Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Таран, Владимир Деомидович. Технология сварки и монтажа магистральных трубопроводов

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
30.10.2023
Размер:
34.11 Mб
Скачать

следующем охлаждении при обычной температуре производствен­ ного помещения.

Нормализация приводит к измельчению кристаллических зе­ рен, повышению стабильности свойств, небольшому увеличению предела текучести, временного сопротивления и ударной вяз­ кости.

Нормализация и более сложные варианты термической обра­ ботки листовой стали весьма желательны. Однако эти операции увеличивают продолжительность технологического процесса, сни­ жают производительность металлургических заводов, требуют дополнительных Производственных площадей и печных агрегатов, а следовательно, значительно повышают стоимость труб. Изго­ товление труб из термически обработанных сталей носит пока опытный характер.

АЛЮМИНИЕВЫЕ ТРУБЫ

Впоследние годы для различных трубопроводов, в том числе нефтепроводов и газопроводов, все более широко применяют трубы из алюминия. Этому способствуют строительство новых мощных заводов по выпуску алюминпя, усовершенствование тех­ нологии его производства и снижение стоимости.

ВСССР из алюминия и его сплавов изготовляют бесшовные трубы методом холодной прокатки, холодной протяжки п прессо­ ванием. В литературе, а также в государственных стандартах трубы, полученные холодной прокаткой пли протяжкой, принято называть тянутыми.

Тянутые трубы выпускают тонкостенными с малыми допускае­ мыми отклонениями по диаметру и толщине. Прессованные трубы изготовляют со стенками большой толщины (например, при на­ ружном диаметре 75 мм минимальная толщина стенки 7,5 мм,

максимальная

22,5 мм).

 

 

алюминиевых труб,

В табл. 11

указан диапазон размеров

в табл. 12 и 13 приведены размеры и вес некоторых из них.

 

 

 

 

 

Таблица 11

Диапазон размеров труп из алюминия

и его сплавов

 

 

(ГОСТ 1947-56)

 

 

 

 

 

Диаметр,

Толшипа

Длина.

Тип

стенки,

мм

м

 

 

мм

 

 

 

 

Круглые тянутые . . .

6—120

0,5—5,0

2,0—5,5

Круглые прессованные

25—280

5,0—32,0

2,0-5.5

29

Таблица 12

Размеры и вес круглых тянутых труб из алюминия и его сплавов

(ГОСТ 1947-56)

Наружный диаметр, мм

 

Толщина стенки,

мм

 

номиналь­

допускае­

2

2,5

3

3,5

4

5

мые

 

 

 

 

 

 

ный

 

 

 

 

 

 

отклонения

теоретический вес 1 м при удельном

весе 2,8 к?

 

 

 

80

—0,35

1,372

1,704

2,032

2,355

2,674

3,299

85

—0,50

1,460

1,814

2,164

2,509

2,850

3,519

90

—0,50

1,548

1,924

2,296

2,663

3,026

3,738

95

—0,50

1,636

2,034

2,428

2,817

3,202

3,958

100

—0,50

2,144

2,560

2,971

3,378

4,178

105

-0 ,5 0

2,254

2,692

3,125

3,554

4,398

110

—0,50

2,364

2,824

3,279

3,730

4,618

115

—0,50

2,956

3,433

3,906

4,838

120

—0,50

3,587

4,082

5,058

Таблица 13

Размеры и вес круглых прессованных труб из алюминия и его сплавов

(ГОСТ 1947-56)

Наружный диа­

 

 

Толщина

стенки,

мм

 

метр,

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

номи-

допу-

7,5

10

12,5

15

17,5

20

скаемые

 

 

 

 

 

 

нальный отклоне-

 

 

 

 

 

 

 

ния

теоретический

вес 1 м

при удельном весе 2>8 кг

85

±0,9

5,113

7,037

' 7,972

9,236

10,39

11,44

90

±0,9

9,896

12,32

95

± 1 ,0

5,773

9,071

10,560

11,93

13,20

100

± 1 ,0

' --

7,917

11,220

14,07

105

± 1 ,0

6,432

10,170

11,880

13,47

110

± 1 ,2

8,796

12,540

15,83

115

± 1 ,2

11,270

13,200

15,01

(--

120

± 1 ,2

9,676

13,850

17,59

125

± 1 ,3

12,370

14,510

16,55

130

±1,3

10,560

-- ■

15,170

19,35

135

± 1 ,4

13,470

18,09

140

± 1 ,4

11,440

16,490

21,11

145

± 1 ,5

14,570

* --

19,63

150

± 1 ,5

12,320

17,810

22,87

155

± 1 ,6

15,670

21,17

160

± 1,6

13,200

19,130

24,63

165

± 1 ,7

16,770

22,71

170

± 1 ,7

14,070

20,450

26,39

175

± 1 ,8

17,870

24,25

180

± 1 ,8

14,950

21,770

28,15

185

±1,9

18,970

25,79

 

30

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл.

