Почему выгодно приобретать сварочное оборудование производства ЗАО «Уралтермосвар»?

  1. Сравнительно низкие цены на продукцию и запасные части.
  2. Выездная сервисная служба завода очень быстро реагирует на замечания Потребителей. Оперативно проводит гарантийный ремонт, настройку и при необходимости обучение персонала.
  3. Инженеры-инструкторы по сварке бесплатно в 2-х дневный срок обучат сварщиков работе на новом высокотехнологичном оборудовании ЗАО «Уралтермосвар» в учебном центре завода (полуавтоматы, автоматы, установки плазменной резки, агрегаты).
  4. Предприятие проводит любые виды текущих и капитальных ремонтов выпускаемого сварочного оборудования в течение всего срока его эксплуатации.
  5. Продукцию ЗАО «Уралтермосвар» и запчасти к ней можно приобрести в представительствах завода в гг. Иркутск, Красноярск, Новосибирск, Сургут, Тюмень, Москва, Алматы, Караганда, Кустанай, Актау. Специалисты представительств окажут необходимую техническую поддержку и сервисные услуги.
  6. Предприятие постоянно работает над улучшением качества и сварочно-технологических свойств своей продукции, этому способствует 17-летний производственный опыт.
  7. Всё выпускаемое сварочное оборудование разработано собственным конструкторским бюро с учетом максимальной простоты ремонта и обслуживания Потребителем. На предприятии полный производственный цикл, с применением современного высокоточного технологического оборудования.
  8. ЗАО «Уралтермосвар» постоянно сотрудничает с научно-исследовательскими институтами: ООО «Газпром ВНИИГАЗ», ООО «НИИ ТНН», а также с НАКС по аттестации своей продукции на соответствие требованиям этих организаций.

close resize

Каталог продукции

Новинки
Продукция, аттестованная ПАО "Транснефть"
Продукция, аттестованная ООО "ГАЗПРОМ "ВНИИГАЗ"
Продукция для ОАО "РЖД"
Продукция для судостроения
 

Практические аттестационные испытания оборудования ЗАО "УРАЛТЕРМОСВАР" при сварке кольцевых стыков трубопроводов

ПРАКТИЧЕСКИЕ АТТЕСТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ЗАО "УРАЛТЕРМОСВАР" ПРИ СВАРКЕ КОЛЬЦЕВЫХ СТЫКОВ ТРУБОПРОВОДОВ.

Шалимов М.П., д.т.н., Милютин В.С., к.т.н., Дмитриенко А.В., инж. (ЗАО «ГАЦ УР», Екатеринбург), Беспалов В.И., инж., Будревич Д.Г., инж. (ООО «ВНИИГАЗ», Москва), Ладыжанский А.П., инж., Теревков Н.В., инж. (ООО «Институт ВНИИСТ», Москва), Латышев А.А., инж., Федотов А.В., инж. (ОАО «Краснодаргазстрой»)

Комплекты оборудования производства ЗАО Уралтермосвар - универсальный агрегат АДДУ-4001 в сочетании с полуавтоматом ПДГО-512 Урал и универсальный выпрямитель ВДУ-306МТ с этим же полуавтоматом, управляемые микроконтроллером - адаптированы к условиям сварки неповоротных кольцевых стыков магистральных трубопроводов. Их технические характеристики приведены в табл. 1. Оборудование предназначено для реализации технологии ручной дуговой сварки стыков труб или комбинированной технологии, включающей  ручную сварку корневого слоя   электродами с основным и целлюлозным видами покрытия и механизированную  сварку заполняющих и облицовочного проходов самозащитной порошковой проволокой.

Таблица 1

Технические характеристики сварочного оборудования

Показатель

Агрегат
АДДУ-4001

Выпрямитель
ВДУ-306МТ

Полуавтомат
ПДГО-512 Урал

Номинальный ток, А

400

315

500

Продолжительность нагрузки, %

60

60(100*)

60

Пределы регулирования тока, А

40-400

30-350

Скорость подачи
0,7-16,7 м/мин

Напряжение холостого хода

80-90

85

-

Первичный источник

Дизель
Д-144-81 (Д-242)

Сеть 3×380 В

~36 В

Мощность

37 (46) кВт

23 кВА

-

Габаритные размеры, мм

2500×1050×1250

710×610×750

560×200×490

Масса, кг

1200

163 (182*)

18

*- с медными обмотками

При ручной дуговой сварке покрытыми электродами источники сварочного тока имеют следующие технические характеристики и функции:

  • комбинированная вольтамперная характеристика с крутопадающим основным участком и  изменением его наклона от  0,4 до 2 В/А;
  • плавное, в том числе дистанционное регулирование тока с точностью настройки ± 2 А и стабилизацией не хуже ±3 %;
  • ограничение напряжения холостого хода безопасной величиной 12 В;
  • программное возбуждение дуги   с возможностью  мягкого и горячего старта;
  • защита от прилипания электрода к детали при затяжке короткого замыкания более 0,5 с;
  • форсирование дуги при переносе электродного металла в зависимости от типа покрытия.

При механизированной сварке самозащитной порошковой проволокой комплекты оборудования имеют следующий набор характеристик и функций:

  • комбинированная вольтамперная характеристика с жестким основным участком;
  • плавное регулирование напряжения с точностью настройки ±0,1 В и стабилизацией не хуже ±0,3 В,  наличие обратной связи по напряжению;
  • плавная настройка и стабилизация скорости подачи проволоки не хуже ±0,1м/мин;
  • программное управление источником и приводом подачи проволоки при установлении и завершении процесса.

Данная работа имела целью  оценить возможность применения указанного оборудования для сварки магистральных трубопроводов и определить его соответствие требованиям РД 03-614-03 [1],  РД -08.00-60.30.00-КТН-050-1-05 [2] и СТО Газпром 2006 [4]  для последующей аттестации. Технологический регламент для оценки пригодности сварочного оборудования при сварке опасных технических объектов изложен в документе Ростехнадзора РД-03-614-03. В соответствии с ним аттестация сварочного оборудования должна выполняться по результатам специальных и практических испытаний. Специальные испытания были проведены в Головном аттестационном центре Уральского региона (ЗАО «ГАЦ УР») и показали соответствие оборудования требованиям нормативной документации. Практические испытания заключаются  в оценке показателей сварочных свойств оборудования, а также характеристик контрольных сварных соединений (КСС), выполненных на этом оборудовании. Оценка сварочных свойств,  выполненная по требованиям ГОСТ 25616-83 [7] и методике УГТУ-УПИ,  описана в работах [8,9,10].

Настоящая статья посвящена второй части практических испытаний, а именно оценке качества КСС кольцевых стыков труб.  Испытания выполняли по программе,  разработанной специалистами ООО «ВНИИГАЗ» и ООО «Институт ВНИИСТ», в  Центре подготовки кадров ОАО «Краснодаргазстрой»  при сварке неповоротных стыков труб  диаметром  1020 и 1420 мм   классов прочности  К52, К55 и К60.  Механические свойства и химический состав металла труб по заводским сертификатам приведены в табл.2 и 3.

Таблица 2

Материал труб, принятых для испытаний КСС

№ п/п

Марка металла

Химический состав металла труб, мас.%

С

Mn

Si

P

S

Al

V

Nb

Mo

Ti

1

17Г1СУ

0,18

1,36

0,47

0,016

0,009

0,028

-

-

-

0,014

2

13Г1СУ

0,15

1,57

0,44

0,011

0,006

0,034

-

-

-

0,02

3

10Г2ФБ

0,12

1,42

0,26

0,005

0,004

0,050

0,050

0,043

0,002

0,003

Таблица 3

Механические свойства труб, принятых для испытаний КСС

№ п/п

Марка металла

Класс прочности

Размеры трубы, мм

Документ

Показатели механических свойств по сертификату

Временное сопротив-ление
σв, МПа

Предел текучести
σт, МПа

Относи-тельное удлинение
δ, %

Ударная вязкость 
КСV,
Дж/см2

1

17Г1СУ

К52

1020×11

ТУ 14-3- 1424-94

549

377

24

68

2

13Г1СУ

К55

1020×12

ТУ 14-8-16-2001

542

409

37

117

3

10Г2ФБ

К60

1420×15,7

ТУ 14-3- 1977-2000

613

487

24

346

Испытания выполнялись по двум комбинированным технологическим вариантам:

  1. - ручная сварка корневого прохода методом «на подъем» электродами типа  E7016 марки LB-52U (Kobe Steel, Япония) диаметром 3,2 мм  + механизированная сварка заполняющих и облицовочного проходов самозащитной порошковой проволокой типа Innershield (Lincoln Electric, США) марок NR-207 диаметром 1,7 мм или NR-208S диаметром 2 мм;
  2. - механизированная сварка в углекислом газе корневого прохода по методу STT проволокой типа Super Arc марки L-56 (Lincoln Electric, США) диаметром 1,14 мм + механизированная сварка заполняющих и облицовочного слоев  порошковой проволокой по технологии 1 варианта.

Было изготовлено четыре стыка труб при указанных в табл. 4 сочетаниях типоразмеров труб, оборудования и технологий. Сварку выполняли  в соответствии с  операционными технологическими картами, разработанными ОАО «Краснодаргазстрой» для описанных комбинированных технологий.

Таблица 4

Технология изготовления КСС

№ стыка

Марка металла трубы

Размеры, трубы, мм

Корневой проход

Заполняющий и облицовочный проходы

Оборудо-вание

Способ сварки

Материалы

Оборудо-вание

Способ
сварки

Материалы

1

13Г1СУ

1020×12

АДДУ-4001

РД

LB-52U,

Ø 3,2 мм

АДДУ-4001 +ПДГО-512

МПС

NR-208S,
Ø 2,0 мм

2

10Г2ФБ

1420×15,7

3

17Г1СУ

1020×11

Invertec STT-II +LF-37

МП по методу STT

L-56,

Ø 1,14 мм

ВДУ-306МТ +ПДГО-512

МПС

NR-207,
Ø 1,7 мм

4

10Г2ФБ

1420×15,7

NR-208S,
Ø 2,0 мм

В соответствии с общими требованиями [1] к испытаниям сварочного оборудования выполнялся визуальный, измерительный и неразрушающий физический контроль соединений. В дополнение к этому контролю как для вновь аттестуемого оборудования в соответствии с [2,4] были назначены также механические испытания и металлографические исследования сварных соединений и швов. Ниже приводятся результаты этих испытаний.

Визуальный и измерительный контроль выполнялся пооперационно - до и после каждого прохода. При этом проверялось соответствие действий сварщика требованиям технологической карты, измерялись геометрические характеристики шва, выполнялся визуальный контроль внешних дефектов. В процессе сварки контролировались показания измерительных приборов. По окончании сварки выполнялся внешний осмотр и измерения  корневого и отделочного проходов с определением высоты усиления, перекрытия разделки и т.д. По результатам визуального и измерительного контроля все четыре стыка признаны годными.

Радиографический контроль выполняли в соответствии с требованиями ГОСТ 7512-82 для 100% длины швов. Чувствительность выявления дефектов составляла не менее  0,3 мм для толщин стенок труб 11 и 12мм и не менее 0,4мм для толщины 15,7 мм. Недопустимые дефекты и дефекты, подлежащие исправлению, на всех четырёх стыках отсутствовали. В результате радиографического контроля установлено, что испытанные стыки соответствуют требованиям РД [3,6] по допустимой дефектности сварных соединений.

Механические испытания выполняли в соответствии с   требованиями документов [2, 4] по  методике ГОСТ 6996-66 в следующем объеме: на статическое растяжение, статический изгиб и ударный изгиб сварных соединений, а также на статическое растяжение металла шва. Места вырезки образцов показаны на рис.1, а результаты испытания приведены  в табл. 5.

Рис. 1. Схема вырезки образцов для проведения испытаний КСС:
№ 1 - образец для испытаний на растяжение;
№ 2 - образец для испытаний на изгиб корнем шва наружу или на ребро;
№ 3 - образец для испытаний на изгиб корнем шва внутрь или на ребро;
№ 4 - образец для испытаний на ударный изгиб;
№ 5 - образец для испытания металла шва;
№ 6 - образец для металлографических исследований

Таблица 5

Результаты механических испытаний КСС

стыка

Вид испытания

Статическое растяжение сварного соединения

Ударный изгиб сварного соединения

Статическое растяжение металла шва

Временное сопротивление  σв, МПа

Ударная вязкость KCV, Дж/см2

Временное сопротивление

σв, МПа

Предел текучести

σт, МПа

Относи-тельное удлинение

δ, %

Относи- тельное сужение

ψ, %

Центр
шва

Линия сплавления

1

540-570

556

88-108

98

42-62

53

-

-

-

-

2

610-620

617

89-99

92

58-65

63

619-628

623

541-559

548

22-23

23

66-70

68

3

530-570

545

-

-

524-533

527

400-408

405

32-37

34

65-70

68

4

608-620

617

58-103

91

56-68

64

597-597

597

529-539

535

21-25

23

73-75

74

Результат испытания на статический изгиб для всех образцов и стыков - угол загиба > 120°

Испытания на статическое растяжение плоских разрывных образцов, включающих металл шва, зону термического влияния и основной металл, выполнялись на образцах типа XXIII. Разрушение всех образцов произошло по основному металлу. Контрольной характеристикой такого испытания является минимальное для каждого из стыков значение временного сопротивления. Оно составило 530, 540 и 608 МПа, что отвечает минимально допустимому значению для основного металла труб классов прочности соответственно К52, К55 и К60. Таким образом, подтверждены равнопрочность металла шва основному металлу и отсутствие заметного разупрочнения металла зоны термического влияния у всех стыков при статическом растяжении.

Испытания на статический изгиб выполнены на образцах типа XXVII с изгибом корня шва наружу и внутрь, а при толщине стенки трубы 15,7 мм - «на ребро». Во всех случаях образцы выдержали изгиб до 120º без образования трещин, что свидетельствует о высокой деформационной способности сварных соединений.

Испытания на ударный изгиб выполнялись при температуре -20ºС на образцах типа IX с острым надрезом (Шарпи). Отдельно испытывались образцы с надрезом по центру шва и по линии сплавления. Из табл. 5 следует, что во всех случаях ударная вязкость превышает нормативное значение KCV=35 Дж/см2, что также подтверждает работоспособность всех четырех стыков при динамическом нагружении.

Испытания на статическое растяжение металла шва производились на цилиндрических образцах типа I, вырезанных из центра шва. При этом определялись временное сопротивление как характеристика прочности, а также предел текучести, относительные удлинение и сужение как характеристики пластичности металла шва. Соответствующие нормативные значения приведены в табл. 5 в скобках. Отмечено, что у всех стыков разрушение происходило с образованием шейки, что характеризует высокую пластичность металла шва, а численные характеристики прочностных и пластических свойств оказались выше минимально допустимых значений.

Итак, механическими испытаниями подтверждено выполнение требований к металлу сварных соединений и швов, предъявляемых нормативной документацией [2,4].

Металлографические исследования проведены на  сварных соединениях труб из стали 10Г2ФБ класса прочности К60 (стыки №2 и 4). В исследованиях использовался оптический микроскоп марки EPIPHOT 300 (Nikon, Япония). На макрошлифе (рис. 2,а) отмечается отсутствие видимых дефектов типа пор, межслойных несплавлений, шлаковых включений. Фиксируемая по фотографии макрошлифа ширина зоны термического влияния составляет 1,5-2 мм. На рис. 2,а показаны также траектории измерений твердости металла в сечениях: 1 - облицовочного, 2- заполняющего и 3 - корневого проходов. Измерения твердости по Виккерсу выполнялись на универсальном цифровом твердомере DIGI-TESTER 930 (Wilson & Wolpert, Великобритания). Результаты измерений показаны на рис. 2,б, а их средние значения сведены в табл. 6. По графикам рис. 2,б выявлена несколько большая ширина зоны термического влияния - до 3-4 мм.

Рис.2.  Металлографические исследования КСС стыка № 4: макрошлиф (×3) (а); микротвёрдость в разных сечениях (б); микростуктура (×125) облицовочного прохода (в), линии сплавления (г), зоны термического влияния (д) и корневого прохода (е).

На рис. 2,в-е приведена микроструктура отдельных участков сварного соединения. Структура основного металла - измельченная феррито-перлитная с преобладаниям полосчатого перлита при средней твердости 215 HV10. Металл корневого шва, выполненный низкоуглеродистой проволокой L-56 (рис. 2,е), имеет мелкозернистую феррито-перлитную структуру. По периметру шва заметно светлое обрамление из ферритных зерен. В целом металл шва пластичней в сравнении с основным металлом, средняя твердость металла корневого прохода составляет около 195 HV10. Металл облицовочного шва образован в основном плавлением порошковой проволоки NR-208S и, судя по сертификату, легирован более значительно, чем металл корневого прохода (0,04 % С; 1,22 % Mn; 0,24 % Si; 0,81 % Ni; 1,1 % Al; 0,002 % S; 0,01 % P, все в мас.%). Он имеет дендритную феррито-перлитную структуру (рис. 2,в) с отдельными участками игольчатого строения. Его средняя твердость 270 HV10. Шов на участке заполняющих проходов имеет несколько меньшую твердость - 260 HV10. Такое соотношение твердости по отдельным участкам шва отвечает современному подходу к выбору сварочных материалов и технологий: корень шва имеет большую пластичность, чтобы предотвратить образование кристаллизационных трещин и хрупкое разрушение трубы, тогда как более твердые участки заполняющих и облицовочного проходов гарантируют равнопрочность шва с основным металлом трубы. Но и чрезмерное увеличение твердости шва более 350 HV10 не допускается, что также выдержано на всех участках шва. В зоне термического влияния наблюдаются как участки крупного зерна (рис. 2,г), так и нормализованные мелкозернистые участки (рис. 2,д). Поскольку ранее выполненные механические испытания, в том числе и образцов с такими участками, показали удовлетворительные результаты и по прочности и по пластичности, можно сделать заключение о приемлемости таких структур.

Для оценки металлургического качества металла шва, выполненного на испытываемом оборудовании, оценивалось содержание неметаллических включений. Для этого  микроскоп марки EPIPHOT 300 с видеокамерой был соединен с компьютером, на котором установлена программа Thixomet Standard - анализатор изображения, позволяющий выявить в металле включения типа оксидов, силикатов и сульфидов (табл. 6). Отмечено, что объемная доля точечных оксидов составляет около 0,05 % шва при максимальной площади единичного включения 97 мкм2. Недеформирующиеся силикаты занимают объем не более 0,07 % шва при площади самого крупного включения 296 мкм2. Еще ниже доля остальных включений. Приведенные результаты показывают, что содержание неметаллических включений в металле не превышает аналогичного показателя для металла труб.

Таблица 6

Результаты металлографических исследований КСС


стыка

Измерение микротвёрдости HV10

Объемная доля включений в шве, % (балл)

Основной металл

Корневой проход

Центр шва

Облицо-вочный проход

Оксиды точечные

Силикаты недеформи- рующиеся

Силикаты хрупкие, оксиды строчечные силикаты пластичные

Сульфиды

2

190-210

200

180-195

190

240-300

270

270-340

310

0,045

(0,5)

0,011

(0,0)

0,001

(0,0)

-

(0,0)

4

210-220

215

190-200

195

240-290

260

240-310

270

0,050

(1,0)

0,067

(1,0)

0,004

(0,0)

-

(0,0)

Норма

≤350

(≤2,0)

Таким образом, и металлографические исследования подтвердили высокое качество сварных швов и соединений, выполненных по испытанным комбинированным технологиям.

Показанное в статье надлежащее качество контрольных сварных соединений, проявившееся в результатах визуального, измерительного и неразрушающего контроля, а также механических испытаний и металлографических исследований, стало результатом высокого совершенства всех элементов технологического процесса - квалификации персонала, качества сварочных материалов, детально продуманной технологии и, наконец, сварочных свойств оборудования. Именно высокий уровень сварочных свойств предлагаемых комплектов AДДУ-4001 + ПДГО-512 и ВДУ-306МТ + ПДГО-512 и реализуемых с их помощью комбинированных технологий обеспечивают высокое качество сварки, отвечающее требованиям, изложенным в документах РД 03-614-03, РД.08.00-60.30.00-КТН-050-1-05 и СТО Газпром. Результаты испытаний позволяют ООО «ВНИИГАЗ» и ООО «Институт ВНИИСТ» рекомендовать испытанное оборудование для сварки неповоротных стыков труб и деталей магистральных трубопроводов. При аттестации партии указанного оборудования организации-производителя (ЗАО «Уралтермосвар») могут быть учтены результаты испытаний, приведенные в данной статье. После проведения аттестации область распространения результатов аттестации может быть расширена на другие группы опасных технических устройств.

Список литературы:

1. РД 03-614-03. Порядок применения сварочного оборудования при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных производственных объектов. Утв. постановлением Госгортехнадзора РФ 19.06.2003.

2. РД-08.00-60.30.00-КТН-050-1-05. Сварка при строительстве и капитальном ремонте магистральных нефтепроводов. М, 2006.

3. РД -08.00-60.30.00-КТН-046-1-05. Неразрушающий контроль сварных соединений при строительстве и ремонте магистральных нефтепроводов. М, 2005.

4.СТО Газпром. Инструкция по технологиям сварки при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. Ч.1 и 2. М.: ОАО «Газпром», 2006

5. СТО Газпром. Инструкция по сварке магистральных газопроводов с рабочим давлением до 9,8МПа включительно. М.: ОАО «Газпром», 2006

6. СТО Газпром 2-2.4-083-2006. Инструкция по неразрушающим методам контроля при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. М.: ОАО «Газпром», 2006

7. ГОСТ 25616-83. Источники питания для сварки. Методы испытания сварочных свойств. М.: Изд. стандартов, 1983.

8. Милютин В.С., Морозов А.А., Сивоплясов А.Г. Отработка конструкции универсального тиристорного выпрямителя с микропроцессорным управлением. Сварочное производство, 2006, №10, с. 16-22.

9. Милютин В.С., Морозов А.А. Технологический комплект оборудования для дуговой сварки на основе выпрямителя марки ВДУ-305МТ. Сб. трудов Всеросс. научно-техн. конференции «Актуальные проблемы ресурсо- и энергосберегающих технологий АПЭЭТ-06», Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006, с.426-430.

10. Милютин В.С., Едков С.Н., Костюк Д.Е., Попков В.В. Универсальные установки для дуговой и плазменной обработки конструкции ЗАО «Уралтермосвар». Сборник трудов научно-технической конференции «Сварка в машиностроении и металлургии». Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005, с.43-45.