Новая спецификация процедуры сварки (WPS) для соединения разнородных металлов (например, нержавеющей и углеродистой стали) в трубопроводных системах

Новая спецификация процедуры сварки (WPS) для соединения разнородных металлов в трубопроводных системах

1.0 Область применения и применения

Это Спецификация процедуры сварки (WPS) устанавливает квалифицированные параметры для соединения нержавеющая астенитическая сталь (например, 304\/316\/L) с углеродистую сталь (например, A106 Gr.B, A516 Gr.70) в трубопроводных системах. Эта процедура решает технические проблемы, связанные с сваркой разнородных металлов (DMW) , включая различное тепловое расширение, миграцию углерода и управление остаточными напряжениями.

2.0 Основные материалы

2.1 Квалифицированные комбинации материалов

2.2 Диапазон толщины материала

• Диаметр трубы : ½" NPS до 48" NPS

• Толщина стенки : 1,6 мм до 50 мм

3.0 Выбор присадочного металла

3.1 Рекомендуемые присадочные металлы

Таблица: Выбор присадочного металла в зависимости от условий эксплуатации

3.2 Рекомендации по выбору присадочного металла

• Контроль миграции углерода : Присадочные материалы с высоким содержанием хрома и никеля предотвращают диффузию углерода

• Управление разбавлением : Требуется минимальное разбавление на стороне углеродистой стали на 30%

• Контроль феррита : 5-12 FN (Ферритное число) для предотвращения трещинообразования при кристаллизации

4.0 Конструкция и подготовка соединения

4.1 Стандартная конфигурация соединения

Одиночный V-образный паз с углом скоса 37,5°, притуплением корня 1,6 мм и зазором корня 3,2 мм

4.2 Требования к подготовке

• Сторона из нержавеющей стали : Только механическая очистка, не допускается загрязнение углеродистой сталью

• Сторона из углеродистой стали : Удалить всю окалину, ржавчину и краску на расстоянии 25 мм от стыка

• Сборка : Максимальное смещение 1,6 мм или 10% толщины стенки, в зависимости от того, что меньше

5.0 Параметры сварочной техники

5.1 Процесс сварки: GTAW (корень) + SMAW (наполнение/крышка)

Таблица: параметры сварки по положению

5.2 Требования к критической технологии

• Направление дуги : Направляйте дугу в сторону углеродистой стали

• Размещение валика : Основной наплавляемый металл должен находиться на стороне углеродистой стали

• Межпроходная температура : Максимум 150°C, минимум 16°C

• Обдувка : Легкая обдувка промежуточных проходов разрешена

6.0 Подогрев и межпроходная температура

6.1 Требования к подогреву

6.2 Контроль температуры между проходами

• Максимальное : 150 °C для всех толщин

• Минимум : 10 °C выше температуры предварительного нагрева

• Мониторинг : Требуется постоянный контроль для толстых сечений

7.0 Термическая обработка после сварки (ТОПС)

7.1 Требования к ТОПС

Таблица: Параметры ТОПС в зависимости от комбинации материалов

7.2 Учет ППДО

• Избегать сенсибилизации : Поддерживать ниже 425°C для нержавеющей стали серии 300

• Миграция углерода : ППДО ускоряет диффузию - минимизировать время при температуре

• Снятие приспособления : Проведите термообработку после снятия приспособлений для выравнивания

8.0 Неразрушающий контроль (NDE)

8.1 Обязательные методы контроля

• 100% Визуальный контроль : Визуальный контроль по AWS D1.1

• Радиографический контроль : Радиографический контроль по ASME Sec V Art 2

• Капиллярный контроль : Контроль проникающими веществами на доступной корневой части шва

8.2 Критерии приемки

• Порозность : Максимум диаметром 3,2 мм, 6 мм между индикациями

• Трещины : Не допускается

• Неполное смачивание : Не допускается

• Подрезка : Максимальная глубина 0,8 мм, 0,5 мм для циклической эксплуатации

9.0 Записи квалификации процедур (PQR)

9.1 Обязательные испытания

• Испытание на поперечное растяжение : Минимальная прочность равна более слабому основному металлу

• Испытания на изгиб корня и лицевой поверхности : Минимум 4 образца

• Макроскопическое исследование : Травленое поперечное сечение

• Измерение твердости : Твердость по Виккерсу по шву

9.2 Пределы твердости

• Металл шва : ≤ 225 HV

• Зона термического влияния (углеродистая сталь) : ≤ 240 HV

• Зона термического влияния (нержавеющая сталь) : ≤ 220 HV

10.0 Техника безопасности и экологические аспекты

10.1 Требования к вентиляции

• Местная вытяжка : Обязательна для всех операций сварки

• Отвод дыма : Обязательна для операций SMAW

• Контроль воздуха : Обязателен при сварке в замкнутом пространстве

10.2 Обращение с материалами

• Сегрегация нержавеющей стали : Предотвратить загрязнение от инструментов из углеродистой стали

• Хранение расходных материалов : ER309L необходимо хранить в оригинальной упаковке до использования

• Чистоту : Для нержавеющих поверхностей требуется очистка спиртом

11.0 Ограничения и запреты в методике

11.1 Технологические ограничения

• Запрещена газовая резка на подготовленных кромках

• Запрещена воздушно-дуговая резка угольным электродом со стороны нержавеющей стали

• Минимум 3 прохода при толщине стенки > 12 мм

11.2 Ограничения в обслуживании

• Не соответствует требованиям для транспортировки опасных веществ без дополнительных испытаний

• Ограничение температуры : от -29°C до 425°C

• ограничение pH : Не подходит для обслуживания при температуре выше 50°C

12.0 Руководство по устранению неполадок

12.1 Распространенные проблемы и решения

13.0 Записи и документация

13.1 Требуемая документация

• Wps : Данный стандарт

• PQR : Подтверждающий протокол квалификации процедуры

• WPQ : Квалификация сварщика

• Протоколы НК : Все результаты испытаний

• Диаграммы термообработки : Постоянная запись для термообработки

13.2 Срок хранения

• Не менее 5 лет для всех записей

• Срок службы объекта для критически важных приложений