Сварка в химической промышленности

8. СВАРКА ДВУХСЛОЙНЫХ СТАЛЕЙ

8.1.1 Рекомендуемые для химического  машиностроения сочетания марок  основного и плакирующего слоев  двухслойной стали, поставляемой  по ГОСТ 10885, приведены в  
табл. 40.

8.2. Для изготовления аппаратов,  работающих в агрессивных средах, с целью облегчения условий сварки и повышения коррозионной стойкости сварных соединений двухслойные листы толщиной от 11 до 21 мм должны применяться с повышенной толщиной плакирующего слоя (до 3,0 - 4,0 мм) в соответствии с условиями ГОСТ 10885. Данное требование в случае необходимости должно быть оговорено в документации на изделие и в заказе на двухслойную сталь.

8.3. При выборе класса сплошности  сцепления слоев двухслойного  листа по  
ГОСТ 10885 рекомендуется пользоваться табл. 41.

8.4. Типы и конструктивные элементы разделки кромок и швов сварных соединений двухслойной стали должны удовлетворять требованиям ГОСТ 16098 и РТМ 26-168. Применение других типов сварных швов, удовлетворяющих требованиям ОСТ 26 291, допускается по согласованию со специализированной научно-исследовательской организацией в соответствии с приложением 2 ПБ 10-115.

 

 

Таблица 40. Сочетания марок стали основного и плакирующего слоев двухслойных листов

 

Марки стали  плакирующего слоя	Марки стали  основного слоя металла
		СтЗсп	20К	16ГС	09Г2	09Г2С	12МХ	12ХМ
08Х22Н6Т 08Х18Н10Т  12XI8Н10T 10Х17Н13М2Т  10XI7H13M3T 08Х17М15МЗТ  06ХН28МДГ  08X13 08X17Т  15Х25Т	+ + + + + + + + + +	+ + + + + + + + + +	- + + + + + + + - -	- - + - - - - + - -	- + + + + - - + - -	- + + - - - - + - -	- + + - - - - + - -
ПРИМЕЧАНИЕ: Знак « + » - двухслойные  листы поставляются без согласования потребителя с изготовителем. Знак « - » - двухслойные листы поставляются по согласованию потребителя с изготовителем.

8.5. Методы резки, подготовки  кромок под сварку и их зачистки перед сваркой должны отвечать тем же требованиям, которые предъявляются к подобным методам, применяемым при обработке коррозионностойких сталей, аналогичных маркам плакирующего слоя.

Технологический процесс термической  и механической резки и обработки  кромок двухслойной стали должен предусматривать меры, предотвращающие отрыв (отделение) плакирующего слоя от основного.

8.6. Подготовленные под сварку  кромки должны быть осмотрены  или проконтролированы ультразвуком  на отсутствие расслоений. Детали  с обнаруженным расслоением могут быть забракованы, допущены к сварке после исправления или оставлены без исправления по решению технической службы предприятия-изготовителя в зависимости от размеров расслоения, рабочих условий изделия и требований нормативной документации.

Технология исправления расслоения должна быть согласована с технологическим  институтом отрасли (ВНИИПТХИМНЕФТЕАППАРАТУРЫ) или другой специализированной научно-исследовательской  организацией, указанной в приложении 2 ПБ 10-115.

Схема разделки двухслойной стали под сварку в зависимости от его толщины представлены на рисунке 9.

8.7. Сборка деталей под сварку  должна производиться с соблюдением  требований 
ОСТ 26 291. Прихватка производится с применением электродов и режимов, установленных для сварки основных швов. Прихватку рекомендуется выполнять со стороны основного слоя (низкоуглеродистой или низколегированной стали).

8.8. Если прихватки не являются  несущими в период транспортирования  и 
изготовления изделия, они могут быть выполнены в один проход длиной 30-50 мм с 
расстоянием между ними - 25-30 толщин свариваемых элементов. Размеры прихваток, 
воспринимающих внешние нагрузки, должны быть определены расчетом. Приварка 
усиливающих технологических планок допускается со стороны основного слоя.

8.9. Сварка двухслойной стали может выполняться способами, технологические 
схемы которых по группам приведены в табл. 42.

