РД 34.17.310-96 стр.4 Таблица 8.3. Рекомендации по выборуулучшенной конструкции стыковых сварных…

 

 

Таблица 8.3. Рекомендации по выбору улучшенной конструкции стыковых сварных соединений разнотолщинных трубных элементов паропроводов

 

Отношение

 (рис. 8.4)

Наружный диаметр и толщина стенки паропроводных труб, мм

Условия нагружения при работе

Максимально допустимые

Рисунок

Дополнительные рекомендации

0,1

377х45; 325х60;

1,25

8.4, а

325х50; 325х45;

1,5

8.4, б

325х42; 325х38;

8.4, г

273х36; 273х32;

245х45;245х62;

219х29; 219х28;

1,5

8.4, а

Усиление снять заподлицо с поверхностью трубы

219х26; 219х25;

134х36; 159х30;

< 0,1

630х25; 465х20;

2,0

8.4, в

То же

465х19; 426х20;

426х18; 426х17;

8.4, г

425x 18; 377х17;

273х11; 159х7

1,5

8.4, в

 

Условные обозначения:  — внутреннее давление пара;  — изгибающий момент от действия изгибающих нагрузок при эксплуатации паропровода.

8.3.2. Вариант улучшения конструкции сварных соединений путем снижения разницы разнотолщинных трубных элементов в зоне сварного шва механическим способом рекомендуется для паропроводных труб при отношении  0,1. При данном варианте механической обработке подлежит толстостенный трубный элемент по всему периметру до получения конструкций, представленных на рис. 8.4, а, б.

Второй вариант (с наплавкой) рекомендуется для соединений труб при  < 0,1 (рис. 8.4, в).

 

Рис. 8.4. Рекомендуемые варианты улучшения конструкции стыковых сварных соединений разнотолщинных трубных элементов:

 

а, б — без усиливающей поверхностной наплавки (механическая обработка толстостенного элемента);

в, г — с усиливающей поверхностной наплавкой тонкостенного трубного элемента;

СШ, ПШ — старый и подварочный швы соответственно; ПН — поверхностная наплавка

Допускается сочетание двух вариантов технологий на сварных соединениях независимо от , по которым отмечались многократные повреждения; толщина поверхностной наплавки в этом случае не должна превышать 50% толщины паропроводной трубы (рис. 8.4,г).

8.3.3. Поверхностную наплавку выполняют многослойным способом кольцевыми валиками шириной 16-25 мм и толщиной 5-8 мм электродами диаметром 3 и 4 мм на режимах, указанных в табл. 8.1. Валики должны на 20-30% перекрывать друг друга. Примерная последовательность многослойной наплавки показана на рис. 8.5. Общая длина наплавки (длина вдоль оси паропроводной трубы) должна быть не менее 200 мм, общая высота поверхностной усиливающей наплавки — примерно 30-50% толщины стенки паропроводной трубы.

8.3.4. Операцию наплавки выполняют с подогревом сварного соединения до температур 250-300 или 300-350°С (табл. 8.2.). Ширина кольцевой зоны равномерного нагрева должна на 50-100 мм с каждой стороны перекрывать длину наплавки. Подогрев ведут любым способом: индукционным, электропечным или газопламенным. Температуру нагрева контролируют от четырех термопар, установленных на расстоянии 20-30 мм от каждого края наплавки в диаметрально противоположных местах периметра трубного элемента (рис. 8.6, а); температуры нагрева регистрируют самопишущим потенциометром.

8.3.5. Термическую обработку сварного соединения с поверхностной усиливающей наплавкой проводят по режиму высокого отпуска 720-750°С с выполнением следующих требований:

– длительность выдержки 1-3 ч назначается по толщине наплавки, рассматриваемой в виде толщины стенки паропроводной трубы (1 ч — при высоте наплавки до 20 мм; 3 ч — при высоте наплавки более 20 мм). Если термической обработке подвергают сварное соединение с усиливающей наплавкой и подварочным швом, то операцию проведения высокого отпуска допускается совмещать, а длительность выдержки назначать по суммарной толщине подварочного шва и усиливающей наплавки (1 ч — при суммарной толщине до 20 мм; 3 ч — при суммарной толщине более 20 мм).

