Vamzdžių-į-vamzdžių lakštų suvirinimas šilumokaičiuose: kvalifikacija ir dažni defektai

Šiame vadove paaiškinama, kaip ASME IX skyrius atitinka vamzdžių -į-vamzdžių lakštų suvirinimą, o pagal konstrukcijos kodeksus ši kvalifikacija yra privaloma, ir konkrečius defektų režimus, kuriuos tikrintojai ir gamintojai turi kontroliuoti, kad išvengtų brangaus perdirbimo.

Kodėl vamzdžių{0}}į-vamzdžių lakštų suvirinimui reikalinga atskira kvalifikacija nei griovelių suvirinimui?

Vamzdžių{0}}su -vamzdžių lakštų jungtims reikalinga speciali kvalifikacija, nes jų geometrija, prieiga ir gedimo būdas iš esmės skiriasi nuo standartinio suvirinimo su grioveliais, o suvirintojas arba procedūra, atitinkanti plokščių griovelių kuponą, nėra automatiškai įrodoma, kad šios konfigūracijos jungtis būtų patikima, nesandari{2}}.

Griovelio suvirinimo bandymo kuponas suvirinamas atviromis, netrukdomomis sąlygomis su visa prieiga prie abiejų jungties pusių. Vamzdžio-su-vamzdžio lakšto jungtis suvirinama sandariai uždaroje žiedinėje erdvėje tarp vamzdžio sienelės ir išgręžtos vamzdžio lakšto skylės, dažnai su gretimomis vamzdžio skylėmis tik milimetrų atstumu ir pasiekiama tik iš vienos pusės. Pati vamzdžio sienelė yra plona, ​​- dažnai mažesnė nei 3 mm -, todėl ji labai jautri perdegimui-, o vamzdžio lakštas yra storas blokas, kuris veikia kaip didelis šilumos šalintuvas ir sukuria netolygų šilumos pasiskirstymą visoje jungtyje.

Dėl šių sąlygų susidaro defektų režimai - perdegimas-, trūksta susiliejimo jungties šaknyje ir nepakankamas minimalus nuotėkio kelias -, kuris tiesiog nevyksta suvirinant atvirais grioveliais, todėl ASME IX skyriuje vamzdžių-į-vamzdžių lakštų suvirinimas traktuojamas kaip atskiros kvalifikacinės kategorijos taisyklės, o ne suvirinimas.

Kokie yra du kvalifikacijos keliai pagal ASME IX skyrių?

ASME IX skyriuje siūlomi du skirtingi vamzdžių suvirinimo{0}}į-vamzdžių lakštų suvirinimo procedūrų ir suvirintojų kvalifikacijos būdai: demonstracinis maketas pagal QW-193 arba įprastinis griovelio arba suvirinimo bandymas pagal QW-202, pagal taikomą statybos kodeksą nustatant, kuris maršrutas yra privalomas.

Kvalifikacinio maršruto palyginimas

Pagal ASME IX skyrių QW-202.6 ir VIII skyriaus 1 skyrių UW-28(b)/UW-29 (2021 m. leidimas); 2 skyriaus para. 6.3.4. Esminiai procedūros kvalifikavimo kintamieji pateikti QW-288; suvirintojo ir suvirintojo operatoriaus darbo kvalifikaciniai esminiai kintamieji pateikti QW-387 ir QW-388. Prieš pasirinkdami kvalifikacijos maršrutą, visada patvirtinkite dabartinio leidimo reikalavimus ir bet kokius su klientu susijusius nepaisymus.

Abi pagrindinės-kintamosios lentelės taikomos kartu su pagrindinio suvirinimo-proceso lentelėmis. Pavyzdžiui, GTAW vamzdžio-į-vamzdžių lakštų procedūra turi atitikti standartinius GTAW kintamuosius QW-256 lentelėje ir vamzdžių-į-vamzdžių lakštams būdingus kintamuosius QW-288.1 lentelėje, apimančius tokius elementus kaip vamzdžio išorinis skersmuo, vamzdžių sujungimo storis ir vamzdžių sujungimo sąlygos.

Kiek reikia suvirinimo siūlių ir ką jie turi išlaikyti?

