§ 4 Сварка и контроль сварных соединений по Правилам Госгортехнадзора

         Сварка сосудов и их элементов должна производиться в соответствии с требованиям ТУ на изготовление сосудов. 

         Сварные швы должны быть только стыковыми с полным проплавлением. 

         Допускаются соединения в тавр и угловые для: плоских днищ; плоских фланцев; трубных решеток; штуцеров; рубашек; люков.

         Для укрепляющих колец и опорных элементов допускаются сварные швы внахлест.

         Сварные швы должны быть доступны для осмотра и контроля.

         Продольные швы смежных обечаек (см. рисунок) и швы днищ должны быть смещены.

         Продольные швы смежных обечаек допускается не смещать при pраб ≤ 1,6 МПа и t ≤ 400 °С, с номинальной толщиной стенки не более 30 мм при условии, что эти швы выполнены автоматической или электрошлаковой сваркой и места пересечения швов контролируют методом радиографии или ультразвуковой дефектоскопии в объеме 100 %.

         При приварке опор расстояние от края сварного шва сосуда и края опоры должно быть не менее толщины стенки корпуса, но не менее 20 мм.

         При сварке элементов разной толщины должен быть обеспечен плавный переход с углом не менее 20° (см. рисунок). Допускается не делать утонение, если Smax - Smin < 5

         К сварочным работам допускаются сварщики, аттестованные в соответствии с правилами аттестации сварщика, утвержденные Госгортехнадзором.

         Перед началом сварки должно быть проверено качество сборки соединяемых элементов, а также состояние стыкуемых кромок и прилегающих к ним поверхностей. 

         Все сварочные работы при изготовлении сосудов и их элементов должны производиться при положительной температуре и в закрытых помещениях. 

         При монтаже и ремонтах на площадках сварщик должен быть защищен от непосредственного воздействия ветра и атмосферных осадков.

         Все сварные швы подлежат клеймению, позволяющему установить сварщика, выполняющего эти швы. Место клеймения заключается в хорошо видимую рамку, выполненную несмываемой краской.

         Контроль сварных соединений.

         Предприятие, производящее сварку сосудов и их элементов обязано осуществлять контроль качества сварных соединений.

         Для установки методов и объема контроля сварных соединений надо определить группу сосуда в зависимости от расчетного давления, температуры стенки и характера среды (таблица 1)

                                   Таблица 1

         Применяют следующие виды контроля качества сварных соединений:

      - внешний осмотр и измерение;

      - ультразвуковой контроль;

      - радиографический контроль;

      - механические испытания;

      - металлографические исследования;

      - радиоскопия;

      - испытания на стойкость против межкристаллической коррозии;

      - гидравлические испытания;

      - пневматические испытания;

      - другие методы (магнитография, цветная дефектоскопия, акустическая эмиссия).

         Внешний осмотр и измерение.

         Визуальному и измерительному контролю подлежат все сварные соединения сосудов и их эле­ментов с целью выявления в них следующих дефек­тов:

      - трещин всех видов и направлений;

      - свищей и пористости наружной поверхности шва;

      - подрезов;

      - наплывов, прожогов, незаплавленных кратеров;

      - смещения и совместного увода кромок сваривае­мых элементов свыше норм, предусмотренных насто­ящими Правилами;

      - непрямолинейность соединяемых элементов;

      - несоответствие формы и размеров швов требова­ниям технической документации.

         Перед визуальным осмотром поверхность сварного шва и прилегающие к нему участки основ­ного металла шириной не менее 20 мм в обе стороны от шва должны быть зачищены от шлака и других загрязнений, при электрошлаковой сварке это рассто­яние должно быть не менее 100 мм.

         Осмотр и измерения сварных соединений должны производиться с наружной и внутренней сто­рон по всей протяженности швов. В случае невозмож­ности осмотра и измерения сварного соединения с двух сторон его контроль должен производиться в порядке, предусмотренном автором проекта.

         Радиографический и ультразвуковой контроль.

         Ультразвуковая дефектоскопия и радиогра­фический контроль производятся с целью выявления в сварных соединениях внутренних дефектов (трещин, непроваров, пор, шлаковых включений и др.).

         Метод контроля (ультразвуковая дефектос­копия, радиографический контроль, оба метода в сочетании) выбирается исходя из возможности обес­печения более полного и точного выявления недопус­тимых дефектов с учетом особенностей физических свойств металла.

         Объем контроля должен соответствовать таблице 2.

                                  Таблица 2

         Сварные соединения сосудов снабженных быстросъемными крышками подлежат контролю в объеме 100 % не зависимо от группы сосуда.

         При выявлении недопустимых дефектов в сварных соединениях при контроле в объеме менее 100 %, обязательному контролю тем же методом подлежат однотипные швы этого изделия, выполненные данным сварщиком, по всей длине соединения.

         При невозможности или неэффективности этих методов контроля, контроль качества сварных соединений должен производится другим методом в соответствии с инструкцией.

         Ультразвуковая дефектоскопия и радиографический контроль стыковых сварных соединений по согласованию с Госгортехнадзором могут быть заменены другими эффективными методами контроля.

         Механические испытания.

         Механическим испытаниям должны подвер­гаться контрольные стыковые сварные соединения с целью проверки соответствия их механических свойств требованиям настоящих Правил и технических усло­вий на изготовление сосуда.

