Оборудование для местной и объемной термообработки сварных швов
info@rem-teh.ru
RU EN

Термообработка сварных швов по разным нормативным документам

20.01.2021 09:35:00

Нашему предприятию приходится сталкиваться с различными задачами. Иногда Заказчики точно знают, что они хотят достичь после термообработки сварных соединений. В этом случае в поставленном техническом задании имеется полная ясность. Ясны типоразмеры и конфигурация стыков, ясны требования конкретного нормативного документа, четко известна программа выполнения работ.

Однако также часто нам приходится сталкиваться с ситуациями, когда в проекте нет точного указания на применяемый нормативный документ. И вот тут начинается самое интересное!

Заказчики обращаются к нам за помощью в подборе оборудования и наши специалисты вместе с Заказчиком начинают разбираться в поставленной проблеме.

Так чем же отличаются разные нормативные документы и почему так важно однозначно понять это до начала подбора оборудования. Давайте разберемся на примере двух нормативных документов, наиболее часто встречающихся нами. Это СТО 00220368-019-2017 и ОСТ 36-50-86.

Ширина зоны нагрева и количество нагревателей

Разница по времени между этими документами составляет 30 лет. Соответственно и применяемое оборудование и технология выполнения работ в них отличаются.

В ОСТ 36-50-86 вообще нет указаний на то, каким образом необходимо рассчитывать ширину зоны нагрева при местной термообработке сварного шва. В документе приводятся только рекомендательные сведения по установке нагревателей типа ГЭН. Ширина каждого такого нагревателя составляет 100 мм. В некоторых случаях рекомендуется установка двух или трех секций нагревателей вдоль оси трубы. Для получения хорошего результата по термообработке в данном случае рекомендуется установка нагревателей шириной не менее 5-6 толщин стенки в каждую сторону от оси сварного шва.

В СТО 00220368-019-2017 имеется четкое указание в п. 5.3.6.: При местной термообработке нагреву подвергается весь сварной шов по длине и ширине, зона термического влияния и часть основного металла. Термообработка сварного шва по частям не допускается. При этом ширина зоны равномерного нагрева (ЗРН) – зоны, где обеспечиваются требуемые режимы термообработки, должна составлять не менее 2-3 толщин в каждую сторону от оси шва. При этом, для обеспечения равномерности температуры в ЗРН, общая зона нагрева (зона под нагревателями) должна быть не менее 2,5*корень(R*t) в каждую сторону от оси шва, где R – внутренний радиус аппарата, t- толщина стенки, мм. Допускается, в случае невозможности симметричного расположения нагревателей относительно сварного шва, уменьшить зону нагрева с одной стороны шва с одновременным увеличением с другой. При этом в зону равномерного нагрева должны быть включены сам сварной шов и основной металл шириной не менее толщины стенки или 50 мм, смотря что меньше.

Ниже приведем табличку, иллюстрирующую различие в размерах зон нагрева и количестве установленных стандартных нагревательных ковриков по указанным выше двум нормативным документам для конкретного аппарата.

Исходные данные аппарата

Наружный диаметр, мм

2500

Толщина стенки, мм

20

Расчетные данные

Длина окружности, мм

7885

Расчет пояса нагрева, количества и ширины нагревателей

 

СТО 00220368-019-2017

ОСТ 36-50-86

Ширина пояса нагрева по, мм:

784

240

Количество стандартных ковриков 60В, 45А площадь 500 см2, шт:

114

35

Количество стандартных ковриков 80В, 45А площадь 670 см2, шт:

85

26

Количество стандартных ковриков 220В, 45А площадь 1830 см2, шт:

31

9

Как мы видим, цифры отличаются в несколько раз.

Контроль температуры

Такого же порядка существенные отличия имеются в этих документах относительно количества контрольных точек (термопар) на каждом стыке при местной термообработке.

