муфтой и ремонтируемым газопроводом. Муфта изготавливается в заводских или базовых условиях.
Сборка и сварка:
верхние и нижние полукольца устанавливаются на ремонтируемый газопровод и свариваются между собой на подкладных пластинах горизонтальными продольными стыковыми швами;
кольца с внутренней стороны свариваются с ремонтируемым газопроводом кольцевыми угловыми швами;
верхние и нижние полумуфты устанавливаются на кольца и свариваются между собой горизонтальными продольными стыковыми швами;
торцы муфты свариваются с кольцами кольцевыми угловыми швами.
Г) Конструкция № 4 – герметичная сварная стальная муфта (муфтовый узел).
Муфту рекомендуется применять для ремонта участков газопроводов с поверхностными несквозными дефектами труб и сварных соединений в зависимости от степени дефектности, а также при наличии овальности или кривизны труб, с обеспечением необходимого пространства между муфтой и ремонтируемым газопроводом. Муфта изготавливается в заводских или базовых условиях.
Сборка и сварка:
верхние и нижние полумуфты внутренней муфты устанавливаются на ремонтируемый газопровод и свариваются между собой на подкладных пластинах горизонтальными продольными стыковыми швами;
торцы внутренней муфты свариваются с ремонтируемым газопроводом с обеих сторон кольцевыми угловыми швами;
верхние и нижние полукольца устанавливаются на ремонтируемый газопровод и свариваются между собой на подкладных пластинах горизонтальными продольными стыковыми швами;
кольца с внутренней стороны свариваются с ремонтируемым газопроводом кольцевыми угловыми швами.
верхние и нижние полумуфты наружных муфт устанавливаются на внутреннюю муфту и кольца и свариваются между собой продольными стыковыми швами;
торцы наружных муфт свариваются с внутренней муфтой и кольцами кольцевыми угловыми швами.
Д) Конструкция № 5 – герметичная сварная стальная удлиненная муфта (муфтовый узел). Муфту рекомендуется применять для ремонта участков газопроводов с поверхностны-
ми несквозными дефектами труб и сварных соединений в зависимости от степени дефектности, а также при наличии овальности или кривизны труб, с обеспечением необходимого пространства между муфтой и ремонтируемым газопроводом, при невозможности или нецелесообразности установки двух наружных муфт конструкции № 4. Муфта изготавливается в заводских или базовых условиях.
Сборка и сварка:
верхние и нижние полумуфты внутренней муфты устанавливаются на ремонтируемый газопровод и свариваются между собой на подкладных пластинах горизонтальными продольными стыковыми швами;
торцы внутренней муфты свариваются с ремонтируемым газопроводом с обеих сторон кольцевыми угловыми швами;
верхние и нижние полукольца устанавливаются на ремонтируемый газопровод и свариваются между собой на подкладных пластинах горизонтальными продольными стыковыми швами;
кольца с внутренней стороны свариваются с ремонтируемым газопроводом кольцевыми угловыми швами;
верхние и нижние полумуфты удлиненной наружной муфты устанавливаются на внутреннюю муфту и кольца и свариваются между собой продольными стыковыми швами;
торцы наружной муфты свариваются с кольцами кольцевыми угловыми швами. Е) Конструкция № 6 – герметичная сварная стальная муфта (муфтовый узел).
Муфту рекомендуется применять для ремонта участков газопроводов со сквозными дефектами труб и сварных соединений в зависимости от степени дефектности, а также в случаях наличия овальности или кривизны труб, с обеспечением необходимого пространства между муфтой и ремонтируемым газопроводом. Конструкцией муфты предусмотрена возможность установки на сквозной дефект временной муфты (хомута) для герметизации выхода продукта. Муфта изготавливается в заводских условиях.
