Спосіб ремонту зварних труб, виготовленних контактною зваркою

ШК 5 В23К 5/18; 9/00. cnoGOB натаял СВ АР Н ЫХ Т РУ Б, ИЗГОТОВЛЕННЫХ КОНТАКТНОЙ СВАРКОЙ Изобретение относится к трубной промышленности и может быть использовано при изготовлении газонефтепроводных труб диаметром 159-530 мм, изготовленных контактной сваркой * Толщина стенки этих труб колеблется в пределах 4-Ю им* В настоящее время согласно действующей технической докумен тации трубы с участками сварного соединения , отмеченными при ультразвуковом контроле как дефектные , не подвергаются ремонту. Эти трубы не используются как гаэонефтепроводные и сдаются как трубы общего назначения, по более низким ценам, что приводит к существенным потерям » Известен способ ремонта сварных труб большого диаметра , изготовляемых электродуговой сваркой под флюсом , включающий удаление дефектных участков путём воздушно-дуговой строжки и заварки разделки электродуговой сваркой * (Ю.И.Матвеев, В.Я.Иванцсв, Н»А.Грум-Гржимайло. Производство электросварных труб большого диаметра", стр. 99 * 101К При этом ремонт дефектных участков может производиться как с наружной , так и с внутренней сторон трубы на любую глубину. Сварной шов труб большого диаметра имеет большую ширину , а удаление дефектных участков и последующая заварка производятся на всю ширину шва с образованием сварочной ванны значительного объёма. Охлаждение сварочной ванны происходит поэтов с неболь шой скоростью, что способствует образованию в металле сварного соединения структурных составляющих достаточно высокой пластич ности и вяакости. В связи с этим, отремонтированные сварные сое 2. динения не подвергаются смягчающей термической обработке » Однако, этот способ не может быть применен для ремонта труб І 159-530 мм, изготовленных контактной сваркой по следующим при чинам; - Узкий основной шов и небольшая толщина стенки этих труб . , предопределяют небольшой объём сварочной ванны , образующейся при выполнении ремонтного шва * Охлаждение сварочной ванны происходит с повышенной скоростью , что приводит к образованию стру ктурных составляющих, имеющих пониженные пластические и вязкие свойства* В связи с этим, трубы имеющие участки ремонтного шва с такими свойствами не используются как газонефтепроводные * Кроме того, ввиду малого диаметра трубы , нельзя ремонтировать с внутренней стороны * Нельзя также производить удаление дефектов на всю толщину стенки, так как при этом согласно стандарту API Ы (требованиям . которого должны соответствовать газонефтепроводные трубы і 159 530 мм) сварной шов должен быть двухсторонним , т.е, выполняться с наружной и внутренней сторон трубы , что невозможно. Б основе данного изобретения лежит решение задачи по усо вершенствованию способа ремонта сварных труб путём изменения условий удаления дефектных участков сварного шва и заварки раз -v делке/ и последующей специальной термической обработки отремонтированных участков, в результате чего обеспечивается повышение пластических и вязких свойств металла ремонтных швов труб, получаемых контактной сваркой* Поставленная задача решена тем , что в способе, включающем удаление дефектных участков сварного шва воздушно-дуговой строжкой и заварку образовавшейся разделки электродуговой сваркой , удаление дефектных участков производят с наружной стороны трубы на глубинуА^-2-3)^Дгде о - толщина стенки трубы в ммК а после 3. заварки разделки производят локальную нормализацию отремонтиро ванных участков с нагревом при этом до температуры нормализации также и прилегающих к ремонтному шву с обоих его концов участков погонной части шва, длина которых "б " составляет не менее 2 о , где 0 - толщина стенки трубы в мм. Отличие предлагаемого способа GT прототипа заключаете-* в том, что удаление дефектных участков и заварка полученной раздел ки производится только с наружной стороны трубы на указанную глу бину, а затем отремоктирова , ные участки и прилегающие к ним уча стки погонной части шва подвергаются локальной нормализации . Техническим результатом использования предлагаемого спосо ба лвлдется повышение вязких и пластические свойств ремонтных сварных соединений труб і 159-530 мм до уровня свойств основного шва. Это обусловлено тем, что дефекты в этих швах располагаются в основном в и£ верхней части (т.е. ближе к наружной поверхности трубы), а локальная нормализация обеспечивает снижение твёрдости и повышение вязких и пластических свойств металла ремонтных швов. Геометрические параметры операций удаленил дефектов завар ки разделки и локальной нормализации получены опытным путём. Результаты экспериментов приведены в таблице I для трубы с толщиной стенки 8,0 мм. Таблица I ^_п Параметры процесса Параметры качества I. Глубина удаления дефектов и заварки разделки fA" I.I. {(-1 = 8 - 1 = 7 мм Прожог при заварке, неудовлетворительно 4 . 1.2. n - 2 = 8 - 2 - б мм A. (/ .3. 4-8-4 = 4 мм 2. Локальна.