Сварка резервуара — ГОСТ 31385-2016

Общие требования 9.1.1 Требования настоящего раздела распространяются на сварку конструкций резервуаров при изготовлении и монтаже.

Организации - производители сварочных работ (изготовитель и монтажник) разрабатывают операционные технологические карты по сварке и контролю сварных соединений.

Технологические процессы заводской и монтажной сварки должны обеспечивать получение сварных соединений, в полной мере удовлетворяющих требованиям проекта КМ по всему комплексу физико-механических характеристик и геометрических параметров, а также по предельным размерам и видам дефектов, допускаемых настоящим стандартом. Руководство сварочными работами и сварку металлоконструкций резервуаров должны выполнять специалисты, аттестованные в соответствии с действующими нормативными документами ^*.

Примечание — На территории Российской Федерации действуют ПБ 03-273-99 "Правила аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства".

• Заводскую сварку резервуарных конструкций следует выполнять в соответствии с утвержденным технологическим процессом (процедурами), в котором должны быть предусмотрены:
• требования к форме и подготовке кромок деталей, подлежащих сварке;
• способы и режимы сварки, сварочные материалы, а также последовательность выполнения технологических операций; - конкретные указания по закреплению деталей перед сваркой;
• мероприятия, исключающие образование прожогов, смещение шва от его оси
• более чем на 2 мм для толщины деталей до 10 мм и более чем на 3 мм - для толщины деталей свыше 10 мм; - мероприятия, направленные на снижение сварочных деформаций.

• Монтажную сварку резервуарных конструкций следует выполнять в
• соответствии с указаниями ППР, в котором должны быть предусмотрены:
• наиболее эффективные способы сварки монтажных соединений с учетом их пространственного положения;
• сварочные материалы, удовлетворяющие требованиям проекта КМ по уровню механических свойств;
• требуемая форма подготовки кромок монтируемых элементов под сварку;
• последовательность сварки и порядок выполнения каждого шва, обеспечивающие минимальные деформации и перемещения свариваемых элементов;
• режимы и указания по технологии сварки, которые должны обеспечить необходимый уровень механических свойств сварных соединений, а также получение требуемых структур металла шва и околошовных зон;
• необходимая технологическая оснастка и оборудование для выполнения сварных соединений;
• допускаемая температура металла, при которой возможна сварка соединений без
• их подогрева, а также допускаемая скорость ветра в зоне сварки;

• указания по технологии производства сварочных работ в зимних условиях (если это предусматривается в соответствии с графиком работ).

Применяемые сварочные материалы, требования к условиям их хранения должны соответствовать стандартам или ТУ на поставку сварочных материалов. Сварочные материалы и технологии сварки должны быть аттестованы в соответствии с действующими нормативными документами ^**.

Примечание — На территории Российской Федерации действуют РД 03-613-03 "Порядок применения сварочных материалов при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных производственных объектов", РД 03-614-03 "Порядок применения сварочного оборудования при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных производственных объектов".

Способы и режимы сварки конструкций должны обеспечивать: - уровень механических свойств и хладостойкости сварных соединений, предусмотренных проектной документацией; - уровень дефектности, не превышающий требований настоящего стандарта.

Коэффициент формы наплавленного шва (прохода) должен быть в пределах от 1,3 до 2,0. Допускается выполнение прерывистых сварных швов за один проход в нерасчетных соединениях элементов резервуаров, не оказывающих влияния на их герметичность.

Временные технологические детали, привариваемые к резервуару при изготовлении элементов и монтаже и подлежащие удалению, должны быть удалены без ударного воздействия на элементы резервуара, а остатки сварных швов - зачищены заподлицо с основным металлом и проконтролированы.

• Рекомендуемые способы сварки 9.2.1 Применяемые способы и технология сварки металлоконструкций резервуара должны обеспечивать:
• высокую производительность и экономическую эффективность сварочных процессов с учетом объемов выполнения сварки;
• высокий уровень однородности и сплошности металла сварных соединений с
• учетом конкретных условий и требуемого уровня комплекса механических свойств:
• прочности, пластичности, твердости, ударной вязкости и хладостойкости; минимальный уровень деформаций свариваемых металлоконструкций резервуара.