 

Рис. 8.5. Рекомендуемая схема выполнения усиливающей поверхностной наплавки на сварное стыковое соединение разнотолщинных трубных элементов:

а — порядок наплавки кольцевых валиков одного слоя (поперечное сечение);

б — последовательность многослойного способа наплавки;

НН — направление процесса наплавки; I-III — наплавляемые слои

 

Контроль температур высокого отпуска ведут от шести термопар (рис. 8.6, б); к четырем термопарам, которые использовались при подогреве (рис. 8.6, а), дополнительно должны быть установлены две термопары на наружной поверхности центральной части наплавки в диаметрально противоположных местах по периметру трубы. Способ установки термопар осуществляется согласно рекомендациям РД 34 15.027-93. Регистрацию температур проводят самопишущим прибором.

 

Рис. 8.6. Расположение термопар (ТП) в стыковом сварном соединении разнотолщинных трубных элементов для регистрации температур:

а — в процессе предварительного и сопутствующего подогрева при наплавке (4 термопары);

б — при термической обработке кольцевого наплавленного участка по режиму высокого отпуска (6 термопар)

 

Термическая обработка выполняется индукционным или электропечным способом, при этом могут использоваться двухсекционные нагревательные устройства (или индукторы с неравномерным шагом витков) для обеспечения равномерности нагрева разнотолщинных трубных элементов; регулирование режимами нагрева каждой секции нагревательного устройства ведут автономно, согласно рекомендациям РД 34 15.027-93.

8.3.6. Наружную поверхность усиливающей наплавки обрабатывают механическим способом с обеспечением плавного сопряжения с основным металлом разнотолщинных трубных элементов.

8.4. Качество сварных соединений разнотолщинных трубных элементов (с подварочным швом, с усиливающей поверхностной наплавкой) оценивают по результатам неразрушающих методов контроля: визуального контроля протравленной 15-20% водным раствором азотной кислоты (или методом МПД) наружной поверхности старого и подварочного швов, включая усиливающую наплавку с прилегающими участками шириной 20-30 мм основного металла, металлографического анализа с применением реплик, ультразвуковой дефектоскопии, измерения твердости наплавленного и основного металла. Ультразвуковой контроль проводят по всему периметру сварного соединения на продольные и поперечные трещины согласно ОП № 501 ЦД-75; измерение твердости и оценку результатов контроля выполняют согласно РД 34 15.027-93; оценка качества поверхности металла при проведении контроля методом МПД и внешним осмотром осуществляется согласно нормативам РД 34 15.027-93.

 

9. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА СТЫКОВЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПАРОПРОВОДНЫХ ФАСОННЫХ ДЕТАЛЕЙ МЕЖДУ СОБОЙ

 

9.1. Ремонт стыковых соединений фасонных трубных элементов между собой (рис. 9.1) проводят с соблюдением следующих условий:

– повреждение развивалось с наружной поверхности сварного соединения (приложение 6); механизмы повреждений аналогичны указанным в приложении 1;

– при выборе технологии и ее выполнении учитывают возможное негативное влияние ремонта на работоспособность сварных соединений (приложение 2);

– глубина выборки поврежденного металла не превышает 50% толщины стенки фасонной детали в месте расточки под подкладное кольцо;

– основной металл фасонных деталей на расстоянии 20-40 мм от края шва и зоны соединения не имеют недопустимой микроповрежденности в виде микротрещин, цепочек пор ползучести или скоплений пор по границам зерен, единичных укрупненных пор размером более 1 мкм в количестве трех и более при выявлении на исследуемом участке (поле окуляра микроскопа при увеличении х1000) с реплики или скола.

 

Рис. 9.1. Типовая конструкция стыкового сварного соединения фасонных деталей между собой (на примере соединения концов литого патрубка задвижки и колена):

 — толщина стенки в месте расточки внутренней поверхности элементов под подкладное кольцо

 

9.2. Технологические операции ремонта.

9.2.1. Ремонтная технология включает следующие операции:

– удаление поврежденного металла с подготовкой места выборки под сварку механическим способом,

– выполнение подварочного шва с подогревом,

– проведение термической обработки сварного соединения с подварочным швом,

– выполнение механической обработки наружной поверхности сварного соединения (рис. 9.2).

Предшествующей является операция по контролю поврежденного сварного соединения, промежуточной — по оценке микроповрежденности металла на поверхности выборки и заключительной — по оценке качества отремонтированного сварного соединения.