В ОСТ 36-50-86 имеется табличка, в которой указано, что до диаметра 219 мм достаточно одной термопары в верхней точке сварного шва, при диаметре свыше 219 до 630 мм – 2 термопары в диаметрально противоположных точках, свыше 630 мм до 1620 мм – 4 термопары, равномерно разнесенных по окружности.

Пункт 5.3.15 СТО 00220368-019-2017 гласит: Термопары располагаются в контрольных точках, которые выбираются в зависимости от размеров зоны нагрева, количества каналов нагрева, применяемого оборудования и конкретных условий нагрева с таким учетом, чтобы контролировать режимы и параметры термообработки всей зоны нагрева. Температура контролируется в зоне равномерного нагрева (ЗРН), в общем случае, в следующих точках (минимальное количество):

  1. по ширине зоны – по центру шва или на основном металле рядом со швом;

  2. на краях ЗРН (при проведении термообработки труб с зоной нагрева по п.5.3.6 допускается не контролировать температуру по краям ЗРН;

  3. по длине замкнутой зоны нагрева (кольцевой стык) – в зависимости от диаметра изделия:

  • на трубопроводах с диаметром до 170 мм – в одной точке;

  • на трубопроводах с диаметром от 171 до 351 мм – в двух диаметрально расположенных точке;

  • на трубах с диаметром от 351 до 550 мм – в трех равномерно расположенных точках;

  • на трубах с диаметром от 551 до 750 мм – в четырех равномерно разнесенных по окружности точках;

  • на трубах большего диаметра и аппаратах до 1600 мм – в шести равномерно разнесенных по окружности точках;

  • на аппаратах свыше 1600 мм – в двенадцати равномерно разнесенных по окружности точках

При двухстороннем нагреве контроль температуры осуществляется с каждой стороны.

Перепад температуры по сечению при толщине стенки до 60 мм допускается не контролировать.

Итого получается такая ситуация, что, например, для стыка 325х20 по обоим документам требуется 2 термопары на стык, а вот для стыка 2500х20 по более раннему ОСТ требуется 4 термопары, а вот по более позднему СТО уже может потребоваться 36 (!!!) термопар на один стык (12 термопар по окружности и в каждой из этих точек может потребоваться по 3 термопары вдоль оси трубы).

Расчет ширины зоны теплоизоляции

Теплоизолировать стыки также необходимо по разному при работе по этим документам.

П. 2.6.3. ОСТ 36-50-86 указывает, что необходимо установить теплоизоляцию участков трубопровода, прилегающих к зоне нагрева, на ширину 300-400 мм (по каждую сторону от краев зоны нагрева). Толщина теплоизоляции не менее 20 мм.

А в соответствии с п. 5.3.18 СТО 00220368-019-2017 при термообработке сосудов и аппаратов теплоизоляция накладывается в обязательном порядке на обе поверхности стенки нагреваемого изделия. Для трубопроводов односторонняя. Толщина слоя теплоизоляции не менее 50 мм. Ширина теплоизоляции шире зоны нагрева не менее, чем в два раза, разрывы и пропуски теплоизоляции не допускаются

Температура выдержки при термообработке

На этом различия между документами не ограничиваются. Даже в температуре выдержки при термообработке сварного соединения имеются различия. Например, при работе со стыками из стали 20 по ОСТ температура выдержки при высоком отпуске задается в приложениях 4 и 5 и составляет 620-650 градусов Цельсия. Более поздний СТО для этой же марки стали в приложении 1 задает температуру выдержки при высоком отпуске 580-620 градусов Цельсия.

Исходя из вышесказанного видно, что без точного определения нормативного документа невозможно точно подобрать комплектность оборудования для местной термообработки сварных соединений. И мало того, если выбор нормативного документа отдается на откуп тому, кто подбирает оборудование, то может получиться, что в погоне за снижением стоимости комплекта недобросовестные поставщики могут по умолчанию подбирать по «удобным» для себя документам.




Наверх