При заводском изготовлении металлоконструкций резервуара основными способами сварки являются автоматическая сварка под флюсом для листовых конструкций, механизированная сварка в углекислом газе или в смеси газов на основе аргона и механизированная сварка порошковой проволокой.

Рекомендуемые способы сварки для различных типов сварных соединений при сооружении резервуаров из рулонных заготовок, а также резервуаров, монтируемых полистовым методом, приведены в таблице 29 настоящего стандарта. Таблица 29

Рекомендуемые способы монтажной сварки резервуаров Сварное соединение Рекомендуемый способ сварки 1 Стыковые соединения окраек днища

Механизированная сварка в углекислом газе и его смесях (МП).

Механизированная сварка порошковой проволокой (МПС, МПГ).

Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом (МАДП) 2 Соединения элементов центральной части днища 2.1 Автоматическая сварка под флюсом (АФ).

Автоматическая сварка проволокой сплошного сечения в среде защитного газа (АПГ, ААДП).

Механизированная сварка порошковой проволокой (МПС, МПГ).

Механизированная сварка в углекислом газе и его смесях (МП).

Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом (МАДП) 3 Монтажные стыки стенки из рулонированных полотнищ 3.1 Механизированная сварка в углекислом газе и его смесях (МП).

Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом (МАДП).

Механизированная сварка порошковой проволокой (МПС, МПГ) 4 Вертикальные соединения стенки полистовой сборки

Автоматическая сварка с принудительным формированием шва порошковой или активированной проволокой.

Механизированная сварка в углекислом газе и его смесях (МП)

5 Горизонтальные соединения стенки полистовой сборки 5.1 Автоматическая сварка под флюсом (АФ).

Механизированная сварка в углекислом газе и его смесях (МП).

Сварка порошковой проволокой с полупринудительным формированием шва 6 Уторные швы в сопряжении стенки и днища 6.1 Механизированная сварка в углекислом газе и его смесях (МП).

Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом (МАДП).

Механизированная сварка порошковой проволокой (МПС, МПГ).

Автоматическая сварка под флюсом (АФ) 7 Сварные соединения каркаса крыши при укрупнении в блоки

Механизированная сварка в углекислом газе и его смесях (МП).

Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом (МАДП).

Механизированная сварка порошковой проволокой (МПС, МПГ).

Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (РАД).

Ручная дуговая сварка (РД) 8 Соединения люков, патрубков, усиливающих листов на стенке и на крыше

Механизированная сварка в углекислом газе и его смесях (МП).

Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом (МАДП).

Механизированная сварка порошковой проволокой (МПС, МПГ).

Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (РАД).

Ручная дуговая сварка (РД) 9 Сварные соединения опорных узлов в сопряжении крыши

Механизированная сварка в углекислом газе и его смесях (МП).

Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом (МАДП).

со стенкой и колец жесткости 9.3 Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (РАД).

Ручная дуговая сварка (РД) 10 Сварные соединения настила крыши

Механизированная сварка в углекислом газе и его смесях (МП).

Механизированная сварка порошковой проволокой (МПС, МПГ).

Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом (МАДП).

Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (РАД).

Ручная дуговая сварка (РД) 11 Сварные соединения понтонов или плавающих крыш

Механизированная сварка в углекислом газе и его смесях (МП).

Механизированная сварка порошковой проволокой (МПС, МПГ).

Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом (МАДП).

Автоматическая сварка под флюсом (АФ).

Автоматическая сварка проволокой сплошного сечения в среде защитного газа (АПГ; ААДП).

Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (РАД).

• Ручная дуговая сварка (РД) Примечания
• 1 Условные обозначения:
• ААДП - автоматическая аргонодуговая сварка плавящимся электродом;
• АПГ - автоматическая сварка плавящимся электродом в среде активных газов и смесях; - АФ - автоматическая сварка под флюсом; - МАДП - механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом;
• МП - механизированная сварка плавящимся электродом в среде активных газов и смесях;

- МПГ - механизированная сварка порошковой проволокой в среде активных газов и смесях; - МПС - механизированная сварка самозащитной порошковой проволокой; - РАД - ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом; - РД - ручная дуговая сварка покрытыми электродами. 2 Сварку в смеси углекислого газа с аргоном (до 25%) допускается рассматривать как сварку в углекислом газе (МП). 3 Механизированную сварку в смеси аргона с углекислым газом (до 25%) и/или с кислородом (до 5%) допускается рассматривать как аргонодуговую сварку (МАДП). 4 При сварке в защитных газах в условиях ветра рекомендуется применять технологию, обеспечивающую повышение устойчивости защитной струи газа и стойкости к порообразованию, или применять заграждения от ветра. 5 Для всех типов сварных соединений возможно применение ручной дуговой сварки. 6 Допускается применение иных аттестованных способов сварки.