13

Наружный

диа­

 

 

Толщина стенки, ИМ

 

 

метр,

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

номи-

допу-

7,5

10

12,5

15

17,5

20

 

скаемые

 

 

 

 

 

 

 

нальный

отклоне-

 

 

 

 

 

 

 

 

ния

теоретический

вес 1 м при удельном весе 2,8 кг

 

190

±1,9

 

15,830

20,070

23,090

27,32

29,91

 

195

± 2,0

 

200

±

2,0

16,710

24,410

 

210

±

2,2

17,590

25,730

33,43

 

220

±

2,2

18,470

27,050

35,19

 

230

±2,5

19,350

28,370

36,95

 

240

±2,5

20,230

29,690

38,70

 

250

±2,5

21,110

31,010

40,46

 

260

±

2,8

22,990

32,330

42,22

 

270

±

2,8

22,870

33,650

43,98

 

280

± 2,8

23,750

34,970

45,74

 

Допуски по толщине стенок труб даны в табл.

14.

 

 

 

 

 

Допуски по толщине стенок

Таблица

14

 

 

 

 

 

 

Толщина

стенки,

Допуск,

мм

Толщина стенки,

Допуск,

мм

 

мм

 

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Круглые тянутые трубы

Круглые прессованные трубы

 

2,0

 

±0,18

 

7,5

±0,75

 

 

 

8,0

±0,80

 

2,5

 

±0,20

 

9,0

±0,90

 

3,0

 

±0,25

 

10,0

±1,00

 

3,5

 

±0,25

 

12,5

±1,20

 

4,0

 

±0,28

 

15,0

±1,40

 

5,0

 

±0,40

 

17,5

dz 1)60

 

 

 

 

 

 

 

20,0

±1,80

 

Для труб используют алюминий и его сплавы следующих ма­ рок.

Состояние

Марка

Отожженные (М) . .

Д1, Д6, Д16, АВ, АМг, АМц, АД п АД1

Закаленные (Т) . . .

Д1, Д6, Д16 и АВ

Полунагартованные (П)

АМг

Нагартованные (Н)

АМг, АМц, АД и АД1

Химический состав этих сплавов приведен в табл. 15, механи­ ческие свойства изготовленных из них труб в табл. 16.

31

Таблица 15

Химически» состав деформируемых алюминиевых сплавов (ГОСТ 4784-49)

Марка

Си

АД АД1

АМц АМг

Д1 3,8—4,8 Дб 4,6 -5,2 Д16 3,8-4,9 АВ 0,20,6

Mg

 

to 0

го 00

 

1

0 ,4 -0 ,8 0,65—1,0

1,21,8

0,45-0,9

Основные компоненты, %

 

 

Мп

Fe

Si

Zn

А1

 

 

 

--.

 

98,8

99,8

1,00—1,60

Остальное

0,15-0,35

»

(или такое же

 

 

 

 

количество

Сг)

 

 

 

»

0,40—0,80

 

 

 

 

0,50—1,00

»

0,30—0,90

»

0,15-0,35

0,5—1,2

»

(или такое же

 

 

 

 

количество

Сг)

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 16

 

Механические свойства алюминиевых труб (ГОСТ 4773*49)

 

 

 

Предел

Предел

Относи­

Марка

 

 

тельное

 

Марка

прочно­

текуче­

Состояние труб

удлине­

сплава

труб

сти,

сти,

 

ние,

 

 

 

кГ /м м 2

кГ {мм2

 

 

 

%

 

 

 

 

 

 

Отожженные .....................

Д Ш

<25

10

Д1

Закаленные и естественно

Д1Т

> 40

23

и

 

состаренны е.....................

Дб

Отожженные .....................

Д6М

<25

10

Закаленные и естественно

Д6Т

> 43

29

10

 

состаренны е.....................

