Соединение стальных труб.

Основной способ соединения стальных труб при сооружении газопроводов — сварка, обеспечивающая прочность, плотность, надежность и безопасность эксплуатации газопроводов.

При этом применяют только такие методы сварки, которые обеспечивают надежную плотность сварного соединения; предел прочности сварного соединения не менее нижнего предела прочности металла труб; угол загиба не менее 120° при всех видах электродуго- вой сварки и не менее 100° при газовой и контактной сварках.

Соединение труб должно проводиться электросваркой, а газовая сварка допускается только для газопроводов давлением до 0,6 МПа и диаметром не более 150 мм с толщиной стенок до 5 мм со скосом кромок, с толщиной стенок до 3 мм без скоса кромок.

Все сварные швы должны пройти 100%-ный контроль неразрушающими методами контроля, быть плотными, при этом не допускаются непровары любой протяженности и глубины. Расстояние от ближайшего сварного стыка до фундамента здания должно быть не менее 2 м.

Ацетилен для сварки поставляют в специальных баллонах или получают на месте в переносных газогенераторных установках. При использовании газогенераторных установок ацетилен получают разложением карбида кальция в воде. Реакция протекает по уравнению

На каждый килограмм карбида кальция затрачивается до 10 л воды, при этом образуется примерно 250 л ацетилена. Кислород доставляют к месту производства сварочных работ в баллонах вместимостью до 40 л и давлением 15 МПа. Для снижения давления ацетилена и кислорода применяют специальные редукторы.

На рис. 5.10 показана схема газовой сварки. Получают ацетиленокислородную смесь и сжигают ее в ручных сварочных горелках 7со сменными наконечниками. Кислород и газ подают в горелку по резинотканевым рукавам 6.

При сжигании ацетиленокислородной смеси температура пламени достигает 3 150 °С, за счет этого оплавляются кромки соединяемых труб и сварочной проволоки.

Резку металла можно производить резаком. В этом случае вместо ацетилена используют сжиженный и природный газы, бензин. Газовую резку применяют для вырезки дефектных стыков, при врезках в газопроводы отводов, при монтаже фасонных частей газопроводов.

При ручной электродуговой сварке под действием теплоты электрической дуги, образующейся между электродом, подсоединяемым к одному полюсу, и свариваемым материалом, подсоединяемым к другому полюсу источника тока, оплавляются кромки свариваемых материалов и конец электрода.

Сварку можно вести на постоянном и переменном токах. Источником постоянного тока служат передвижные агрегаты САК, ПАС, имеющие генераторы постоянного тока и приводимые в действие двигателями внутреннего сгорания. Источником переменного тока служат сварочные трансформаторы.

Схема газовой сварки

Рис. 5.10. Схема газовой сварки:

1 — баллон с ацетиленом; 2 — ацетиленовый редуктор; 3 — газогенератор; 4 — баллон с кислородом; 5 — кислородный редуктор; 6 — резинотканевые рукава; 7 — горелка или резак; 8 — проволока

Ручная электродуговая сварка обеспечивает хорошее качество сварных соединений и широко распространена в городском газовом хозяйстве.

На рис. 5.11 показаны типы сварных соединений. Наибольшее распространение получило V-образное соединение встык (см. рис. 5.11, а), которое используют в трубах различных диаметров и при разных методах сварки при толщине стенки более 4 мм. Такое соединение требует тщательной обработки концов свариваемых труб.

Для ускорения процесса сварки и повышения надежности провара шва применяют подкладные кольца (см. рис. 5.11, б, в). Подкладное кольцо, создавая местные сужения, увеличивает сопротивление потоку газа. Поэтому для газопроводов низкого давления, а также других газопроводов диаметром менее 200 мм соединения встык с остающимся подкладным кольцом не рекомендуются.

При неправильной технологии сварочных работ сварочный шов может иметь дефекты (рис. 5.12). Некоторые из этих дефектов обнаруживают с помощью внешнего осмотра. К таким дефектам относят подрез, чрезмерное или малое усиление шва, наружную трещину, пористость и зашлакованность шва.

Скрытые дефекты сварных швов выявляют физическими методами контроля (просвечиванием). К скрытым дефектам относят непровар корня, боковой непровар, прожог, внутренние трещины. Наиболее опасны такие дефекты, как трещины, непровар корня шва, боковой непровар шва.

К производству сварочных работ на газопроводах допускаются сварщики, сдавшие соответствующий экзамен и имеющие специальные удостоверения. Каждому сварщику присваивают шифр, который он проставляет на расстоянии 30 мм от сваренных сты-

Тины сварных соединений

Рис. 5.11. Тины сварных соединений:

а — сварной V-образный стык; б — сварной стык с цилиндрическим подкладным кольцом; в — сварной стык с фасонным подкладным кольцом; 1 — газопровод; 2 — скошенная кромка трубы; 3 — притупление кромки; 4 — сварочная прихватка; 5 — цилиндрическое подкладное кольцо; 6 — буртик кольца; 7 — фасонное подкладное кольцо

Дефекты сварных стыков

Рис. 5.12. Дефекты сварных стыков:

/ — подрез; 2 — отсутствие усиления; 3 — чрезмерное усиление; 4 — пористость; 5 — шлаковые включения; 6 — наружная трещина; 7— внутренняя трещина; 8 — непровар корня шва; 9 — боковой непровар; 10 — прожог

ков. Качество сварочных работ периодически контролируют. При этом проводят следующие операции.

