ТРУБОПРОВОДЫ
СТАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ТИПОВОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

ОСТ 36-50-86

УТВЕРЖДЕН

заместителем министра монтажных и специальных строительных работ СССР 6 марта 1986 г.

ИСПОЛНИТЕЛИ

М.В. Соколов (руководитель темы), П.М. Корольков, Е.Ю. Глазунова, Н.К. Петрова, В.И. Лаштун, Т.С. Абалихина

СОГЛАСОВАН с Министерством химической промышленности СССР (А.В. Маликов), Министерством нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР (Р.Я. Барашков), Министерством черной металлургии СССР (Ю.Е. Кузнецов), Министерством газовой промышленности (А.Д. Седых), Министерством нефтяной промышленности (Ю.Н. Байдиков), Министерством химического и нефтяного машиностроения (А.М. Васильев), Министерством по производству минеральных удобрений (Г.Ф. Киселев), ЦК профсоюза рабочих строительства и промышленности строительных материалов (А.Г. Зверев), Министерством здравоохранения РСФСР (Н.С. Титков), Госгортехнадзором СССР (Ю.Г. Терентьев), Министерством монтажных и специальных строительных работ СССР: Главным техническим управлением (Г.А. Сукальский), Главхиммонтажем (А.В. Анохин), Главнефтемонтажем (К.И. Гонитель), Главметаллургмонтажем (Ю.Б. Варакин), Главтехмонтажем (Л.И. Рудак), Главстальконструкцией (Е.П. Полуянов).

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

Заместителем Министра монтажных и специальных строительных работ СССР срок введения установлен с 1 января 1987 г.

Настоящий стандарт распространяется на стальные технологические трубопроводы на Р_у до 250 МПа (2500 кгс/см²) и устанавливает типовой технологический процесс термической обработки сварных соединений трубопроводов, предназначенных для транспортирования жидких и газообразных веществ с различными физико-химическими свойствами, в том числе на технологические трубопроводы, подведомственные Госгортехнадзору (трубопроводы природных, нефтяных и сжиженных газов и др.).

Стандарт не распространяется на магистральные трубопроводы, трубопроводы пара и горячей воды, а также трубопроводы, транспортирующие кислород.

1. ТРЕБОВАНИЯ К ОБОРУДОВАНИЮ, МАТЕРИАЛАМ И КВАЛИФИКАЦИИ ПЕРСОНАЛА

1.1. Нагрев при термической обработке осуществляется с использованием следующих нагревательных устройств: гибких пальцевых электронагревателей сопротивления (ГЭН), электронагревателей комбинированного действия (КЭН), гибких индукторов из оголенного медного провода (гибких индукторов), работающих на токах промышленной частоты 50 Гц, однопламенных универсальных ацетилено-кислородных горелок и кольцевых многопламенных горелок. Область применения нагревательных устройств приведена в табл. 1. Для трубопроводов из хромоникелевых аустенитных сталей вне зависимости от давления, а также для стальных технологических трубопроводов на Р_у свыше 10 до 250 МПа (свыше 100 до 2500 кгс/см²) применение газопламенного нагрева не допускается.

1.2. Источники питания электронагревательных устройств должны обеспечивать необходимое регулирование (плавное или ступенчатое) мощности вторичной цепи.

Таблица 1

Область применения нагревательных устройств

^* Кольцевые многопламенные горелки следует изготовлять по чертежам треста Востокметаллургмонтаж (№ 809-1, 809-2, 836-1, 837-1, 837-2, 838-1, 839-1, 840-1).

1.2.1. Для питания ГЭН и КЭН следует использовать сварочные трансформаторы однофазные однопостовые для ручной дуговой сварки по ГОСТ 95-77Е. Допускается применение сварочных преобразователей постоянного тока для дуговой сварки по ГОСТ 7237-77Е, однопостовых и многопостовых сварочных выпрямителей для дуговой сварки по ГОСТ 13821-77Е и ГОСТ 5384-84Е, сварочных агрегатов с двигателями внутреннего сгорания по ГОСТ 2402-82Е.

1.2.2. Для питания гибких индукторов необходимо использовать сварочные трансформаторы с жесткой или падающей характеристикой по ГОСТ 7012-77Е (рекомендуемое приложение 1).

