НПАОП 0.00-1.07-94Правила будови і безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском

4.5. Контроль зварних з’єднань

4.5.1. Підприємство-виготовлювач, монтажне або ремонтне підприємство повинні застосовувати такі види та обсяги контролю своєї продукції, які б гарантували виявлення недопустимих дефектів, її високу якість і надійність в експлуатації.

Контроль якості зварювання з’єднань включає:

а) перевірку атестації персоналу;

б) перевірку збирально-зварювального, термічного і контрольного устаткування, апаратури, приладів та інструментів;

в) контроль якості основних матеріалів;

г) контроль якості зварювальних матеріалів і матеріалів для дефектоскопії;

д) операційний контроль технології зварювання;

е) неруйнівний контроль якості зварних з’єднань;

ж) руйнівний контроль якості зварних з’єднань;

з) контроль виправлення дефектів.

Види контролю визначаються конструкторською організацією відповідно до вимог цих Правил, НД на вироби і зварювання і вказуються в конструкторській документації посудин.

4.5.2. Для встановлення методів і обсягів контролю зварних з’єднань необхідно визначити групу посудин в залежності від розрахункового тиску, температури стінки і характеру середовища за табл. 5.

У тих випадках, коли в табл. 5 відсутні вказані сполучення параметрів за тиском і температурою, для визначення групи необхідно керуватися максимальним параметром.

Температура стінки визначається на підставі теплотехнічного розрахунку або результатів вимірів, а при відсутності цих даних приймається рівною температурі середовища, яке стикається із стінкою посудини.

4.5.3. Обсяг контролю повинен бути не менш передбаченого цими Правилами.

4.5.4. У процесі виготовлення посудин повинні перевірятися:

1) відповідність металу у зварюваних деталей і зварювальних матеріалів вимогам НД;

2) відповідність якості підготовки кромок і збирання під зварювання вимогам діючих стандартів і креслень;

3) дотримання технологічного процесу зварювання і термічної обробки, розроблених відповідно до вимог НД.

Таблиця 5

4.5.5. Основними видами неруйнівного контролю металу і зварних з’єднань є:

–візуальний і вимірювальний;

–радіографічний;

–ультразвуковий;

– радіоскопічний (допускається застосовувати тільки за інструкцією, узгодженою з Держнаглядохоронпраці України);

–стилоскопіювання;

–вимірювання твердості;

–гідравлічні випробування;

–пневматичні випробування.

Крім цього, можуть застосовуватись й інші методи (акустична емісія, магнітографія, кольорова дефектоскопія, визначення наявності в металі шва феритної фази та ін.) відповідно до ТУ заводу -виготовлювача в обсязі, передбаченому НД.

4.5.6. При руйнівному контролі повинні проводитися випробування механічних властивостей, металографічні випробування і випробування на стійкість проти міжкристалітної корозії.

Контроль матеріалів і зварних з’єднань неруйнівними і руйнівними методами повинен проводитись підприємствами та організаціями, що мають дозвіл органів Держнаглядохоронпраці на виконання цих робіт.

4.5.7. Приймальний контроль виробу, складальних одиниць і зварних з’єднань повинен виконуватись після закінчення всіх технологічних операцій, пов’язаних з термічною обробкою, деформуванням і наклепкою металу.

Послідовність контролю окремими методами повинна відповідати вимогам НД. Візуальний і вимірювальний контроль, а також стилоскопіювання повинні передувати контролю іншими методами.

4.5.8. Контроль якості зварних з’єднань повинен проводитись за НД, узгодженою з Держнаглядохоронпраці України.

4.5.9. У процесі проведення робіт персоналом підприємства – виконувача робіт (заводу, монтажної або ремонтної організації) повинен здійснюватись операційний контроль технологічних процесів підготовки і складання деталей під зварювання, зварювання і термічної обробки зварних з’єднань, виправлення дефектів зварних з’єднань.

