Зварюваність труби A53
ASTM A53 охоплює чорні та гарячеоцинковані зварні та безшовні труби з вуглецевої сталі. Клас В, найпоширеніший, має помірний вміст вуглецю, тому сталь можна зварювати за стандартними процедурами вуглецевої сталі. Вуглецевий еквівалент достатньо низький, тому більшість розмірів можна зварювати без попереднього нагрівання, але наведені нижче правила застосовуються до товстих стінок, низьких температур навколишнього середовища та оцинкованих труб. Для систем протипожежного захисту та тиску зварювання має відповідати керівним нормам, таким як ASME B31.1, B31.3 або NFPA 13, а зварювальники мають бути кваліфікованими для процесу та посади, що використовується.
Методи зварювання
Три дугові процеси покривають більшість робіт A53. Дугове зварювання в екранованому металі (SMAW), або стрижневе зварювання, є гнучким і портативним і є стандартним методом для ремонту на місці, малих діаметрів і польових з’єднань; це повільніше, ніж автоматичні процеси. Зварювання під флюсом (SAW) використовується для автоматичного поздовжнього або кільцевого зварювання труб великого діаметру, що забезпечує високу швидкість наплавлення та чисті, послідовні зварні шви. Газова металева дугова зварка (GMAW), включаючи MIG, підходить для тонкостінних труб з меншим підведенням тепла та меншою деформацією. Дугове зварювання вольфрамом (GTAW) використовується для кореневого проходу критичної труби, коли потрібен гладкий внутрішній профіль. Перед зварюванням поверхню необхідно очистити від масла, іржі та окалини, а з’єднання підготувати до необхідної геометрії фаски.
Вимоги до попереднього розігріву
Попередній нагрів уповільнює швидкість охолодження зварного шва та зони термічного впливу, що запобігає твердій крихкій мікроструктурі та розтріскуванню, спричиненому воднем. Для труб A53 рекомендується попередній нагрів у діапазоні від 100 до 200 C, якщо товщина стінки перевищує приблизно 20 мм або коли температура навколишнього середовища нижче приблизно 5 C. Вуглецевий еквівалент, розрахований за формулою CE=C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15, є корисним показником: матеріал із CE вище приблизно 0,40 вигоди від попереднього розігріву. Для електрозварних труб (Тип Е) слід переглянути зону зварювання, оскільки шов ERW може поводитися інакше, ніж основний метал під дією тепла зварювання. Після зварювання повільне охолодження та, якщо потрібно, додаткове нагрівання допомагають зоні зварювання досягти цільової міцності.
Обробка після зварювання
Термічна обробка після зварювання (PWHT) знімає залишкову напругу і вимагається більшістю норм для товстостінних або критичних напірних труб, як правило, зі стінкою понад 25 мм або там, де цього вимагають умови експлуатації. Для оцинкованих труб тепло зварювання руйнує цинкове покриття навколо з’єднання, а оголену сталь необхідно очистити та відремонтувати фарбою, збагаченою цинком, або системою холодного цинкування, щоб відновити захист від корозії. Механічне шліфування зварного шва покращує зовнішній вигляд, видаляє шлак і підрізи, а також готує поверхню для перевірки або покриття. Зварювальний шов слід оглянути візуально, а для роботи під тиском — за допомогою неруйнівного контролю, наприклад радіографії або ультразвуку.
Різання труби A53
Кілька методів різання підходять для труби A53. Кисневе різання полум'ям обробляє товсті стіни за низької вартості обладнання, але воно створює зону теплового впливу та вимагає шліфування поверхні розрізу. Плазмове різання є швидким і точним, підходить для більшості товщин вуглецевої сталі та залишає більш чистий край. Стрічкове та холодне пиляння дають мінімальну кількість задирок і хорошу прямокутність, що ідеально підходить для відміряної довжини в майстерні. Лазерне різання забезпечує найвищу точність для тонких стін і використовується там, де якість кромки та швидкість виправдовують вартість обладнання. Незалежно від методу, перед підготовкою фаски або зварюванням з розрізу необхідно видалити задирки, перевірити його на прямокутність і очистити.
Обробка труб A53
A53 Клас B, з вмістом вуглецю нижче приблизно 0,3%, добре працює зі стандартним інструментом. Інструменти зі швидкорізальної сталі та твердосплавні інструменти працюють як для точіння, свердління, так і для нарізання різьби; охолоджуючу рідину рекомендується контролювати нагрівання та знос інструменту. Оздоблення поверхні холоднотягнутої безшовної труби краща, ніж гарячекатаної, тому точні деталі зазвичай починаються з холоднотягнутого або холоднообробленого матеріалу. Для деталей, які вимагають високошвидкісної обробки з максимальною довговічністю інструменту, доступні сталі вільного різання, але вони втрачають міцність і зварюваність, що робить A53 стандартним вибором для структурних і напірних трубопроводів.
Контроль якості
Після зварювання візуально перевірте з’єднання на предмет розміру, профілю, підрізу та пористості. Для послуг із захисту від тиску та протипожежного захисту додайте неруйнівний контроль: радіографію (RT) або ультразвуковий контроль (UT) для повного зварного шва або відсоток, узгоджений із клієнтом, а також магнітопорошковий або проникаючий тест на поверхневі дефекти. Необхідний рівень тестування встановлюється кодексом і специфікацією проекту, а результати документуються в звітах про перевірку. Гідростатичні випробування завершеної лінії підтверджують з’єднання перед введенням системи в експлуатацію.
Часті запитання
Q: Які процеси зварювання використовуються для труби A53?
SMAW для роботи на місці та малих діаметрів, SAW для автоматичного зварювання великого діаметру, GMAW для тонких стінок і GTAW для критичних кореневих проходів. Процес вибирається за кодом, посадою та обсягом виробництва.
Питання: чи потрібен попередній нагрів труби A53 перед зварюванням?
Зазвичай не для тонких стінок у теплих умовах, але рекомендований попередній нагрів від 100 до 200 C при товщині стінки приблизно 20 мм, при температурі навколишнього середовища нижче 5 C або коли вуглецевий еквівалент перевищує приблизно 0,40.
П: Чи потрібна термічна обробка після зварювання?
Для товстостінних і критичних напірних труб, так, відповідно до керівного коду. Для звичайного конструкційного зварювання це не потрібно, але слід оглянути зварний шов і відремонтувати оцинковане покриття, якщо воно є.
Q: Як зварюється оцинкована труба A53?
Цинк згорає в місці зварювання, утворюючи дим і пористість, якщо його не контролювати. Зону з’єднання слід очистити, зварити з належною вентиляцією, а потім відремонтувати покриттям, збагаченим цинком.
Q: Який найкращий спосіб різати трубу A53?
Для цеху стрічкове пиляння дає чисті квадратні розрізи; для польових робіт, кисневого або плазмового різання зі шліфуванням кромки. Зрізану поверхню необхідно очистити від задирок і перевірити на прямокутність.
З: Який НК рекомендується після зварювання?
Завжди візуальна перевірка, а також радіографія або ультразвукове випробування для роботи під тиском відповідно до коду, а також випробування поверхні, наприклад, магнітні частинки для критичних зварних швів.
