Стандарт сварки фланцев WN
2025-12-23
I. Подготовка к сварке
1. Требования к материалам
Материал фланца WN должен соответствовать проектной документации. Обычно используются такие материалы, как углеродистая сталь (Q235, 20#), нержавеющая сталь (304, 316), легированная сталь (16Mn, 15CrMo) и др. Сертификаты на материалы должны быть полными и соответствовать фактическому изделию.
Сварочные материалы, такие как сварочные прутки, сварочная проволока и флюсы, используемые для сварки, должны быть совместимы с материалами фланца и свариваемой трубы. Их качество должно соответствовать требованиям стандартов, таких как GB/T 5117, GB/T 5118 и GB/T 14957. Перед использованием их следует высушить и поддерживать в теплом состоянии.
Снятие фаски должно производиться механическим способом (например, токарным станком). Форма и размеры фаски должны соответствовать чертежам или стандарту GB/T 9124 «Фланцы для стальных труб». Технические условия требуют, чтобы фланцы WN приваривались к трубам с помощью V-образного паза с углом фаски 30°~35°, толщиной закругленной кромки 1~2 мм и зазором 2~3 мм.
2. Обработка поверхности
Масло, ржавчина, окалина, влага и другие загрязнения должны быть тщательно удалены с уплотнительной поверхности фланца и в радиусе 20 мм от фаски до появления металлического блеска. Этого можно достичь механической шлифовкой или химической очисткой.
Перед сборкой трубы и фланца необходимо проверить округлость трубы, чтобы обеспечить соосность с внутренним диаметром фланца. Отклонение не должно превышать 1% от внутреннего диаметра фланца, а максимальное отклонение не должно превышать 3 мм.
3. Требования к сборке
Сборка фланца и трубы. Поверхность фланца должна быть перпендикулярна оси трубы. Отклонение от перпендикулярности должно составлять ≤1 мм для диаметров DN≤300 мм и ≤2 мм для диаметров DN>300 мм.
Отверстия для болтов фланца должны располагаться посередине, чтобы обеспечить их выравнивание с отверстиями для болтов соседних фланцев или оборудования. Отклонение не должно превышать 1/20 диаметра отверстия для болта.
После сборки для фиксации следует использовать прихваточные швы. Длина прихваточного шва должна составлять 10-15 мм, а высота — 2-4 мм, не превышая половины общей высоты шва. Количество прихваточных швов должно определяться в зависимости от диаметра трубы: не менее 2 для DN≤50 мм и не менее 3 для DN>50 мм.
II. Требования к сварочному процессу
1. Выбор метода сварки
К наиболее распространенным методам сварки относятся ручная дуговая сварка (SMAW), сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (GTAW) и сварка в среде защитного газа (GMAW). Выбор метода должен основываться на материале фланца, толщине стенки и требованиях к качеству сварки. Для фланцев из нержавеющей стали предпочтительнее корневой шов GTAW с последующим присадочным швом SMAW.
Положение сварки – стыковая сварка. Во время сварки необходимо обеспечить полное проплавление. Корневой шов должен быть равномерным, плотным и без дефектов, таких как неполное проплавление или непроплавление.
2. Контроль параметров сварки
Ручная дуговая сварка: диаметр электрода выбирается в соответствии с толщиной стенки. Для толщины стенки ≤ 6 мм используются электроды φ2,5~3,2 мм. Сварочный ток составляет 80~120 А; Толщина стенки... Для фланцев диаметром более 6 мм используйте сварочные прутки диаметром φ3,2~4,0 мм, сварочный ток 100~160 А, напряжение дуги 22~28 В, скорость сварки 80~150 мм/мин.
• Сварка TIG: диаметр TIG 2,4~3,2 мм, сварочный ток 80~150 А, напряжение дуги 10~15 В, расход аргона 8~15 л/мин, скорость подачи проволоки регулируется в зависимости от образования расплавленной ванны.
3. Последовательность сварки и очистка между проходами
• Для уменьшения деформации при сварке следует использовать симметричную сварку или сегментированную обратную сварку. Для фланцев большого диаметра рекомендуется использовать симметричную синхронную сварку несколькими сварщиками.
• При сварке нескольких слоев и нескольких проходов после завершения каждого прохода необходимо тщательно очистить сварной шлак и брызги и проверить их на наличие дефектов. После обнаружения дефекта переходите к следующему слою сварки. Контроль температуры между проходами: углеродистая сталь ≤300℃, нержавеющая сталь ≤150℃, температура легированной стали определяется материалом (например, температура между проходами для 15CrMo 250~350℃).