Д16

Отожженные .....................

Д16М

<25

10

Закаленные и естественно

Д16Т

^ 43

29

10

 

состаренны е.....................

 

Отожжепные .....................

АВМ

<15

17

 

Закаленные и естественно

АВТ

 

 

14 .

АВ

состаренны е.....................

> 2 1

 

Закаленные и искусствен-

АВТ1

 

 

 

 

но состаренные . . . .

>31

8

АМг

Отожженные .....................

АМгМ

> 2 2

_

_

Полунагартованные . . .

АМгН

> 2 1

 

Нагартованные .................

АМгН

>23

 

 

П р и м е ч а н и е . Прочерки показывают, что данные параметры не нормируются.

32

Специально для труб разработан новый сплав марки В-92 (алюминий — магний — цинк), обладающий временным сопро­ тивлением разрыву 36 кГ/мм2 [4].

Для труб пригоден также сплав АМг-бТ, поставляемый в виде проката. Он отличается хорошей свариваемостью и высокими механическими свойствами (<гт = 16 ~ 17 кГ/мм2, ав = 30 -J-

~ 32 кГ/мм2).

Намечается изготовление труб из листов, свариваемых пря­ мым швом. Выпуск таких труб (из высокопрочных алюми­ ниевых сплавов) позволит более широко применять их для магистральных трубопроводов и трубопроводов низкого дав­ ления.

За рубежом алюминиевые трубы выпускают диаметром до 300 мм длиной 9 и 12 м. Предполагается изготовление труб диа­ метром до 800 мм.

Трубы имеют внутреннюю и наружную плакировку из спе­ циального алюминиевого сплава, обладающего высокой стой­ костью против коррозии. Внутренняя поверхность таких труб очень гладкая, что значительно уменьшает трение при перекачке продукта и предотвращает отложение парафина и других примесей. Важными преимуществами являются также малый относительный вес и высокая прочность.

До последнего времени заглубленные алюминиевые трубопро­ воды покрывали изоляцией. Однако наблюдения за участками, уложенными без изоляции, дают основание считать, что в ней нет необходимости.

Соединения алюминиевых труб бывают сварные и разъемные винтовые. В последнем случае применяют кольцевые резьбовые муфты с уплотнительными прокладками из неопрена. Разъемные соединения используются па разборных трубопроводах и выдер­ живают давление до 70 кПсм2.

В Тульской области проложен опытный газопровод протяжен­ ностью около 2 0 0 м из алюминиевых бесшовных плоскосворачпваемых труб диаметром 150 мм 15]. Трубы для этого газопровода были изготовлены следующим образом. Полунепрерывным спо­ собом были отлиты из алюминиевого сплава полые круглые слитки с внутренним диаметром 150 мм и стенками толщиной

70 мм.

Заготовки после нагрева подавались на прокатный стан, где превращались в длинные полосы толщиной, вдвое превышающей толщину стенок будущего трубопровода. Чтобы внутренние стенки заготовки при прокатке не сварились, их смазывали пастой из веретенного масла и талька.

Боковые кромки прокатанной заготовки (лишний металл) обрезали дисковыми ножницами на 1 0 — 12 мм по всей длине ленты.

3 Заказ 1842.

33

Плоские заготовки сворачивали в рулон, как и обычные плоскосворачиваемые трубы. При монтаже трубопровода концы руло­ нов сваривали встык газовой сваркой с флюсом АФ-4А. После сварки шлак и остаток флюса смывали горячей водой, так как флюс, содержащий фтористые соединения, мог вызвать коррозию

металла при эксплуатации трубопровода.

избыточном

давлении

Раздули плоскую

трубу газом. При

5 кГ/см*

она стала

круглой.

Испытания

показали,

что трубы

со стенками толщиной 4 мм,

д л и н о й 2,5—3,0 м выдерживают

давление

30—32 кГ/см2.

 

 

 

Глава III

СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

СВАРОЧНАЯ ПРОВОЛОКА

Стальную сварочную проволоку применяют для автоматиче­ ской сварки под флюсом, для сварки в струе углекислого газа и

для

изготовления электродов,

используемых

при ручной дуго­

вой

сварке. Стандартом предусматривается

выпуск свароч­

ной проволоки 30 марок,

отличающихся

химическим соста­

вом.