* нормализации не проводилась 3. Локальная нормализация проводилась с нагревом ремонтного шва и прилегающих участков основього шва, длина которых £ - составляла: 3.1. ^= 0,8/ 3.2. £= 2,0 3.3. /= 4,Э Ремонтный шов плотный, дефектов нет. После локальной нормализации механические свойства ремонтного шва соответствуют требованиям ТУ 14-3-377 и S-i API и I При ультразвуковом контроле выявлены дефекты верхней части шва . Брак, Механические свойства ремонтного сварного соединения не соответствуют требованиям Технической документации. Брак, Брак. Образуются трещины в приле гающих участках основного шва при загибе на 120°. Качество отремонтированного шва соответствует требованиям Текни ческой документации. То же Анализ данных таблицы позволяет сделать следующие выводы : Удаление дефектных участков с наружной стороны трубы на глубину (I - 2 * о ым или Q - 3 = 5 мм с последующей заваркой полученной разделки электродуговой сваркой (т.е. по предлагаемому способу) позволяет 5. устранить практически все имеющиеся дефекты . Если производить" удаление и заварку на глубину большую , чем (о -2) шд, например, на (.Q -I) мм, то возможны прожоги оставшейся нижней части шва . При зачистке и заварке на меныцую глубину (Q -4} мы часть дефектов в нижней части шва остается . ~ Нагрев прилегающих к ремонтыому\учаетвс погонной части >£ шва длиной/ = (2-4} d мм обеспечивает перекристаллизацию метал ла погонной части шва, подвергшегося перегреву при наложении ре монтного шва. Если длина этих участков будет меньшей то , как по казали исследования, часть перегретого металла остаётся непере кристаллизованной и при загибе образуются трещины . Нагрев участ ков большей длины ведёт (не улучшая качества) к излишним энерго затра там, • * ' - Удаление дефектов и заварка разделки по оптимальным пара метрам (согласно предлагаемому способу), но без локальной нормализации не обеспечивает необходимой пластичности ремонтных свар ных соединений и приводит к браку * Рассмотрим применение предлагаемого способа на примере ре монта трубы, полученной методом контактной сварки на Новомосков ском трубном заводе . При автоматической ультразвуковой дефектоскопии в линии трубоэлектросварочного стана "150-530" Новомосковского трубного завода на одной из труб размером 273x8,0 мм из стали 20 были отмечены как дефектные два участка . При ручной ультразвуковой де фектоскопии уточнили расположение участков по дайне трубы и их протяжённость: 210 и 150 мм. Специальными резаками типа НЗД '-ЬОО воздушно-дуговой строжкой угольными электродами марки ВДК -6 с на ружной стороны трубы произвели удаление дефектных участков шва н глубину 6,0 мм ( 0-2 * 8-2=6 мм) с последующей зачисткой поверх ностного науглероженного слоя при помощи шлифмашинки с тонким наждачным кругом. б. Образовавщуюся разделку заварили электродаговой сваркой . проволокой СВ-08ГА по флюсом АН-6О. Ширина ремонтного шва соста вила — ІО-ІІ мм« Затем с помошью короткофокусных газовых горелок нормализо вали отремонтированные участки с прилегавшими к ним в начале и в конце участками погонной части шва длиной по 3d * т.е. по 24 мм. Таким образом, общая длина участков, нагретых до температуры нормализации 900°С, составляла 210 + 2 . 24 * 258 мм и 150 + 2.24 « 198 мм. Выдержка при температуре нормализации составила 2-3 мин., охлаждение на воздухе. Ширина нагретого участка равнялась ~30*40 мм. Из отремонтированных участков были вырезаны и испытаны по перечные образцы для механических испытаний и шлиф * для металлографических исследований. Временное сопротивление 6І составило 48 кгс/мм , при загибе вокруг оправки на угол 180° трещины не образовались. Твёрдость сварного соединения равнялась 2300-2500 Ш Осмотр образца с пропилами показал плотность шва и отсутствие видимых дефектов. Труба с отремонтированными сварными швамм вы держала испытание внутренним давлением » При металлографическом исследовании шлифов выявлена перекристаллизация участков ремонт ного и прилегающих к ним участков погонной части шва * Анализ результатов всех испытаний показал » что отремонтированная труба соответствует требованиям ТУ 14-3-377-8? "Трубы стальные сварные прямошовные &дя магистральных газонефтепроводэв и требованиям спецификации 51 API. Следует также отметить, что прмменение локальной нормали зации только отремонтированных участков вместо объёмного нагрев * всей трубы позволяет получить существенную экономию энергоресур сов, так как ИХ объём в десятки раз меньше , чем объём всей труб; Попытка осуществить ремонт такой же трубы по способу-прото типу не дала положительных результатов : 7. - Из-за малого диаметра невозможно осуществить ремонт трубы с внутренней стороны ; - При осуществлений ремонта трубы с наружной стороны без последующей нормализации отремонтированные участки шва были не достаточно пластичны и трещины при загибе образовались при угле 100 * 110°. . ' Заявители; Директор ОАО гіШЗ Кудин Ь.С. Директор Государстве трубного института СеРгееь В.Ь.