 

Рис. 9.2. Последовательность технологических операций при ремонте сварного соединения способом подварки:

а — удаление поврежденного металла; выполнение деконцентраторов напряжений (ДН);

б — выполнение подварочного шва; в — термическая обработка сварного соединения;

г — механическая обработка наружной поверхности отремонтированного шва соединения, контроль качества;

ТП — термопары для регистрации температур при подогреве в процессе сварки и проведении термической обработки;

СШ — старый шов;

ПШ — подварочный шов

 

9.2.2. Дефектный (поврежденный) металл удаляется только механическим способом, при этом глубина выборки должна быть не менее чем на 5 мм больше глубины удаленной магистральной трещины; форма выборки показана на рис. 9.3. Выборка может быть местной, если ее глубина не превышает 20% толщины стенки трубного элемента в месте расточки под подкладное кольцо ( 0,2·). При большей глубине выборки (0,5·) дополнительно должна быть выполнена кольцевая выборка на оставшейся части периметра трубного элемента той же глубины механическим способом; кроме того, должны быть выполнены деконцентраторы напряжений (см. рис. 9.3).

 

Рис. 9.3. Формы выборки (контура выборки — KB) и деконцентраторов напряжений (ДН) на ремонтируемом сварном соединении. Поперечное сечение:

 — трещина;

 — толщина стенки в месте расточки внутренней поверхности элементов под подкладное кольцо

 

9.2.3. Заполнение места выборки проводится многослойным способом кольцевыми валиками толщиной 4-6 мм и шириной 16-20 мм с использованием электродов диаметром 2,5-4 мм на режимах, указанных в табл. 9.1; подогрев при сварке — при температурных режимах, указанных в табл. 9.2. Ширина кольцевой зоны равномерного нагрева должна составлять 150-200 мм со сварным швом в центре; технология выполняется по РД 34 15.027-93. Рекомендуемый порядок заполнения разделки и форма усиления подварочного шва представлены на рис. 9.4. Необходимо, чтобы крайние валики усиления шва перекрывали на 2-4 мм свариваемые кромки фасонных частей, а завершающим на усилении подварочного шва был отжигающий валик.

 

Таблица 9.1. Рекомендуемые режимы ручной дуговой сварки при выполнении подварочного шва (рис. 9.4)

Диаметр электрода, мм

Сила тока, А

Толщина валиков, мм

Ширина валиков, мм

2,5

70-90

4-5

16-18

3,0

90-110

4-5

16-18

4,0

120-160

4-6

16-20

 

Таблица 9.2.Рекомендуемые температуры подогрева фасонных деталей при выполнении подварочного шва

Марка стали

Температура подогрева, °С

12Х1МФ, 20ХМФЛ

250-300

15Х1М1Ф, 15Х1М1ФЛ, 15Х1М1Ф+20ХМФЛ, 15Х1М1Ф+12Х1МФ, 15Х1М1ФЛ+20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ+12Х1МФ

300-350

 

Примечания.

1. Подогрев допускается проводить любым способом: индукционным, электропечным и газопламенным по технологии согласно РД 34 15.027-93.

2. Термопары для регистрации температур располагаются равномерно по периметру ремонтируемого стыка в четырех местах и с каждой стороны сварного шва (общее количество — 8 термопар).

 

Рис. 9.4. Рекомендуемая последовательность многослойного заполнения места выборки ремонтируемого сварного соединения (поперечное сечение):

1-10 — кольцевые валики;

10 — отжигающий валик;

ТП — термопара для регистрации температуры подогрева при сварке;

СШ — старый шов

 

9.2.4. Сварное соединение с подварочным швом подвергается термической обработке по режиму высокого отпуска (табл. 9.3). Технология нагрева осуществляется согласно РД 34 15.027-93 (рис. 9.5).

 

Рис. 9.5. Расположение термопар (ТП) для регистрации температурных режимов при проведении термической обработки (высокого отпуска) сварного соединения с подварочным швом:

СШ — старый шов;

ПШ — подварочный шов

 


Таблица 9.3. Режимы высокого отпуска отремонтированных сварных соединений фасонных деталей

Марка стали

Толщина стенки в зоне расточки
(рис. 9.3)

Температура отпуска, °С

Выдержка при отпуске, ч

12Х1МФ, 20ХМФЛ

<20

720-750

2

20-45

730-760

3

>45

730-760

4

15Х1М1Ф, 15Х1М1ФЛ,

20-45

>45

730-760

730-760

3

5

15Х1М1ФЛ+20ХМФЛ,

15Х1М1ФЛ+12Х1МФ,

15Х1М1Ф+20ХМФЛ,

15Х1М1Ф+12Х1МФ

 

Примечания.

1. Термическая обработка проводится сразу после окончания сварки подварочного шва, не допуская охлаждения ниже температуры подогрева (табл. 9.2).

2. Скорость нагрева до 600°С должна быть не более 50°С/ч и свыше 600°С — не менее 100°С/ч.

