Многолетняя практика использования при электродуговой сварке стыков трубопроводов высокого давления остающихся подкладных колец показала, что такая конструкция сварного соединения имеет ряд недостатков, основным из которых является повышенная склонность к образованию трещин типа «усов» в корне шва. Экспериментальные, а также производственные работы, проведенные в Центроэнергомонтаже и ряде других организаций, подтвердили возможность отказа от применения остающихся подкладных колец в случае выполнения корневого шва аргонодуговым методом, позволяющим обеспечить при сварке на весу хорошее формирование обратного валика по всему периметру неповоротного стыка.
Применяемые типы разделки труб трубопроводов высокого давления для аргонодуговой сварки показаны на рис. 6-6.
Ступенчатая разделка (рис. 6-6,а) обеспечивает лучшее, чем V-образная разделка (рис. 6-6,б), формирование обратного валика, однако из-за трудностей в получении с завода-изготовителя трубопроводов с хорошо обработанной ступенчатой разделкой она применяется ограниченно, главным образом при автоматической сварке, а также при сварке трубопроводов атомных электростанций. При ручной аргонодуговой сварке, трубопроводов тепловых электростанций более широкое применение получила двухскосная разделка (рис. 6-6,в). Как и V-образная разделка, двухскосная разделка не исключает ослабления обратного валика корневого шва в потолочном положении, однако величина этого ослабления находится в допустимых пределах (до 2 мм). Следует отметить, что у двухскосной разделки (рис. 6-6,в) чрезмерно раскрыты кромки, что приводит к излишним затратам рабочего времени сварщиков и сварочных электродов, а также способствует нежелательному увеличению остаточных сварочных напряжений. Поэтому в последнее время принимаются меры к оптимизации геометрических размеров двухскосной разделки (рис. 6-6,г).
Для сборки труб без остающихся подкладных колец были созданы специальные центровочные приспособления (см. рис. 3-4), позволяющие перемещать одну из стыкуемых труб относительно другой в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а также регулировать зазор в стыке. При сборке блоков трубопроводов на сборочной площадке применяют специальные сборочные стенды с каретками, позволяющими выполнять аналогичные перемещения труб (см. рис. 3-2).
Рис. 6-6. Разделки для аргонодуговой сварки корневых швов неповоротных стыков трубопроводов.
Собранный стык прихватывают в трех-четырех местах прихватками длиной 40—50 мм. При сварке с V-образной и двухскосной разделками для обеспечения более высоких пластических свойств прихватку и сварку выполняют с применением присадочной проволоки Св-08Г2С диаметром 2 мм независимо от марки свариваемых труб.
Режим сварки корневого шва: сварочный ток 110—130 а, длина дуги 1,5—2 мм, скорость сварки 3—3,5 л/ч, расход аргона 6—8 л/мин.
Во избежание образования трещин в корневом, слое сварку в необходимых случаях производят с предварительным подогревом свариваемых труб.
При сварке толстостенных труб горелка с обычным соплом не позволяет обеспечить вылета электрода 8—10 мм, необходимого для надежной газовой защиты. Поэтому для сварки таких труб была разработана специальная горелка АГ-3, рассчитанная на длительную работу при токах 140—150 а и имеющая усиленную по сравнению с горелкой МАГ-3 конструкцию.
Горелка комплектуется сменными мундштуками различной длины, позволяющими производить сварку корневых швов труб с толщиной до 60 мм. Наряду с горелкой АГ-3 в Центроэнергомонтаже применяются также аргонодуговые горелки общего назначения, например МГ-3, укомплектованные дополнительно удлиненными мундштуками.
Необходимо отметить, что при поставке трубопроводов с качественно изготовленной разделкой под сварку при отказе от остающегося подкладного кольца трудозатраты на сборочные операции сокращаются примерно на 25%. Кроме того, для труб из стали марки 12Х1МФ при положительной наружной температуре исключается необходимость их предварительного подогрева под аргонодуговую сварку корневого слоя.
Центроэнергомонтаж внедрил одним из первых аргонодуговую сварку трубопроводов высокого давления на Конаковской, Костромской и Лукомльской ГРЭС, и в настоящее время эта технология освоена всеми монтажными участками треста.
Учитывая, что применять подкладные кольца в стыках маслопроводов турбоагрегатов не рекомендуется и что аргонодуговой способ обеспечивает лучшее формирование обратного валика корневого шва и более чистую его поверхность, чем известные способы сварки, Центроэнергомонтаж начал применять впервые на Конаковской ГРЭС аргонодуговую сварку корневых швов и при монтаже маслопроводов. В настоящее время все маслопроводы высокого давления свариваются с применением аргонодугового метода.
В случаях некачественной обработки концов трубопроводов (неперпендикулярность торцов, забитость кромок при транспортировке) при отсутствии возможности их переточки в монтажных условиях из-за сжатых сроков монтажных работ Центроэнергомонтаж вынужденно применяет остающиеся подкладные кольца, причем в целях сокращения трудозатрат приварка остающихся подкладных колец к трубам производится аргонодуговым способом, что позволяет отказаться от предварительного подогрева труб из стали 12X1 МФ перед приваркой и от последующей обработки сварного шва абразивным кругом.
Независимо от марки стали труб кольца приваривают с применением присадочной проволоки Св-08Г2С 0 1,6—2,0 мм при сварочном токе 90—110 а. Аргонодуговой способ приварки подкладных колец в настоящее время стал широко применяться и в других монтажных организациях.
Трубы трубопроводов низкого и среднего давления часто имеют значительную эллипсность и разностенность. Выполнение качественной сварки неповоротных стыков таких труб связано со значительными трудностями, в результате чего па ряде объектов имели место аварийные остановы, вызванные разрывом сварных стыков таких трубопроводов. В целях повышения эксплуатационной надежности таких сварных соединений Центроэнергомонтаж применил первым среди монтажных организаций на Конаковской ГРЭС, а затем и на других объектах при сборке стыков трубопроводов низкого и среднего давления диаметром более 108 мм остающиеся подкладные кольца. Применение остающихся подкладных колец хотя и привело к увеличению трудозатрат на сборочные операции, но позволило обеспечить провар корневой части шва и практически исключило возможность разрыва по этой причине сварных соединений в процессе эксплуатации.
Наряду с применением остающихся подкладных колец были ужесточены требования к подготовке стыков под сварку, в частности введена обязательная обработка кромок после газовой резки шлифовальной машинкой. Были повышены требования и к квалификации сварщиков, допускаемых к сварке трубопроводов низкого и среднего давления. Независимо от категории трубопровода к сварке стали допускать только дипломированных сварщиков, имеющих допуск на сварку трубопроводов.
Повышению качества сварки трубопроводов низкого и среднего давления безусловно способствовало и временное увеличение объема обязательного контроля просвечиванием до 10— 15% вместо 1—5%, положенного по действующим нормам.
