Глава 6. Контроль сварных соединений

 

121. Организация-изготовитель (компоновщик), монтажная или ремонтная организация применяют такие виды и объемы контроля своей продукции, которые гарантируют выявление недопустимых дефектов, ее высокое качество и надежность в эксплуатации.

Контроль качества сварки и сварных соединений включает:

1) проверку аттестации персонала;

2) проверку сборочно-сварочного, термического и контрольного оборудования, аппаратуры, приборов и инструментов;

3) контроль качества основных материалов;

4) контроль качества сварочных материалов и материалов для дефектоскопии;

5) операционный контроль технологии сварки;

6) неразрушающий контроль качества сварных соединений;

7) разрушающий контроль качества сварных соединений;

8) контроль исправления дефектов.

Виды контроля определяются конструкторской организацией.

122. Для установления методов и объемов контроля сварных соединений определяется группа сосуда в зависимости от расчетного давления, температуры стенки и характера среды по таблице 5.

 

 

Таблица 5

 

Группа сосудов	Расчетное давление, МПа (кгс/см^2)	Температура стенки, °С	Рабочая среда
	Свыше 0,07 (0,7)	независимо	Взрывоопасная или пожароопасная, или 1-го, 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007
	До 2,5 (25)	ниже - 70, выше 400	Любая, за исключением указанной для 1-й группы сосудов
Свыше 2,5 (25) до 4(40)	ниже - 70, выше 200
Свыше 4 (40) до 5(50)	ниже - 40, выше 200
Свыше 5 (50)	независимо
	До 1,6 (16)	от - 70 до 20 от 200 до 400
Свыше 1,6 (16) до 2,5(25)	от - 70 до 400
Свыше 2,5 (25) до 4(40)	от - 70 до 200
Свыше 4 (40) до 5(50)	от - 40 до 200
	До 1,6 (16)	От - 20 до 200

 

В тех случаях, когда в таблице 5 отсутствуют указанные сочетания параметров по давлению и температуре, для определения группы руководствуются максимальным параметром.

Температура стенки определяется на основании теплотехнического расчета или результатов измерений, а при отсутствии этих данных принимается равной температуре среды, соприкасающейся со стенкой сосуда.

123. Объем контроля-не менее предусмотренного настоящими Требованиями.

124. В процессе изготовления сосудов проверяются:

1) соответствие металла свариваемых деталей и сварочных материалов требованиям НД;

2) соответствие качества подготовки кромок и сборки под сварку требованиям действующих стандартов и чертежей;

3) соблюдение технологического процесса сварки и термической обработки, разработанного в соответствии с требованиями НД.

125. Основными видами неразрушающего контроля металла и сварных соединений являются:

1) визуальный и измерительный;

2) радиографический;

3) ультразвуковой;

4) радиоскопический (допускается применять по инструкции, согласованной с уполномоченным органом);

5) стилоскопирование;

6) измерение твердости;

7) гидравлические испытания;

8) пневматические испытания.

Кроме этого применяются другие методы (акустическая эмиссия, магнитография, цветная дефектоскопия, определение содержания в металле шва ферритной фазы) в соответствии с НД организации-изготовителя в объеме, предусмотренном НД.

126. При разрушающем контроле проводятся испытания механических свойств, металлографические исследования и испытания на стойкость против межкристаллитной коррозии.

127. Приемочный контроль изделия, сборочных единиц и сварных соединений выполняется после окончания всех технологических операций, связанных с термической обработкой, деформированием и наклепом металла.

Последовательность контроля отдельными методами соответствует требованиям НД. Визуальный и измерительный контроль, стилоскопирование предшествуют контролю другими методами.

128. Контроль качества сварных соединений производится по НД, согласованной в установленном порядке.

129. В процессе производства работ персоналом организации-производителя работ осуществляется операционный контроль технологических процессов подготовки и сборки деталей под сварку, сварки и термической обработки сварных соединений, исправления дефектов сварных соединений.

При операционном контроле проверяется соблюдение исполнителями настоящих Требований, НД и чертежей. Объемы операционного контроля при подготовке, сборке, сварке и термической обработке и исправлении дефектов указывают в НД.

130. Результаты по каждому виду контроля (в том числе и операционного) фиксируются в отчетной документации (журналах, формулярах, протоколах, маршрутных паспортах и так далее).

131. Средства контроля проходят метрологическую проверку.

132. Каждая партия материалов для дефектоскопии (пенетранты, порошок, суспензии, радиографическая пленка, химические реактивы и так далее) до начала их использования подвергается входному контролю.

133. Объем разрушающего и неразрушающего контроля, предусмотренный настоящими Требованиями, уменьшается по согласованию с территориальным подразделением уполномоченного органа в случае массового изготовления, в том числе при неизменном технологическом процессе, специализации сварщиков на отдельных видах работ и высоком их качестве, подтвержденном результатами контроля за период не менее 6 месяцев. Копия разрешения вкладывается в паспорт сосуда.

134. Методы и объемы контроля сварных соединений приварных деталей, не работающих под внутренним давлением, устанавливаются НД на изделие и сварку.

135. Изделие признается годным, если при контроле в нем не обнаружены внутренние и наружные дефекты, выходящие за пределы допустимых норм.

136. Сведения о контроле сварных соединений основных элементов сосудов, работающих под давлением, заносят в паспорт сосуда.

137. Визуальным и измерительным методами контролируются все сварные соединения сосудов и их элементов в целях выявления в них следующих дефектов:

1) трещин всех видов и направлений;

2) свищей и пористости наружной поверхности шва;

3) подрезов;

4) наплывов, прожогов, незаплавленных кратеров;

5) смещения и совместного увода кромок свариваемых элементов свыше норм;

6) непрямолинейность соединяемых элементов;

7) несоответствие формы и размеров швов требованиям технической документации.

138. Перед визуальным осмотром поверхность сварного шва и прилегающие к нему участки основного металла шириной не менее 20 мм в обе стороны от шва зачищаются от шлака и других загрязнений, при электрошлаковой сварке это расстояние не менее 100 мм.

139. Осмотр и измерения сварных соединений производятся с наружной и внутренней сторон по всей протяженности швов. В случае невозможности осмотра и измерения сварного соединения с двух сторон его контроль производят в порядке, предусмотренном автором проекта.

140. Ультразвуковая дефектоскопия и радиографический контроль производятся в целях выявления в сварных соединениях внутренних дефектов (трещин, непроваров, пор, шлаковых включений и другое).

141. Контроль сварных соединений сосудов физическими методами осуществляют специалисты, прошедшие специальную теоретическую подготовку, практическое обучение и аттестацию.

142. Ультразвуковая дефектоскопия и радиографический контроль сварных соединений производятся в соответствии с требованиями НД.

143. Метод контроля (ультразвуковая дефектоскопия, радиографический контроль, оба метода в сочетании) выбирается исходя из возможности обеспечения более полного и точного выявления недопустимых дефектов с учетом особенностей физических свойств металла, освоенности данного метода контроля для конкретного вида сварных соединений.

144. Объем контроля ультразвуковой дефектоскопией или радиографическим методом стыковых, угловых, тавровых и других сварных соединений сосудов и их элементов (днищ, обечаек, штуцеров, люков, фланцев и другие), включая соединения люков и штуцеров с корпусом сосуда, соответствует указанным в таблице 6 показателям.

 

Таблица 6

 

Группа сосудов	Длина контролируемого участка швов от длины каждого шва, %
	Не менее 50
	Не менее 25

 

Указанный объем контроля относится к каждому сварному соединению. Места сопряжений (пересечений) сварных соединений обязательно контролируются ультразвуковой дефектоскопией или радиографическим методом.

Ультразвуковая дефектоскопия или радиографический контроль швов приварки внутренних и наружных устройств к корпусу сосуда производятся при наличии требования в технической документации.

145. Сварные соединения сосудов, снабженных быстросъемными крышками, контролируются ультразвуковой дефектоскопией или радиографическим методом в объеме 100 %.

146. Для сосудов 3-й и 4-й групп места радиографического или ультразвукового контроля устанавливаются отделом технического контроля организации-изготовителя после окончания сварочных работ по результатам внешнего осмотра.

147. Перед контролем соответствующего участка сварные соединения маркируются таким образом, чтобы они легко обнаруживались на картах контроля и радиографических снимках.

148. При выявлении недопустимых дефектов в сварных соединениях, подвергаемых ультразвуковой дефектоскопии или контролю радиографическим методом в объеме менее 100 %, обязательно контролируются тем же методом однотипные швы этого изделия, выполненные данным сварщиком, по всей длине соединения.

149. При невозможности осуществления ультразвуковой дефектоскопии или радиографического контроля из-за недоступности отдельных сварных соединений или при неэффективности этих методов контроля (в частности, швов приварки штуцеров и труб внутренним диаметром менее 100 мм) контроль качества этих сварных соединений производится другими методами в соответствии с инструкцией, согласованной в установленном порядке. Указания об использованном методе контроля заносятся в паспорт сосуда.

150. Ультразвуковая дефектоскопия и радиографический контроль стыковых сварных соединений по согласованию с территориальным органом уполномоченного органа заменяются другим эффективным методом неразрушающего контроля.

151. Капиллярный и магнитопорошковый контроль сварных соединений и изделий являются дополнительными методами контроля, устанавливаемыми чертежами и НД в целях определения поверхностных или подповерхностных дефектов.

152. Капиллярный контроль производят в соответствии с методиками контроля, согласованными в установленном порядке.

153. Класс и уровень чувствительности капиллярного и магнитопорошкового контроля устанавливаются чертежами и НД.

154. Контроль стилоскопированием проводится в целях подтверждения соответствия легирования металла, деталей и сварных швов требованиям чертежей и НД.

155. Стилоскопированию подвергаются:

1) все свариваемые детали (части конструкций), которые по чертежу изготавливаются из легированной стали;

2) металл шва всех сварных соединений труб, которые согласно НД выполняются легированным присадочным материалом;

3) сварочные материалы, согласно пункту 90 настоящих Требований.

156. Стилоскопирование проводится в соответствии с требованиями методических указаний или инструкций, согласованных в установленном порядке.

157. Измеряется твердость металла шва сварного соединения в целях проверки качества выполнения термической обработки сварных соединений.

158. Измеряется твердость металла шва сварных соединений, выполненных из легированных теплоустойчивых сталей перлитного и мартенситно-ферритного классов методом и в объеме, установленными НД.

159. Контроль механических свойств, испытание на стойкость против межкристаллитной коррозии и металлографические исследования сварных соединений производятся на образцах, изготовленных из контрольных сварных соединений.

Контрольные сварные соединения воспроизводят одно из стыковых сварных соединений сосуда, определяющих его прочность (продольные швы обечаек, хордовые и меридиональные швы выпуклых днищ), кольцевые швы сосудов, не имеющие продольных швов.

Контрольные сварные соединения выполняются идентично контролируемым производственным сварным соединениям (по маркам стали, толщине листа или размерам труб, форме разделки кромок, методу сварки, сварочным материалам, положению шва, режимам и температуре подогрева, термообработке) и выполняются тем же сварщиком и на том же сварочном оборудовании одновременно с контролируемым производственным соединением. Контрольные сварные соединения для кольцевых швов многослойных сосудов устанавливаются НД на изготовление этих сосудов.

Если проведена производственная аттестация технологии сварки, то по согласованию со специализированными организациями не выполняются механические испытания контрольных сварных соединений.

160. При сварке контрольных соединений (пластин), предназначенных для проверки механических свойств, проведение испытания на стойкость против межкристаллитной коррозии и металлографического исследования пластины прихватывают к свариваемым элементам так, чтобы шов контрольных пластин являлся продолжением шва свариваемого изделия.

Сварка контрольных пластин для проверки соединений элементов сосудов, к которым прихватка пластин невозможна, производится отдельно от них, но с обязательным соблюдением всех условий сварки контролируемых стыковых соединений.

161. При автоматической (механизированной) сварке сосудов на каждый сосуд сваривается одно контрольное соединение. Если в течение рабочей смены по одному технологическому процессу сваривается несколько однотипных сосудов, допускается на всю партию сосудов, сваренных в данной смене, выполнить одно контрольное соединение. При ручной сварке сосудов несколькими сварщиками каждый из них сваривает по одному контрольному соединению на каждый сосуд.

162. При серийном изготовлении сосудов в случае 100 % контроля стыковых сварных соединений ультразвуковой дефектоскопией или радиационным методом на каждый вид сварки варится по одному контрольному соединению на всю партию сосудов. При этом в одну партию объединяются сосуды, аналогичные по назначению и типу, изготовляемые из одного вида металлопродукции (листа, трубы, поковки и тому подобное), одной марки металла, имеющие одинаковую форму разделки кромок, выполненные по единому технологическому процессу и подлежащие термообработке по одному режиму, если цикл изготовления всех изделий по сборочно-сварочным работам, термообработке и контрольным операциям не более трех месяцев.

163. При контроле качества сварных соединений в трубчатых элементах со стыковыми швами одновременно со сваркой последних изготовляются в тех же производственных условиях контрольные стыки для проведения испытаний механических свойств соединений. Число контрольных стыков составляет 1 % общего числа сваренных каждым сварщиком однотипных стыков, но не менее одного стыка на каждого сварщика.

164. Сварка контрольных соединений во всех случаях осуществляется сварщиками, выполнявшими контролируемые сварные соединения на сосудах.

165. Размеры контрольных соединений изготавливаются достаточными для вырезки из них необходимого числа образцов всех предусмотренных видов механических испытаний, испытания на стойкость против межкристаллитной коррозии, металлографического исследования, для повторных испытаний.

166. Контрольные сварные соединения подвергаются ультразвуковой дефектоскопии или радиационному контролю по всей длине.

Если в контрольном соединении обнаруживаются недопустимые дефекты, все производственные сварные соединения, представленные данным соединением и не подвергнутые ранее дефектоскопии, проверяются неразрушающим методом контроля по всей длине.

167. Механическим испытаниям подвергаются контрольные стыковые сварные соединения в целях проверки соответствия их механических свойств настоящим Требованиям и НД на изготовление сосуда.

Обязательные виды механических испытаний:

1) на статическое растяжение-для сосудов всех групп;

2) на статический изгиб или сплющивание-для сосудов всех групп;

3) на ударный изгиб-для сосудов, предназначенных для работы при давлении более 5 МПа (50 кгс/см²) или температуре выше 450°С, и сосудов, изготовленных из сталей, склонных к подкалке при сварке;

4) на ударный изгиб-для сосудов 1, 2, 3 групп, предназначенных для работы при температуре ниже минус 20°С.

Испытания на ударный изгиб сварных соединений производятся для сосудов и их элементов с толщиной стенки 12 мм и более, в соответствии с подпунктом 3 пункта 167 настоящих Требований при температуре 20°С, а по подпункту 4 пункта 167-при рабочей температуре.

Если проведена производственная аттестация технологии сварки в соответствии с настоящими Требованиями, то по согласованию со специализированными организациями не выполняются механические испытания контрольных сварных соединений.

168. Из каждого контрольного стыкового сварного соединения вырезаются:

1) два образца для испытания на статическое растяжение;

2) два образца для испытаний на статический изгиб или сплющивание;

3) три образца для испытания на ударный изгиб.

169. Испытания на статический изгиб контрольных стыков трубчатых элементов сосудов с условным проходом труб менее 100 мм и толщине стенки менее 12 мм заменяются испытанием на сплющивание.

170. Механические испытания сварных соединений выполняются в соответствии с требованиями государственных стандартов.

171. Временное сопротивление разрыву металла сварных швов при температуре 20°С соответствует значениям, установленным в НД на основной металл. Допускается снижение временного сопротивления разрыву, если это предусмотрено НД, согласованной в установленном порядке.

172. При испытании стальных соединений на статический изгиб полученные показатели являются не ниже показателей, приведенных в таблице 7.

 

Таблица 7

 

Тип, класс стали (в соответствии с приложением 2)	Минимально допустимый угол изгиба, град
электродуговая, контактная и электрошлаковая сварка	газовая сварка
при толщине свариваемых элементов, мм
не более 20	более 20	до 4
Углеродистый
Низколегированный марганцовистый, марганцово-кремнистый
Низколегированный хромомолибденовый, хромомолибденованадиевый
Мартенситный			–
Ферритный			–
Аустенитно-ферритный			–
Аустенитный			–
Сплавы на железоникелевой и никелевой основе			–

 

173. Испытание сварных соединений на ударный изгиб производится на образцах с надрезом по оси шва со стороны его раскрытия, если место надреза специально не оговорено НД на изготовление или инструкцией по сварке и контролю сварных соединений.

Значение ударной вязкости стальных сварных соединений находится не ниже значений, указанных в таблице 8.

 

Таблица 8

 

Температура испытания, °С	Минимальное значение ударной вязкости, Дж/см^2(кгс·м/см^2)
для всех сталей, кроме ферритного, аустенитно-ферритного и аустенитного классов	для сталей ферритного и аустенитно-ферритного классов	для сталей аустенитного класса
KCU	KCV	KCU	KCV	KCU	KCV
	50(5)	35(3,5)	40(4)	30(3)	70(7)	50(5)
Ниже -20	30(3)	20(2)	30(3)	20(2)	30(3)	20(2)

 

Испытание на ударную вязкость проводится на образцах типа KCU или KCV по требованию стандарта или НД на изготовление изделия.

174. При испытании сварных соединений труб на сплющивание показатели испытаний находятся не ниже соответствующих минимально допустимых показателей, установленных стандартами или НД для труб того же сортамента и из того же материала.

При испытании на сплющивание образцов из труб с продольным сварным швом последний находится в плоскости, перпендикулярной направлению сближения стенок.

175. Показатели механических свойств, сварных соединений определяются как среднеарифметическое значение результатов испытания отдельных образцов. Общий результат испытаний считается неудовлетворительным, если хотя бы один из образцов при испытании на растяжение, статический изгиб или сплющивание показал результат, отличающийся от установленных норм в сторону снижения более чем на 10 %. При испытании на ударный изгиб результаты считаются неудовлетворительными, если хотя бы один образец показал результат, ниже указанного в таблице 8. При температуре испытания ниже минус 40°С допускается на одном образце снижение ударной вязкости KCU до 25 Дж/см² (2,5 кгс·м/см²) или KCV до 20 Дж/см² (2 кгс·м/см²).

176. При получении неудовлетворительных результатов по одному из видов механических испытаний этот вид испытаний повторяется на удвоенном количестве образцов, вырезаемых из того же контрольного стыка. В случае невозможности вырезки образцов из указанных стыков повторные механические испытания проводятся на выполненных тем же сварщиком производственных стыках, вырезанных из контролируемого изделия.

Если при повторном испытании хотя бы на одном из образцов получены показатели, не удовлетворяющие установленным нормам, сварное соединение бракуется.

177. Объем механических испытаний и металлографических исследований сварных соединений уменьшается в случае серийного изготовления однотипных изделий при неизменном технологическом процессе, специализации сварщиков на определенных видах работ и высоком качестве сварных соединений, подтвержденном результатами контроля за период не менее шести месяцев.

178. Необходимость, объем и порядок механических испытаний сварных соединений литых и кованых элементов, труб с литыми деталями, элементов из стали различных классов, других единичных сварных соединений устанавливаются по НД.

Для сосудов из неметаллических и композиционных материалов предусматриваются образцы-свидетели. Конструкция, технология изготовления и виды испытания их определяются НД на данный сосуд.

179. Металлографическому исследованию подвергаются контрольные стыковые сварные соединения, определяющие прочность сосудов и их элементов, которые:

1) предназначены для работы при давлении более 5 МПа (50 кгс/см²) или температуре выше 450°С, или температуре ниже минус 40°С, независимо от давления;

2) изготовлены из легированных сталей, склонных к подкалке при сварке, двухслойных сталей, сталей, склонных к образованию горячих трещин (устанавливаются автором технического проекта).

Металлографические исследования допускается не проводить для сосудов и их элементов толщиной до 20 мм, изготовленных из сталей аустенитного класса.

180. Образцы (шлифы) для металлографического исследования сварных соединений вырезаются поперек шва и изготовляются в соответствии с требованиями государственных стандартов или НД.

Образцы для металлографических исследований сварных соединений включают все сечения шва, обе зоны термического влияния сварки, прилегающие к ним участки основного металла, подкладное кольцо, если таковое применялось при сварке и не удаляется. Образцы для металлографических исследований сварных соединений элементов с толщиной стенки 25 мм и более включают лишь часть сечения соединения. При этом расстояние от линии сплавления до краев образца составляет не менее 12 мм, а площадь контролируемого сечения-25×25 мм.

181. Качество сварного соединения при металлографических исследованиях соответствует требованиям пунктов 121 и 137.

182. При получении неудовлетворительных результатов металлографического исследования допускается проведение повторных испытаний на двух образцах, вырезанных из того же контрольного соединения.

В случае получения неудовлетворительных результатов при повторных металлографических исследованиях швы считаются неудовлетворительными.

183. Если при металлографическом исследовании в контрольном сварном соединении, проверенном ультразвуковой дефектоскопией или радиационным методом и признанном годным, будут обнаружены недопустимые, не выявленные данным методом неразрушающего контроля внутренние дефекты, все производственные сварные соединения, проконтролированные данным дефектоскопистом, подлежат 100 % проверке тем же методом дефектоскопии. При этом новая проверка качества всех производственных стыков осуществляется другим, более опытным и квалифицированным дефектоскопистом.

184. Необходимость, объем и порядок металлографических исследований сварных соединений литых и кованых элементов, труб с литыми деталями, элементов из стали различных классов, других единичных сварных соединений устанавливаются НД на изготовление.

185. Испытание сварных соединений на стойкость против межкристаллитной коррозии производится для сосудов и их элементов, изготовленных из сталей аустенитного, ферритного, аустенитно-ферритного классов и двухслойных сталей с коррозионно-стойким слоем из аустенитных и ферритных сталей при наличии требования в НД или в техническом проекте.

186. Форма, размеры, количество образцов, методы испытаний и критерии оценки склонности образцов к межкристаллитной коррозии соответствуют требованиям НД.