Toru---torukeevitus soojusvahetites: kvalifikatsioon ja tavalised vead

Selles juhendis selgitatakse, kuidas ASME IX jaotis kvalifitseerib torude -to-torude keevitamiseks, millised ehituskoodid muudavad selle kvalifitseerimise kohustuslikuks, ning konkreetseid defektirežiime, mida inspektorid ja tootjad peavad kontrollima, et vältida kulukat ümbertöötamist.

Miks nõuab toru{0}}--torukeevitus soonkeevisõmblustest eraldi kvalifikatsiooni?

Toru ---torude liited nõuavad spetsiaalset kvalifitseerimist, kuna nende geomeetria, juurdepääs ja rikkerežiim erinevad oluliselt tavalisest soonega keevisõmblusest ning ei tõestata, et keevitaja või protseduur, mis on kvalifitseeritud tasapinnalise soonega kupongiga, ei suuda selles konfiguratsioonis automaatselt tekitada tugevat, lekkivat-liidet.

Soone keevisõmbluse katsekupongi keevitatakse avatud, takistusteta tingimustes, kus on täielik juurdepääs vuugi mõlemale küljele. Toru---toru lehtliide keevitatakse tihedalt piiratud rõngakujulises ruumis toru seina ja puuritud torulehe augu vahele, sageli on külgnevad toruaugud vaid millimeetrite kaugusel ja juurdepääs on ainult ühelt küljelt. Toru sein ise on õhuke - sageli alla 3 mm -, mistõttu on see väga vastuvõtlik-läbipõlemisele, samas kui toru leht on paks plokk, mis toimib suure jahutusradiaatorina, luues soojuse ebaühtlase jaotumise ühenduskohas.

Need tingimused loovad defektirežiimid -läbipõlemise-, sulamise puudumise vuugijuures ja ebapiisava minimaalse lekketee -, mida avatud soonega keevitamisel lihtsalt ei esine, mistõttu ASME IX jaotis käsitleb toru-to-torukeevitust pigem oma standardse täite- või täitekategooriasse voltimise reeglina.

Millised on ASME IX jaotise kaks kvalifikatsiooni teed?

ASME Section IX pakub toru{0}}--torukeevitusprotseduuride ja -keevitajate kvalifitseerimiseks kahte erinevat võimalust: näidismudel QW-193 alusel või tavaline soone- või filee-keevituskatse QW-202 järgi, kusjuures kohaldatav ehituskood määrab, milline marsruut on kohustuslik.

Kvalifikatsiooni marsruudi võrdlus

ASME jaotise IX QW-202.6 ja jaotise VIII jaotise 1 UW-28(b)/UW-29 (2021. aasta väljaanne); 2. jaotise para. 6.3.4. Olulised muutujad protseduuride kvalifitseerimiseks on esitatud QW-288; keevitaja ja keevitaja jõudlus-kvalifikatsiooni olulised muutujad on toodud QW-387 ja QW-388. Enne kvalifitseerimismarsruudi valimist kinnitage alati praeguse väljaande nõuded ja kõik kliendipõhised alistamised.

Mõlemad olulised -muutujate tabelid kehtivad koos baaskeevitus-protsessitabelitega. Näiteks peab GTAW toru-to-toru protseduur vastama nii tabelis QW

Mitu makettkeevisõmblust on vaja ja mida need peavad läbima?

Kui kasutatakse mudelit QW-193, tuleb teha vähemalt viis keevisõmblust ja igaüks neist peab läbima visuaalse kontrolli, vedeliku läbitungimise testi ja makro-sektsiooni kontrolli -. Üks ebaõnnestunud keevisõmblus muudab kogu maketi kehtetuks ja nõuab täielikku uuesti keevitamist, mitte kohapealset parandamist.

Visuaalne kontroll (QW-193.1.1): tehakse ilma suurenduseta, kontrollides täielikku sulandumist, läbipõlemist, poorsust ja pragusid.

Vedeliku läbitungimise uurimine (QW-193.1.2): ASME V jaotise artikli 6 alusel teostavad kvalifitseeritud töötajad, et tuvastada palja silmaga nähtavaid pinnakatkestusi.

Makro-sektsiooni uurimine (QW-193.1.3): makett lõigatakse läbi selle läbimõõdu, et paljastada neli pinda, seejärel uuritakse 10-20-kordse suurendusega, et kontrollida täielikku sulandumist, pragude puudumist ja - kriitiliselt – kas minimaalne lekketee vastab projekteerimisnõuetele.

Mudelkomplekt ise peab sisuliselt dubleerima tootmises kasutatava toruaugu konfiguratsiooni ja ühendusdetaili QW-288 olulise muutuja piires – see tähendab, et toru läbimõõt, torulehe paksus ja liite geomeetria peavad esindama tegelikku ehitatavat soojusvahetit, mitte lihtsalt mis tahes mugavat katsekeha.

VIII jaotise 1. jaotis vs 2. jaotis: millal on QW-193 kohustuslik?