Kai naudojamas QW-193 maketo maršrutas, turi būti pagamintos mažiausiai penkios suvirinimo siūlės ir kiekviena iš jų turi išlaikyti vizualinį patikrinimą, skysčių įsiskverbimo testą ir makro-pjūvio patikrinimą -. Vieno nesėkmingo suvirinimo siūlė padaro negaliojančią visą maketą ir reikia visiškai suvirinti, o ne taisyti vietoje.

Vizuali apžiūra (QW-193.1.1): atliekama be padidinimo, tikrinant, ar nėra visiško susiliejimo, perdegimo, poringumo ir įtrūkimų.

Skysčio prasiskverbimo tyrimas (QW-193.1.2): pagal ASME V skyriaus 6 straipsnį atlieka kvalifikuotas personalas, kad aptiktų paviršių lūžtančius nelygumus, nematomus plika akimi.

Makro-pjūvio tyrimas (QW-193.1.3): maketas perpjaunamas per jo skersmenį, kad būtų atskleisti keturi paviršiai, tada tiriamas 10–20 kartų padidinus, kad būtų patikrintas visiškas susiliejimas, įtrūkimų nebuvimas ir - kritiškai – ar minimalus nuotėkio kelias atitinka projektavimo reikalavimus.

Pats maketo mazgas iš esmės turi dubliuoti vamzdžio angos konfigūraciją ir jungties konstrukciją, kuri bus naudojama gamyboje, atsižvelgiant į QW-288 esminius kintamuosius – tai reiškia, kad vamzdžio skersmuo, vamzdžio lakšto storis ir jungties geometrija turi atitikti faktinį statomą šilumokaitį, o ne bet kokį patogų bandinį.

VIII skyriaus 1 skyrius ir 2 skyrius: kada QW-193 privalomas?

ASME VIII skyriaus 2 skyriuje nustatyta, kad QW-193 maketas privalomas vamzdžių-suvirinimo tarp vamzdžių suvirinimo procedūrai, o pagal VIII skyriaus 1 skyrių tai paliekama gamintojo pasirinkimu, o šis skirtumas yra vienas iš svarbiausių ir dažniausiai klaidingai suprantamų punktų planuojant šilumokaičio gamybą.

Pagal ASME 1 skyriaus UW-28/UW-29 (2021 m. leidimas), VIII skyriaus 2 skyriaus para. 6.3.4 ir I skyrių PFT-12. Kliento techninės specifikacijos dažnai primeta QW-193, net jei bazinis kodas to nereikalauja – visada prieš sudarydami kvalifikacijos planą patikrinkite pirkimo užsakymą ir projekto suvirinimo specifikacijas.

Kokie yra dažniausiai pasitaikantys vamzdžių{0}}su{1}}vamzdžių lakštų suvirinimo defektai?

Defektai, kurie dažniausiai pažeidžia vamzdžių -su -vamzdelio lakštų jungtis, yra vamzdžio-su-vamzdžio lakšto sąsajos susiliejimo trūkumas, vamzdžio-sienos perdegimas-, nepakankamas minimalus nuotėkio kelias, poringumas ir karščio paveiktos vamzdžio įtrūkimai - ir 8 jungtis suvirinama atskirai rankomis arba orbitine galvute, defektų dažnis didėja dėl nuovargio, nenuoseklaus jungties prigludimo-ir netinkamo paviršiaus paruošimo per didelį vamzdžių skaičių.

Gedimų režimai ir aptikimo metodai, atitinkantys ASME IX skyriaus QW{1}}193.1 reikalavimus ir pramonės patirtį, susijusią su apvalkalo- ir vamzdžių šilumokaičių gamyba ir taisymu.

Sieros atgavimo, rafinavimo ir proceso aušinimo srityse įgyta patirtis rodo, kad pasikartojantys vamzdžių -į-vamzdelio lakštų nuotėkiai dažnai atsiranda dėl prasiskverbimo ir susiliejimo stokos, atsiradusios pradinės gamybos metu - defektų, kuriuos sunku aptikti naudojant vien gamybinį NDE ir kurie dažniausiai atsiskleidžia tik po pakartotinio terminio ciklo, sukeliančių įtrūkimus iki nepanaudotų šaknų.

Kaip patikrinamas minimalus nuotėkio kelias (MLP) ir kodėl tai svarbu?

Minimalus nuotėkio kelias yra trumpiausias atstumas bet kuria kryptimi nuo vamzdžio šaknies -iki-vamzdžio lakšto siūlės iki artimiausio laisvo paviršiaus, ir tai yra svarbu, nes būtent matmuo lemia, ar stiprios suvirintos jungtys iš tikrųjų gali išlaikyti slėgį ir užkirsti kelią kryžminiam -užteršimui -, o vizualiai patikrinti per mažo dydžio jungties projektą. pagrindu.

MLP patikrinama išskaidžius kvalifikacinį maketą per jo skersmenį, atidengiant suvirinimo skerspjūvį- ir išmatuojant lydyto trajektoriją 10–20 kartų padidinus, palyginti su apskaičiuotu minimumu pagal projektinį pagrindą.

Didžiausia įskaityta MLP vertė ribojama ties vamzdžio sienelės storiu, neatsižvelgiant į tai, kiek papildomo suvirinimo metalo nusėda už šio matmens.

Išilginiai vamzdžio išorinio paviršiaus arba vamzdžio lakšto skylės įbrėžimai vertinami kaip padidinta rizika modelio vertinimo metu, nes įbrėžimas, einantis lygiagrečiai sujungimui, gali sukurti nuotėkio kelią, kuris visiškai aplenkia suvirinimo jungimo zoną.

Kadangi MLP galima patvirtinti tik destruktyviai - išpjaunant reprezentacinį maketą -, tai patikrinama atliekant procedūrą, o ne kiekvieną gamybos jungtį. Būtent todėl disciplinuota, pakartojama proceso kontrolė gamybinio suvirinimo metu yra tokia svarbi: kai WPS yra kvalifikuotas pagal įrodytą MLP, gamybinės suvirinimo siūlės turi būti atliekamos toje pačioje esminėje -kintamojo voko ribose, kad išliktų galioti.

Kokie tikrinimo metodai sulaiko vamzdžio{0}}su-vamzdelio lakšto defektus prieš paleidžiant?

Sluoksniuota apžiūros seka - vizualinis patikrinimas, skysčių įsiskverbimo bandymas ir helio nuotėkio bandymas - užfiksuoja daugumą vamzdžių-į-vamzdžių lakštų defektų prieš uždarant šilumokaičio pluoštą ir pradedant jį naudoti, o helio nuotėkio bandymas užtikrina didžiausią jautrumą per-įprastą bet kokio tipo jungties sienelę.

Vizualiai apžiūrima kiekviena gamybinė suvirinimo siūlė, kaip pirmasis{0}}praėjimo ekranas, siekiant nustatyti perdegimą-, nebaigtą susiliejimą ir paviršiaus poringumą.

Skysčio prasiskverbimo bandymas, atliktas pagal ASME V skirsnio 6 straipsnį, aptinka paviršiaus lūžtančius įtrūkimus ir akytumą, nematomą plika akimi, ir paprastai taikomas tiek šaknies, tiek galutiniam praėjimui.

Atliekant helio nuotėkio bandymą, šilumokaityje slėgis 5–10 psi helio slėgis ir naudojamas masės spektrometras, kad aptiktų daug mažesnį nuotėkio greitį, nei gali nustatyti hidrostatinis bandymas, nes helio atomas yra pakankamai mažas, kad galėtų praeiti pro pertrūkius, kurie nepraleistų vandens. Šis bandymas paprastai atliekamas po viso vamzdžio -galo suvirinimo, bet prieš vamzdžio išsiplėtimą, kad būtų vertinamas tik suvirinimas -, o ne mechaninis plėtimasis -.

Nė vienas metodas neužfiksuoja kiekvieno defekto režimo: vizualinis ir skysčių įsiskverbimo testas yra veiksmingi paviršiaus{0}}susijungimo netolygumui nustatyti, tačiau požeminio susiliejimo trūkumą arba per mažo dydžio MLP galima patvirtinti tik atliekant destruktyvią makro{1}}pjūvį kvalifikacijos metu. Štai kodėl kvalifikacijos tikrinimas ir gamybos NDE yra papildomi, o ne pertekliniai - kvalifikacija įrodo, kad procedūra gali sukurti tvirtą jungtį, o gamybos NDE patvirtina, kad pajėgumai buvo nuosekliai vykdomi per visą vamzdžių skaičių.