Требования к механическим свойствам и геометрическим параметрам сварных соединений

Механические свойства (кроме твердости) металла угловых, нахлесточных и тавровых соединений определяют на образцах, вырезанных из стыковых сварных соединений-прототипов. Стыковые соединения-прототипы следует выполнять с использованием марок сталей, сварочных материалов и оборудования, предназначенных для сварки указанных выше типов соединений.

Требования к прочностным характеристикам Металл сварных соединений должен быть равнопрочен основному металлу. Испытания следует проводить на трех образцах типа XII или XIII по ГОСТ 6996. К металлу сварного шва сопряжения стенки с днищем (уторного шва) предъявляют дополнительное требование равнопрочности с основным металлом по нормативному значению предела текучести.

Требования к ударной вязкости сварных соединений Ударная вязкость при установленной температуре испытаний должна быть не менее значений, указанных в 6.2.3. Температуру испытаний устанавливают в соответствии с требованиями 6.2.3.2. Испытания на ударный изгиб (ударную вязкость) следует проводить для металла сварного шва и зоны термического влияния стыковых соединений элементов групп А и Б. При этом определяют ударную вязкость металла шва и зоны термического влияния (ЗТВ) на трех поперечных образцах (по шву - три образца; по ЗТВ - три образца) с острым надрезом типа IX (для толщины основного металла 11 мм и более) и типа X (для толщины основного металла менее 11 мм) по ГОСТ 6996.

Требования к технологическим испытаниям на изгиб сварных соединений

При испытаниях сварных соединений на статический изгиб среднеарифметическое значение угла изгиба шести поперечных образцов (тип XXVII по ГОСТ 6996) должно быть не менее 120°, а минимальное значение угла изгиба одного образца - не ниже 100°. При толщине основного металла до 12 мм включительно испытания проводят изгибом образца с корнем шва внутрь (на трех образцах) и корнем шва наружу (на трех образцах), а при толщине основного металла более 12 мм - изгибом образцов "на ребро" (на шести образцах).

• По внешнему виду сварные швы должны соответствовать следующим требованиям:
• металл шва должен иметь плавное сопряжение с основным металлом;
• швы не должны иметь следующих дефектов: трещин любых видов и размеров,
• несплавлений, грубой чешуйчатости, наружных пор и цепочек пор, прожогов и свищей.

Значения подрезов основного металла не должны превышать значений, указанных в таблице 30. Таблица 30

Допускаемое значение подреза основного металла в стыковом шве Наименование сварного соединения Допускаемое значение подреза при классе ответственности резервуара КС-2бКС-2аКС-3а, КС-3б Вертикальные поясные швы и соединение стенки с днищем 5% толщины, но не более 0,5 мм Не более 0,5 мм Не более 0,3 мм Горизонтальные соединения стенки 5% толщины, но не более 0,8 мм 5% толщины, но не более 0,6 мм 5% толщины, но не более 0,5 мм Прочие соединения 5% толщины, но не более 0,8 мм 5% толщины, но не более 0,6 мм 5% толщины, но не более 0,6 мм Примечание - Длина подреза не должна превышать 10% длины шва в пределах листа.

Выпуклость швов стыковых соединений стенки резервуара не должна превышать значений, указанных в таблице 31. Таблица 31

Выпуклость стыковых сварных швов стенки Размеры в миллиметрах Толщина листов Максимальное значение выпуклости

Вертикальные соединения Горизонтальные соединения До 12 включительно 1,5 2,0 Св. 12 2,0 3,0

• Для стыковых соединений деталей резервуара одной толщины допускается смещение свариваемых кромок относительно друг друга не более:
• для деталей толщиной не более 10 мм - 1,0 мм;
• для деталей толщиной более 10 мм - 10% толщины, но не более 3 мм.