При операційному контролі перевіряється дотримання виконавцями вимог цих Правил, НД і креслень. Обсяги операційного контролю при підготовці, складанні, зварюванні і термічній обробці і виправленні дефектів мають бути вказані в НД.

4.5.10. Результати по кожному виду контролю і місця контролю (в тому числі і операційного) повинні фіксуватись в звітній документації (журналах, формулярах, протоколах, маршрутних паспортах та ін.).

4.5.11. Засоби контролю повинні проходити метрологічну перевірку відповідно до вимог нормативної документації Держстандарту України.

4.5.12.Кожна партія матеріалів для дефектоскопії (пенетранти, порошки, суспензії, радіографічна плівка, хімічні реактиви та ін.) до початку їх використання повинна піддаватися вхідному контролю.

4.5.13. Обсяг руйнівного і неруйнівного контролю, передбачений цими Правилами, може бути зменшений за узгодженням з органами Держнаглядохоронпраці в разі масового виготовлення, у тому числі при незмінному технологічному процесі, спеціалізації зварників на окремих видах і високій якості робіт, підтвердженій результатами контролю за період не менше 6 місяців. Копія дозволу вкладається в паспорт посудини.

4.5.14. Методи та обсяги контролю зварних з’єднань приварних деталей, які не працюють під внутрішнім тиском, повинні встановлюватися НД на виріб і зварювання.

4.5.15. Виріб визнається придатним, якщо при контролі в ньому не буде виявлено внутрішніх і зовнішніх дефектів, що виходять за межі допустимих норм, установлених цими Правилами і НД на виріб і зварювання.

4.5.16. Відомості про контроль зварних з’єднань основних елементів посудини повинні заноситись у паспорт посудини.

4.5.17. Візуальному і вимірювальному контролю підлягають всі зварні з’єднання посудин та їх елементів з метою виявлення в них таких дефектів:

1) тріщин всіх видів і напрямів;

2) свищів і пористості зовнішньої поверхні шва;

3) підрізів;

4) напливів, пропалів, незаплавлених кратерів;

5) зміщень і спільного відведення кромок зварювальних елементів понад норми, передбачені цими Правилами;

6) непрямолінійностей з’єднуваних елементів;

7) невідповідності форми і розмірів швів вимогам технічної документації.

4.5.18. Перед візуальним контролем поверхня зварного шва і прилеглі ділянки основного металу, шириною не менше 20 мм (при електрошлаковому зварюванні) в обидва боки від шва, мають бути зачищені від шлаку та інших за­бруднень.

4.5.19. Візуальний контроль і вимірювання зварних з’єд­нань повинні проводитись із зовнішнього і внутрішнього боків по всій довжині швів. У разі неможливості контролю зварного з’єднання з двох боків він повинен проводитись у порядку, передбаченому автором проекту.

4.5.20. Радіографічний контроль та ультразвукова дефектоскопія проводяться з метою виявлення в зварних з’єднаннях внутрішніх дефектів (тріщин, непроварів, пор, шлакових включень та ін.).

4.5.21. До контролю зварних з’єднань посудин фізичними методами допускаються фахівці, які пройшли спеціальну теоретичну підготовку і практичне навчання і пройшли атестацію у встановленому порядку.

4.5.22. Радіографічний контроль та ультразвукова дефектоскопія зварних з’єднань повинні проводитись відповідно до вимог НД.

4.5.23. Метод контролю (радіографічний контроль, ультразвукова дефектоскопія, обидва методи в поєднанні) вибирається виходячи із можливості забезпечення більш повного і точного виявлення недопустимих дефектів з урахуванням особливостей фізичних властивостей металу, а також засвоєності даного методу контролю для конкретного виду зварних з’єднань.

4.5.24. Зварні з’єднання посудин, обладнаних швидкознімними кришками, підлягають контролю радіографічним методом або ультразвуковою дефектоскопією в обсязі 100% незалежно від групи посудини.

4.5.25. Обсяг контролю радіографічним методом або ультразвуковою дефектоскопією стикових, кутових, таврових та інших зварних з’єднань, посудин та інших елементів (днищ, обичайок, штуцерів, люків, фланців та ін.), включаючи з’єднання люків і штуцерів із корпусом посудини, повинен відповідати указаному в табл. 6.

