8. Сварка резервуаров и контроль качества сварных соединений
8.1 Общие требования
8.1.1 Требования к сварным соединениям должны формулироваться на всех стадиях разработки рабочей проектной документации: в проекте КМ, проекте производства монтажных и сварочных работ, а также при составлении технологических карт на сварку.
8.1.2 Технологические процессы заводской и монтажной сварки должны обеспечивать получение сварных соединений, удовлетворяющих требованиям проекта КМ, а также соответствующих настоящему стандарту по предельно допустимым размерам и видам дефектов.
8.1.3 Технология сварки и применяемые сварочные материалы должны обеспечивать механические свойства сварных соединений не ниже свойств, требуемых настоящим стандартом.
8.1.4 На стадии разработки конструкции резервуара (проекта КМ) должны быть определены:
• конструктивная форма сварных соединений всех элементов резервуара, подлежащих сварке;
• требования к механическим свойствам сварных соединений основных конструктивных элементов и узлов;
• дифференцированно, в зависимости от уровня напряжений и условий работы соединений, назначена категория (класс) сварных швов, определяющая допускаемый уровень их дефектности (допускаемые размеры, вид и количество допускаемых внешних и внутренних дефектов);
• объем контроля физическими методами сварных соединений корпуса резервуара.
8.1.5 При разработке проекта технологии монтажа и сварки резервуара должны быть определены:
• способы сварки для выполнения всех монтажных сварных соединений резервуара и требования к сварочному оборудованию;
• геометрические параметры кромок соединяемых элементов и требования по их подготовке к сварке;
• сварочные материалы для выполнения всех типов сварных соединений;
• последовательность выполнения сварных соединений;
• технология выполнения монтажных сварных соединений резервуара;
• мероприятия по ограничению сварочных деформаций и перемещений свариваемых элементов;
• мероприятия по обеспечению требуемого качества сварных соединений при сварке в условиях пониженной температуры.
8.1.6 При разработке технологических карт на заводскую или монтажную сварку конструктивных элементов резервуара должны быть выбраны:
• форма подготовки кромок под сварку;
• сварочные материалы;
• последовательность сварки;
• режимы и техника сварки;
• количество проходов сварного шва и порядок их выполнения;
• мероприятия по ограничению сварочных деформаций и перемещений свариваемых элементов.
8.1.7 В случаях, когда в рабочей документации КМ предусмотрена термическая обработка каких-либо сварных соединений резервуара, в ППР следует разработать технологию ее выполнения, включая способ, режимы термообработки, указания по контролю качества термообработанных соединений.
8.1.8 В ППР должна быть разработана программа контроля качества сварных соединений, включающая способы и объемы контроля каждого сварного соединения резервуара.
8.2 Классификация сварных соединений резервуаров
В проектной документации для различных типов сварных соединений должны быть указаны способы сварки, методы и объем контроля.
В зависимости от уровня ответственности резервуара и условий его эксплуатации все типы сварных соединений подразделяются на 3 категории качества (табл. 8.1).
I – высокий уровень качества;
II – средний уровень качества;
III – удовлетворительный уровень качества.
Таблица 8.1
| КАТЕГОРИИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ | ТИПЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ РЕЗЕРВУАРА |
|---|---|
| I | 1 Вертикальные и горизонтальные стыковые швы стенки 4-х нижних поясов резервуаров: 1.1 работающих при цикличности заполнения опорожнения – 200 циклов в год и более; 1.2 в климатических районах строительства с температурой наиболее холодных суток – минус 50°С и ниже; 1.3 в зонах высокой сейсмичности (8 баллов и выше); 1.4 изготовленных из высокопрочных сталей (s0,2 ³ 450 МПа ) |
| 2 Вертикальные и горизонтальные стыковые швы 1-4 поясов стенки резервуаров I и II уровней ответственности, не вошедших в п. 1. 3 Стыковые швы листов окраек днища резервуаров I уровня ответственности. 4 Сварные швы врезок патрубков и люков в стенку резервуара (1-4 пояса) I и II уровней ответственности. 5 Радиальные стыковые швы элементов опорных, ветровых и промежуточных колец жесткости резервуаров I и II уровней ответственности. 6 Уторный внутренний шов сопряжения стенки с днищем резервуаров I и II уровней ответственности |
|
| II | 7 Вертикальные и горизонтальные стыковые швы стенки резервуаров с 5 пояса и выше, не вошедшие в п. 1, 2 и все пояса резервуаров III уровня ответственности. 8 Сварные соединения врезок патрубков и люков в стенку и крышу резервуаров, не вошедшие в п.4. 9 Уторный шов сопряжения стенки с днищем резервуаров III уровня ответственности и уторный наружный шов резервуаров I, II и III уровней ответственности. 10 Сварные соединения коробов и сопряжения коробов с мембранной центральной части понтонов и плавающих крыш. 13 Сварные швы каркасов и несущих балок щитов стационарных крыш |
| III | 12 Швы крепления листов усиления врезок люков и патрубков к стенке резервуара. 13 Швы крепления вспомогательных элементов к стенке резервуара. 14 Сварные соединения центральной части днища. 15 Сварные соединения мембран центральной части понтонов и плавающих крыш. 16 Сварные соединения настила стационарных крыш. 17 Сварные швы вспомогательных конструкций. |
8.3 Конструктивные требования к сварным соединениям
Требования к конструкции сварных соединений, форма разделки свариваемых кромок, геометрические параметры и форма сварных швов элементов резервуара должны соответствовать параметрам, приведенным в приложении Б.
