Особенности сварки стыков труб

Сварка стыков труб из сталей различных структурных классов сопряжена с целым рядом трудностей, и поэтому, как правило, ее выполняют в заводских условиях, что, однако, не исключает необходимости выполнения таких работ на монтаже АЭС.

Сложность сварки аустенитных сталей с перлитными обусловлена тем, что они существенно отличаются физико-химическими свойствами и структурой. При этом в зоне сплавления могут образоваться участки (прослойки) с сильно измененной структурой и вследствие структурной неоднородности пониженной прочностью или пластичностью. Наличие прослоек при дополнительных термических напряжениях, возникающих во время эксплуатации, в том числе за счет различных коэффициентов теплового расширения, может привести к аварийному разрушению разнородного сварного соединения по зоне структурной неоднородности.

Чтобы предотвратить образование хрупких прослоек, рекомендуется сваривать разнородные стали сварочными материалами, способствующими получению металла шва с высоким содержанием никеля, например Х16Н25АМ6, который, как показывает практика, обеспечивает стабильную зону сплавления. Кроме того, высоконикелевый металл шва по коэффициенту теплового расширения занимает промежуточное положение между аустенитными и перлитными сталями.

Сварку разнородных сталей следует выполнять с минимальными проплавлением и тепловложением. Целесообразно применение аргонодуговой сварки, а сварку покрытыми электродами следует выполнять на возможно малых токах при повышенных скоростях.

В зависимости от толщины стенки труб возможны два варианта технологии сварки разнородных сталей: с предварительной наплавкой

(облицовкой) аустенитного шва на свариваемые кромки труб из перлитной стали (для труб с толщиной стенки свыше 10 мм) и без облицовки (при меньшей толщине труб).

Предварительная наплавка выполняется в один слой при сварочных работах не-подкаливающихся перлитных сталей и в два слоя при сварке подкаливающихся сталей. Однослойная наплавка выполняется электродами ЭА-395/9 или сварочной проволокой Св-10Х16Н25АМ6 при аргонодуговой сварке. Эти же материалы применяются при облицовке первого слоя двухслойной наплавки. Второй слой при двухслойной наплавке выполняют электродами ЭА400/10У либо сварочной проволокой Св-04Х19Н11МЗ. При наплавке кромок труб из перлитных сталей применяются электроды диаметром не более 3 мм.

После проведения наплавки кромки подвергают механической обработке и контролю радиографическим методом и цветной дефектоскопией.

Сварку стыков труб из разнородных сталей с необлицованной кромкой при толщине стенки до 10 мм выполняют аргонодуговым либо комбинированным способом с применением присадочной проволоки Св-10Х16Н25АМ6 и электродов ЭА-395/9. Стыки труб с облицованной кромкой при толщине стенки до 10 мм выполняют аргонодуговой либо комбинированной сваркой с применением присадочной проволоки Св-10Х16Н25АМ6 и электродов ЭА-395/9. Стыки труб с облицованной кромкой выполняют комбинированным либо электродуговым способом с применением присадочной проволоки Св-04Х19Н11МЗ и электродов ЭА400/10У.

На рисунке, а показана схема комбинированной сварки стыка из разнородных сталей с однослойной наплавкой кромки трубы из перлитной стали.

В условиях монтажа целесообразно производить сварку стыков из разнородных сталей с помощью переходников, изготавливаемых в цехе предмонтажных работ. Переходник сваривают из двух отрезков труб длиной каждый не менее 200 мм. Каждый отрезок должен соответствовать марке стали соединяемых элементов. При сварке переходника в трубопровод выполняют сварные соединения из однородных сталей. Такой прием обеспечивает получение высококачественного сварного соединения.