Группа I -двухсторонняя сварка перлитными и аустенитными сварочными материалами - рекомендуется в качестве наиболее распространенной группы исполнения при толщине металла 8 мм и более.

 

Таблица 41. Рекомендации по применению (заказу) двухслойных сталей

различных классов сплошности сцепления  слоев по ГОСТ 10885

 

Класс сплошности сцепления слоев по ГОСТ 10885	Применение  в хим. оборудовании по
		условиям эксплуатации	технологии  изготовления	условиям поставки
1.	1. Детали, подвергающиеся  значительным нагрузкам, направленным  на отрыв плакирующего слоя (например, трубные решетки, днища и др. детали, к плакирующему слою которых  привариваются нагруженные устройства). 2. Сосуды и аппараты, работающие в циклическом температурном  режиме при колебании температур  во время эксплуатации более  50°С. 3. Аппараты, работающие  при вакууме с остаточным давлением  ниже 50 мм рт. ст. 4. Сосуды, аппараты  и их элементы, в которых расслоения затрудняют теплоотдачу 5. В соответствии с  требованиями п.2.2.5. ОСТ 26 291	Детали сосудов и  аппаратов, подвергающиеся в процессе изготовления нагрузкам, вызывающим сдвиг, разрыв или выпучивание плакирующего слоя (например, штампованные днища; корпуса, подвергаемые отпуску и др.)	1 Аппараты, поставляемые  на экспорт  2. В соответствии с  требованиями технического проекта  или другой нормативной документации
2иЗ	Сосуды и аппараты 2, 3, 4 и 5а групп по ОСТ 26 291 и их детали, не вошедшие по условиям применения двухслойного проката по I классу сплошности сцепления слоев
Любого класса и без  контроля	Сосуды и аппараты 56 группы по ОСТ 26 291
ПРИМЕЧАНИЕ: В готовых изделиях допускаются  расслоения, более допустимых по I классу, если они при выполнении технологических операций не приводят к перечисленным дефектам и не противоречат требованиям для условий эксплуатации и поставки оборудования из двухслойного проката I класса сплошности сцепления слоев.

 

Размеры конструктивных элементов (b, с, h, ά, ά₁) - согласно ГОСТ 16098

Рисунок 9. Схема разделки кромок под сварку двухслойной стали  в зависимости от ее толщин

 

 

 

 

Группа II - односторонняя сварка полностью аустенитными сварочными материалами - рекомендуется в случае доступности сварки только со стороны основного слоя.

Группа III - двухсторонняя сварка полностью аустенитными сварочными материалами - рекомендуется при толщине двухслойной стали 14 мм и менее (в особенности, при толщине менее 8 мм): по маркам двухслойной стали, применение этой группы способов ограничивается наличием сварочных материалов, способных обеспечить требуемый комплекс механических, технологических свойств и коррозионную стойкость.

8.10. Определение возможной группы  исполнения швов, предусмотренных  
ГОСТ 16098. производить по табл. 43.

8.11. Для сварки  двухслойных сталей в зависимости  от группы исполнения сварных  швов должны применяться сварочные  материалы, указанные в табл. 44 и 45.

8.12. В случаях, когда в табл. 42. 44 и 45 указано требование по  ограничению проплавления. в технологическом процессе сварки должны быть предусмотрены меры, ограничивающие глубину проплавления и. соответственно, степень разбавления металла шва свариваемым металлом (в том числе металлом предыдущего слоя шва): пониженная сила сварочного тока, увеличенная скорость сварки, специальные методы сварки (ленточным электродом, двумя электродами) и др.

8.13. Предусмотренные технологией  режимы сварки и количество  плакирующих слоев шва должны  обеспечить необходимую стойкость  против межкристаллитной коррозии  по ГОСТ 6032, а также содержание в плакирующем слое шва основных легирующих элементов - хрома, никеля, молибдена и др. (в зависимости от марки стали) или сварочном материале, допущенном к сварке в установленном порядке.

Указанные выше требования по химическому  составу относятся к плакирующему слою шва толщиной не менее, чем меньшая из величин: толщина плакирующего слоя двухслойной стали и прибавка толщины стенки на коррозию, предусмотренная в проекте.

8.14. Достаточность мер, предусмотренных  технологией для выполнения требований п.п. 8.11 и 8.12. определяется испытаниями при отработке технологического процесса.