3. Скорость охлаждения с температур отпуска до 300°С должна быть не более 100°С/ч.

4. Термическая обработка проводится индукционным и электропечным способами: газопламенный способ нагрева не допускается.

5. Термопары для регистрации температур должны быть расположены равномерно по периметру отремонтированного стыка в четырех местах и с каждой стороны сварного шва (общее количество — 8 термопар); рис 9.5.

6. Ширина кольцевой зоны равномерного нагрева при высоком отпуске составляет 150-200 мм со сварным швом в центре.

 

9.2.5. После проведения высокого отпуска наружная поверхность подварочного шва и прилегающих участков основного металла по всему периметру должна быть обработана механическим способом до получения требуемой формы (рис. 9.6). Толщина сварного шва с подваркой должна на 2-4 мм быть больше расчетной (номинальной) толщины стенки трубных элементов в районе расточки под подкладное кольцо, т.е. +(2-4), как на рис. 9.6.

 

Рис. 9.6. Наружная поверхность отремонтированного сварного соединения после механической обработки.

Соединение подготовлено для проведения контроля неразрушающими методами:

СШ — старый шов;

ПШ — подварочный шов

 

9.3. Качество отремонтированных сварных соединений фасонных частей между собой оценивают по результатам неразрушающих методов контроля:

– МПД или визуального контроля поверхности, травленной 15% водным раствором азотной кислоты. Контролю подлежит поверхность подварочного шва и прилегающих кольцевых участков основного металла шириной 20-30 мм с каждой стороны шва по всему периметру;

– УЗК на поперечные трещины, проводимого в соответствии с требованиями ОП № 501 ЦД-75; допускается замена УЗК на метод радиографии по всему периметру сварного шва;

– металлографического анализа с помощью реплик, снимаемых с  на расстоянии 2-4 мм от края (зоны сплавления) сварного шва на основном металле в четырех местах по периметру стыка и с обеих сторон подварочного шва (общее количество — 8 реплик). Службой металлов и сварки ТЭС может быть дополнительно назначен контроль поверхности подварочного шва;

– измерения твердости поверхности подварочного шва в 3-4 местах, равномерно расположенных по периметру стыка;

– спектрального анализа поверхности подварочного шва в 3-4 местах, равномерно расположенных по периметру стыка.

Результаты контроля считают положительными при следующих условиях:

– качество поверхности подварочного шва, оцененное по МПД или визуальному контролю, соответствует требованиям РД 34 15.027-93 (для макроанализа);

– качество сварного шва, оцененное УЗК или методом радиографии, соответствует требованиям РД 34 15.027-93;

– микроповрежденность  не превышает требований п. 9.1. Аналогичные требования распространяются и при оценке микроповрежденности металла шва;

– твердость сварного шва и химический состав по результатам спектрального анализа соответствуют требованиям РД 34 15.027-93.

 

10. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ПОВРЕЖДЕННЫХ УЧАСТКОВ ПАРОПРОВОДНЫХ ТРУБ

 

10.1. Ремонт поврежденных участков труб (приложение 1) проводится при соблюдении следующих условий:

– глубина выборки дефектного (поврежденного) металла не превышает 70% толщины стенки трубы, протяженность продольной выборки — не более 300 мм, кольцевой выборки — до 100% периметра трубы;

– ремонтируемая зона относится к участкам только прямых паропроводных труб. Не подлежит ремонту любой участок гиба (колена), перехода или другого фасонного трубного элемента паропровода;

– минимальное расстояние от ремонтируемого участка (ближайшего края выборки) до сварного соединения (стыкового, штуцерного) на прямом участке паропровода должно быть не менее указанного в п. 6.6.2 размера;

– в основном металле отсутствует недопустимая микроповрежденность в виде микротрещин, цепочек пор ползучести или их скоплений любого размера по границам зерен, единичных пор размером 1 мкм и более.

10.2. Технологические операции ремонта.

10.2.1. Технология ремонта включает операции по удалению поврежденного металла, по заварке места выборки, послесварочной термической и механической обработке и контролю качества отремонтированного участка трубы.

10.2.2. Выборку дефектного металла проводят механическим способом шлифовальными машинками.

Форма выборки зависит от размеров дефектного металла. Для выборок вытянутой формы рекомендуется обеспечивать переход от дна выборки к наружной поверхности трубы в продольном сечении под углом 30-40° с каждого конца и в поперечном сечении — под углом 15-20° на каждой кромке (рис. 10.1). Для выборок округлой формы угол перехода составляет 30-40° по всему контуру.