8.4 Рекомендуемые способы сварки
8.4.1 При заводском изготовлении резервуарных конструкций основными способами сварки являются автоматизированная сварка под флюсом для листовых конструкций и механизированная сварка в углекислом газе или в смеси газов на основе аргона для решетчатых конструкций и оборудования. При автоматизированной сварке под флюсом резервуарных полотнищ необходимым является оснащение сварочного оборудования системами слежения электрода за стыком.
8.4.2 Рекомендуемые способы сварки для различных типов сварных соединений при сооружении резервуаров из рулонных заготовок, а также резервуаров, монтируемых полистовым методом, приведены в таблицах 8.2, 8.3.
Таблица 8.2. Рекомендуемые способы монтажной сварки резервуаров, сооружаемых из рулонированных полотнищ
| СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ | РЕКОМЕНДУЕМЫЙ СПОСОБ СВАРКИ |
|---|---|
| Стыковые соединения окраек днища | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой |
| Соединения элементов центральной части днища | 1 Механизированная сварка порошковой проволокой 2 Механизированная сварка в углекислом газе 3 Автоматизированная сварка под флюсом |
| Монтажные стыки стенки | Механизированная сварка в углекислом газе |
| Уторные швы в сопряжении стенки и днища | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой 3 Автоматизированная сварка под флюсом |
| Сварные соединения каркаса крыши при укрупнении в блоки | 1 Механизированная сварка в углекислом газе. 2 Ручная дуговая сварка |
| Соединения люков, патрубков, усиливающих листов на стенке и на крыше | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Сварка порошковой проволокой |
| Сварные соединения опорных узлов в сопряжении крыши со стенкой и колец жесткости | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Ручная дуговая сварка |
| Сварные соединения настила крыши | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой |
| Сварные соединения понтонов или плавающих крыш | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой 3 Сварка под флюсом |
| Примечание – При сварке в углекислом газе в условиях ветра необходимо применять технологию, обеспечивающую повышение устойчивости защитной струи газа и стойкости к порообразованию, или применять заграждения от ветра | |
Таблица 8.3. Рекомендуемые способы сварки цилиндрических резервуаров, сооружаемых полистовым способом
| СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ | РЕКОМЕНДУЕМЫЙ СПОСОБ СВАРКИ |
|---|---|
| Соединения окраек днища | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой |
| Соединения элементов центральной части днища | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой 3 Автоматизированная сварка под флюсом |
| У торные швы в сопряжении стенки днища | 1 Автоматизированная сварка под флюсом 2 Механизированная сварка порошковой проволокой 3 Механизированная сварка в углекислом газе |
| Вертикальные соединения стенки | 1 Механизированная сварка порошковой проволокой 2 Автоматизированная сварка порошковой проволокой 3 Механизированная сварка в углекислом газе 4 Автоматизированная сварка с принудительным формированием шва порошковой проволокой |
| Горизонтальные соединения стенки | 1 Автоматизированная сварка под флюсом 2 Механизированная сварка в углекислом газе 3 Сварка порошковой проволокой с полупринудительным формированием шва |
| Соединение люков, патрубков и их усиливающих листов на стенке и на крыше | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой |
| Сварные соединения каркаса крыши, опорных колец и колец жесткости | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Ручная дуговая сварка |
| Соединения настила крыши | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой |
| Сварные соединения понтонов или плавающих крыш | 1 Механизированная сварка в углекислом газе 2 Механизированная сварка порошковой проволокой 3 Сварка под флюсом |
| Примечания – При сварке в углекислом газе в условиях ветра необходимо применять технологию, обеспечивающую повышение устойчивости защитной струи газа и стойкости к порообразованию, или применять заграждения от ветра. | |
8.4.3 Применение ручной дуговой сварки при сооружении резервуаров должно быть ограничено из-за относительно высокого уровня удельного тепловложения, приводящего к повышенным сварочным деформациям, а также сравнительно низкой эффективности.