Kodėl vamzdžių{0}}su{1}}vamzdžių lakštų jungčių kvalifikacija yra svarbesnė nei įprastų vamzdynų suvirinimo siūlėms?

Vamzdžių -į-vamzdžių lakštų kvalifikavimo griežtumas yra svarbesnis nei įprastų vamzdynų suvirinimo siūlių atveju, nes dėl vieno sisteminio defekto, aptikto po pagaminimo, gali prireikti iš naujo-sudaryti vamzdžius, o kiekviename šilumokaityje gali būti šimtai ar tūkstančiai atskirų jungčių, suvirintų taikant tą pačią procedūrą -, o tai reiškia, kad esant {blogam suvirintojui} ji gamina daug.

Vamzdyno suvirinimo siūlės defektas paprastai yra izoliuotas remontas. Priešingai, vamzdžio-su -vamzdžio lakšto defektų režimas, nulemtas ydingos procedūros arba nekvalifikuotos technikos, yra sisteminis: jei jungties dizainas, šilumos įvedimas arba paviršiaus paruošimo etapas, dėl kurio įvyko vienas gedimas, buvo nuosekliai taikomas ryšulyje, kiekviena tokiomis sąlygomis suvirinta jungtis yra įtariama.

Investavimas į tinkamai kvalifikuotą WPS, tinkamai apmokytus ir išbandytus suvirintojus ir disciplinuotą gamybos tikrinimo seką yra mažesnės-sąnaudos, palyginti su tuo, kad - po paleidimo ar dar blogiau, po kelerių metų terminio ciklo eksploatacijos -, reikia pakeisti didelę vamzdžių pluošto dalį.

Dažnai užduodami klausimai

Q: Ar ASME Section VIII Division 1 reikalauja QW-193 maketo kvalifikacijos vamzdžių-suvirinimo siūlėms?

A: Nr. 1 skyrius QW-193 palieka gamintojo pasirinkimu; griovelių suvirinimo bandymas pagal QW-202.2 ir QW-202.4 yra priimtina alternatyva, nebent kliento techninėse specifikacijose reikalaujama modelio maršruto.

Q: Kiek vamzdžių reikia suvirinti ir išbandyti, kad būtų galima pritaikyti vamzdžio-į-vamzdelio lakšto procedūrą pagal maketą?

A: Turi būti pagamintos mažiausiai penkios suvirinimo suvirinimo siūlės ir visos penkios turi išlaikyti vizualinę, skysčių prasiskverbimo ir makro{0}}pjūvio analizę per QW-193.2. Bet koks gedimas padaro visą maketą negaliojantį, todėl reikia visiškai suvirinti.

Q: Kas yra minimalus nuotėkio kelias ir kodėl jis ribojamas ties vamzdžio sienelės storiu?

A: Minimalus nuotėkio kelias yra trumpiausias lydyto atstumas nuo suvirinimo šaknies iki artimiausio laisvo paviršiaus. Jis uždengiamas ties vamzdžio sienelės storiu, nes tai yra fizinė jungties sandarumo -sandaraus skerspjūvio- riba, neatsižvelgiant į tai, kiek papildomo suvirinimo metalo nusėda.

Q: Ar gali suvirintojas, turintis griovelio suvirinimo kuponą, suvirinti vamzdį -su-vamzdžių lakštų jungtimis pagal WPS, kvalifikuotą pagal QW-193 maketą?

A: Taip, kai taikomas statybos kodeksas nereikalauja QW-193 eksploatacinių savybių kvalifikavimui. Procedūros kvalifikacija ir atlikimo kvalifikacija yra laikomi vienas kitą nesuderinančiais reikalavimais pagal ASME IX skyrių.

Q: Kodėl vamzdžių{0}}į-vamzdžių lakštų suvirinimo siūlėms pirmenybė teikiama helio nuotėkio bandymui, o ne hidrostatiniam bandymui?

A: Dėl mažo helio atomo dydžio jis gali praeiti per nutrūkimus, kurių hidrostatinis (vandens) bandymas neaptiktų, todėl helio nuotėkio bandymas yra žymiai didesnis jautrumas, norint nustatyti kraštines arba iš dalies susilydžiusias vamzdžio -su -vamzdelio lakštų jungtis prieš pradedant.