Перед наплавкой наружная поверхность трубы, окаймляющая контур выборки шириной 20-30 мм, должна быть зачищена механическим способом — шлифованием от окалины и ржавчины до металлического блеска.

 

Рис. 10.1. Подготовленные под наплавку места выборок:

а — удлиненной формы (продольная выборка);

б — удлиненной формы (поперечная, кольцевая выборка);

в — округлой формы

 

10.2.3. Заполнение выборки выполняется многослойным способом валиками толщиной 6-10 мм и шириной 20-30 мм. Валики рекомендуется наплавлять продольными вдоль главной оси выборки вытянутой формы. Для выборки округлой формы направление валиков берется произвольно и сохраняется одним в процессе многослойной наплавки. Схема наплавки приведена на рис. 10.2. Рекомендуется применять обратноступенчатый способ наплавки валиками длиной по 100-150 мм. Заполненная выборка должна иметь усиление высотой 3-5 мм с шириной перекрытия 8-10 мм по всему контуру выборки в сторону основного металла наружной поверхности трубы (рис. 10.2).

 

Рис. 10.2. Схема многослойного заполнения мест выборок:

а — вытянутой формы;

б — удлиненной формы;

в — округлой формы;

I-IV — слои наплавки;

1-3 — направление валиков, наплавляемых вдоль выборки

обратноступенчатым способом

 

10.2.4. При сварке участков труб из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф применяют электроды типа Э-09Х1МФ диаметром 3 и 4 мм.

При ремонте паропроводных труб наружным диаметром до 219 мм с толщиной стенки до 20 мм из стали 12Х1МФ для температуры эксплуатации ниже 510°С могут применяться электроды типа Э-09Х1М для кольцевой наплавки.

Сила тока при сварке электродами диаметром 3 мм составляет 100-120 А, а при сварке электродами диаметром 4 мм — около 140-180 А.

10.2.5. Процесс сварки проводят с подогревом трубного элемента до температуры
250-300°С. Подогреву подлежит кольцевой участок трубы, включающий размер выборки и прилегающие кольцевые зоны шириной 80-100 мм с каждой стороны выборки. Подогрев выполняют любым способом: индукционным, электропечным или газопламенным.

Температуру подогрева регистрируют самопишущими приборами от трех термопар. При выполнении сварочных операций на удлиненных выборках число термопар увеличивают до 5. Кольцевой участок трубы в зоне заплавляемой выборки должен быть покрыт теплоизоляционным материалом (листовым асбестом, теплоизоляционными матами). Рекомендации по месту установки термопар и теплоизоляции даны на рис. 10.3.

10.2.6. Термической обработке после наплавки подвергают отремонтированные трубные элементы при толщине стенки труб более 10 мм. Допускается оставлять без послесварочной термической обработки трубные элементы из стали 12Х1МФ с наружным диаметром труб до 219 мм и толщиной стенки до 20 мм в случае кольцевой наплавки электродами типа Э-09Х1М для температур эксплуатации до 510°С.

Термическую обработку проводят по режиму высокого отпуска при температуре
720-750°С с выдержкой 1 и 3 ч для труб с толщиной стенки до 20 и 21-60 мм соответственно.

Нагрев во время термической обработки ведут любым способом при условии обеспечения температурных режимов высокого отпуска по всему кольцевому трубному участку, включающему размер заплавленной выборки и прилегающие участки по 80-100 мм с каждой стороны от выборки в продольном направлении трубы. Температуру регистрируют самопишущим прибором от термопар. Расположение термопар и теплоизоляции приведено на рис. 10.3.

 

Рис. 10.3. Схема расположения термопар (ТП) и теплоизоляции (; ) при подогреве под наплавку и при последующей послесварочной термической обработке с кольцевой зоной равномерного нагрева ():

 а — при выборке округлой и вытянутой формы (кольцевой выборки);

б — при выборке вытянутой и удлиненной формы (продольной выборки)

 

10.2.7. После проведения высокого отпуска наружная поверхность наплавки должна быть обработана механическим способом — шлифованием вплоть до удаления усиления шва заподлицо с наружной поверхностью трубы. Допускается оставлять усиление высотой до
1-2 мм.

10.3. Качество наплавки оценивают по результатам ультразвукового контроля и визуального анализа с применением лупы 4-7-кратного увеличения. Макроанализу подвергают поверхности наплавки и прилегающих участков основного металла шириной по 20-30 мм, протравленных 15-20% водным раствором азотной кислоты. Оценка качества проводится по нормативам РД 34 15.027-93 на сварные соединения.

 

11. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА КОЛЬЦЕВЫХ ШВОВ И ПЕРЕВАРКИ

СОЕДИНЕНИЙ ДОНЫШЕК С КОЛЛЕКТОРАМИ КОТЛОВ

 

11.1. Типичные повреждения сварных швов коллекторов представлены в приложении 8. Причины повреждений и возможное негативное влияние ремонтной технологии аналогичны указанным в приложениях 1 и 2 соответственно.

11.2. Ремонт кольцевых швов проводят путем удаления поврежденного металла без последующей подварки или с подваркой места выборки и последующей термической обработкой. Переварку соединения донышка с коллектором ведут путем полного удаления поврежденного шва, сварки и термической обработки нового стыка.

11.3. Ремонт кольцевых швов без подварки места выборки проводят по технологии при соблюдении требований, указанных в пп. 6.4.1 и 6.4.2 настоящего РД для стыковых сварных соединений паропроводов. Рекомендуемые формы выборки показаны на рис. 11.1.

 

Рис. 11.1. Рекомендуемая форма выборки при ремонте сварных соединений коллектора механической обработкой без подварки:

 — допустимая глубина выборки, устанавливаемая расчетом

 

11.4. Ремонт кольцевых швов способом подварки места выборки с проведением термической обработки.

11.4.1. Эту технологию ремонта применяют с наружной стороны сварных соединений при соблюдении следующих условий:

– глубина выборки дефектного металла не превышает 20% расчетной толщины стенки коллектора для температуры эксплуатации 510°С и выше и не превышает 50% толщины стенки для температуры работы коллектора ниже 510°С;

– удаление дефектного металла выполняют механическим способом. Допускается применение огневого способа (воздушно-дуговой, дуговой, газовой строжки) для предварительной выборки дефекта с последующей обработкой поверхности выборки механическим способом на глубину не менее 5 мм;

– оставшаяся часть сварного шва по всему периметру должна соответствовать нормативным требованиям качества по РД 34 15.027-93;

– донышко в случае ремонта кольцевого шва этой детали должно соответствовать требованиям конструкционной прочности: сварной шов приварки донышка с коллектором должен быть проверен расчетом на прочность.

11.4.2. Способ ремонта включает следующие технологические операции:

– удаление дефектного металла и проверка качества поверхности выборки неразрушающими методами (МПД, микроанализ с помощью реплик);

– многослойную наплавку места выборки с подогревом коллектора;

– послесварочную термическую обработку по режиму высокого отпуска;

– механическую обработку поверхности ремонтной заварки;

– контроль качества отремонтированного сварного соединения.

11.4.3. Форма выборки должна быть чашеобразной с гладкой поверхностью, при этом радиус скругления составляет не менее 10-15 мм (рис. 11.2).

11.4.4. Заварку места выборки выполняют многослойным способом (рис. 11.3, а) кольцевыми валиками толщиной 6-10 мм и шириной около 20-30 мм электродами типа
Э-09Х1МФ. Рекомендуемый токовый режим при сварке составляет: 90-110 А для электродов диаметром 3 мм и 120-160 А — для электродов диаметром 4 мм.

11.4.5. Сварку ведут с подогревом 250-300 и 300-350°С для коллекторов из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф соответственно. Способ подогрева любой: индукционный, электропечной или газопламенный. Технологию местного нагрева и регистрацию температур выполняют согласно требованиям РД 34 15.027-93. Температуру нагрева фиксируют самопишущим прибором.

 

Рис. 11.2. Рекомендуемые формы выборки поврежденного металла при ремонте сварных соединений с подваркой:

а — для коллекторов, эксплуатирующихся при температуре 510-560°С;

б, в — для коллекторов, эксплуатирующихся при температуре ниже 510°С

 

11.4.6. Форма стыкового соединения с подварочным швом зависит от формы выборки, указанной на рис. 11.2. Для соединений коллектора с температурой эксплуатации 510°С и выше отремонтированный сварной шов должен иметь усиление увеличенной ширины (рис. 11.3.).

 

 

Рис. 11.3. Рекомендуемый многослойный способ заполнения выборки (а) и форма соединения после механической обработки (б):

СШ — старый шов,

ПШ — подварочный шов

 

11.4.7. Термическую обработку проводят сразу по окончании операции ремонтной заварки сварного соединения. Режим высокого отпуска составляет 720-750°С с выдержкой 1 и 3 ч при толщине стенки коллектора менее или равной 20 и более 20 мм соответственно. Температуру регистрируют самопишущими приборами. Способ нагрева любой: индукционный, электропечной и газопламенный. Местную термическую обработку проводят согласно рекомендациям РД 34 15.027-93.

11.4.8. Контроль отремонтированных сварных соединений проводят неразрушающими методами ультразвуком или радиографией, а также измерением твердости металла подварочного шва и его стилоскопирования. Предварительно наружную поверхность сварного соединения подвергают механической обработке до получения плавной поверхности в зоне подварки (рис. 11.3, 6) с оценкой качества методом МПД или визуально после травления 15% водным раствором азотной кислоты. Нормы качества должны соответствовать требованиям РД 34 15.027-93.

11.5. Технология переварки кольцевого шва, соединяющего донышко с коллектором.

11.5.1. Способ ремонта включает следующие технологические операции:

– удаление дефектного кольцевого шва с прилегающим кольцевым участком основного металла коллектора;

– обработка механическим способом торца коллектора;

– наплавка на торец коллектора и термическая обработка;

– механическая обработка поверхности наплавки до получения кромки;

– сборка стыка коллектора с донышком на подкладном кольце;

– сварка собранного стыка коллектора с донышком;

– термическая обработка сварного соединения;

– механическая обработка поверхности и контроль качества сварного соединения.

11.5.2. Удаление дефектного кольцевого шва и подготовку торца коллектора под наплавку выполняют следующим образом:

– огневой резкой по плоскости I проводят разделение тела коллектора, затем механическим способом подготавливают кромку по плоскости II (рис. 11.4, а). Удаление кромки по плоскости II может быть выполнено газовой резкой с последующей механической обработкой — шлифованием на глубину 2-5 мм;

– устанавливают подкладное кольцо увеличенной ширины, при этом его ширина должна скомпенсировать укорочение коллектора. Материал подкладного кольца — сталь 20 или 12Х1МФ. Кольцо необходимо прихватить с наружной стороны к кромке торца коллектора с подогревом 250-300°С. Количество прихваток: две-три; размер прихваток: толщина 4-5 мм и длина 20-30 мм. Примерное расположение подкладного кольца показано на рис. 11.4, б.

 

Рис. 11.4. Последовательность подготовительных операций по переварке кольцевого шва, соединяющего донышко (Д) с коллектором (К):

а — удаление поврежденного шва (I и II — плоскости реза и их последовательность);

б — подготовленный под наплавку торец коллектора с установленным подкладным кольцом

 

11.5.3. Наплавку на торец коллектора проводят следующим образом:

– наплавку выполняют многослойным способом кольцевыми валиками толщиной 4-8 мм и шириной 15-20 мм электродами типа Э-09Х1МФ; сила тока 90-110 и 120-160 А для электродов диаметром 3 и 4 мм соответственно. Примерное расположение валиков показано на рис. 11.5, а;

 

Рис. 11.5. Последовательность выполнения компенсирующей наплавки (КН) на торцевую часть коллектора:

а — многослойный способ наплавки кольцевыми валиками с последовательностью их выполнения;

б — форма компенсирующей наплавки после механической обработки

 

– процесс наплавки выполняют с подогревом 250-300 и 300-350°С для коллекторов из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф соответственно;

– наплавку и прилегающий участок основного металла коллектора общей шириной не менее 50 мм подвергают термической обработке по режиму высокого отпуска 720-750°С с выдержкой 1 ч; термическая обработка наплавки (как промежуточная операция) может не проводиться для коллекторов с толщиной стенки 25 мм из стали 12Х1МФ. Способ нагрева любой: индукционный, электропечной или газопламенный с технологией выполнения согласно рекомендациям РД 34 15.027-93;

– обработка наплавки механическим способом осуществляется до получения необходимого размера и формы (рис. 11.5, б). Окончательная толщина наплавки должна быть такой, чтобы обеспечивалось место расположения нового стыка в зоне старого поврежденного шва;

– контроль качества поверхности наплавки и околошовной зоны с наружной поверхности коллектора — визуальный; дополнительно рекомендуется проведение ультразвукового контроля качества наплавки для коллекторов с толщиной стенки более 25 мм.

11.5.4. Новый стык донышка с коллектором выполняют с проведением следующих технологических операций:

– стык собирают на подкладном кольце и выполняют согласно рекомендациям РД 34 15.027-93 многопроходным способом слоями толщиной 6-10 мм (рис. 11.6). Усиление шва необходимо сваривать с отжигающим валиком (валик 8 на рис. 11.6, б).

– кольцевой шов сваривается электродами Э-09Х1МФ диаметром 3 и 4 мм с силой тока 90-120 и 130-180 А соответственно;

– подогрев составляет 250-300 и 300-350°С при сварке коллекторов из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф соответственно. Способ нагрева любой: индукционный, электропечной или газопламенный по технологии РД 34 15.027-93 с регистрацией температур самопишущими приборами от термопар;

 

Рис. 11.6. Последовательность выполнения нового кольцевого шва:

а — собранный под сварку стык донышка с коллектором;

б — многослойный новый шов с отжигающим валиком 8 и компенсирующей наплавкой (КН)

 

– после сварки сразу проводят термическую обработку по режиму высокого отпуска 720-750°С с выдержкой 1 и 3 ч для коллекторов с толщиной стенки 20 и более 20 мм соответственно. Способ нагрева любой: индукционный, электропечной или газопламенный по технологии РД 34 15.027-93; регистрация температур проводится самопишущими приборами от термопар;

– наружную поверхность кольцевого шва подвергают обработке механическим способом — шлифованием до получения формы согласно рис. 11.7;

 

Рис. 11.7. Общий вид нового шва (НШ), соединяющего донышко с коллектором через компенсирующую наплавку (КН), после механической обработки

 

– заключительной является операция контроля качества сварного соединения: ультразвуком (или радиографией) и макроанализом травленной реактивом 15% водного раствора азотной кислоты поверхности соединения (или МПД). Нормы качества оценивают по РД 34 15.027-93.

 

12. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА КОЛЛЕКТОРОВ В РАЙОНЕ ОТВЕРСТИЙ ПОД ШТУЦЕРА ТРУБ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА КОТЛОВ

 

12.1. Типичными повреждениями являются:

– трещины на наружной поверхности между отверстиями под штуцера труб поверхностей нагрева;

– поперечные трещины в угловом шве штуцера и выходящие в основной металл коллектора (камеры);

– трещины по всей поверхности отверстия под штуцер;

– углубления в металле коллектора (камеры), образовавшиеся в результате эрозионного износа от воздействия свищей пара (приложение 9).

Основные причины повреждений обусловлены термическими циклическими нагрузками и ползучестью металла.

12.2. Ремонт проводят при соблюдении следующих условий:

– коллекторы (камеры) эксплуатировались в проектных условиях рабочих параметров и их наработка не превышает расчетный (парковый) ресурс;

– материалом коллекторов (камер) является сталь 12Х1МФ;

– число мест повреждений на коллекторе не превышает трех, при этом общее количество ремонтируемых зон в районе отверстий под штуцера не превышает десяти.

12.3. Технология ремонта включает:

– удаление поврежденного металла механическим способом;

– заварку мест выборки;

– проведение (при необходимости) термической обработки;

– выполнение механической обработки мест заварки;

– вварку нового штуцера (или штуцеров) без термической обработки;

– контроль качества отремонтированного участка коллектора (камеры).

12.4. Технология ремонта участков с межочковыми трещинами.

12.4.1. Последовательность операций ремонтной технологии (рис. 12.1):

– газоразделительной резкой по плоскости I-I срезают штуцер, от углового шва которого развивалась трещина, после чего механическим способом удаляют угловой шов штуцера по плоскости II-II (рис. 12.1, а) с остатками штуцера;

– аналогичным путем удаляют соседний штуцер, к которому подошла трещина;

– механическим способом удаляют поврежденный металл коллектора (камеры) с расположенной в нем трещиной, при этом глубина выборки металла должна превосходить на 3-5 мм глубину залегания трещины (рис. 12.1, а). Полнота удаления дефекта контролируется визуальным способом поверхности выборки, предварительно протравленной 15% водным раствором азотной кислоты; в отверстие под штуцер, к которому примыкает выборка, вставляют стальную втулку СВ и выполняется подварочный шов ПШ в виде заварки места выборки (рис. 12.1, б). Усиление подварочного шва — 2-4 мм;

 

Рис. 12.1. Последовательность операций при ремонте межочковой трещины:

а — удаление штуцера и поврежденного металла;

I — газоразделительный рез по штуцеру;

II — удаление шва механическим способом;

III — контур удаления металла с трещиной ();

б — выполнение подварочного шва (ПШ) с временной стальной втулкой (СВ);

в — вварка нового штуцера

 

– проводят термическую обработку по режиму высокого отпуска при ремонте по основному варианту (табл. 12.1);

 

Таблица 12.1. Варианты сварочной технологии ремонта коллекторов из стали 12Х1МФ

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *