содержание .. 10 11 12 13 ..

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ РД 153-34.1-003-01 - часть 12

Время нагрева*, мин, не менее

Номинальная

Способами

толщина стенки

труб, мм

индукционным (частота

радиационным

50 Гц / средняя частота)

46 - 60

80/100

160

61 - 80

100/120

81 - 100

130/150

* Дано при начальной температуре стыка 20 °С. Если нагрев

начинается при более высокой температуре

(например, сразу

после сварки), его длительность соответственно уменьшается.

Примечание. В интервале температур 500 - 700 °С скорость

нагрева сварных соединений труб из хромомолибденованадиевой

стали должна быть не ниже 100 °С/ч. Нагрев сварных соединений

центробежнолитых труб с толщиной стенки более 20 мм из стали

15Х1М1Ф-ЦЛ до температуры отпуска должен проводиться со

скоростью не более 200 °С/ч, при этом в интервале температур 600

- 700 °С скорость нагрева должна быть не ниже 100 °С/ч.

Индукционный способ нагрева

17.4.3. Индукционный нагреватель может быть одно- или

двухсекционным; двухсекционный индуктор дает возможность

проводить подогрев перед сваркой и последующую термообработку

без перемотки или перестановки индуктора.

17.4.4. При установке индуктора на трубу необходимо

руководствоваться следующими положениями:

кольцевой зазор между индуктором и нагреваемой поверхностью

должен быть минимальным и равномерным по периметру, для чего

следует плотно навивать гибкий индуктор на трубу, покрытую

тепловой изоляцией (асбестом);

187

на трубах диаметром менее 200 мм длина теплоизолируемого

участка должна быть 200 - 250 мм в каждую сторону от сварного

шва при толщине изоляции 8 - 12 мм, на трубах диаметром менее

400 мм - 300 - 400 мм при той же толщине изоляции, на трубах

диаметром

400

мм и более эти размеры должны быть

соответственно

500

700

и 15

мм; при использовании

двухсекционных индукторов, которые применяют одновременно

для подогрева перед сваркой, зона сварного шва изолируется

отдельно;

расстояние (зазор) между витками гибкого индуктора должно

составлять 10 - 20 мм (кроме случая, оговоренного в п. 17.4.5);

не должно быть скруток, оборванных прядей медных жил,

снижающих площадь поперечного сечения индуктора более чем на

15 %.

17.4.5. Для выравнивания температуры по окружности

вертикального стыка можно использовать следующие способы:

создать тепловую изоляцию различной толщины по окружности

стыка - в нижней части толще, чем в верхней (при изоляции

листовым асбестом верхняя половина стыка изолируется обычно

двумя слоями, нижняя - тремя);

установить индуктор так, чтобы расстояние между витками (или

между секциями двухсекционного индуктора) в зоне стыка на

верхнем участке было на 10 - 50 мм больше, чем на нижнем.

Для выравнивания температуры вдоль оси трубы при

термообработке горизонтальных стыков рекомендуется смещать

ось индуктора относительно оси стыка вниз на один-два витка.

При термообработке стыков труб диаметром 900 мм и более

для эффективного и равномерного нагрева следует устанавливать

(если это возможно) внутри труб на расстоянии 300 - 500 мм по обе

стороны стыка теплоизоляционные заглушки.

Рекомендуемое расположение гибких индукторов на

вертикальных и горизонтальных стыках труб в зависимости от

диаметра показано в табл. 17.4.

Таблица 17.4

188

Расположение гибких неохлаждаемых индукторов на

вертикальных и горизонтальных стыках труб

Расстояние, мм

Диаметр

Схемы

Положение

трубы,

расположения

стыка

мм

индуктора

Вертикальное

108 -

194

219 -

40 -

300

325 -

50 -

377

426 -

80 -

465

530 -

100

630

105

720 -

105

820

110

1020

115

120

189

Расстояние, мм

Диаметр

Схемы

Положение

трубы,

расположения

стыка

мм

индуктора

Горизонтальное

108 -

10 -

194

219 -

10 -

300

325 -

10 -

377

426 -

15 -

465

530 -

15 -

630

720 -

15 -

820

1020

15 -

17.4.6. Индуктор для подогрева стыка перед сваркой и для

последующей термообработки нужно устанавливать на трубу в

следующей последовательности:

закрепить (приварить) бобышки для установки горячих спаев

термоэлектрических преобразователей (ТП) согласно требованиям

подраздела 17.5;

на трубу в районе сварного шва наложить тепловую изоляцию в

соответствии с требованиями пп. 17.3.8, 17.4.4 и 17.4.5;

190

намотать индуктор на трубу;

закрепить горячие спаи ТП в приваренные бобышки в

соответствии с требованиями подраздела 17.5 (предварительно

надрезав теплоизоляцию в месте установки бобышки) и

подключить провода ТП к регистрирующему прибору;

присоединить к выводам индуктора токопроводящие провода от

источника питания;

подключить конденсаторную батарею

(при нагреве током

средней частоты);

включить источник питания и провести нагрев по заданному

режиму.

17.4.7. Ориентировочные технологические и электрические

параметры термообработки сварных стыков труб различных

диаметров гибкими индукторами из неизолированного медного

провода приведены в табл.

17.5. Ориентировочные режимы

нагрева стыков труб тиристорными преобразователями средней

частоты (инверторами) даны в табл. 17.6.

17.4.8. Нагрев для термообработки угловых штуцерных сварных

соединений производится, как правило, гибким неохлаждаемым

индуктором. Примеры намотки таких индукторов на штуцерные

соединения приведены на рис. 17.7.

Для нагрева тройникового сварного соединения трубопровода

большого диаметра (трубы диаметром 325 мм, штуцер 245 мм)

током частотой 50 Гц используется индуктор из гибкого медного

кабеля сечением 120 - 180 мм². Намотка кабеля производится по

схеме рис. 17.7, а или 17.7, б. По первой схеме индуктор состоит

из 12 - 14 витков. Витки, наматываемые на штуцер, удерживаются

установочными штырями, которые привариваются к штуцеру.

Нагрев производится от одного трансформатора ТДФЖ-2002. При

использовании второй схемы нагрев производится двумя

индукторами: основной индуктор наматывается на трубу двумя

секциями по 8 - 10 витков в каждой, вспомогательный - на штуцер

и состоит из 5 - 7 витков. Каждый индуктор питается от своего

источника: основной

от трансформатора ТДФЖ-2002,

вспомогательный

- от трансформатора ТДФЖ-1002

(или от

трансформаторов других типов такой же мощности).

191

Таблица 17.5

Ориентировочные технологические и электрические

параметры термообработки сварных стыков труб гибкими

неохлаждаемыми индукторами

Электрические пар

Площадь

индуктора

Общее

поперечного

число

сечения

Наружный

Толщина

Ширина

витков при

витка, мм²,

напряжение

рабоч

диаметр

стенки

индуктора,

частоте, Гц

при частоте,

на выводах,

трубы, мм

труб, мм

мм

Гц

В, при

част

частоте, Гц

2400

8000

2400

8000

2400

8000

108 - 168

11 - 36

250 - 400

10 -

150

50 -

35 -

55 -

80 -

700

120

185

900

194 - 245

11 - 28

300 - 350

10 -

12 -

185

50 -

90 -

130

800

100

240

150

950

30 - 45

350 - 450

12 -

14 -

100

150

950

120

170

1100

192

Электрические пар

Площадь

индуктора

Общее

поперечного

число

сечения

Наружный

Толщина

Ширина

витков при

витка, мм²,

напряжение

рабоч

диаметр

стенки

индуктора,

частоте, Гц

при частоте,

на выводах,

трубы, мм

труб, мм

мм

Гц

В, при

част

частоте, Гц

2400

8000

2400

8000

2400

8000

273 - 377

11 - 20

350 - 400

12 -

14 -

185

70 -

50 -

120

170

900

240

135

180

1000

25 - 45

400 - 500

14 -

16 -

135

180

1000

145

195

1100

50 - 60

500 - 550

16 -

18 -

145

195

1100

160

220

1200

426 - 530

16 - 36

400 - 450

14 -

16 -

240

95 -

70 -

150

230

1100

120

165

250

1200

40 - 70

450 - 500

16 -

18 -

165

250

1200

180

270

1300

80 - 100

500 - 600

18 -

20 -

180

270

1300

200

300

1400

193

Электрические пар

Площадь

индуктора

Общее

поперечного

число

сечения

Наружный

Толщина

Ширина

витков при

витка, мм²,

напряжение

рабоч

диаметр

стенки

индуктора,

частоте, Гц

при частоте,

на выводах,

трубы, мм

труб, мм

мм

Гц

В, при

част

частоте, Гц

2400

8000

2400

8000

2400

8000

630 - 1020

20 - 45

450 - 500

14 -

16 -

240

95 -

70 -

190

300

1300

120

210

330

1400

50 - 65

500 - 600

16 -

18 -

210

330

1400

230

360

1500

70 - 90

600 - 650

18 -

20 -

230

360

1500

260

400

1600

Примечание. На трубы диаметром

108

168

мм

устанавливается одна секция индуктора на каждом стыке, в остальных случаях -

по одной-две секции.

На рис. 17.7, в приведена схема намотки гибкого индуктора для

нагрева одновременно двух сварных соединений штуцеров малого

диаметра (не более 100 мм) с коллектором диаметром 219 - 325

мм. Общее число витков индуктора 18 - 20, на каждый штуцер

укладывается по 4 - 5 витков; сечение кабеля 90 - 150 мм².

При нагреве одного аналогичного сварного соединения

индуктор из 10 - 11 витков такого же сечения наматывается по

схеме рис. 17.7, г.

194

В обоих случаях нагрев производится от трансформатора

ТДФЖ-2002.

При использовании в качестве источников питания сварочных

трансформаторов регулирование режима нагрева производится с

помощью дросселя или переключением ступеней обмотки

трансформатора.

17.4.9. Термообработку стыков труб большого диаметра (более

900 мм) можно осуществлять с помощью двух трансформаторов

ТДФЖ-2002. К каждому трансформатору присоединяются шесть-

восемь витков гибкого индуктора из медного кабеля сечением 240

мм² по одной из схем, показанных на рис. 17.8. Трансформаторы

должны быть подключены кабелями одинаковой длины и сечения

к одним и тем же фазам сети через автоматические выключатели.

При использовании преобразователей средней частоты

термообработку стыков этих труб можно выполнять двумя

индукторами сечением 95 - 120 мм², состоящими из пяти-семи

витков каждый и соединенными последовательно. Индукторы

устанавливаются симметрично оси стыка на расстоянии 70 - 90 мм

один от другого.

Таблица 17.6

Ориентировочные технологические и электрические

параметры термообработки при нагреве стыков труб

тиристорными преобразователями частоты (инверторами)

ИТ-100

Электрические

параметры

параметры сети,

индуктора при

питающей

Толщина

частоте тока

Наружный

Общее

инвертор

Ток

стенки

1200 Гц

диаметр

число

конденсаторной

трубы,

трубы, мм

витков

батареи, А

мм

напряжение

напряжение,

ток,

на выводах,

133

8,0

165

180

230

195

Электрические

параметры

параметры сети,

индуктора при

питающей

Толщина

частоте тока

Наружный

Общее

инвертор

Ток

стенки

1200 Гц

диаметр

число

конденсаторной

трубы,

трубы, мм

витков

батареи, А

мм

напряжение

напряжение,

ток,

на выводах,

219

12,0

160

100

110

240

320

273

10,0

170

260

360

325

16,0

155

175

250

360

426

16,0

160

190

240

210

370

426

16,0

240

125

265

235

290

630

14,0

150

100

160

230

630

16,0

230

280

250

370

920

14,5

205

300

350

200

> 400

196

Рис. 17.7. Схема расположения гибких индукторов при нагреве

угловых сварных соединений:

а, б - нагрев тройниковых сварных соединений паропроводов

(соединения штуцера большого диаметра с трубой): 1 - 5 - места

расположения термоэлектрических преобразователей; 6 -

197

тепловая изоляция; 7 - установочные штыри диаметром 6 - 8 мм,

временно привариваемые для крепления индуктора; в - нагрев

сварных соединений штуцеров малого диаметра с коллектором: 1,

2 - места расположения ТП; 3 - тепловая изоляция; 4 -

неизолированный кабель; г - нагрев штуцерного сварного

соединения коллектора: 1 - труба; 2 - тепловая изоляция; 3 -

индуктор; 4 - штуцер

Рис. 17.8. Схемы подключения индукторов при нагреве стыка труб

диаметром 980 мм:

а - два шестивитковых односекционных индуктора; б -

односекционный шестивитковый и двухсекционный (по три витка

в секции) индукторы; 1, 2 - места расположения горячих спаев ТП

17.4.10. Нагрев при термообработке стыков труб диаметром 465

720 мм (например, 465 × 56, 630 × 25, 630 × 80, 720 × 22

мм) током промышленной частоты можно производить от одного

трансформатора ТДФЖ-2002

(ТСД-2000) с помощью

14-виткового индуктора, если расстояние между трансформатором

и стыком не превышает 15 м, или от двух трансформаторов,

подключенных по одной из схем, показанных на рис. 17.8.

17.4.11. При термической обработке сварных соединений труб

с фасонными деталями применяют следующие технологические

приемы, обеспечивающие равномерность нагрева:

на сварные соединения труб с арматурой устанавливают

индукторы с разным шагом намотки витков

(на элементы с

большей толщиной стенки шаг витков меньше) или на арматуру

устанавливают двухслойный индуктор, в котором между первым и

вторым слоями имеются асбоцементные прокладки (рис. 17.9, а, б);

198

при нагреве соединения трубы или коллектора с заглушкой к

последней прихватывают отрезок трубы

(фальшпатрубок) для

возможности намотки индуктора как на обычное сварное

соединение (рис. 17.9, в); после термообработки фальшпатрубок

удаляют и места прихваток зачищают.

Рис. 17.9. Схемы установки индукторов для термической

обработки сварных соединений фасонных изделий:

а - соединение трубы с фланцем трубопровода: 1 - труба; 2 -

теплоизоляция; 3 - индуктор с различным шагом витков; 4 -

фланец; б - соединение трубы с патрубком задвижки: 1 - труба; 2 -

теплоизоляция; 3 - первый слой индуктора; 4 - асбоцементная

прокладка; 5 - второй слой индуктора; 6 - корпус задвижки; в -

соединение трубы с заглушкой: 1 - труба; 2 - теплоизоляция; 3 -

индуктор; 4 - заглушка; 5 - временные прихватки; 6 -

фальшпатрубок

Радиационный и комбинированный способы нагрева

Нагрев электронагревателем сопротивления (ГЭН)

17.4.12. При установке ГЭН на трубу следует:

закрепить (приварить) бобышки для установки горячих спаев ТП

согласно требованиям подраздела 17.5;

установить и закрепить с помощью пояса электронагреватель на

трубе;

199

присоединить к нагревателю токоподводящие провода от

источника питания;

установить и закрепить тепловую изоляцию;

закрепить горячие спаи ТП в приваренные бобышки согласно

требованиям подраздела

17.5

(предварительно надрезав

теплоизоляцию в месте установки бобышки) и подключить провода

ТП к регистрирующему прибору;

включить источник питания и провести нагрев по заданному

режиму.

После установки нагреватель закрывается теплоизоляционным

матом или асбестовой тканью и закрепляется проволокой или

асбестовым шнуром; толщина теплоизоляции в зоне нагрева

должна быть не менее 40 мм, ширина - на 400 - 500 мм больше

зоны нагрева (в каждую сторону от шва); при отрицательной

температуре окружающего воздуха толщина теплоизоляции

должна быть увеличена в 1,5 - 2 раза.

17.4.13. Нагрев стыков может производиться с помощью двух

или трех поясов ГЭН, схемы размещения которых даны в табл. 17.7

в зависимости от диаметра труб и положения стыка.

Пояса должны быть плотно прижаты к трубе и надежно

закреплены. Толщина теплоизоляции на стыке должна быть

равномерной по всей поверхности нагреваемого участка.

Технологические параметры термообработки с помощью ГЭН

приведены в табл. 17.8.

Нагрев гибким радиационным электронагревателем (ГРЭН)

17.4.14. Секции нагревателя ГРЭН, набранные в соответствии с

рекомендациями п. 17.3.12, устанавливаются и закрепляются на

трубопроводе таким образом, чтобы сварной шов был посередине

нагреваемого участка. Предварительно устанавливается на шве

или рядом с ним горячий спай термоэлектрического

преобразователя (термопары) согласно требованиям пп. 17.5.2 -

17.5.6. Секции нагревателя закрываются теплоизоляционным

матом и подсоединяются к источнику питания

(сварочному

трансформатору или выпрямителю) по схеме, представленной на

рис. 17.6.

200

Программный блок управления термопроцессом

(БУТ)

обеспечивает заданный температурно-временной режим нагрева

термообрабатываемого сварного соединения. По требованию

заказчика БУТ может быть выполнен в варианте для подключения

радиационных нагревателей ГРЭН к питающей сети 220 В или сети

постоянного тока либо для подключения нагревателей ГЭН и КЭН

к сварочным трансформаторам.

Нагрев электронагревателем комбинированного действия

(КЭН)

17.4.15. Секции КЭН необходимо устанавливать в положение,

указанное в табл. 17.9 и 17.10.

Таблица 17.7

Порядок размещения поясов электронагревателя ГЭН на

нагреваемых стыках труб

201

Расстояние,

Диаметр

мм

Положение

Схемы размещения

нагреваемых

сварного стыка

поясов

труб, мм

Вертикальное

108 - 194

219 - 245

273 - 299

325 - 377

402 - 480

530 - 630

820 - 1020

Горизонтальное

108 - 300

10 -

325 - 1020

15 -

Таблица 17.8

Параметры термообработки с использованием

электронагревателей сопротивления ГЭН

202

А. Электронагреватели из одной секции в поясе

Параметры нагрева

Толщина

Диаметр

Число

стенки

Марка

нагреваемой

поясов

трубы,

электронагревателя

трубы, мм

ГЭН

оптимальный

напряжение,

мм

наг

ток, А

108

£ 30

ГЭН-108

200

21,0

133

£ 30

ГЭН-133

200

24,0

31 - 36

300

24,0

159

£ 30

ГЭН-159

200

26,0

31 - 36

300

26,0

168

£ 30

ГЭН-168

200

27,5

31 - 40

300

27,5

194

£ 30

ГЭН-194

200

31,0

31 - 45

300

31,0

219

£ 30

ГЭН-219

200

33,0

31 - 50

300

33,0

203

содержание .. 10 11 12 13 ..