17.4.1. Общая ширина зоны равномерного нагрева (т.е. участка трубы со швом посередине, на поверхности которого температура не выходит за пределы, указанные в табл. 17.1) должна
быть не менее
1, 3
(Д н
S) S
, но не менее 4S (Д н — наружный диаметр трубы, S —
номинальная толщина стенки трубы).
Примечание. В отдельных случаях, когда конструктивные особенности узла не позволяют обеспечить требуемую ширину зоны равномерного нагрева, разрешается уменьшить ширину этой зоны на 20% указанной в данном пункте с одновременным увеличением длительности выдержки на 1 ч против приведенной в табл. 17.1.
17.4.2. Длительность нагрева до температуры отпуска сварных соединений хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей должна примерно соответствовать данным табл. 17.3. Длительность (скорость) нагрева сварных соединений углеродистых и кремнемарганцовистых сталей не регламентируется.
Таблица 17.3
Длительность нагрева до температуры отпуска стыков труб из хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей
| Номинальная толщина стенки труб, мм | Время нагрева *, мин, не менее | |
| Способами | ||
| индукционным (частота 50 Гц/средняя частота) | радиационным | |
| До 20 21-25 26-30 31-35 36-45 46-60 61-80 81-100 | 20/30 30/50 30/50 50/80 50/80 80/100 100/120 130/150 | — — |
* Дано при начальной температуре стыка 20 °С. Если нагрев начинается при более высокой температуре (например, сразу после сварки), его длительность соответственно уменьшается.
Примечание. В интервале температур 500—700 °С скорость нагрева сварных соединений труб из хромомолибденованадиевой стали должна быть не ниже 100 °С/ч. Нагрев сварных соединений центробежнолитых труб с толщиной стенки более 20 мм из стали 15Х1М1Ф-ЦЛ до температуры отпуска должен проводиться со скоростью не более 200 °С/ч, при этом в интервале температур 600—700 °С скорость нагрева должна быть не ниже 100 °С/ч.
Индукционный способ нагрева
17.4.3. Индукционный нагреватель может быть одно- или двухсекционным; двухсекционный индуктор дает возможность проводить подогрев перед сваркой и последующую термообработку без перемотки или перестановки индуктора.
17.4.4. При установке индуктора на трубу необходимо руководствоваться следующими положениями:
кольцевой зазор между индуктором и нагреваемой поверхностью должен быть минимальным и равномерным по периметру, для чего следует плотно навивать гибкий индуктор на трубу, покрытую тепловой изоляцией (асбестом);
на трубах диаметром менее 200 мм длина теплоизолируемого участка должна быть 200—250 мм в каждую сторону от сварного шва при толщине изоляции 8—12 мм, на трубах диаметром менее 400 мм — 300—400 мм при той же толщине изоляции, на трубах диаметром 400 мм и более эти размеры должны быть соответственно 500—700 и 15—20 мм; при использовании
двухсекционных индукторов, которые применяют одновременно для подогрева перед сваркой, зона сварного шва изолируется отдельно;
расстояние (зазор) между витками гибкого индуктора должно составлять 10—20 мм (кроме случая, оговоренного в п. 17.4.5);
не должно быть скруток, оборванных прядей медных жил, снижающих площадь поперечного сечения индуктора более чем на 15%.
17.4.5. Для выравнивания температуры по окружности вертикального стыка можно использовать следующие способы:
создать тепловую изоляцию различной толщины по окружности стыка — в нижней части толще, чем в верхней (при изоляции листовым асбестом верхняя половина стыка изолируется обычно двумя слоями, нижняя — тремя);
установить индуктор так, чтобы расстояние между витками (или между секциями двухсекционного индуктора) в зоне стыка на верхнем участке было на 10—50 мм больше, чем на нижнем.
Для выравнивания температуры вдоль оси трубы при термообработке горизонтальных стыков рекомендуется смещать ось индуктора относительно оси стыка вниз на один-два витка.
При термообработке стыков труб диаметром 900 мм и более для эффективного и равномерного нагрева следует устанавливать (если это возможно) внутри труб на расстоянии
300—500 мм по обе стороны стыка теплоизоляционные заглушки.
Рекомендуемое расположение гибких индукторов на вертикальных и горизонтальных стыках труб в зависимости от диаметра показано в табл. 17.4.
