Способ приварки технологических элементов к трубопроводу

 

СПОСОБ ПРИВАРКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ К ТРУБШРОВОДУ, находящемуся под давлением, при котором технологический элемент изготавливают из двух половин, которые устанавливают на зачищенный участок . трубопровода и сваривают между собой продольными швами, а затем приваривают технологический элемент к трубо11роводу кольцевыми швами, о т л и Изобретение относится к способам сварки стыковых и нахлесточных соединений и в частности может быть ис пользовано при реконструкции или ремонте различных трубопроводов, находящихся под давлением. Данный способ позволяет приваривать тройники (отводы) к трубопроводам, находящимся под давлением, т.е. в процессе перекачки продукта (нефти, газа, бензина и т.д,) для увеличения производительности отдельных участков или транспортировки перекачиваемого продукта новому потребителю . Кроме того, этот способ может быть использован при ремонте участчающийся тем, что, с целью повышения качества и надежности сварных швов и снижения опасности разрушения при приварке технологических элементов к трубопроводам, находящимся под давлением, перед сваркой продольных швов на зачищенный участок трубопровода в местах их расположения наносят слой термоизоляционного материала, обладающего диэлектрическими свойствами, на ширину

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ)(РЕСПУБЛИК (19) (11) (gy)g В 23 К 31/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛКРЫТИЯМ .

APH ГКНТ СССР (2i ) 3230931/27 (22) 05.01. 81 (46) 30.05.91. Бюл. Р 20 (71) Институт электросварки им.Е.О.Патона (72) А.Е.Аснис, И.И.Савич, В.И.Титаренко, Г.А.Иващенко, В.С ° Бут,В.Х.Галюк, В.И.Кеменов, В.И.Старицкий,Я.И.Бурак и Ю.Д.Зозуляк (53) 621.791.75 (088.8) (56) Патент Японии У 49-22008,кл. 12 В 1 (В 23 К), 1964.

Проспект фирмы "Премаберго", 1968. (54) (57) СПОСОБ ПРИВАРКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕИЕНТОВ К ТРУБОПРОВОДУ, находящемуся под давлением, при котором технологический элемент изготавливают из двух половин, которые устанавливают на зачищенный участок трубопровода и сваривают между собой .продольными швами, а затем приваривают технологический элемент к трубо. проводу кольцевьяи швами, о т л и—

Изобретение отйосится к способам сварки стыковых и нахлесточных соединений и в частности может быть использовано при реконструкции или ремонте различных трубопроводов, находящихся под давлением.

Данный способ позволяет приваривать тройники (отводы) к трубопроводам, находящимся под давлением, т.е. в процессе перекачки продукта (нефти, газа, бензина и т.д,) для увеличения производительности отдельных участков или транспортировки перекачиваемого продукта новому потребителю. Кроме того, этот способ может быть использован при ремонте участ2 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества и надежности сварных швов и снижения опасности разрушения при приварке технологических элементов к трубопроводам, находящимся под давлением, перед сваркой продольных швов на зачищенный участок трубопровода в местах их расположения наносят слой термоизоляционного материала, обладающего диэлектрическими свойствами, на ширину (1020) толщин стенши трубопровода, просушивают его, а сварку продольных швов выполняют с полным проплавлением кромок в районе корня шва, затем с обеих сторон технологического

3З элемента на расстоянии (0,1-1,0) тол- 9 щины стенки трубы устанавливают кольца, посредством которых осуществляют сварку технологического элемента с трубопроводом с заданной глубиной проплавления. ка трубопровода, пораженного коррозионными или механическими дефектами, а также при необходимости создания дополнительной жесткости на участке трубопровода без его остановки.

Известен способ присоединения фитингов (тройников) к трубопроводу под давлением при помощи фланцев, создающих герметичность за счет уплотнительных прокладок.