Основанием для допуска технологии в производство должны служить положительные  результаты механических испытаний, твердости, макро -микроструктурного и химического (или спектрального) анализа сварных соединений.

8.15. Нормы механических свойств  и твердости должны быть приняты  по ОСТ 26 291. Твердость переходного  шва не должна превышать 220НВ.

Твердость должна быть проверена на макрошлифах. В структуре всех слоев сварного шва независимо от группы исполнения не допускается наличие мартенсита (или ему подобных структур, являющихся признаком хрупкости металла шва).

8.16. В применяемом способе сварки  допускается комбинировать различные  виды сварки: ручную дуговую, автоматически и полуавтоматическую дуговую под флюсом и в защитных газах и электрошлаковую.

8.17. Для выбора оптимальных сварочных  материалов из рекомендуемых  табл. 44 и 45 для переходного слоя  группы исполнения I . основного слоя  группы исполнения II и основного и плакирующего слоев группы III в соответствии с режимами и местными условиями сварки на предприятии-изготовителе изделия рекомендуется пользоваться данными табл. 46 о допускаемой степени разбавления для различных марок сварочных материалов, при которых обеспечивается необходимая пластичность металла.

8.18. Сварку двухслойных сталей  с основным слоем из сталей 12ХМ, 12МХ необходимо выполнять  с предварительным и сопутствующим  подогревом, а также последующей  термической обработкой с соответствии  и нормативной документацией по сварке этих сталей (раздел 4.)

 

Таблица 42. Группа способов исполнения сварных швов двухслойных сталей

 

Группа исполнения	Технологическая схема сварки		Характеристика  слоев сварного шва
	Расположение  и последовательность выполнения слоев	Сторона, с  которой выполняются слои	Номер слоя	Название (назначение) слоя	Структурный класс  металла	Рекомендуемое количество слоев	Особые условия  выполнения
I			1 2 3	Подварочный или основной       Основной или подварочный         Переходной	Перлитный           Перлитный           Аустенитный	Не нормируется          Не нормируется	Не допускается проплавлснис плакирующего слоя двухслойной стали   Не допускается проплавлсние плакирующего слоя двухслойной стали     С ограниченным проплавлением
I			4	Плакирующий	Аустснитный	Не менее 2	С ограниченным пронлавлением

 

Продолжение таблицы 42

 

Группа исполнения	Технологическая схема сварки		Характеристика слоев сварного шва
	Расположение  и последовательность выполнения слоев	Сторона, с  которой выполняются слои	Номер слоя	Название (назначение)слоя	Структурный класс  металла	Рекомендуемое количество слоев	Особые условия  выполнения
II.			1	Плакирующий	Аустенитный	Не менее 2	1-й слой без проплавления  основного слоя двухслойной стали;  последующие слои - с ограниченным  проплавлением
II.			2	Основной	Аустенитный	Не нормируется	С ограниченным проплавлением
III.			1   2   3	Подварочный   Основной   Плакирующий	Аустенитный   Аустенитный	1   Не нормируется	С проплавлением, регламентирумым  в зависимости от хим. состава  сварочных материалов

ПРИМЕЧАНИЯ:

1. В скобках взяты номера слоев,  которых в отдельных способах  может не быть.

2. Требование к размеру "а  " действительно только для  стыковых соединений.

3. Под слоем шва понимается  один или несколько параллельно  наплавленных валиков, полностью закрывающих разделку кромок; толщина слоя соответствует толщине валика.

 

Таблица 43. Группы способов исполнения сварных швов, предусмотренных ГОСТ 16098

 

Вид сварного соединения	Группы исполнения
		I	II	III
		Типы сварных швов по ГОСТ 16098
Стыковое	С2; СЗ; С4; С5; С6*; С7; С8; С13; С14; С15; С16, С17; С18;С19;С20,С21;С22	С9; С10; С11; С12	С1; С6*
Угловое	У2; УЗ*; У4; У5, У6; У7; У8*; У9; У10; У11	У1*	У1*; У2*, У8*
Тавровое	Т1*;ТЗ*;Т4;Т5	ТЗ	Т1*; ТЗ*
ПРИМЕЧАНИЕ: Знаком «*»  обозначены типы швов, выполнение которых возможно по двум группам.