  • 1. Проверку качества применяемых материалов.
  • 2. Пооперационный контроль в процессе сварки стыков. По внешнему виду сварные швы должны иметь слегка выпуклую поверхность и плавный переход к телу трубы. Высота швов должна составлять 1 ...3 мм, а ширина — не превышать 2,5 толщины стенок труб.
  • 3. Контроль физическими методами (рентгено- или гаммагра- фированием и магнитографированием в сочетании с просвечиванием рентгеновскими или гамма-лучами). Существуют специальные нормы испытания в зависимости от давления газа, назначения газопроводов, условий их эксплуатации и т.д.

Сварные стыки бракуют при наличии дефектов, обнаруженных физическими методами контроля: трещин любых размеров и направлений, непровара по сечению шва, непровара в корне шва, газовых пор и шлаковых включений шва, скоплений газовых пор в отдельных участках шва.

4. Механические испытания стыков сварных швов подземных, надземных и внутренних газопроводов, сваренных электродуго- вой или газовой сваркой (независимо от рабочего давления).

Для механических испытаний стыков, сваренных электродуго- вой, газовой и прессовой сваркой, из стыка вырезают три образца с неснятым усилением для испытаний на разрыв (растяжение) и не менее трех образцов со снятым усилением для испытаний на изгиб.

Сварные соединения должны иметь предел прочности не менее нижнего предела прочности основного металла труб; угол загиба — не менее 120° при электросварке, не менее 100° — при газовой.

Результаты испытаний на растяжение и изгиб определяют как среднее арифметическое результатов, полученных при испытании образцов для указанных видов испытаний.

Результаты механических испытаний считают неудовлетворительными, если среднее арифметическое результатов испытаний на растяжение и изгиб ниже установленных норм: результат испытаний хотя бы одного образца на 10 % ниже установленной нормы.

Механическое испытание сварных соединений труб диаметром менее 50 мм производят на целых стыках на растяжение и сплющивание. При этом половину вырезанных контрольных стыков испытывают на сплющивание и половину — на растяжение.

Результаты испытаний на сплющивание положительны, если величина просвета между сжимающими поверхностями пресса при появлении первой трещины на шве не превышает пять толщин стенки трубы.

При неудовлетворительных результатах механических испытаний образцов сварного шва при дуговой, газовой и прессовой сварках повторно испытывают удвоенное количество образцов. Если результаты этих испытаний будут неудовлетворительными хотя бы на одном образце, то все стыки, сваренные сварщиком, проверяют физическими методами контроля, а сварщика допускают к работе только после прохождения практики и получения положительных результатов при сварке пробного стыка.

На каждый участок строящегося газопровода составляют сварочную схему, на которой указывают наименование объекта, номер стыка, расстояние между стыками, шифр сваршика, привязку стыков в характерных точках, стыки, проверенные физическими методами, а также места, в которых вырезаны стыки для механических испытаний.

Помимо сварных соединений на газопроводах применяют разъемные соединения, которые используют в местах установки отключающих устройств, компенсаторов, регуляторов давления, контрольно-измерительных приборов и другой арматуры.

К соединительным частям и деталям газопроводов и газового оборудования относят отводы, тройники, переходы, фланцы, заглушки, муфты, контргайки, сгоны и др.

Отводы бывают гнутыми и сварными. Гнутые делают из бесшовных труб диаметром до 400 мм. Сварные отводы изготовляют для газопроводов диаметром более 150 мм. Предпочтительнее использовать гнутые отводы, так как у них меньше сварочных соединений и они создают незначительные сопротивления потоку газа.

Тройники или крестовины применяют для устройства ответвлений от газопровода в одну или две стороны. Они могут быть проходными и переходными. Переходы применяют в тех случаях, когда необходимо изменить диаметр газопровода. Фланцевые соединения устанавливают возле задвижек, кранов и другой арматуры там, где необходимо иметь разъемное соединение. Различают следующие типы стальных фланцев (рис. 5.13): плоские приварные, приварные встык, свободные на приварном кольце, свободные на отбортованной трубе. Фланцы, приваренные встык, для соединения с трубой имеют разделанную кромку под сварку. Свободные фланцы не приваривают к трубам, а опирают на приварное кольцо или бурт отбортованной трубы. Фланцы крепят болтами, количество их зависит от диаметра присоединяемых труб.

На качество фланцевых соединений влияет подготовка уплотнительных поверхностей, поэтому на каждом фланце делают не менее двух уплотнительных канавок. Герметичность фланцевых соединений обеспечивают различными прокладками толщиной 3...5 мм. Кроме паронита применяют маслобензостойкую резину, алюминий и медь.

Изолирующие фланцы (рис. 5.14) устанавливают на газопроводах для предотвращения движения блуждающих токов из одной части трубопровода в другую. Во фланцевом соединении, состоящем из свободных фланцев на приварных кольцах, устанавливают диэлектрические прокладки из паронита, текстолита, клингерита и др. Между приварными кольцами помещают текстолит, а для изоляции болтов используют изолирующие гильзы и шайбы.

В настоящее время наиболее распространенной конструкцией изолирующих соединений является изолирующее фланцевое

Стальные фланцы

Рис. 5.13. Стальные фланцы:

а — плоский приварной; б — приварной встык; в — свободный на приварном кольце; г — свободный на отбортованной трубе; д — на приварном кольце и отбортованной трубе; 1 — труба; 2 — отверстие для болта; 3 — фланец; 4 — сварной шов; 5 — приварное кольцо; 6 — бурт

Рис. 5.14. Изолирующий фланец:

1 — стенка трубы; 2 — свободный фланец; 3 — болт с гайкой и шайбой; 4 — текстолитовая втулка; 5 — текстолитовая шайба; 6 — приварное кольцо; 7 — сварной шов; 8 — текстолитовое кольцо; 9 — клингерито- вые прокладки

соединение (ИФС), в котором кроме двух основных фланцев, приваренных к концам газопровода, имеется третий.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >