Сварка Справочник

Технологические особенности сварки труб

Выбор материалов для изготовления трубопроводов и технология выполнения сборочно-сварочных работ зависит от назначения, характера транспортируемых по ним сред, территориального размещения и рабочих параметров, в первую очередь давления и температуры. Разделка кромок труб и деталей трубопроводов под сварку приведены в ГОСТ 16037-80.

С учетом перечисленных факторов способы сварки трубопроводов и сварочные материалы необходимо выбирать согласно табл. 72. В некоторых случаях прихватка и сварка изделий из этих сталей ведутся с предварительным подогревом в соответствии с табл. 73. Корневой шов должен быть надежно проварен без дефектов, что достигается специальными приемами (74).

Таблица 72. Связь между составом свариваемых сталей и марками электродных материалов, используемых при монтаже и ремонте труб, котлов и трубопроводов ТЭС

Марка стали

свариваемых элементов

 Электродные материалы для сварки
ручной в среде под флюсом
Ar CO2 проволока флюс
Ст 10, 15, 20,

Ст2кп, Ст2сп,

Ст2пс, Ст3кп,

Ст3пс, Ст3Гпс

 МР-3, ОЗС-4,

УОНИ-13/45,

УОНИ-13/55,

ТМУ-21У, ЦУ-5,

АНО-6

 Св-08Г2С,

Св-08ГС

 Св-08А,

Св-08АА,

Св-08ГС

 АН-348А
Ст4сп, 15Л,

20Л, 25Л

 УОНИ-13/45,

ЦУ-5, УОНИ-13/55,

ТМУ-21У
15ГС,16ГС, 17ГС,

09Г2С, 10Г2С1,

14ХГС, 20ГСЛ

 ЦУ-5,

УОНИ-13/55,

ТМУ-21У

 Св-08ГС,

Св-10Г2,

Св-08ГА
12МХ, 15ХМ,

20ХМЛ, 15Х2М1,

12Х2МФСР

 ТМЛ-1У, ЦЛ-39,

ТМЛ-3У

 Св-08МХ,

Св-08ХМ

 — Св-10ХМ АН-22
12Х1МФ,

15Х1М1Ф,

20ХМФЛ,

15Х1М1ФЛ

 ЦЛ-20, ТМЛ-3У,

ЦЛ-45, ЦЛ-39

 Св-08ХМФА,

Св-08ХГСМФА

 — Св-08ХМФ
12Х11В2МФ *

(ЭИ756)

 ЭА-400/10у,

ЭА-400/10т

 Св-04Х19Н11М3 — — —
08Х18Н12Т,

12Х18Н12Т,

08Х18Н10Т,

12Х18Н10Т

 ЦТ-26, ЭА-400/10у,

ЭА-400/10т,

ЭА-395/9, ЦТ-15

 Св-04Х19Н11М3,

Св-10Х16Н25АМ6

 — Св-07Х19Н9ТЮ АН-26
20Х20Н14С2

(ЭИ211) **

 НИАТ-5, ЭА-395/9,

ОЗЛ-6, ЗИО-8;

ЭА-400/10у,

ЭА-400/10т

 — — — —
20Х23Н13, (ЭИ319) ** ,

20Х23Н18 (ЭИ417),

08Х13,

12Х13

 ОЗЛ-6; ЗИО-8,

ЭА-400/10у,

ЭА-400/10т,

НИАТ-5, ЭА-395/9,

ОЗЛ-6, ЦЛ-9

 — — — —

* Для сварки труб диаметром менее 100 мм. ** Для приварки креплений к трубам.

Таблица 73. Зависимость между составом и толщиной стали и температурой подогрева стыков стальных труб при сварке согласно РТМ-1С-89

Марка s, мм Температура подогрева, °С
при прихватке стыка при сварке
15Х1МФ, 15Х1М1ФЛ Более 10 250…300 300…350
12Х2МФС, 12Х2МФБ Не более 10 200…250 300…350

(s > 6мм)
12Х1МФ, 20ХМФЛ Более 10 200…250 250…300
12МХ, 15МХ, 20ХМЛ, 12Х2М1 Более 10 — 250…300
15ГС, 16ГС, 17ГС, 14ГН, 10Г2С1, 09Г2С,

14ХГС, 15Г6, 15Г2С, 20ГСЛ

 Более 30 — Не менее 200
15Л, 20Л, 25Л,

углеродистая сталь (С> 0,24%)

 Более 30 — Не менее 150
Ст2, Ст3, Ст3Г, Ст4,

Ст10, Ст15, Ст20

 Более 30 — Не менее 100

Таблица 74. Способы обеспечения надежного провара корня шва при сварке трубопроводов

Способ Характеристика или назначение
Ручная дуговая сварка корня шва «на весу» Применение электродов малого диаметра 2,5…3 мм
Ручная аргонодуговая сварка корня шва «на весу» Надежное формирование корневого слоя. Защита обратной стороны шва аргоном
Подварка корня шва изнутри трубы Возможен при диаметре труб более 700 мм, также при сварке секторных отводов или коротких труб диаметром более 300…400 мм. Увеличивается трудоемкость сварки
Дуговая сварка под флюсом на флюсовой подушке или флюсомедной подкладке Сварка секций трубопроводов, обечаек и секций водоводов, крупногабаритных отводов, продольных швов труб и т. д.
Полуавтоматическая сварка в углекислом газе корня шва «на весу» Сварка проволокой малого диаметра 0,8…1,2 мм

Наибольшее распространение получила ручная дуговая сварка покрытыми электродами (табл. 7—2.11) и ручная аргонодуговая сварка (табл. 75). Сварка трубопроводов общего назначения выполняется полуавтоматами в среде СО2 и порошковой проволокой (табл. 76—9.78).

Таблица 75. Параметры режима ручной аргонодуговой сварки стыков

Объект сварки s, мм Число проходов d, мм Iсв, А QAr

(без поддува), л/мин
вольфрамового электрода присадочной проволоки
Трубы поверхностей нагрева котлов ТЭС
Стали перлитного класса

марок 12Х1МФ,

15ХМ, 20 и т. п.

 4…6 1 (корневой

слой)

 2…3 1,6…2 70…100 6…10
Трубопроводы пара и воды ТЭС
Стали 15Х1М1Ф,

12Х1МФ, 15ГС,

20 и т. п.

 10…70 1 (корневой

слой; приварка

подкладного

кольца)

 2,5…3 1,6…2 110…130

(прихватка на

90…110 А)

 6…12
Трубные системы АЭС
Стали перлитного класса

марок 20, 12Х1МФ и т. п.

 3…4

5…7

 2

2…3

 2…2,5

2,5…3

 1,6…2

2…3

 60…80

80…130

 6…8

8…12
Аустенитные стали

марок 08Х18Н10Т,

10Х18Н9 и т. п.

 2 1…2 2 1,6…2 40…45 6…8
3…4 2 2…2,5 1,6…2 50…60 6…10
5…6 2…3 2,5…3 2…3 70…120 10…20

Таблица 76. Параметры режима полуавтоматической сварки в среде СО2 неповоротных стыков

Наименование стыка dэ, мм Iсв, А U, В
Вертикальный 1,2 120…140

140…180

 19…20

20…22
Горизонтальный 1,2 140…160

180…220

 22…23

24…25
1,6 240…260

260…280

 24…25

25…26

Таблица 77. Параметры режима полуавтоматической сварки в СО2 поворотных стыков

s, мм Число

проходов

 dэ, мм Режимы сварки
Корневого слоя последующих слоев
Iсв, А U, В Iсв, А U, В
3…5 1 0,8 80…90 19…21 — —
3…5 1 1,2 140…180 22…24 — —
6…8 2 1,2 130…150 20…23 150…200 22…24
10…12 2 1,2 140…160 21…24 200…250 24…28
10…12 2 1,6 280…300 28…30 320…380 30…32
10…12 2 2,0 280…300 28…37 400…450 30…34
14…16 2…3 1,2 140…160 21…24 200…250 24…28
14…16 2 1,6 280…300 28…30 320…380 30…32
14…16 2 2,0 280…300 28…32 400…450 30…34
18…20 3…4 1,2 140…160 21…24 200…250 24…28
18…20 2…4 1,6 280…300 28…30 320…380 30…32
18…20 2…4 2,0 280…300 28…32 400…450 30…34
22…24 4…10 1,2 140…160 21…24 200…250 24…28
22…24 3…8 1,6 280…300 28…30 320…380 30…32
22…24 3…8 2,0 280…300 28…32 400…450 30…34

Примечание. Расход углекислого газа при сварке электродом 0,8…1,2 мм составляет 8…10 л/мин и при сварке электродом 1,6…2 мм около 16…20 л/мин. Вылет электрода 8…12 мм для диаметра 0,8…1,2 мм и 20…25 мм для диаметра 1,6…2 мм.

Таблица 78. Параметры режима полуавтоматической сварки порошковой проволокой поворотных стыков трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей

s, мм Тип соединения Число

слоев

 Марка

проволоки

 dэ, мм vп.э, м/ч Iсв, А U, В
4…6 Без скоса кромок 1 ПП-АН1 2,8 88…112 200…250 22…23
8

16

18

20

 С V-образной

разделкой

 1

2

2…3

3

 126

142

159

178

 280

300

340

360

 24

25

26

27
5…9 Без скоса кромок 1 ПП-АН3 3 112…142 300…350 22…24
8…12

14…18

 С V-образной

разделкой

 1…2

2…3

 188…210

236…265

 320…380

360…400

 24…29

25…30
12…18

20…30

 2

4…6

 ПП-АН4 2,5 363

210

 400…450

280…320

 28…32

25…30
5…8 Без скоса кромок 1 ПП-АН8 3 188…210 300…350 25…30
8…12 С V-образной

разделкой

 2 236…248 350…400 26…30
4…6 Без скоса кромок 1 ПП-2ДСК 2,3 88 180…200 22…24
8…20 С V-образной

разделкой

 2…6 142 250…300 22…26

Примечание. Расход углекислого газа 8…14 л/мин при сварке проволокой марок ПП-АН4 и ПП-АН8.

При сварке неповоротных стыков труб в зависимости от диаметра трубы и толщины стенки используют способ дуговой сварки с давлением без присадки (автоопрессовка) или обычную в среде аргона (табл. 79), а при сварке толстостенных труб сравнительно большого диаметра многослойные швы выполняют с колебаниями электрода в целях улучшения качества шва (табл. 80). Сварку под флюсом используют как при соединении труб (табл. 81, 82), так и для приварки фланцев к ним (табл. 83). Сварка труб магистральных трубопроводов большого диаметра обычно выполняется как вручную, так и под флюсом.

Таблица 79. Параметры режима механизированной аргонодуговой сварки неповоротных стыков тонкостенных труб из стали 08Х18Н10Т

Способ сварки Наружный

диаметр и

толщина

свариваемых

труб, мм

 Номер прохода Iсв, А

_______

 U, В

_______

 v, м/ч Qг, л/мин

______

 Частота колебания электродом, мин–1
подачи электрода сварки

________
Автопрессовка без

присадочной

проволоки *1

 14×2 1 (2…6) 65…75

40…45

 8…9

10…12

 — 7,4…7,5

6,3

 6…8 —
28×2 1 (2…5) 70…75

40…45

 9…10

10…12

 — 7,5…7,8

18…20

 6…8 —
32×2,5 1 (2…5) 70…75

45…55

 9…10

10…12

 — 7…7,3

18…20

 6…8 —
57×3,5 1 (2…5) 80…85

70…75

 9…10

10…12

 — 8,5…8,7

20…22

 8…10 —
57×3,5 1 (2…5) 75…80 *2 8…9

9…11

 — 7,8…8

10,5…11

 8…10 —
57×3,5 1 (2…5) 100…105

75…80

 8…10

9…11

 — 7…7,5

10,5…11

 8…10 —
Непрерывной дугой

с присадочной

проволокой

диаметром

1,2…1,6 мм

 57×3,5 1

2

 100…105

90…100

 8…10

10…12

 — 11…12 7…7,5

7…7,2

 8…10

8…10

 — 65…70
76×4 1

2

 105…110

100…105

 8…9

10…12

 — 14…16 8,3…8,5

7…7,4

 8…10

8…10

 — 65…70
108×6 1

2…3

 110…120

130…145

 9…11

10…12

 — 20…33 10…12

10…12

 10…12

10…12

 — 50…60
159×10 1

2…5

 165…170

170…175

 10…11

10…12

 — 18…22 8,8…9,2

3,9…4,2

 10…12

10…12

 — 30…38

*1 Первый проход — непрерывной дугой, остальные проходы — опрессовка.

*2 Первый проход — шагоимпульсным способом при токе импульса 117…120 А, токе паузы 25…30 А, длительности импульса 0,6 с и паузы 0,45 с.

Таблица 80. Параметры режима механизированной аргонодуговой сварки неповоротных вертикальных стыков трубопроводов ТЭС и АЭС с многослойным заполнением разделки

Марка

стали

 Наружный

диаметр

x

толщина

стенки

труб, мм

 Номер

слоя

 Технологические режимы сварки
Iсв, А v, м/ч Амплитуда

колебаний

электрода, мм

 Частота

колебаний,

мин–1
сварки подачи

электрода
20 273×32 1 140…170 2…2,1 13…15 2…4 30…35
2

3…9

 200…220

300…330

 2,5…3

3,5…4

 25…26

40…50

 4…5

3…6

 35…40

40…50
10 180…210 3…3,5 35…40 3…2 35…40
426×22 1 145…160 2…2,1 11…14 2…4 30…35
2

3…6

 200…220

270…290

 2,5…3

3,5…4

 23…25

35…45

 3…4

3…6

 35…40

40…50
7 180…190 3…3,5 15…40 3…2 35…40
15ГС,

12Х1МФ,

15Х1М1Ф

и подобные

 219×32 1 140…150 2…2,5 — — —
2

3…9

10

 180…210

300…330

180…210

 3…3,5

3,5…4

3…3,5

 28…30

40…50

15…40

 3…4

3…6

3…2

 33…40

38…48

35…40
273×36 1 140…150 2…2,5 — — —
2

3…10

 190…210

300…330

 3…3,5

3,5…4

 28…30

45…60

 3…4

3…6

 35…40

40…50
11 180…21 3…3,5 15…40 В…2 35…40
15ГС,

12Х1МФ,

15Х1М1Ф

и подобные

 245×45 1 145…155 2…2,5 — — —
2

3…12

13

 190…210

300…330

180…210

 3…3,5

3,5…4

3…3,5

 29…32

45…60

15…40

 3…4

3…6

3…2

 35…40

40…50

35…40
08Х18Н10Т 325×14 1 100…105 4,5…4,7 — — —
2

3…5

 110…115

140…155

 2,5…2,7

2,5…2,7

 20…23

30…33

 2…2,5

2,5…3

 20…22

30…35
6 140…150 2,5…2,7 33…35 6…7 20…25
08Х18Н12Т 560×32 1 140…145 2,8…3 10…12 2…3 30…35
2

3…10

 170…180

220…240

 2,8…3

3,2…3,5

 16…18

40…45

 3…4

3…6

 30…35

40…50
11 200…210 3…3,5 30…40 3…2 35…40

Примечания. 

  1. QAr= 12…16 л/мин.
  2. Диаметр присадочной проволоки dприс= 1,6…2 мм; для сварки корневого слоя диаметр проволоки 1,2 мм.
  3. При сварке перлитной стали марок 20, 15ГС, 12Х1МФ и подобных присадочная проволока подается вслед движению электрода; при сварке аустенитной стали марки 08Х18Н10Т и подобных — навстречу движению электрода.

Таблица 81. Параметры режима автоматической сварки под флюсом поворотных вертикальных стыков по предварительной подварке

s, мм dэ, мм Режим сварки
первого слоя последующих слоев
Iсв, А U, В vсв, м/ч Iсв, А U, В vсв, м/ч
3 2 275…300 26…28 48…50 — — —
6 2 400…425 26…28 38…40 — — —
8 4

5

 450…475

500…525

 30…34

38…40

 34…36

28…32

 600…630

675…700

 34…36

38…40

 37…40

30…32
10 4

5

 450…475

500…525

 30…34

38…40

 34…36

28…32

 650…700

700…750

 36…38

38…40

 36…38

30…32
12 4

5

 450…475

500…525

 30…34

38…40

 34…36

28…32

 700…750

750…800

 36…38

38…40

 36…38

30…32

Таблица 82. Параметры режима автоматической сварки под флюсом

Диаметр

трубы,

мм

 s, мм dэ, мм Номер слоя Iсв, А

_________

 U, В

_______

 vсв, м/ч

_______

 Вылет

электрода,

мм

 Смеще-ние

элект-рода, мм

 Угол наклона

электрода

«вперед»
10–2

рад

 град
Односторонняя сварка по предварительно сваренному корню шва
529 7…8 2 Первый