ASME jaotise VIII jaotis 2 muudab mudeli QW-193 toru-keevitusprotseduuri kvalifitseerimiseks kohustuslikuks, samas kui jaotise VIII jaotis 1 jätab selle tootja valikuvõimaluseks ning see eristamine on soojusvaheti valmistamise planeerimisel üks olulisemaid ja kõige sagedamini valesti mõistetavaid punkte.

Vastavalt ASME jaotise VIII jao 1 UW-28/UW-29 (2021. aasta väljaanne), jaotise VIII jao 2 lõikele. 6.3.4 ja jaotisele I PFT-12. Kliendi tehnilised spetsifikatsioonid nõuavad sageli QW-193 isegi siis, kui põhikood seda ei nõua – enne kvalifitseerimisplaani lõplikku vormistamist kontrollige alati ostutellimust ja keevitusprojekti spetsifikatsiooni.

Millised on kõige levinumad defektid torude{0}}ja-torulehtede keevisõmblustel?

Defektid, mis kõige sagedamini kahjustavad toru---torude lehtede liitekohti, on sulandumise puudumine toru-to-toru lehe liideses, toru-seina läbipõlemine-, ebapiisav minimaalne lekketee, poorsus ja kuumusega mõjutatud toru-7}f{8}pragude tõttu liigend keevitatakse individuaalselt käsitsi või orbitaalpeaga, defektide esinemissagedus kipub suurenema väsimuse, vuugi ebaühtlase sobivuse-ja pinna ebapiisava ettevalmistamise tõttu suure torude arvu korral.

Rikkerežiimid ja tuvastamismeetodid, mis on kooskõlas ASME jaotise IX QW{1}}193.1 nõuetega ning valdkonna kogemustega kestade ja torude soojusvaheti valmistamise ja parandamise alal.

Väävli taaskasutamise, rafineerimise ja protsessi jahutusrakenduste kogemused näitavad, et korduvad torude -to-toru lekked tulenevad sageli läbitungimise puudumisest ja sulandumise puudumisest, mis tekkisid algse valmistamise käigus, - defekte, mida on raske tuvastada ainult tootmis-NDE abil ja mis kipuvad ilmnema alles pärast korduvat termilist tsüklit, mis põhjustab pragude kasutamata juurte levikut.

Kuidas kontrollitakse minimaalset lekketeed (MLP) ja miks see on oluline?

Minimaalne lekketee on igas suunas lühim vahemaa toru juurest-to-torukeevisõmbluseni lähima vaba pinnani ja see on oluline, sest see on mõõde, mis määrab, kas tugevus{2}}keevisliide võib tegelikult sisaldada survet ja takistada ristsaastumist -, samas kui ühenduskoha tõrgeteta konstruktsioon võib visuaalselt kontrollida, et liiga suur MLP ei ületaks endiselt. alusel.

MLP kontrollimiseks jagatakse kvalifikatsioonimudeli läbi selle läbimõõdu, paljastatakse keevisõmbluse ristlõige- ja mõõdetakse sulatatud tee 10- kuni 20-kordse suurendusega võrreldes projekteerimisalusel arvutatud miinimumiga.

Maksimaalne krediteeritud MLP väärtus on piiratud toru seina paksuse juures, olenemata sellest, kui palju keevismetalli lisatakse sellest mõõtmest kaugemale.

Pikisuunalisi kriimustusi toru välispinnal või torulehe ava avamisel käsitletakse mudeli hindamisel kõrgendatud riskina, sest ühenduskohaga paralleelselt kulgev kriimustus võib tekitada lekketee, mis läheb keevisliitmikust täielikult mööda.

Kuna MLP-d saab destruktiivselt kinnitada - esindusliku maketi lahti lõikamisega -, kontrollitakse seda protseduuri kvalifitseerimise ajal, mitte iga tootmisliidese puhul. Just seetõttu on distsiplineeritud ja korratav protsessi juhtimine tootmiskeevituse ajal nii oluline: kui WPS on tõendatud MLP-ga kvalifitseeritud, tuleb tootmiskeevitusi teostada sama olulise -muutuja ümbrikus, et need kehtiksid.

Millised ülevaatusmeetodid püüavad enne käivitamist toru-ka-torulehe defektid?

Kihiline kontrollijada - visuaalne kontroll, vedeliku läbitungimise testimine ja heeliumi lekke testimine - tuvastab enamiku torude -to-torude defektidest enne soojusvaheti komplekti sulgemist ja kasutuselevõttu, kusjuures heeliumi lekkekatse pakub kõrgeimat tundlikkust seda tüüpi ühendusseina läbivate -meetoditega.

Iga keevisõmbluse puhul tehakse visuaalne kontroll esmase-läbipõlemise, mittetäieliku sulamise ja pinna poorsuse kontrollimiseks.

ASME V jaotise artikli 6 kohaselt läbiviidud vedeliku läbitungimise testimine tuvastab pinnale purunevad praod ja poorsuse, mis pole palja silmaga nähtav, ning seda rakendatakse tavaliselt nii juur- kui ka viimase läbipääsu korral.