Обязательные виды механических испытаний:

         1) на статическое растяжение – для сосудов всех групп;

         2) на статический изгиб или сплющивание – для сосудов всех групп;

         3) на ударный изгиб – для сосудов, предна­значенных для работы при давлении более 5 МПа или температуре выше 450 °С, и сосу­дов, изготовленных из сталей, склонных к подкал­ке при сварке (15Х5, 15Х5М, Х9М и т.п.);

         4) на ударный изгиб – для сосудов 1-, 2-, 3-й групп, предназначенных для работы при температуре ниже минус 20 °С.

         Показатели механических свойств сварных соединений должны определяться как среднеарифме­тическое значение результатов испытания отдельных образцов. Общий результат испытаний считается не­удовлетворительным, если хотя бы один из образцов при испытании на растяжение, статический изгиб или сплющивание показал результат, отличающийся от установленных норм в сторону снижения более чем на 10%.

         При получении неудовлетворительных ре­зультатов по одному из видов механических испыта­ний этот вид испытаний должен быть повторен на удвоенном количестве образцов, вырезаемых из того же контрольного стыка.

         Если при повторном испытании хотя бы на од­ном из образцов получены показатели, не удовлетво­ряющие установленным нормам, сварное соединение считается непригодным.

         Металлографические исследования.

         Металлографическому исследованию долж­ны подвергаться контрольные стыковые сварные со­единения, определяющие прочность сосудов и их эле­ментов, которые:

      - предназначены для работы при давлении более 5 МПа или температуре выше 450 °С, или температуре ниже минус 40 °С, независимо от давления;

      - изготовлены из легированных сталей, склонных к подкалке при сварке; двухслойных сталей; сталей, склонных к образованию горячих трещин.

         Металлографические исследования допускается не проводить для сосудов и их элементов толщиной до 20 мм, изготовленных из сталей аустенитного класса.

При получении неудовлетворительных ре­зультатов металлографического исследования допус­кается проведение повторных испытаний на двух об­разцах, вырезанных из того же контрольного соеди­нения. В случае получения неудовлетворительных резуль­татов при повторных металлографических исследова­ниях швы считаются неудовлетворительными.

         Испытания на стойкость против межкристаллической коррозии.

         Испытание сварных соединений на стой­кость против межкристаллитной коррозии должно производиться для сосудов и их элементов, изготов­ленных из сталей аустенитного, ферритного, аустенитно-ферритного классов и двухслойных сталей с коррозионностойким слоем из аустенитных и ферритных сталей при наличии требования в технических усло­виях или в техническом проекте.

         Форма, размеры, количество образцов, ме­тоды испытаний и критерии оценки склонности об­разцов к межкристаллитной коррозии должны соот­ветствовать требованиям НД.

         Гидравлические испытания.

         Гидравлическому испытанию подлежат все сосуды после их изготовления.

         Сосуды, изготовление которых заканчивается на месте установки, транспортируемые на место монта­жа частями, подвергаются гидравлическому испыта­нию на месте монтажа.

         Сосуды, имеющие защитное покрытие или изоляцию, подвергаются гидравлическому испытанию до наложения покрытия или изоляции.

         Сосуды, имеющие наружный кожух, подвергаются гидравлическому испытанию до установки кожуха.

         Допускается эмалированные сосуды подвергать гидравлическому испытанию рабочим давлением пос­ле эмалирования.

         Гидравлическое испытание сосудов должно проводиться пробным дав­лением.

         Для гидравлического испытания сосудов должна применяться вода с температурой не ниже 5 °С и не выше 40 °С, если в технических условиях не ука­зано конкретное значение температуры.

         Разность температур стенки сосуда и окружающе­го воздуха во время испытаний не должна вызывать конденсации влаги на поверхности стенок сосуда. 

         По согласованию с разработчиком проекта сосу­да вместо воды может быть использована другая жидкость.

         Давление в испытываемом сосуде следует повышать плавно.

         Давление при испытании должно контро­лироваться двумя манометрами. Оба манометра вы­бираются одного типа, предела измерения, одинако­вых классов точности, цены деления.

         Время выдержки под пробным давлением устанавливается в зависимости от толщины стенки (таблица 3).

                                  Таблица 3

         После выдержки под пробным давлением давление снижается до расчетного, при котором про­изводят осмотр наружной поверхности сосуда, всех его разъемных и сварных соединений.

Обстукивание стенок корпуса, сварных и разъем­ных соединений сосуда во время испытаний не до­пускается.

         Сосуд считается выдержавшим гидравличес­кое испытание, если не обнаружено:

      - течи, трещин, слезок, потения в сварных соединениях и на основном металле;

      - течи в разъемных соединениях;

      - видимых остаточных деформаций, падения давления по манометру.

         Сосуд и его элементы, в которых при ис­пытании выявлены дефекты, после их устранения под­вергаются повторным гидравлическим испытаниям пробным давлением.

         Гидравлическое испытание допускается заменять пневматическим при условии контроля этого испытания методом акустической эмиссии или другим, согласованным с Госгортехнадзором России методом

         Пневматические испытания.

         Пневматические испытания должны проводиться по инструкции, предусматривающей необходимые меры безопасности и утвержденной в установленном порядке.

         Пневматическое испытание сосуда проводится сжа­тым воздухом или инертным газом под пробным давлением.

         Время вы­держки сосуда под пробным давлением устанавливается разработчиком проекта, но должно быть не менее 5 мин.

         Затем давление в испытываемом сосуде должно быть снижено до расчетного и произведен осмотр со­суда с проверкой герметичности его швов и разъем­ных соединений мыльным раствором или другим спо­собом.

         Значение пробного давления и результаты испытаний заносятся в паспорт сосуда лицом, прово­дившим эти испытания.