8.5 Контроль качества сварных соединений
8.5.1 Общие требования
При сооружении резервуаров применяются следующие виды контроля качества сварных соединений:
– механические испытания сварных соединений образцов-свидетелей;
– визуальный контроль;
– измерительный, с помощью шаблонов, линеек, отвесов, геодезических приборов и т.д.;
– контроль герметичности (непроницаемости) сварных швов с использованием проб «мел-керосин», вакуумных камер, избыточного давления воздуха или цветной дефектоскопии;
– физические – для выявления наличия внутренних дефектов: радиография или ультразвуковая дефектоскопия, а для контроля наличия поверхностных дефектов с малым раскрытием – магнитография или цветная дефектоскопия;
– гидравлические и пневматические прочностные испытания конструкции резервуара.
В рабочей документации должны быть указаны способы, объемы и нормы контроля качества сварных соединений.
8.5.2 Визуальный и измерительный контроль
8.5.2.1 Визуальный и измерительный контроль должен осуществляться в соответствии с РД 03-606-03 Госгортехнадзора России.
8.5.2.2 Визуальному контролю должны подвергаться 100% длины всех сварных соединений резервуара.
8.5.2.3 По внешнему виду сварные швы должны удовлетворять следующим требованиям:
– по форме и размерам швы должны соответствовать проекту;
– швы должны иметь гладкую или равномерно чешуйчатую поверхность (высота или глубина впадин не должка превышать 1 мм);
– металл шва должен иметь плавное сопряжение с основным металлом;
– швы не должны иметь недопустимых внешних дефектов.
8.5.2.4 К недопустимым внешним дефектам сварных соединений резервуарных конструкций относятся трещины любых видов и размеров, несплавления, наплывы, грубая чешуйчатость, наружные поры и цепочки пор, прожоги и свищи.
Подрезы основного металла допускаются не более величин, указанных в таблице 8.4.
Таблица 8.4
| СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ | ДОПУСКАЕМАЯ ВЕЛИЧИНА ПОДРЕЗА ПРИ УРОВНЕ ОТВЕТСТВЕННОСТИ РЕЗЕРВУАРА | ||
|---|---|---|---|
| III-Й | II-Й | I-Й | |
| Вертикальные поясные швы и соединение стенки с днищем | 5% толщины, но не более 0,5 мм | не более 0,5 мм | не более 0,3 мм |
| Горизонтальные соединения стенки | 5% толщины, но не более 0,8 мм | 5% толщины, но не более 0,6 мм | 5% толщины, но не более 0,5 мм |
| Прочие соединения | 5% толщины, но не более 0,8 мм | 5% толщины, но не более 0,6 мм | 5% толщины, но не более 0,6 мм |
| Примечание – Длина подреза не должна превышать 10% длины шва. | |||
8.5.2.5 Выпуклость швов стыковых соединений не должна превышать значений, указанных в таблице 8.5.
Таблица 8.5
| ТОЛЩИНА ЛИСТОВ, МИЛЛИМЕТРЫ | МАКСИМАЛЬНАЯ ВЕЛИЧИНА ВЫПУКЛОСТИ, МИЛЛИМЕТРЫ | |
|---|---|---|
| ВЕРТИКАЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СТЕНКИ | ПРОЧИХ СОЕДИНЕНИЙ | |
| до 12 вкл. | 1,5 | 2,0 |
| свыше 12 | 2.0 | 3,0 |
8.5.2.6 Для стыковых соединений из деталей одной толщины допускается смещение свариваемых кромок относительно друг друга не более: для деталей толщиной до 10 мм – 1,0 мм;
– для деталей толщиной более 10 мм – 10% толщины, но не более 3 мм.
8.5.2.7 Выпуклость или вогнутость углового шва не должна превышать более чем на 20% величину катета шва.
8.5.2.8 Уменьшение катета углового шва допускается не более 1 мм. Увеличение катета углового шва допускается не более следующих значений:
– для катетов до 5 мм – 1,0 мм;
– для катетов свыше 5 мм – 2,0 мм.
8.5.2.9 В местах пересечения сварных швов и в местах исправления дефектов необходимо обеспечивать минимальную концентрацию напряжений за счет обеспечения плавного сопряжения шва с основным металлом и уменьшения его выпуклости.
8.5.3 Контроль герметичности
Контролю герметичности подлежат все сварные швы, обеспечивающие , герметичность резервуара, а также плавучесть понтона или плавающей крыши.
Контроль герметичности сварных соединений производится с использованием метода «мел-керосин», избыточного давления или вакуумным способом.
8.5.4 Контроль радиографический
8.5.4.1 Радиографический контроль применяется для контроля стыковых сварных швов стенки и окраек днищ в зоне сопряжения со стенкой резервуара.
8.5.4.2 Контроль радиографический (рентгенографированием или гаммаграфированием) должен производиться в соответствии с ГОСТ 7512.
При заводском изготовлении резервуарных конструкций вместо радиографического контроля может применяться рентгенотелевизионный контроль по ГОСТ 27947.