 

 

Проволоку всех марок можно разделить на три группы (по роду стали): углеродистая, легированная, высоколегированная. В табл. 17 приведены марки и химический состав сварочной про­ волоки из углеродистых и легированных сталей. Кроме марок, указанных в табл. 17, стандартом предусматривается 14 марок проволоки (из хромистой, хромоникелевой, хромоникельмолибденовой, хромоникельмарганцевой и других специальных сталей), применяемой для сварки изделий из нержавеющей, жаропрочной и других сталей.

Сварочную проволоку выпускают диаметром от 1 до 12 мм (табл. 18). Диаметр и вес мотков проволоки указаны в табл. 19.

В результате сложных физико-химических взаимодействий металла проволоки с дуговыми газами и парами флюса (при авто­ матической сварке) или с расплавленными шлаками из компонен­ тов обмазки (при ручной сварке) химический состав наплавленного металла может резко отличаться от состава сварочной проволоки. Этому способствует также перемешивание расплавленного ме­ талла проволоки с расплавленным металлом кромок труб. Для получения наплавленного металла высокого качества необхо­ димо, чтобы в сварочной проволоке было строго ограниченное количество вредных примесей — серы и фосфора.

Для автоматической сварки поперечных стыков магистральных трубопроводов из низколегированной и углеродистой стали при­ меняют проволоку марок Св-08А, Св-15, Св-15Г, Св-08ГА, Св-10ГС. Электроды для ручной сварки изготовляют из проволоки марок Св-08А и Св-15.

3*

35

Таблица 17

 

 

 

 

 

 

Содержание элементов,

%

 

 

 

 

Марка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ш

 

S

1*

 

 

С

 

Мп

 

Si

 

 

Сг

 

не

Мо

не

не

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

более

 

более

более

 

 

 

 

У г л е р о д и с т а Я

 

 

 

 

 

 

Св-08

Не

более

0,10

0,35—0,60

Не

более

0,03

Не

более

0,15

0,30

 

0,04

0,04

Св-08А

»

»

0,10

0,35-0,60

»

»

0,03

»

»

0,10

0,25

0,03

0,03

Св-08Г

»

»

0,10

0,80—1,10

»

»

0,03

»

»

0,15

0,30

0,04

0,04

Св-08ГА

»

»

0,10

0,80-1,10

»

»

0,03

»

»

0,10

0,25

___

0,03

0,03

Св-10Г2

»

»

0,12

1,50—1,90

»

»

0,03

»

»

0,20

0,30

0,04

0,04

Св-15

 

0,11—0,18

0,35-0,65

»

»

0,03

»>

»

0,20

0,30

0,04

0,04

Св-15Г

 

0,11-0,18

0,80—1,10

»

»

0,03

»

»

0,20

0,30

0,04

0,04

 

 

 

 

Л ) г и р о в а н н г1 я

 

 

 

 

 

 

 

Св-ЮГС

Не

более

0,14

0,80—1,10

 

0,60-0,90

Не

более

0,20

0,30

0,15—0,25

0,03

0,04

Св-ЮГСМ

»

»

0,14

0,90-1,20

 

0,70—1,10

»

»

0,20

0,30

0,03

0,04

Св-18ХГСА

 

0,15—0,22

0,80—1,10

 

0,90-1,20

 

0,80—1,10

0,30

0,025

0,03

Св-ЗОХГСА

 

0,25—0,35

0,80-1,10

 

0,90-1,20

 

0,80—1,10

0,30

0,025

0,03

Св-18ХМА

Не

0,15—0,22

0,40-0,70

 

0,15-0,35

 

0,80—1,10

0,30

0,15—0,25

0,025

0,03

CB-12XM

более

0,12

0,40—0,70

 

0,15-0,35

 

0,80-1,10

0,30

0,40-0,60

0,030

0,03

CB-12MX

»

»

0,12

0,40-0,70

 

0,15—0,35

Не

0,45—0,65

0,30

0,40—0,60

0,030

0,03

Св-12М

»

»

0,12

0,40—0,70

 

0,15-0,35

более

0,20

0,30

0,40-0,60

0,030

0,03

Св-Х5М

»

»

0,12

0,40—0,70

 

0,15—0,35

 

4,00-6,00

0,30

0,40-0,60

0,030

0,03

 

 

Диаметры спарочной проволоки

Таблица 18

 

 

 

 

Допускаемые отклонения

 

 

Допускаемые отклонения

Диаметр,

мм

при

 