К двум половинам тройника, охваты- Ь. вающнм трубу по периметру, предварительно приваривают фланцы с обеих сторон тройника. Фланцы снабжены отверстиями, в которые вставлены болты, и кольцевым пазом, s котором располо1058182 жена уплотнительная прокладка. Для создания герметичности прокладку сдавливают свободно посаженными на трубу фланцами с помощью завинчивания гайки на болтах, проходящих в отверстия приваренного и свободно установленного фланца. Продольная герметичность достигается с помощью плоских фланцев, снабженных уплотни- 10 тельными прокладками, расположеннь » ми вдоль образующей трубы. Такой способ имеет существенные недостатки, основные из которых следующие: материал уплотнителя со временем теря- 15 ет свои упругие свойства и герметичность соединения .нарушается, кроме того такое соединение можно применить на трубах с ровной поверхностью стенки и низким давлением. 20

Известен. также способ приварки технологического элемента к трубопроводу, находящемуся под давлением, наиболее близкий к данному изобретению по технической сущности, при 25 котором технологический элемент изготавливают из двух половин, которые устанавливают на зачищенный участок трубопровода и сваривают между собой продольными швами, а затем при- 30 варивают технологический элемент к трубопроводу кольцевыми швами.

В этом способе на зачищенном участ-, ке трубопровода собирают тройник, состоящии из двух половин (двух корыт), к одному из,которых предварительно приварен отвод. Продольные стыки, разделанные с притуплением, гарантирующим непровар корня шва по всей длине, собирают без зазора и 40 сваривают с помощью электродуговой сварки. Затем заваривают два кольцевых шва, приваривая торцы тройника к трубопроводу.

В данном способе тепло дуги, зат- 45 раченное на образование сварных швов, свободно передается стенке трубопровода, нагревает ее. С повышением температуры металл трубопровода теряет прочность, что может привести к 50. разрушению его и вызвать аварию в процессе сварки. Гарантированный иепровар корневого шва при сварке продоль-. ных стыковых соединений тройника отрицательно сказывается на динамической прочности узла.. Как известно при перекачке газообразного или жидкого продукта трубопровод и все его элементы испытывают пульсирующие нагрузки, величина и частота которых зависит от многих факторов °

В этих условиях наличие непровара является концентратом напряжений и способствует образованию и развитию трещин в продольных швах. Это приво" дит к разрушению трубопровода в процессе его эксплуатации.

Наиболее существенными недостатками этого способа являются: низкое качество продольных швов, сваренных с непроваром, высокая степень опасности при выполнении сварки продольных и кольцевых швов, благодаря неравномерной глубине проплавления стенки трубы и потери прочности и устойчивости при ее нагреве.

Цель изобретения - повышение качества и надежности сварных швов и снижение опасности разрушения при приварке технологических элементов к трубопроводам, находящимся под давлением.

Данная цель достигается тем, что в способе приварки технологических элементов к трубопроводу, находящемуся под давлением, при котором технологический элемент изготавливают из двух половин, которые устанавливают на эачищенный участок трубопровола и сваривают между собой, а затем приваривают технологический элемент к трубопроводу кольцевыми швами, перед сваркой продольных швов, на зачищенный участок трубопровода в местах их расположения наносят слой термоизоляционного материала, обладающего диэлектрическими свойствами, на ширину (10-20) .толщин стенки трубопровода, просушивают его, а сварку продольных швов выполняют с полным проплавлением кромок в районе корня шва, а затем с обеих сторон технологического элемента на расстоянии (0,1-1,0) толщины стенки трубы устанавливают кольца, посред- ством которых осуществляют сварку технологического элемента с трубопро" водом с заданной глубиной проплавления.

Способ осуществляют следующим образом.

Участок трубопровода зачнщают от изоляции, ржавчины и других загрязнений. На наружную поверхность трубы (по образующей) в районе средней линии наносят слой термоиЪоляции (например стеклоткань, смоченную

35 10581 растворимым стеклом или полиуретановым клеем или другим связующим. После просушки связующего на трубе монтируют технологический элемент — трой5 ник, закрепляя обе половины .его на трубе с помощью технологических приспособлений, хомутов или прихваток.