1.3. Питание одноплеменных универсальных ацетилено-кислородных горелок и кольцевых многопламенных горелок должно осуществляться от отдельных баллонов или групповых газобаллонных установок. Горючие газы не должны содержать сернистых соединений.

1.4. Для термической обработки одиночных сварных соединений следует использовать переносную установку ЭТОП-300-И1, которая позволяет осуществлять программное управление процессом термической обработки (справочное приложение 2).

1.5. При термической обработке не менее трех сварных соединений в смену следует использовать комплектные установки для программной термической обработки сварных соединений ЭТОГ-600-И1 и ЭТОГ-600-И2 по ТУ 36-1758-85 (справочное приложение 3). Допускается применение установок с дистанционным ручным управлением режимом термической обработки сварных соединений.

1.6. Для тепловой изоляции при нагреве следует использовать высокотемпературные теплоизоляционные маты МВТ по ТУ 36-1846-77, асбестовую ткань по ГОСТ 6102-78, асбестовый картон по ГОСТ 2850-80, асбестовый шнур по ГОСТ 1779-83, кремнеземную ткань КТ-11-ТО и КТ-11-ТОА по ТУ 6-11-175-77.

1.7. Контроль температурного режима термической обработки необходимо осуществлять автоматическими самопишущими потенциометрами КСП-2, КСП-3, КСП-4 градуировки ХА или ПП-1 по ГОСТ 7164-78.

1.7.1. В качестве датчиков используют термоэлектрические преобразователи (преобразователи) ТХА-0806, ТХА-1489, а также ТХА-0279-01, ТХА-0179, ТПП-0679 и ТПП-0679-01 (без защитной арматуры) по ГОСТ 6616-74.

1.7.2. Длина преобразователя должна быть не менее 1 м, диаметр термоэлектродов - не менее 1,2 мм.

1.7.3. В качестве термоэлектродных удлиняющих проводов следует применять провода ПТВ, ПТВП, ПТГВ, ПТПЭ типа М по ГОСТ 24335-80Е.

1.7.4. В процессе термической обработки сварных соединений трубопроводов на Р_у до 10 МПа (до 100 кгс/см²) диаметром до 100 мм из сталей любых марок (кроме хромоникелевых аустенитных) при нагреве выше 800 °С с использованием однопламенных универсальных ацетилено-кислородных и кольцевых многопламенных горелок допускается контроль температуры оптическими пирометрами «Проминь» или ОППИР-017 по ГОСТ 8335-81. При этом измерение температуры должно производиться в течение всего цикла нагрева, выдержки и охлаждения с интервалом 1 - 2 мин.

1.7.5. Состояние и точность работы приборов следует проверять в порядке, установленном ГОСТ 8.002-71. Срок проведения ведомственной поверки автоматических самопишущих потенциометров и оптических пирометров устанавливается организацией, эксплуатирующей эти приборы. Поверка должна производиться не реже чем один раз в два года и после каждого ремонта. При эксплуатации приборов необходимо не реже одного раза в месяц производить проверку правильности работы этих приборов.

1.8. Хранить оборудование для термической обработки, приборы контроля температуры и теплоизоляционные материалы необходимо в соответствии с требованиями, приведенными в технической документации на разработку этого оборудования, приборов и материалов.

1.9. Квалификация персонала.

1.9.1. К самостоятельным работам по термической обработке сварных соединений следует допускать термистов-операторов, имеющих квалификацию не ниже 4-го разряда и удостоверение об окончании курсов по специальности термистов-операторов на передвижных термических установках по термической обработке сварных соединений.

Термисты-операторы ежегодно должны проходить аттестацию в комиссии, назначаемой руководителем предприятия, выполняющего работы по термической обработке сварных соединений стальных технологических трубопроводов.

1.9.2. К обслуживанию установок для термической обработки сварных соединений и приборов контроля температуры следует допускать электромонтеров по обслуживанию электрооборудования передвижных термических установок, имеющих квалификацию не ниже 4-го разряда.

1.9.3. Руководство работами по термической обработке сварных соединений должны осуществлять инженерно-технические работники, прошедшие специальную подготовку, изучившие нормативно-техническую документацию и проект производства сварочных работ.