при

Диаметр, мм

при

при

 

нормальной

повышенной

 

 

нормальной повышенной

 

точности

 

точности

 

 

точности

точности

1,0

 

 

 

 

 

5.0

—0,16

—0,08

1,2

 

 

 

 

 

6.0

 

 

 

 

 

 

 

1,6

-

0,12

 

—0,06

 

6,5

 

 

2,0

 

 

7,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,5

 

 

 

 

 

8,0

0,20

- 0,10

3,0

 

 

 

 

 

9,0

 

 

 

 

 

 

 

3,5

-0 ,1 6

 

—0,08

10,0

—0,24

0,12

.4,0

 

12,0

 

 

 

 

 

Диаметры н вес мотков сварочной проволоки

Таблица 19

 

 

Диаметр

Внутренний

Вес мотка (не менее), кг

 

 

 

 

диаметр

 

 

 

 

 

проволоки,

проволоки из

проволоки из

проволоки из

мотка,

мм

 

углеродистой

легированной

высоколегиро­

 

мм

 

 

 

 

стали

стали

ванной стали

 

 

 

 

1,0 -

1,2

150

 

20

 

 

20

15

1,62,0

250

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,5—3,5

350

 

60

 

 

30

20

4,0—10,0

500

 

 

 

12,0

600

 

 

 

 

 

 

ФЛЮСЫ

Флюсы для автоматической сварки делятся на плавленые и керамические. При сварке трубопроводов на трассе применяют обычно плавленые флюсы, причем наиболее широко — марган­ цевые высококремнистые в сочетании с малоуглеродистой проволо­ кой.

Плавленые флюсы приготовляют на зводах в электрических или пламенных печах. Плавку ведут по специальной технологии, используя высококачественные материалы, что обеспечивает за­ данный химический состав флюса. Последнее имеет большое зна­ чение для качества сварного шва.

Флюс АН-348А, разработанный Институтом электросварки им. Е. О. Патона в 1951 г., заменил выпускавшиеся до того времени флюсы АН-348 и АН-348Ш. Химический состав флюса АН-348А приведен в табл. 20.

37

Таблица 20

Химический состав флюса АН-348А

Компоненты, % вес.

SiCb

МпО

СаО

MgO

AI2O3

FeO

Мп20 3

CaF2

S

Р

41,0—

34,5—

До

5,5—

До

До

0,10

3 ,5 -

До

До

43,5

37,5

5,5

7,5

3,0

1,5

0,30

5,5

0,15

0,12

Этот флюс представляет собой мелкие прозрачные или полу­ прозрачные крупинки бурого или красно-бурого цвета. Даже под микроскопом круппнкп зерна выглядят однородными.

Флюс АН-348А выпускают двух сортов: с крупными зернами размером в поперечнике 0,4—2,5 мм (для автоматической сварки) и с мелкими зернами размером от 0,25 до 1,6 мм (для полуавтома­ тической сварки).

Флюс АН-348А можно использовать для сварки на переменном п на постоянном токе.

При проектировании приспособлений для автоматической сварки и разработке ее технологии необходимо знать некоторые фпзико-механические свойства флюса: сыпучесть, коэффициенты трения о сталь и резину, способность к перемещению по прямым и изогнутым трубопроводам. Эти данные (табл. 21) для флюса с размером зерен в поперечнике 2,50—0,00 мм были определены экспериментально в Институте электросварки им. Е. О. Патона

16].

 

 

 

 

 

 

Таблица 21

 

Фпзико-механические свойства флюса АН-348А

Угол есте­

Угол трения скольжения,

Коэффициент трения сколь­

ственного

 

градусы

 

жения

откоса,

 

 

 

 

 

 

градусы

в покое

в движении

в покое

в движении

 

 

По

стали 29

По стали

25

; По стали 0,55

По стали 0,47

38

 

 

 

 

 

 

 

По резине 30

По резине

29

По резипе 0,58

По резине 0,55

Удельный вес флюса АН-348А, определенный пикнометриче­

ским методом,

3,7 — 3,9

г!см3\

насыпной вес 1,4—2,0 г/см3.

Флюс ОСЦ-45, разработанный проф. К. В. Любавским в ЦНИИТМАШ, предназначен для сварки малоуглеродистых и других сталей малоуглеродистой пелегированной проволокой. Флюс изготовляют сплавлением при температуре 1400—1500°

38

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