Максимальные катеты угловых сварных швов не должны превышать 1,2 толщины более тонкой детали в соединении. Для деталей толщиной 4 - 5 мм катет углового сварного шва должен быть равен 4 мм. Для деталей большей толщины катет углового шва должен определяться расчетом или конструктивно, но быть не менее 5 мм. Данное требование не распространяется на размер шва приварки настила легкосбрасываемой крыши к верхнему кольцевому элементу стенки.

Выпуклость или вогнутость углового шва не должна превышать более чем на 20% значение катета шва.

• Допускается уменьшение катета углового шва не более чем на 1 мм.
• Увеличение катета углового шва допускается не более чем на:
• 1,0 мм - для катетов до 5 мм;
• 2,0 мм - для катетов свыше 5 мм.

Нахлесточное соединение, сваренное сплошным швом с одной стороны, допускается только для соединений днища и настила стационарной каркасной крыши; значение нахлеста должно быть не менее 60 мм для соединений полотнищ днища и не менее 30 мм - для соединений листов крыши и днища, но не менее пяти толщин наиболее тонкого листа в соединении.

• Контроль качества сварных соединений 9.4.1 Контроль качества сварных соединений в процессе строительства резервуаров должен предусматривать:
• применение способов сварки, методов и объемов контроля сварных швов, адекватных уровню ответственности резервуара;
• применение оптимальных технологических сварочных процедур и материалов в соответствии с требованиями проектов КМ и ППР; - осуществление строительного контроля и авторского надзора.

Применяют следующие виды контроля качества сварных соединений:

• визуально-измерительный контроль всех сварных соединений резервуара; - контроль герметичности (непроницаемости) сварных швов; капиллярный метод (цветная дефектоскопия), магнитопорошковая дефектоскопия для выявления поверхностных дефектов с малым раскрытием;
• физические методы для выявления наличия внутренних дефектов: РК или УЗК; - механические испытания сварных соединений образцов; - гидравлические и пневматические прочностные испытания конструкции резервуара.

Методы контроля сварных соединений конструкций резервуаров представлены в таблице 32. Таблица 32

Методы контроля сварных соединений металлоконструкций резервуаров Зона контроля Метод контроля Визуальноизмеритель ный Вакуумирование Р К УЗ К Капиллярный (цветной) Избыточным давлением Днище Швы днища, швы накладок на днище + + - - - - Швы днища на участке 250 мм от наружной кромки + + + <1 > - - - Стенка Вертикальные швы 1-го и 2-го поясов + - + <2 > - - Вертикальные швы + - <3 > + - -

остальных поясов Горизонтальные швы поясов + - <3 > + - - Швы перекрестий вертикального и горизонтального швов + - + - - - Швы между патрубком и стенкой + - - + + - Шов между усиливающим листом патрубка или люка и днищем + - - - + + Шов между усиливающим листом патрубка или люка и стенкой + - - - - + Стыковые швы колец жесткости + - + <2 > - - Места удаления сборочных приспособлений, сварные соединения элементов конструкции после их термической обработки + - - - + -

Шов стенки с днищем + + (с внутренней стороны) - - + или проба "мелкеросин" наружной стороны шва <4> - Крыша Радиальные швы опорного кольца + - - + - - Швы настила крыши + + - - - + Шов патрубка с настилом крыши + - - - + + Плавающая крыша (понтон) Заводские швы коробов, отсеков, поплавков + + - - - + Сварные швы, обеспечивающие герметичность + + - - - - Швы соединения патрубков с крышей (понтоном) + - - - + - <1> РК проводят после снятия усиления шва заподлицо с основным металлом. <2> Допускается применение УЗК. <3> Допускается применение РК.

<4> Контроль пробой "мел-керосин" проводят до сварки шва с внутренней стороны.

Нормативы для оценки дефектности сварных швов или значения допустимых дефектов должны быть указаны в проектной документации.

Проводят визуально-измерительный контроль 100% длины всех сварных соединений резервуара. Контроль проводят в соответствии с требованиями действующих нормативных документов ^*.

Примечание — На территории Российской Федерации действует РД 03-606-03 "Инструкция по визуальному и измерительному контролю".