Инженерно-технические работники не реже одного раза в три года должны пройти аттестацию в комиссии, назначаемой руководителем предприятия, выполняющего работы по термической обработке сварных соединений стальных технологических трубопроводов.

2. ТИПОВОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

2.1. Общие положения.

2.1.1. Необходимость выполнения термической обработки указывается в проектной документации на сооружаемый объект или в проекте производства работ.

2.1.2. При термической обработке выполняют следующие технологические операции:

выбирают тип и количество нагревательных устройств и схемы их рационального размещения и включения;

устанавливают преобразователи, нагревательные устройства и теплоизоляцию;

включают преобразователи в измерительную цепь потенциометра;

соединяют нагревательное устройство с источником питания;

осуществляют нагрев, выдержку и охлаждение сварного соединения;

демонтируют теплоизоляцию, нагревательные устройства и преобразователи;

проводят контроль качества сварных соединений путем измерения твердости;

оформляют техническую документацию по термической обработке.

2.1.3. Нагрев, выдержку и охлаждение сварного соединения в процессе термической обработки необходимо производить по режимам, установленным в обязательных приложениях 4, 5. Допускается использование режимов термической обработки сварных соединений трубопроводов в соответствии с другой нормативно-технической документацией в случае:

применения сталей новых марок;

применения новых типов сварочных материалов для сварки трубопроводов;

изменения эксплуатационных условий работы трубопроводов.

2.1.4. Термической обработке подвергаются вертикальные сварные соединения горизонтально расположенных трубопроводов и горизонтальные сварные соединения вертикально расположенных трубопроводов. К горизонтально расположенным следует относить такие трубопроводы, ось которых отклонена от горизонтального положения на угол до 45°. К вертикально расположенным следует относить такие трубопроводы, ось которых отклонена от вертикального положения на угол до 45° включительно.

2.1.5. При наличии двух и более одинаковых сварных соединений рекомендуется групповая термическая обработка. При этом следует контролировать температуру каждого сварного соединения. При групповой термической обработке сварных соединений труб диаметром до 159 мм с использованием индукционного нагрева токами промышленной частоты 50 Гц допускается установка одного преобразователя при условии:

сварные соединения должны иметь одинаковые диаметр, толщину стенки, марку стали и конструкцию («труба + труба», «труба + задвижка» и т.д.);

до начала термической обработки сварные соединения должны иметь одинаковую температуру;

индукторы должны иметь одинаковую длину намотки, количество витков и сечение оголенного медного провода;

марка, толщина и местоположение теплоизоляции должны быть одинаковыми для каждого сварного соединения;

расположение индукторов должно быть одинаковым для каждого сварного соединения.

2.1.6. Сварные соединения следует подвергать термической обработке непосредственно после сварки, если продолжительность допустимого перерыва между окончанием сварки и началом термической обработки не указана в нормативно-технической документации. При перерыве между сваркой и термической обработкой сварное соединение необходимо медленно охладить под слоем теплоизоляции.

2.1.7. До термической обработки узлы трубопроводов со сварными соединениями запрещается подвергать нагрузкам. Перед началом термической обработки необходимо обеспечить свободное перемещение трубопровода в продольном направлении относительно его оси путем устранения возможных защемлений и временного снятия ближайших к сварному соединению неподвижных опор, а также заглушить торцы трубопровода. При термической обработке вертикальных сварных соединений во избежание прогиба трубопровода следует устанавливать временные опоры или подвески по обе стороны от сварного шва на расстоянии не более 1 м от оси шва. При термической обработке горизонтальных сварных соединений следует предусмотреть ограничение осевых усилий на термообрабатываемое сварное соединение от труб и технологического оборудования. Термическую обработку сварных соединений трубопроводов следует выполнять до холодного натяга трубопроводов.

2.1.8. Перерывы в процессе термической обработки не допускаются. При вынужденных перерывах (отключение электроэнергии, выход из строя нагревателя и т.п.) необходимо обеспечить медленное охлаждение сварного соединения до 300 °С. При повторном нагреве время пребывания сварного соединения при температуре выдержки суммируется с временем выдержки при первоначальном нагреве (в сумме оно должно быть равно заданному нормативно-технической документацией).