Таблиця 6

Указаний обсяг контролю належить до кожного зварного з’єднання. Місця сполучення (перетину) зварних з’єднань підлягають обов’язковому контролю радіографічним методом або ультразвуковою дефектоскопією.

Радіографічний контроль або ультразвукова дефектоскопія швів приварки внутрішніх і зовнішніх пристроїв до корпусу посудини повинні проводитись при наявності вимоги в технічній документації.

4.5.26. Для посудин 3-ї і 4-ї груп місця радіографічного або ультразвукового контролю встановлюються відділом технічного контролю підприємства-виготовлювача після закінчення зварювальних робіт за результатами візуального контролю.

4.5.27. Перед контролем відповідної ділянки зварні з’єднання повинні бути так замаркіровані, щоб їх можна було легко виявити на картах контролю і радіографічних знімках.

4.5.28. При виявленні недопустимих дефектів у зварних з’єднаннях, які підлягають радіографічному контролю або ультразвуковій дефектоскопії в обсязі, меншому 100%, обов’язковому контролю і тим же методом підлягають однотипні шви цього виробу, виконані даним зварником, по всій довжині з’єднання.

Під однотипними зварними з’єднаннями маються на увазі з’єднання, однакові за маркою сталі з’єднуваних деталей, за конструкцією з’єднань, за марками і сортаментом зварювальних матеріалів, які використовуються, за способом, положенням і режимом зварювання, за режимами підігрівання і термообробки, з відношеннями мінімальних (максимальних) товщин і зовнішніх діаметрів зварюваних деталей, що не перевищують 1,65.

Допускається для деталей із зовнішнім діаметром більше 500 мм і плоских деталей співвідношення зовнішніх діаметрів не враховувати. Допускається при визначенні однотипних кутових і таврових з’єднань деталей з основними деталями (складальними одиницями) співвідношення зовнішніх діаметрів основних деталей (складальних одиниць) не враховувати.

Допускається об’єднувати в одну групу однотипних з’єднань ідентичні зварні з’єднання. Під ідентичними з’єднаннями мають на увазі з’єднання, що повністю задовольняють указаним вище вимогам щодо технологічного процесу зварювання і мають однакові товщини і діаметри зварюваних деталей із сталі різних марок одного структурного класу, близьких за хімічним складом, механічними і фізичними властивостями.

4.5.29. У разі неможливості здійснення ультразвукової дефектоскопії або радіаційного контролю через недоступність окремих зварних з’єднань або при неефективності цих методів контролю (зокрема, швів приварки штуцерів і труб внутрішнім діаметром менше 100 мм) контроль якості цих зварних з’єднань повинен проводитись іншими методами відповідно до інструкції, узгодженої з Держнаглядохоронпраці України. Метод контролю відмічається в паспорті посудини.

4.5.30. Радіографічний контроль і ультразвукова дефектоскопія стикових зварних з’єднань за узгодженням з Держнаглядохоронпраці України можуть бути замінені на інший ефектний метод неруйнівного контролю.

4.5.31. Капілярний і магнітопорошковий контроль зварних з’єднань і виробів є додатковими методами контролю, які встановлюються кресленнями та НД з метою виявлення поверхневих або підповерхневих дефектів.

4.5.32. Капілярний контроль повинен проводитись відповідно до ГОСТ 18442, магнітопорошковий – ГОСТ 21105 і методів контролю, узгоджених з Держнаглядохоронпраці України.

4.5.33. Клас і рівень чутливості капілярного і магнітопорошкового контролю повинні встановлюватись кресленнями, НД.

4.5.34. Контроль стилоскопіюванням повинен проводитись з метою підтвердження відповідності легування металу деталей і зварних швів вимогам креслень, НД.