4. Требования к размерам сварного шва
Усиление сварного шва: при толщине стенки трубы δ≤10 мм высота усиления 0~3 мм; при δ>10 мм высота усиления 0~4 мм, переход должен быть плавным.
Ширина сварного шва на 0,5~2 мм больше, чем ширина фаски с каждой стороны, и должна быть равномерной.
Угловая деформация: при диаметре трубы DN≤100 мм угловая деформация ≤1°; при DN>100 мм угловая деформация ≤2°. III. Контроль качества сварки
1. Визуальный осмотр
Поверхность сварного шва должна быть свободна от трещин. Запрещены такие дефекты, как трещины, пористость, шлаковые включения, неполное проплавление, отсутствие сплавления и подрез. Глубина подреза ≤ 0,5 мм, длина ≤ 10% от общей длины сварного шва и ≤ 100 мм.
Поверхность уплотнения фланца должна быть плоской и гладкой. Сварные брызги должны быть тщательно удалены. Не должно быть царапин, вмятин или других дефектов, влияющих на герметичность.
Используйте сварочный шаблон для проверки усиления сварного шва, ширины и угла скоса, чтобы убедиться, что они соответствуют требованиям проектной и технологической документации.
2. Неразрушающий контроль
В соответствии с проектными требованиями и спецификациями, сварной шов должен быть подвергнут рентгенографическому контролю (РТ) или ультразвуковому контролю (УЗК). Доля испытаний: 100% для трубопроводов, транспортирующих высокотоксичные среды, ≥20% для трубопроводов высокого давления и выборочная проверка для обычных трубопроводов.
Рентгенографический контроль должен проводиться в соответствии с GB/T 3323 «Рентгенографический контроль сварных соединений», с оценкой не ниже класса II; ультразвуковой контроль должен проводиться в соответствии с GB/T 11345 «Неразрушающий контроль сварных швов — ультразвуковой контроль». Должны быть применены «Технические условия, классы испытаний и оценка», с квалификационной оценкой не ниже класса I.
3. Испытание под давлением
После завершения сварки фланцев требуется испытание системы под давлением (гидравлическое или пневматическое испытание). Испытательное давление составляет 1,5 раза (гидравлическое) или 1,15 раза (пневматическое) от расчетного давления.
Во время испытания не должно быть утечек или видимых деформаций в месте соединения фланцев. Падение давления ≤0,05 МПа (гидравлическая сварка) или ≤0,02 МПа (пневматическая сварка) через 30 минут считается удовлетворительным (соответствует требованиям).
IV. Безопасность и меры предосторожности при сварке
1. Защита от несчастных случаев
Сварочный персонал должен иметь сертификаты и использовать средства индивидуальной защиты, такие как сварочные перчатки, защитные очки и сварочные маски.
Рабочая зона должна хорошо проветриваться. При сварке в замкнутых пространствах следует применять принудительную вентиляцию для предотвращения накопления вредных газов.
Расстояние между кислородными и ацетиленовыми баллонами должно быть ≥5 м, а расстояние от открытого пламени — ≥10 м. Следует избегать прямых солнечных лучей, чтобы предотвратить... взрыв газового баллона
2. Соблюдение технологических процедур
Строго соблюдайте требования Отчета о квалификации сварочной процедуры (PQR) и Инструкции по сварочным работам (WPS). Параметры сварки не должны изменяться без разрешения.
Необходимо принимать эффективные защитные меры во время дождя, снега или при скорости ветра ≥8 м/с (ручная дуговая сварка) или ≥2 м/с (сварка в защитной газовой среде). В противном случае сварка запрещена.
При сварке фланцев из нержавеющей стали используйте специальные сварочные прутки из нержавеющей стали, чтобы избежать загрязнения углеродистой сталью. После сварки сварной шов и зона термического воздействия должны быть протравлены и пассивированы.
3. Ведение сварочной документации
Подробно запишите дату сварки, код сварщика, марку и характеристики сварочного материала, параметры сварки, результаты неразрушающего контроля и т. д., сформировав полную запись о качестве сварки, и заархивируйте ее для дальнейшего использования.
Данный стандарт применяется к сварке фланцев с приваренной горловиной (WN) в промышленном трубопроводном строительстве. Если проектная документация содержит особые требования, следует в первую очередь следовать ей. Одновременно необходимо соблюдать соответствующие положения национальных стандартов, таких как GB 50235 «Кодекс строительства промышленных металлических трубопроводов» и GB 50236 «Кодекс строительства оборудования на объекте и сварки промышленных трубопроводов».