Контролю на герметичность подвергают сварные швы, обеспечивающие герметичность корпуса резервуара, а также плавучесть и герметичность понтона и плавающей крыши (см. таблицу 32). Для контроля герметичности сварных соединений и конструкций применяют следующие методы контроля: - вакуумирование (по ГОСТ 3242); - проба "мел-керосин"; - избыточное давление; - гидроиспытания резервуара.

Капиллярный метод - цветной (хроматический) - применяют в соответствии с ГОСТ 18442 по 4-му классу чувствительности. Контроль капиллярным методом проводят после проведения визуальноизмерительного контроля.

• Контроль сварных швов физическими методами 9.5.1 Применяют следующие методы физического контроля:
• РК (рентгенографирование, гаммаграфирование, рентгенотелевизионный) по ГОСТ 7512;
• ультразвуковую дефектоскопию (на территории РФ по ГОСТ Р 55724); - магнитопорошковый метод по ГОСТ 21105; - цветной (хроматический) по ГОСТ 18442.

РК подлежат сварные швы стенок резервуаров и стыковые швы окраек в зоне сопряжения со стенкой.

РК проводят после приемки сварных соединений методом визуального контроля.

При контроле пересечений швов резервуаров рентгеновские пленки размещают Т-образно или крестообразно - по две пленки на каждое пересечение швов.

Длина снимка должна быть не менее 240 мм, а ширина - согласно ГОСТ 7512. Чувствительность снимков должна соответствовать 3-му классу согласно ГОСТ 7512.

• Оценка внутренних дефектов сварных швов резервуаров при РК - по ГОСТ 23055.
• Допускаемые виды и размеры дефектов в зависимости от класса резервуаров определяют по ГОСТ 23055:
• для резервуаров класса КС-2б - по 6-му классу соединений;
• для резервуаров класса КС-2а - по 5-му классу соединений;
• для резервуаров классов КС-3а и КС-3б - по 4-му классу соединений. Непровары и несплавления в швах не допускаются.

Объемы радиографического контроля сварных швов (в процентах длины шва) стенок резервуаров в зависимости от класса резервуаров должны соответствовать требованиям таблицы 33. Таблица 33

Объемы радиографического контроля сварных соединений стенок резервуаров Зона контроля Класс опасности резервуара КС- 2бКС-2а КС- 3б КС- 3а От 1000 м3 до 10 000 м3 Более 10 000 м3 до 20 000 м3 Вертикальные сварные соединения в поясах: 1, 2 20 25 50 3, 4 5 10 25 50 5, 6 2 5 10 25 50 Остальные - - 5 10 25 Горизонтальные сварные соединения между поясами:

1 - 2 3 5 10 15 20

2 - 3 1 2 5 5 10 3 - 4 - - 2 2 5 Остальные - - - 2 2 Примечания 1 При выборе зон контроля преимущество следует отдавать местам пересечения швов. 2 Монтажные стыки резервуаров рулонной сборки объемом от 1000 м3 и более должны контролироваться в объеме 100% длины швов.

Для выявления внутренних и поверхностных дефектов в сварных швах и околошовной зоне основного металла применяют УЗК.

Оценку качества сварных швов по результатам УЗК следует выполнять в соответствии с действующими нормативными документами ^*.

Примечание — На территории Российской Федерации действует СП 70.13330.2012 "СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции".

Результаты испытаний и контроля качества сварных соединений оформляются актами установленной формы и являются обязательным приложением к сопроводительной документации на резервуар.

Термообработка после сварки Термообработке после сварки для снижения уровня остаточных сварочных напряжений следует подвергать врезки с условным проходом 300 мм и более в листы стенки резервуаров толщиной: - свыше 25 мм для стали с пределом текучести от 265 МПа до 295 МПа; - свыше 18 мм для стали с пределом текучести свыше 295 МПа. В состав врезки (термообрабатываемого узла) входят: лист стенки; усиливающий лист; обечайка (труба) патрубка или люка, утолщенная вставка днища для придонного очистного люка. Примечание - Сварной шов приварки фланца к обечайке люка или патрубка термообработке допускается не подвергать. Термообработку врезок следует осуществлять до приварки термообрабатываемых узлов к смежным листам стенки и днищу резервуара. Термообработку следует проводить в печах по технологическому процессу, разработанному изготовителем. После термообработки сварные швы узла должны быть проконтролированы методом магнитопорошковой или цветной дефектоскопии.