2.1.9. Количество преобразователей, необходимых для контроля температуры термической обработки, и схемы их установки следует определять в соответствии с табл. 2. Крепление горячего спая преобразователя на поверхности трубопровода рекомендуется производить одним из способов, указанных на черт. 1. При термической обработке сварных соединений изделий сложной конфигурации количество преобразователей для контроля температуры и схемы их установки следует определять из условия обеспечения контроля на всех участках сварного соединения (черт. 2), при этом необходимо учитывать размеры термообрабатываемых изделий в соответствии с табл. 2.

2.1.10. Демонтаж теплоизоляции, нагревательного устройства и преобразователей разрешается производить только после охлаждения сварного соединения до температуры ниже 300 °С.

2.2. Операция термической обработки при нагреве ГЭН.

2.2.1. Устанавливают преобразователи и закрепляют их горячие спаи на поверхности трубопровода в соответствии с п. 2.1.9 и черт. 3, а. Часть преобразователя, находящуюся под нагревателем, необходимо теплоизолировать с помощью асбестовой или кремнеземной ткани.

2.2.2. Устанавливают ГЭЧ в соответствии с табл. 3 - 6 и черт. 4. Количество поясов^* ГЭН и пальцев в каждом поясе (секции) определяется соответственно по табл. 7 и 8.

^* Поясом ГЭН называется одна или несколько последовательно расположенных секции ГЭН, суммарная длина которых равняется длине окружности термообрабатываемого сварного соединения.

На соединениях с разной толщиной стенок установку поясов ГЭН следует производить со смещением на 10 - 25 мм в сторону большей толщины.

Крепление ГЭН на сварном соединении следует производить поясками из жаропрочной стали (черт. 5).

Таблица 2

Схемы установки преобразователей, необходимых для контроля температуры

Примечание. При нагреве кольцевой многопламенной горелкой сварных соединений трубопроводов любых диаметров количество устанавливаемых преобразователей должно быть не менее двух.

Схемы крепления горячего спая преобразователей

а - бобышкой с прорезью; б - Л-образной бобышкой; в - гайкой с болтом; г - аргонодуговой или контактной сваркой; д - бобышкой, наплавленной на сварной шов

Черт. 1

Схемы установки преобразователей, необходимых для контроля температуры на сварных соединениях узлов трубопроводов сложной конфигурации

1 - крутозагнутый отвод; 2 - преобразователь; 3 - сварной шов; 4 - сварной тройник; 5 - фальш-патрубок; 6 - временные прихватки; 7 - заглушка; 8 - труба; 9 - тройник; 10 - воротниковый фланец; 11 - опора

Черт. 2

Схемы установки преобразователей при различных методах нагрева

а - при нагреве ГЭН; б - при нагреве КЭН или индуктором; в - при нагреве ацетилено-кислородной горелкой; г - при нагреве кольцевой многопламенной горелкой;

1 - сварное соединение; 2 - секции ГЭН, КЭН-1, КЭН-2; 3 - преобразователь; 4 - теплоизоляция горячего спая; 5 - экран; 6 - многопламенная горелка; 7 - секции КЭН-3, КЭН-4 или индуктор; 8 - экранированная защита

Черт. 3

Рекомендуемые схемы установки ГЭН для термической обработки сварных соединений повышенной трудности

а - крутоизогнутых отводов с трубой; б - сварного тройника; в - заглушки с трубой; г - тройников с трубами; д - воротникового фланца с трубой; е - трубы с задвижкой;

1 - сварной шов; 2 - пояс ГЭН; 3 - заглушка; 4 - фальш-патрубок; 5 - временные прихватки; 6 - воротниковый фланец; 7 - патрубок задвижки

Черт. 4

Таблица 3

Схемы установки поясов (секций) ГЭН на вертикальных сварных соединениях

Таблица 4

Схемы установки поясов (секций) ГЭН на горизонтальных сварных соединениях

Таблица 5

Схемы установки поясов (секций) ГЭН на вертикальных сварных соединениях при термической обработке по оптимизированному режиму

Таблица 6

Схемы установки поясов (секций) ГЭН на горизонтальных сварных соединениях при термической обработке по оптимизированному режиму

Таблица 7

Количество поясов ГЭН

Таблица 8

Количество пальцев в поясе (секции) ГЭН

Примечание. При количестве пальцев более 34 пояс необходимо делить на части (секции).