Сборка и сварка:
верхние и нижние полукольца устанавливаются на ремонтируемый газопровод и свариваются между собой на подкладных пластинах горизонтальными продольными стыковыми швами;
кольца с внутренней стороны свариваются с ремонтируемым газопроводом кольцевыми угловыми швами;
верхние и нижние полумуфты (состоящие из полуднищ и полутруб, предварительно сваренных в заводских условиях) свариваются между собой продольными стыковыми швами;
торцы муфты свариваются с кольцами кольцевыми угловыми швами.
Ж) Конструкции № 7а и 7б – герметичные сварные стальные муфты (муфтовый узел). Муфты рекомендуется применять для ремонта участков газопроводов со сквозными дефектами труб и сварных соединений в зависимости от степени дефектности, а также в случаях наличия овальности или кривизны труб, с обеспечением необходимого пространства между муфтой и ремонтируемым газопроводом. Конструкцией муфты предусмотрена возможность установки на сквозной дефект временной муфты (хомута) для герметизации выхода
продукта. Муфта изготавливается в заводских условиях.
Сборка и сварка:
верхние и нижние полукольца устанавливаются на ремонтируемый газопровод и свариваются между собой на подкладных пластинах горизонтальными продольными стыковыми швами;
кольца с внутренней стороны свариваются с ремонтируемым газопроводом кольцевыми угловыми швами;
верхние и нижние полумуфты (состоящие из полумуфт и полупереходов, предварительно сваренных в заводских условиях для конструкций № 7а или из гнутых полумуфт для конструкции № 7б) свариваются между собой продольными стыковыми швами;
торцы муфты свариваются с кольцами кольцевыми угловыми швами.
Выбор конструкций муфт
Выбор конструкций муфт производится в зависимости от степени дефектности металла труб и сварных соединений газопроводов.
При оценке степени дефектности участка газопровода определяются кольцевые напряжения ( к ) в месте установки ремонтной муфты по формуле
= P (D 2 S) , М Па,
где Р – величина рабочего давления в газопроводе, МПа;
D н – наружный диаметр газопровода, мм;
S – номинальная толщина стенки газопровода, мм.
Значение степени дефектности определяется отношением кольцевых напряжений в стенке газопровода ( к ) к минимальному нормативному пределу текучести металла
трубы ( т min ), который может быть меньше или больше 30 %: ( к / т min ) 100 % 30 % или ( к / т min ) 100 % > 30 % и приведены в таблицах 11.12, 11.13.
Выбор и назначение конструкций ремонтных муфт в зависимости от степени дефектности металла труб и сварных соединений газопроводов производится в соответствии с таблицей 11.14.
Пример определения степени дефектности газопровода приведен в приложении И.
Ремонт газопроводов из спирально-шовных труб, изготовленных из термоупрочненных сталей, рекомендуется проводить с применением муфт конструкций № 1–2. Допускается проводить ремонт с применением муфт конструкций № 3–7 на газопроводах из спирально-шовных труб, изготовленных из сталей контролируемой прокатки.
Ремонт вмятин в сочетании с другими видами дефектов, отнесенных по степени дефектности к значительным и критическим, должен проводиться только герметичными сварными муфтами (конструкции № 3–7).
Таблица 11.12 – Степень дефектности металла газопровода
Окончание таблицы 11.12
Таблица 11.13 – Степень дефектности сварных швов газопровода
Окончание таблицы 11.13
Ремонт газопроводов (конденсатопроводов) со сквозными дефектами металла труб и/или сварных соединений, отнесенных по степени дефектности к критическим, должен
выполняться герметичными сварными муфтами (конструкции № 6–7) при условии герметизации сквозного дефекта от выхода продукта временной муфтой (хомутом).
Допускается выполнять ремонт стальными сварными муфтами конструкций
№ 3–5 несквозных и сквозных дефектов труб и сварных швов, предварительно отремонтированных сваркой (наплавкой, заваркой).
Таблица 11.14 – Рекомендуемые конструкции муфт для ремонта дефектов труб и сварных соединений газопроводов в зависимости от степени дефектности труб и сварных соединений
Источник