Heeliumi lekkekatse surub soojusvaheti rõhku 5–10 psi heeliumiga ja kasutab massispektromeetrit, et tuvastada lekkekiirus, mis on palju väiksem, kui hüdrostaatiline test suudab lahendada, kuna heeliumi aatom on piisavalt väike, et läbida katkestusi, mis vett ei läbiks. See test tehakse tavaliselt pärast kogu toru-otste keevitamist, kuid enne toru laienemist, nii et hinnatakse ainult keevisõmblust -, mitte mehaanilist paisumist -.

Ükski meetod ei taba kõiki defektirežiime: visuaalne ja vedeliku läbitungimise testimine on efektiivne pinna{0}}ühendatud katkestuste korral, kuid maa-aluse sulandumise puudumist või alamõõdulist MLP-d saab kinnitada ainult kvalifitseerimise ajal hävitava makro{1}}lõikega. Seetõttu on kvalifitseerimise testimine ja tootmise NDE pigem üksteist täiendavad kui üleliigsed - kvalifikatsioon tõestab, et protseduur on võimeline tekitama kindlat liigendit, ja tootmis-NDE kinnitab, et võimekust rakendati järjepidevalt kogu torude koguarvus.

Miks on kvalifikatsiooni rangus torude{0}}--torude liitekohtade puhul olulisem kui tavaliste torukeevisõmbluste puhul?

Toru -to-torude lehtede kvalifitseerimise täpsus on olulisem kui tavaliste torukeevisõmbluste puhul, sest pärast valmistamist avastatud üksik süstemaatiline defekt võib nõuda terve kimbu uuesti -voolimist ja kuna iga soojusvaheti võib sisaldada sadu kuni tuhandeid sama protseduuriga keevitatud üksikuid liitekohti -, mis ei tähenda, et {{4}halva keevisõmblus}} see toodab palju.

Torustiku ümbermõõdu keevisõmbluse defekt on tavaliselt isoleeritud remont. Seevastu vigase protseduuri või kvalifitseerimata tehnikaga tekitatud toru-to-torulehe defektirežiim on süsteemne: kui ühe rikke põhjustanud liite konstruktsioon, soojuse sisend või pinna ettevalmistamise etapp rakendati järjekindlalt kogu kimbu ulatuses, on iga nendes tingimustes keevitatud liitekoht kahtlane.

Investeerimine korralikult kvalifitseeritud WPS-i, piisava väljaõppega ja testitud keevitajatesse ning distsiplineeritud tootmiskontrolli järjestusse on madalam-kulu, võrreldes sellega, kui avastatakse - pärast käivitamist või mis veelgi hullem, pärast mitut aastat kestnud soojustsüklit -, et suur osa torukomplektist tuleb välja vahetada.

Korduma kippuvad küsimused

Q: Kas ASME Section VIII Division 1 nõuab QW-193 maketi kvalifikatsiooni toru-toru ja lehe keevisõmbluste jaoks?

A: Nr. Division 1 jätab QW-193 tootja valikuks; soonkeevisõmbluse test vastavalt QW-202.2 ja QW-202.4 on aktsepteeritud alternatiiv, välja arvatud juhul, kui kliendi tehniline spetsifikatsioon nõuab maketti.

Q: Kui palju torusid tuleb keevitada ja testida, et kvalifitseeruda toru-to-toru lehtedeks maketi järgi?

A: Iga QW kohta tuleb valmistada vähemalt viis näidiskeevisõmblust ja kõik viis peavad läbima visuaalse, vedelikku läbitungiva ja makro{0}}lõike kontrollimise-193.2. Iga üksik rike muudab kogu maketi kehtetuks ja nõuab täielikku uuesti keevitamist.

Q: Mis on minimaalne lekketee ja miks on see toru seina paksusega kaetud?

A: Minimaalne lekketee on lühim kaugus keevisõmbluse juurest lähima vaba pinnani. See on kaetud toru seina paksusega, kuna see on vuugi lekke-tiheda ristlõike- füüsiline piir, olenemata sellest, kui palju keevismetalli sadestatakse.

Q: Kas keevitaja, kes on kvalifitseeritud soonega keevitamiseks, saab keevitada toru -to-torulehtede liitekohtadega QW-193 maketiga kvalifitseeritud WPS-i alusel?

A: Jah, kui kohaldatav ehitusseadustik ise ei nõua QW-193 toimivuse kvalifitseerimiseks. Protseduuri kvalifikatsiooni ja soorituse kvalifikatsiooni käsitletakse ASME IX jaotises üksteist välistavate nõuetena.

Q: Miks eelistatakse heeliumi lekketesti torude -to{1}}keevisõmbluste hüdrostaatilisele testimisele?

A: Heeliumi väike aatomisuurus võimaldab tal läbida katkestusi, mida hüdrostaatiline (vee)test ei tuvasta, andes heeliumi lekketestile märkimisväärselt suurema tundlikkuse, et tuvastada enne käivitamist marginaalsed või osaliselt kokkusulanud torude -ja-toru lehtede ühendused.