Затеи сваривают продольным швом обе половинки тройника между собой. По краям тройника с зазором устанавливают кольца, сваривают их продольные швы, а затем после остывания наплавленного металла сваривают кольцевые швы, которыми приваривают тройник 15 к трубопроводу и к кольцу с заданной величиной проплавления стенки трубы. В описанном примере сварка кольцевого msa связана с неизбежным нагревом стенки трубы, но это не может вызвать; потери ее устойчивости, так как с одной стороны обечайка тройника, а с другой кольцо создают дополнительную жесткость. Кроме того предварительное сжатие трубопровода при сварке, продольных швов тройника и колец способствует релаксации: сварочных напряжений, возникающих нри сварке кольцевых, швов. Это особенно важно для уменьшения напряже- 30 ний в корневых кольцевых швах.

Сварки выполняют электродами

УОНЙ 13/45 диаметром 3-4 мм на токе

90-120А.

Использование термоизоляции для сварки продольных швов тройника или муфты позволяет достичь одной из основных целей повышения, качества и эксплуатационной надежности соединений. 4(I

При этом на наружную поверхность трубы (по образующей) наносят слой термоизоляции, средняя линия которого (по ширине) должна проходить посе- 4» редине собираемого из двух половин стыка технологического элемента. Ширина слоя изоляции 10-20 толщин стенки трубопровода выбрана экспериментальным путем с учетом скорости распространения температуры и охлаждения металла при сварке. Такая ширина слоя (при различных толщинах трубопровода) обеспечивает контакт незащищенной стенки трубы с нагретым сварным мео таллом до температуры не выше 600 С, что обеспечивает сохранение высоких показателей прочности стенки трубопровода.

При сварке кольцевых швов глубину

l проплавления и устойчивость стенки трубы при повышении температуры регулируют поставкой на трубу колец с обеих сторон тройника или муфты на расстоянии от него на 0,1-1,0 толщины стенки трубы.

Кольцо устанавливают на трубе таким образом, чтобы зазор между его скошенной кромкой и скошенной кромкой обечайки составлял 0,1-1,0 толщины còåíêè трубы. Сваривают три элемента (детали), причем в данном соединении кромки кольца и тройника являются элементами стыкового соединения а стенки трубы — как бы остающейся подкладкой. Если соединение собрано с ! минимальным зазором, то глубина про .: плавления стенки трубы будет минимальной. Дуга, которую можно представить в виде усеченного конуса, большим основанйем опирающегося на изделие, проплавит стенку трубы в основном за счет перегретого наплавленного металла кромок стыкового соединения. Если при том же режиме увеличить расстояние между кромками кольца и тройника, то дуга в меньшей стенке будет расплавлять кромки стыкового соединения и на большую глубину проварит стенку трубы.

Расстояние между кромками выбрано в пределах 0,1-1,0 толщины стенки трубы из условий возможности применения различных видов сварки, на трубах разного диаметра, для получения провара не более 0,5 толщины стенки трубы. Так например, используя пелуавтоматическую сварку в углекислом газе проволокой диаметром 1,01,2 мм для сварки кольцевого шва тройника на трубе с толщиной стенки

2,5 мм необходимо выбрать зазор, равный 0,1. При выполнении той же работы электродами диаметром 4 мм на трубе с толщиной стенки 7 мм необходимо установить зазор — 1,0.

Предварительное сжатие, по отношению к сварке кольцевого шва, трубопровод получает в результате сварки продольных швов кольца, установленного на трубе у кромки технологичес- кого элемента. Кольцо сжимает трубу вследствие наличия сварочных напряжений.

Использование способа приварки технологических элементов тройников

1058182

Корректор JI.Патаи

Тираж 525

Заказ 2559

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5 юае ю ° ВФЮ ИВОВ

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,301 или муфт под давлением обеспечивает по сравнению с известными способаии следующие преимущества:

5 ноэволяет беэ остановки перекачки продукта ремонтировать, рекон. Редактор Е.1иринская Техред M,Äèäûê струировать, подключать новых потре ,бителей и т.д.1 эначительно снижается опасность при проведении сварочных работ на трубопроводе, находящемся под дав-, лением. г