4.5.35. Стилоскопіюванню підлягають:

а) всі зварювані деталі (частини конструкції), які за кресленнями повинні виготовлятись із легованої сталі;

б) метал шва всіх зварних з’єднань труб, які згідно з НД повинні виконуватись легованим присадним матеріалом;

в) зварювальні матеріали згідно зі ст.4.3.10.

4.5.36. Стилоскопіювання повинно проводитись відповідно до вимог методичних вказівок або інструкцій, узгоджених з Держнаглядохоронпраці України.

4.5.37. Вимірювання твердості металу шва зварного з’єднання проводиться з метою перевірки якості виконання термічної обробки зварних з’єднань.

4.5.38. Вимірюванню твердості підлягає метал шва зварних з’єднань, виконуваних з легованих теплостійких сталей перлитного і мартенсито-феритного класів методом і в обсязі, встановленими НД.

4.5.39. Контроль механічних властивостей, випробування на стійкість проти міжкристалітної корозії і металографічного дослідження зварних з’єднань повинні проводитись на зразках, виготовлених із контрольних зварних з’єднань.

Контрольні зварні з’єднання мають відтворювати одне із стикових зварних з’єднань посудини, що визначають його міцність (поздовжні шви обичайок, хордові і меридіональні шви випуклих днищ), а також кільцеві шви посудин, які не мають поздовжніх швів.

Контрольні зварні з’єднання повинні бути ідентичними з контрольованими виробничими зварними з’єднаннями (за марками сталі, товщиною листа або розмірами труб, формою обробки кромок, методом зварювання, зварювальними матеріалами, розташуванням шва, режимами і температурою підігрівання, термообробкою) і виконані тим самим зварником і на тому ж зварювальному обладнанні одночасно з контрольованим виробничим з’єднанням.

Контроль зварних з’єднань для кільцевих швів багатошарових посудин встановлюється НД на виготовлення цих посудин.

4.5.40. При зварюванні контрольних з’єднань (пластин), призначених для перевірки механічних властивостей і проведення випробування на стійкість проти міжкристалітної корозії і металографічного дослідження, пластини треба прихвачувати до зварювальних елементів так, щоб шов контрольних пластин був продовженням шва зварюваного виробу.

Зварювання контрольних пластин для перевірки з’єднань елементів посудин, до яких прихватка пластин неможлива, може виконуватись окремо від них, але з обов’язковим дотриманням усіх умов зварювання контрольованих стикових з’єднань.

4.5.41. При автоматичному (механізованому) зварюванні посудин на кожній посудині має бути зварене одне контрольне з’єднання. Якщо протягом робочої зміни за одним технологічним процесом зварюється кілька однотипних посудин, дозволяється на всю партію посудин, зварених в цій зміні, виконати одне контрольне з’єднання. При ручному зварюванні посудин кількома зварниками кожен з них повинен зварити по одному контрольному з’єднанню на кожну посудину.

4.5.42. При серійному виготовленні посудин у разі 100% контролю стикових зварних з’єднань радіографічним методом або ультразвуковою дефектоскопією допускається на кожний вид зварювання варити по одному контрольному з’єднанню на всю партію посудин. При цьому в одну партію можуть бути об’єднані посудини, аналогічні за призначенням і типом, що виготовляються з одного виду металопродукції (листа, труби, поковки та ін.), однієї марки металу, що мають однакову форму обробки кромок, виконані за єдиним технологічним процесом і підлягають термообробці за одним режимом, якщо цикл виготовлення всіх виробів за складально-зварювальними роботами, термообробкою і контрольними операціями не перевищує 3 місяців.

4.5.43. Для контролю якості зварних з’єднань у трубчатих елементах із стиковими швами одночасно із зварюванням останніх повинні виготовлятися в тих самих виробничих умовах контрольні стики для проведення випробувань механічних властивостей з’єднань. Кількість контрольних стиків повинна складати 1 % від загальної кількості зварених кожним зварником однотипних стиків, але не менше одного стику на кожного зварника.

4.5.44. Зварювання контрольних з’єднань в усіх випадках повинно здійснюватись зварниками, які виконують контрольовані зварювання з’єднань на посудинах.