17.4.6. Индуктор для подогрева стыка перед сваркой и для последующей термообработки нужно устанавливать на трубу в следующей последовательности:
закрепить (приварить) бобышки для установки горячих спаев термоэлектрических преобразователей (ТП) согласно требованиям подраздела 17.5;
Таблица 17.4
|
| Положение стыка | Диаметр трубы, мм | Схемы расположения индуктора | Расстояние, мм | ||||
| А | Б | В | Г | Д | |||
| Вертикальное Горизонтальное | 108-194 219-300 325-377 426-465 530 630 720-820 108-194 219-300 325-377 426-465 530-630 720-820 | — — — — — — — — — — — — — | — 40-45 50-55 80-85 100-105 105-110 115-120 — — — — — — — | — — — — — — — — | — — — — — — — 10-15 10-15 10-15 15-20 15-20 15-20 15-20 | — — — — — — — | |
на трубу в районе сварного шва наложить тепловую изоляцию в соответствии с требованиями пп. 17.3.8, 17.4.4 и 17.4.5;
намотать индуктор на трубу;
закрепить горячие спаи ТП в приваренные бобышки в соответствии с требованиями подраздела 17.5 (предварительно надрезав теплоизоляцию в месте установки бобышки) и подключить провода ТП к регистрирующему прибору;
присоединить к выводам индуктора токопроводящие провода от источника питания;
подключить конденсаторную батарею (при нагреве током средней частоты);
включить источник питания и провести нагрев по заданному режиму.
17.4.7. Ориентировочные технологические и электрические параметры термообработки сварных стыков труб различных диаметров гибкими индукторами из неизолированного медного провода приведены в табл. 17.5. Ориентировочные режимы нагрева стыков труб тиристорными преобразователями средней частоты (инверторами) даны в табл. 17.6.
17.4.8. Нагрев для термообработки угловых штуцерных сварных соединений производится, как правило, гибким неохлаждаемым индуктором. Примеры намотки таких индукторов на штуцерные соединения приведены на рис. 17.7.
Для нагрева тройникового сварного соединения трубопровода большого диаметра (трубы диаметром 325 мм, штуцер 245 мм) током частотой 50 Гц используется индуктор из гибкого медного кабеля сечением 120—180 мм2. Намотка кабеля производится по схеме рис. 17.7, а или
17.7, б. По первой схеме индуктор состоит из 12—14 витков. Витки, наматываемые на штуцер, удерживаются установочными штырями, которые привариваются к штуцеру. Нагрев производится от одного трансформатора ТДФЖ-2002. При использовании второй схемы нагрев производится двумя индукторами: основной индуктор наматывается на трубу двумя секциями по
8—10 витков в каждой, вспомогательный — на штуцер и состоит из 5—7 витков. Каждый индуктор питается от своего источника: основной — от трансформатора ТДФЖ-2002, вспомогательный — от трансформатора ТДФЖ-1002 (или от трансформаторов других типов такой же мощности).
На рис. 17.7, в приведена схема намотки гибкого индуктора для нагрева одновременно двух сварных соединений штуцеров малого диаметра (не более 100 мм) с коллектором диаметром 219
—325 мм. Общее число витков индуктора 18—20, на каждый штуцер укладывается по 4—5 витков; сечение кабеля 90-150 мм2.
При нагреве одного аналогичного сварного соединения индуктор из 10—11 витков такого же сечения наматывается по схеме рис. 17.7, г.
В обоих случаях нагрев производится от трансформатора ТДФЖ-2002.
При использовании в качестве источников питания сварочных трансформаторов регулирование режима нагрева производится с помощью дросселя или переключением ступеней обмотки трансформатора.
17.4.9. Термообработку стыков труб большого диаметра (более 900 мм) можно осуществлять с помощью двух трансформаторов ТДФЖ-2002. К каждому трансформатору присоединяются шесть-восемь витков гибкого индуктора из медного кабеля сечением 240 мм2 по одной из схем, показанных на рис. 17.8. Трансформаторы должны быть подключены кабелями одинаковой длины и сечения к одним и тем же фазам сети через автоматические выключатели. При использовании преобразователей средней частоты термообработку стыков этих труб можно выполнять двумя индукторами сечением 95—120 мм2, состоящими из пяти-семи витков каждый и соединенными последовательно. Индукторы устанавливаются симметрично оси стыка на расстоянии 70—90 мм один от другого.
17.4.10. Нагрев при термообработке стыков труб диаметром 465—720 мм (например, 465х56,
630х25, 630х80, 720х22 мм) током промышленной частоты можно производить от одного трансформатора ТДФЖ-2002 (ТСД-2000) с помощью 12—14-виткового индуктора, если расстояние между трансформатором и стыком не превышает 15 м, или от двух трансформаторов, подключенных по одной из схем, показанных на рис. 17.8.
17.4.11. При термической обработке сварных соединений труб с фасонными деталями применяют следующие технологические приемы, обеспечивающие равномерность нагрева:
на сварные соединения труб с арматурой устанавливают индукторы с разным шагом намотки витков (на элементы с большей толщиной стенки шаг витков меньше) или на арматуру устанавливают двухслойный индуктор, в котором между первым и вторым слоями имеются асбоцементные прокладки (рис. 17.9, а, б);
при нагреве соединения трубы или коллектора с заглушкой к последней прихватывают отрезок трубы (фальшпатрубок) для возможности намотки индуктора как на обычное сварное соединение (рис. 17.9, в); после термообработки фальшпатрубок удаляют и места прихваток зачищают.
Таблица 17.5