2.2.3. Устанавливают теплоизоляцию сварного соединения в соответствии с черт. 6. Общая ширина теплоизолируемого участка должна быть на 800 - 1000 мм больше ширины зоны нагрева (ширина зоны нагрева равна ширине зоны установки электронагревателей). Толщина слоя теплоизоляции на нагреваемой зоне должна быть не менее 40 мм, на участках трубопровода, прилегающих к нагреваемой зоне, - не менее 20 мм. При проведении термической обработки сварных соединений при температуре окружающего воздуха ниже 0 °С толщину слоя теплоизоляции следует увеличить в 1,5 - 2 раза как в нагреваемой зоне, так и на прилегающих к этой зоне участках трубопровода. Крепление теплоизоляции следует производить металлическими поясками.

2.2.4. Включают преобразователи в измерительную цепь потенциометра.

2.2.5. Соединяют ГЭН с источником питания в соответствии с черт. 7, а, б.

2.2.6. Осуществляют нагрев, выдержку и охлаждение сварного соединения в соответствии с п. 2.1.3. Значение тока в электронагревателе должно не превышать 100 - 110 А.

2.2.7. Демонтируют теплоизоляцию, ГЭН и преобразователи в соответствии с п. 2.1.10.

2.3. Операции термической обработки при нагреве КЭН.

2.3.1. Устанавливают преобразователи и закрепляют их горячие спаи на поверхности трубопровода в соответствии с п. 2.1.9 и черт. 3, б.

При использовании КЭН-3 и КЭН-4 преобразователи следует располагать перпендикулярно оси трубопровода, причем термоэлектроды должны быть скручены и экранированы (см. черт. 3, б).

2.3.2. Устанавливают КЭН в соответствии с табл. 9 - 12 и черт. 8. При разной толщине стенок сварного соединения КЭН необходимо смещать на 10 - 25 мм в сторону большей толщины. Крепление КЭН на сварном соединении следует производить поясками из жаропрочной стали (см. черт. 5).

2.3.3. Устанавливают теплоизоляцию сварного соединения в соответствии с черт. 6 и п. 2.2.3.

2.3.4. Включают преобразователи в измерительную цепь потенциометра.

2.3.5. Соединяют КЭН с источником питания в соответствии с черт. 7, в, г.

2.3.6. Осуществляют нагрев, выдержку и охлаждение сварного соединения в соответствии с п. 2.1.3.

Значение тока в электронагревателе должно превышать, А: для КЭН-1 - 5, для КЭН-2 - 100, для КЭН-3 - 250, для КЭН-4 - 300.

Схемы крепления ГЭН и КЭН на сварных соединениях

1 - сварное соединение; 2 - пояс ГЭН; 3 - поясок для крепления; 4 - секция КЭН

Черт. 5

Схема установки теплоизоляции при нагреве ГЭН и КЭН

1 - сварное соединение; 2 - асбестовая ткань; 3 - маты марки МВТ; 4 - ГЭН или КЭН

Черт. 6

Схемы соединения нагревательных устройств с источниками питания

а, б - последовательное и параллельное соединение поясов ГЭН; в - последовательное соединение секции КЭН или индукторов; г - параллельное соединение секции КЭН;

1 - сварное соединение; 2 - пояс ГЭН; 3 - соединительные провода; 4 - источник питания; 5 - КЭН или индуктор; 6 - КЭН

Черт. 7

Рекомендуемые схемы установки КЭН для термической обработки сварных соединений повышенной трудности

а - соединение типа «труба с задвижкой» при установке КЭН с различным шагом витков: 1 - труба; 2 - КЭН с различным шагом витков;

б - соединение типа «труба с заглушкой с использованием фальшпатрубка: 1 - труба; 2 - КЭН; 3 - заглушка; 4 - временные прихватки; 5 - фальш-патрубок;

в - соединение опоры с трубным элементом: 1 - опора; 2 - трубный элемент; 3 - сварной шов; 4 - КЭН;

г - соединение типа сварного тройника с использованием трех КЭН: 1 - основание тройника; 2 - КЭН; 3 - патрубок тройника; 4 - сварной шов;

д - соединение штуцера с трубой: 1 - труба; 2 - КЭН; 3 - штуцер; 4 - сварной шов

Черт. 8