8.5.4.3 Оценка внутренних дефектов сварных швов должна производиться по ГОСТ 23055 и должна соответствовать:
- для резервуаров III уровня ответственности – 6-му классу;
- для резервуаров II уровня ответственности – 5-му классу;
- для резервуаров I уровня ответственности – 4-му классу.
8.5.5 Ультразвуковая дефектоскопия
8.5.5.1 Ультразвуковая дефектоскопия производится для выявления внутренних дефектов (трещин, непроваров, шлаковых включений, газовых пор) и определения количества дефектов, их эквивалентной площади, условной протяженности и координат расположения.
8.5.5.2 Ультразвуковая дефектоскопия должна проводиться в соответствии с ГОСТ 14782.
8.5.6 Магнитопорошковая или цветная дефектоскопия
8.5.6.1 Контроль магнитопорошковой или цветной дефектоскопией производится с целью выявления поверхностных дефектов основного металла и сварных швов. Магнитопорошковой или цветной дефектоскопии подлежат:
– сварные швы соединения стенки с днищем резервуаров;
– сварные швы приварки люков и патрубков к стенке резервуаров;
– места на поверхности листов стенок резервуаров из стали с пределом текучести свыше 345 МПа, в зонах удаления технологических приспособлений.
8.6 Классификация и нормирование дефектов
8.6.1 Методы контроля, классификация и объем контроля сварных соединений элементов резервуара приведены в таблице 8.6.
Таблица 8.6
| ТИП СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ. ЗОНА КОНТРОЛЯ | КОНТРОЛЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЗЕРВУАРА ПРИ УРОВНЕ ОТВЕТСТВЕННОСТИ РЕЗЕРВУАРА | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I | II | III | ||||||||
| МЕТОД | КЛАСС ДЕФЕКТНОСТИ | ОБЪЕМ КОНТРОЛЯ | МЕТОД | КЛАСС ДЕФЕКТНОСТИ | ОБЪЕМ КОНТРОЛЯ | МЕТОД | КЛАСС ДЕФЕКТНОСТИ | ОБЪЕМ КОНТРОЛЯ | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| 1 | Верт. соед. | Рентген или УЗД | 4 | 100% 1) | Рентген или УЗД | 4 | 50% | Рентген или УЗД | 4 | 25% |
| Гориз. соед. | 5 | 10% | -“- | 5% | -“- | 5 | 2% | |||
| 2 | Верт. соед. | -“- | 4 | 25% | -“- | 4 | 15% | – | – | – |
| Гориз. соед. | -“- | 5 | 5% | -“- | 5 | 2% | – | – | – | |
| 3 | -“- | 4 | 100% | -“- | 5 | 250 мм | Рентген или УЗД | 5 | 250 мм | |
| 4 | УЗД ЦД2) | 4 | 100% | УЗД ЦД | 4 | 100% | – | – | – | |
| 5 | Рентген или УЗД | 4 | 100% | -“- | 4 | 100% | – | – | – | |
| 6 | Пузырьковый | 100% | Пузырьковый | 100% | – | – | – | |||
| 7 | Верт. соед. | Рентген или УЗД | 5 | 10% | 5 | 5% | 5 | 25%3) 5% | ||
| Гориз. соед. | -“- | 5 | 5% | -“- | 5 | 2% | 5 | 2% | ||
| 8 | Стенка | – | – | – | – | – | – | УЗД | 5 | 100% |
| Крыша | ЦД | 100% | ЦД | 100% | ЦД | 100% | ||||
| 9 | Внутрен. | – | – | – | – | Пузырьковый | 100% | |||
| Наружн. | Капилярный | 100% | Капилярный | 100% | Капилярный | 100% | ||||
| 10 | Пузырьковый | 100% | Пузырьковый | 100% | Пузырьковый | 100% | ||||
| 11 | ВИК | 100% | ВИК | 100% | ВИК | 100% | ||||
| 12 | Изб. давл | Изб. давл | 100% | Изб. давл | 100% | |||||
| 13 | ВИК | 100% | ВИК | 100% | ВИК | 100% | ||||
| 14 | Пузырьковый | 100% | Пузырьковый | 100% | Пузырьковый | 100% | ||||
| 15 | -“- | 100% | -“- | 100% | 100% | |||||
| 16 | ВИК | 100% | ВИК | 100% | ВИК | 100% | ||||
| 17 | -“- | 100% | -“- | 100% | 100% | |||||
| Примечания 1) Объем контроля выражен в процентах от общей длины конкретного сварного соединения. 2) ЦД – цветная дефектоскопия. 3) 25% относится к поясам 1-4; 5% – остальные пояса. Если в сварном соединении установлен уровень дефектности более 10 %, то объем контроля таких швов удваивается. |
||||||||||