4.5.45. Розміри контрольних з’єднань мають бути достатніми для вирізування з них необхідної кількості зразків для всіх передбачених видів механічних випробувань, випробування на стійкість проти міжкристалітної корозії, металографічного дослідження, а також для повторних випробувань.

4.5.46. Із контрольних стикових, кутових і таврових зварних з’єднань зразки (шліфи) вирізуються тільки для металографічного дослідження.

4.5.47. Контрольні зварні з’єднання повинні підлягати радіографічному контролю або ультразвуковій дефектоскопії по всій довжині. Якщо в контрольному з’єднанні будуть виявлені недопустимі дефекти, всі виробничі зварні з’єднання, що представлені даним з’єднанням і не підлягали раніше дефектоскопії, підлягають перевірці неруйнівним методом контролю по всій довжині.

4.5.48. Механічним випробуванням повинні підлягати контрольні стикові зварні з’єднання з метою перевірки відповідності їх механічних властивостей вимогам цих Правил і технічних умов на виготовлення посудини.

Обов’язкові види механічних випробувань:

1) на статичне розтягування – для посудин усіх груп (див. табл. 5);

2) на статичний вигин або сплющування – для посудин усіх груп;

3) на ударний вигин – для посудин, призначених для роботи при тискові більше 5 МПа (50 кгс/см2) або температурі вище 450 °С, і посудин, виготовлених із сталей, схильних до підгартовування при зварюванні (додаток 2);

4) на ударний вигин – для посудин 1, 2, 3-ї груп, призначених для роботи при температурі нижче мінус 20 °С.

Випробування на ударний вигин зварних з’єднань проводиться для посудин та їх елементів з товщиною стінки 12 мм і більше за п. 3 при температурі 20 °С, а п. 4 – при робочій температурі.

4.5.49. Із кожного контрольного стикового зварного з’єднання повинні бути вирізані:

1) два зразки для випробування на статичне розтягування;

2) два зразки для випробування на статичний вигин або сплющування;

3) три зразки для випробування на ударний вигин.

4.5.50. Випробування на статичний вигин контрольних стиків трубчатих елементів посудин з умовним проходом труб менше 100 мм і товщиною стінки менше 12 мм можуть бути замінені випробуванням на сплющування.

4.5.51. Механічні випробування зварних з’єднань повинні виконуватись відповідно до вимог державних стандартів.

4.5.52. Тимчасовий опір розриву металу зварних швів при 20 °С повинен відповідати значенням, встановленим в НД на основний метал.

4.5.53. При випробуванні стальних зварних з’єднань на статичний вигин одержані показники мають бути не нижче наведених у табл. 7.

4.5.54. Випробування зварних з’єднань на ударний вигин проводиться на зразках з надрізом по осі шва з боку його розкриття, якщо місце надрізу спеціально не обговорено в технічних умовах, на виготовлення або в інструкції по зварюванню і контролю зварних з’єднань. Значення ударної в’язкості стальних зварних з’єднань повинні бути не нижче вказаних у табл. 8.

Випробування на ударний вигин проводиться на зразках KCU або KCV за вимогою стандарту або ТУ на виготовлення виробу.

Таблиця 7

4.5.55. При випробуванні зварних з’єднань труб на сплющування показники випробувань повинні бути не нижче відповідних мінімально допустимих показників, установлених стандартами або технічними умовами для труб того самого сортаменту і з того ж матеріалу.

При випробуванні на сплющування зразків із труб з поздовжнім зварним швом останній повинен знаходитись у площині, перпендикулярній напрямку зближення стінок.

4.5.56. Показники механічних властивостей зварних з’єднань повинні визначатися як середньоарифметичне значення результатів випробування окремих зразків. Загальний результат випробувань вважатиметься незадовільним, якщо хоч би один із зразків під час випробувань на розтягування, статичний вигин або сплющування показав результат, який відрізняється від установлених норм у бік зниження більше ніж на 10%.