Второй

 400…480

400…480

 40…42

42…45

 32…34

30…32

 30…35 40…45

30…40

 —

—

 —

—
720 8…9 2 Первый

Второй

 400…450

400…480

 42…45

48…50

 40…42

40…42

 30…35 60…80

40…50

 —

—

 —

—
2 Первый

Второй

 400…480

480…500

 40…45

48…50

 37…39

40…42

 60…80

40…50

 —

—

 —

—
820 9 3 Первый

Второй

 550…650

680…750

 46…48

48…50

 62…64

58…60

 40 40…60

30…40

 —

—

 —

—
1020 11…12 2 Первый

Второй

 400…420

500…580

 45…47

48…50

 30…32

44…46

 30…35 60…80

40…50

 —

—

 —

—
3 Первый

Второй

 580…650

680…750

 46…48

48…50

 57…59

50…52

 40 50…80

40…60

 —

—

 —

—
3 Первый

Второй

 750…800

800…850

 44…46

48…50

 66…68

56…58

 40 60…80

40…60

 До 50 До 30
1220 12,5 2 Первый

Второй

 400…420

500…550

 44…48

48…50

 30…32

37…39

 30…35 60…80

40…70

 — —
3 Первый

Второй

 540…580

560…600

 44…48

48…52

 44…46

37…39

 40 80…100

60…80

 До 8 До 5
3 Первый

Второй

 750…800

800…850

 44…46

48…50

 66…68

57…59

 40 80…100

60…80

 50 30
15 3 Первый

Второй

Третий

 640…720

700…750

750…800

 42…46

44…48

48…52

 48…50

48…50

44…46

 40 80…100

80…100

60…80

 8 5
1420 17…20,5 3 Первый 750…800 44…46 50…52 40…50 60…100 До 50 До 30
Второй

и последний

 800…850 45…47 50…52 40…50 40…80
Облицовочный 850…900 46…48 48…50 40…50 40…80
Двусторонняя сварка
1420 17 и более 3 Первый

Второй

и последний

 800…850

750…800

 43…45

45…47

 44…46

44…46

 40…50

40…50

 60…80

60…80

 До 25

25

 До 15

15
Третий (изнутри) 700…750 40…46 31…33 40…45 15…25 11 10

Таблица 83. Параметры режима автоматической приварки фланцев под флюсом к трубам из углеродистой стали

Диаметр и

толщина

стенки труб,

мм

 dэ, мм Iсв (при сварке

наружного шва), А

 Скорость подачи электрода, м/ч, при сварке vср, м/ч
наружного шва внутреннего шва
133×4,5 1,6 (2) 275…300 238 (180) 244 (156) 27,5
159×4,5 275…300 238 (180) 244 (156) 27,5
219×7 375…390 238 (180) 360 (230) 18,3
273×9 2 410…425 180 252 18,3
325×9 180 252 18,3
377×9 180 252 18,3
426×9 180 252 18,3
529×9 180 252 18,3

Примечание. 1. При сварке внутреннего шва Iсв= 340…360 А.

2. Сварка выполняется в нижнем положении шва, при этом ось вращаемой трубы находится под углом 15…25о к горизонту.

Похожие статьи
Сварка

Газовая сварка чугуна

Содержание страницы1. Характеристика и классификация чугунов2. Свариваемость чугуна3. Классификация способов сварки чугуна4. Материалы, применяемые при горячей сварке чугуна5. Технология газовой сварки чугуна с подогревом6. Технология газовой сварки чугуна без подогрева7. Низкотемпературная газовая сварка чугуна 1. Характеристика и классификация чугунов Чугун — многокомпонентный железоуглеродистый сплав, содержащий более 2,14 % углерода, до 5 % кремния и некоторое […]
Справочник

Резьбовые соединения

Виды резьбовых соединений. Резьбовым называют соединение составных частей изделия, выполняемое с помощью детали, имеющей резьбу. Резьбу (табл. 1) образуют на цилиндрическом или коническом стержне нарезанием канавок с сечением определенного профиля или накаткой. Резьбы, применяемые для неподвижных соединений, называют крепежными, или крепежно-уплотняющими. Такие резьбы должны обеспечивать прочность, а в некоторых случаях и герметичность соединений. Резьбы, образующие […]
Сварка

Строение, дефекты и контроль сварных соединений: от теории к практике

Содержание страницы1. Структура сварного шва, полученного при электродуговой сварке2. Дефекты сварных швов и причины их возникновения3. Напряжения и деформации при сварке4. Контроль качества сварных соединенийЗаключение Сварка является одним из наиболее распространённых и технологически значимых процессов соединения металлов. Она используется в самых разных отраслях: от судостроения и машиностроения до космической и атомной промышленности. Однако даже при […]