Приложение И (обязательное). Аттестация технологии сварки и ремонтной сварки

Приложение И
(обязательное)

Аттестация технологии сварки и ремонтной сварки

И.1 Общие положения

И.1.1 Технология сварки и ремонтной сварки труб должна быть аттестована в ходе аттестации технологии производства (MPQT).

И.1.2 Сварка труб должна быть выполнена одним из следующих способов:

- автоматической дуговой сваркой под флюсом SAW;

- автоматической высокочастотной электрической сваркой HFW.

И.1.3 Ремонтная сварка должна быть выполнена одним из следующих способов:

а) автоматической сваркой под флюсом;

б) автоматической или полуавтоматической дуговой сваркой металлическим электродом в среде защитного газа;

в) ручной сваркой покрытым электродом с низкой массовой долей водорода.

И.1.4 Все сварочные работы должны выполняться строго в соответствии с технологической инструкцией по сварке (WPS) и требованиями настоящего приложения. При изменении любого параметра за пределы допустимых отклонений существенных переменных процедура сварки подлежит пересмотру и повторной аттестации. Существенные переменные и их допустимые отклонения приведены в И.2.2.

И.1.5 Все сварочные материалы требуют обращения и хранения в соответствии с рекомендациями изготовителя, для того чтобы предотвратить попадание в них влаги и других загрязнений.

И.1.6 Пробные швы должны быть выполнены на рулонном или листовом прокате или трубе.

В.1.7 Изготовитель должен сохранять записи о процессе сварки и результаты аттестационных испытаний технологии сварки. По требованию потребителя должны быть предоставлены копии технологической инструкции по сварке (WPS) и документа об аттестации технологии сварки (WPQR).

И.2 Аттестация технологии сварки

И.2.1 Общие положения

И.2.1.1 Аттестация технологии сварки должна быть проведена на основе предварительной технологической инструкции по сварке pWPS при применении того же типа оборудования, в тех же условиях, что и для производственного процесса сварки.

И.2.1.2 Число проб контрольных сварных соединений должно быть достаточным для получения требуемого числа образцов из участков, указанных на рисунке И.1. При принятии решения относительно числа проб контрольных соединений должна учитываться возможность проведения повторных испытаний.

"Рисунок И.1 - Аттестационные испытания процедуры сварки - отбор контрольных образцов для продольных сварных швов"

И.2.1.3 Контрольные пробы сварных соединений для аттестации процедуры сварки (WPQ) должны иметь достаточный размер для учета реалистичных ограничений в процессе сварки.

И.2.1.4 Трубы, отобранные для аттестационных испытаний, должны быть репрезентативными в отношении верхнего диапазона заданного химического состава.

И.2.1.5 Приемочные документы на расходные материалы, включая защитные газы, газы для защиты обратной стороны шва и плазменные газы, должны быть проверены. Подтверждение приемочных документов и их прослеживаемость до конкретного материала должны быть установлены до начала аттестации сварки. Записи при аттестации сварки должны включать все данные, необходимые для разработки WPS по планируемому использованию существенных переменных в допустимых пределах.

И.2.1.6 Должны быть применимы следующие требования для сварки прямым или спиральным швом:

- аттестационные испытания технологии сварки должны проводиться в условиях, репрезентативных в отношении производственной сварки с точки зрения положения шва, температуры промежуточного прохода, применения предварительного нагрева, теплопроводности, интервала времени между каждым из слоев и т.п.;

- в случае, если множественные сварочные дуги соединяются в одну сварочную головку, параметры должны быть зарегистрированы для каждой сварочной дуги;

- направление прокатки листового или рулонного проката (при необходимости) и положение "12 ч" (для фиксированного положения трубы) должны быть отмечены на контрольном образце;

- если для сварки контрольного образца используют больше одного сварочного процесса или сварочного металла, для каждого сварочного процесса и сварочного металла необходимо зарегистрировать используемые параметры и приблизительную толщину наплавленного сварочного металла;

- если технологические сварные швы должны быть расплавлены с окончательным сварным швом во время производственной сварки, они должны быть включены в состав изготовляемого сваркой контрольного образца;

- нагрев образцов, в дополнение к нагреву во время сварки, не допускается, за исключением случаев нагрева, требуемого для достижения и поддержания минимальной температуры предварительного нагрева и последующего нагрева, как указано в pWPS;

- содержание кислорода в газах для защиты обратной стороны шва и продолжительность использования данного вида газов до, во время и после сварки должны быть документированы;

- каждый образец должен быть отдельно помечен штампом или несмываемой краской близко к шву, а записи, сделанные во время аттестационной сварки, неразрушающего контроля и механических испытаний, должны быть прослеживаемыми до каждого контрольного образца.

И.2.1.7 Ремонтная сварка должна быть аттестована при проведении отдельных аттестационных испытаний ремонтных сварных швов.

Аттестационные испытания должны проводиться посредством моделирования конкретных случаев ремонта.

Аттестационная ремонтная сварка должна проводиться с учетом И.2.1.1 - И.2.1.7.

При проведении аттестационной ремонтной сварки также должны соблюдаться следующие условия:

- предварительный подогрев для ремонтной сварки должен осуществляться как минимум на 50°С выше минимальной заданной температуры подогрева при производственной сварке;

- при необходимости ремонта сваркой термообработанных труб в инструкцию по аттестации ремонтной сварки (WPS) должен быть включен процесс последующей соответствующей термообработки, в зависимости от влияния ремонтной сварки на свойства и микроструктуру существующего сварного шва и основного металла;

- аттестация ремонтной сварки должна проводиться посредством вырезания углубления на исходном сварном шве, выполненном в соответствии с аттестованной технологией сварки (WPQ).

И.2.2 Существенные переменные

Если какая-либо из следующих существенных переменных будет изменена вне установленных ограничений, существующую технологию сварки не применяют и должна быть аттестована новая технология:

а) процесс сварки:

1) изменение вида сварки, например замена сварки под флюсом на сварку металлическим электродом в среде защитного газа;

2) изменение способа сварки, например замена ручной сварки полуавтоматической;

б) металл труб:

1) изменение категории группы или класса прочности. Если в пределах одной категории класса прочности применяют разные системы легирования, то каждая легирующая композиция должна быть аттестована отдельно. Существуют следующие категории групп или классов прочности:

- до 290 или МКП 290 включ.;

- св. 290 до 450 или св. МКП 290 до МКП 450;

- от 450 или МКП 450 и св.;

2) увеличение толщины стенки трубы, по сравнению с аттестованной, в пределах каждой категории групп или класса прочности;

3) увеличение в пределах категории групп или классов прочности и интервалов толщин стенок труб углеродного эквивалента (- при массовой доле углерода более 0,12% и - при массовой доле углерода не более 0,12%), определенного по анализу ремонтируемого металла, более чем на 0,03% выше значения углеродного эквивалента аттестованного металла;

4) изменение состояния поставки (таблица 1);

в) сварочные материалы:

1) изменение классификации присадочного металла;

2) изменение марки расходуемых материалов;

3) изменение диаметра электрода;

4) изменение состава защитного газа X более чем на 5%;

5) изменение расхода защитного газа q более чем на 10%;

6) изменение марки флюса при сварке под флюсом;

г) параметры сварки:

1) изменение вида тока, например переход с переменного на постоянный;

2) изменение полярности тока;

3) при автоматической и полуавтоматической сварке изменение интервалов тока, напряжения, скорости перемещения и теплоподвода для охватываемых интервалов толщин стенок. Для аттестации всего интервала в его пределах должны быть испытаны соответствующим образом выбранные точки. Новая аттестация потребуется в том случае, если отклонение от аттестованного интервала превысит одно из следующих значений:

- по силе тока - 10%;

- по напряжению - 7%;

- по скорости перемещения при автоматической сварке - 10%;

- по теплоподводу - 10%;

д) при ручной и полуавтоматической сварке изменение ширины валика шва более чем на 50%;

е) нагрев и термообработка после сварки:

1) проведение ремонтной сварки при температуре трубы ниже температуры аттестационных испытаний;

2) добавление или исключение термообработки после сварки.

И.2.3 Аттестационные испытания

И.2.3.1 Общие положения

И.2.3.1.1 Для аттестации сварки проводят визуальный и неразрушающий контроль, механические и коррозионные испытания контрольных образцов после сварки или после выполнения послесварочной термообработки, в зависимости от того, что применимо для готовой трубы.

Основной металл должен сохранять минимальные установленные механические свойства после любой операции послесварочной термообработки. Свойства основного металла после выполнения послесварочной термообработки должны быть задокументированы по результатам дополнительных испытаний, записи по испытаниям сохранены в рамках аттестации технологии сварки.

И.2.3.1.2 Визуальный и неразрушающий контроль проводят через 48 ч после завершения сварки каждого контрольного образца.

В случае если контрольный образец не отвечает критериям приемки визуального и неразрушающего контроля, должен быть сварен еще один контрольный образец и подвергнут такому же контролю. Если дополнительный контрольный образец не соответствует установленным требованиям, технологию сварки не аттестуют.

И.2.3.1.3 Виды и периодичность разрушающих испытаний для аттестации технологии сварки указаны в таблице И.1, методы испытаний и критерии приемки - в И.2.3.3.

Образцы для испытаний должны быть отобраны из положений, показанных на рисунке И.1.

И.2.3.1.4 Должны быть аттестованы следующие виды ремонтной сварки:

- ремонт по всей толщине сварного шва;

- частичный ремонт по толщине сварного шва;

- ремонт незавершенной сварки корня сварного шва;

- ремонт наружного валика сварного шва при однопроходной сварке;

- ремонт корня сварного шва при однопроходной сварке.

Виды и количество разрушающих испытаний для аттестации процедуры ремонтной сварки приведены в таблице И.1, методы испытаний и критерии приемки - в И.2.3.3.

Таблица И.1 - Аттестационные испытания технологии сварки и ремонтной сварки

Размеры труб, мм		Периодичность испытаний, не менее
Наружный диаметр	Толщина стенки	Испытание сварного шва на поперечное растяжение	Испытание сварного соединения на продольное растяжение(1)	Испытание на направленный загиб по корневой части шва	Испытание на направленный загиб по наружной стороне шва	Испытание на боковой загиб сварного шва	Испытания на ударный изгиб (комплекты образцов) (2), (3), (4), (5)	Контроль макроструктуры и твердости	Другие испытания(7)	Испытание стойкости к распространению трещины
Технология сварки
До 300 включ. Св. 300	До 25 включ.	2 2	2 2	2 4	2 4	0 0	4(6) 4(6)	2 2
До 300 включ. Св. 300	Св. 25	2 2	2 2	0 0	0 0	4 4	4(6) 4(6)	2 2		(8) (8)
Ремонтная сварка
Ремонт по всей толщине сварного шва		1	1	1(9)	1(9)	2	(4), (6), (10)	1		(8)
Частичный ремонт по толщине сварного шва		1	1	1(9)	1(9)	2		1		(8)
Ремонт незавершенной сварки корня сварного шва				1	1			1
Ремонт наружного валика сварного шва при однопроходной сварке								1
Ремонт корня сварного шва при однопроходной сварке				1	1			1
(1) Проведение испытания на растяжение всего сварного соединения для труб наружным диаметром 200 мм не требуется. (2) Для t < 6 мм проведение испытания на ударный изгиб не требуется. (3) Каждый комплект образцов для испытания на ударный изгиб состоит из 3 образцов. (4) V-образный надрез должен находиться посередине сварного шва, на линии сплавления (с 50% металла сварного шва и 50% зоны термического влияния HAZ), на расстоянии 2 и 5 мм от линии сплавления, как показано на рисунках 7 и И.3. (5) Для двусторонних сварных швов четыре дополнительных комплекта образцов для испытаний на ударный изгиб должны быть отобраны с расположением надреза посередине сварного шва, по линии сплавления(с 50% металла сварного шва и 50% зоны термического влияния HAZ), на расстоянии 2 и 5 мм от линии сплавления, как показано на рисунке 7. (6) При использовании нескольких процессов сварки или расходных материалов для сварки отбор образцов для испытания на ударный изгиб должен проводиться от соответствующих участков сварного шва, если испытуемый участок не может считаться представительным для всего сварного шва. (7) Требования к коррозионным испытаниям указаны в приложении Б, химическому анализу - в 10.4.1. (8) Для тела сварных труб толщиной стенки более 50 мм испытание на стойкость к распространению трещины проводят только в случае, если не предусмотрено проведение послесварочной термообработки. (9) Для труб с t < 25 мм проводят одно испытание на изгиб по наружной поверхности, одно испытание - по внутренней поверхности. (10) Для ремонтной сварки по всей или по части толщины сварного шва, когда к исходному металлу добавляется новая зона термического влияния (HAZ), комплекты из трех образцов отбирают в соответствии с рисунками И.4 и И.5.

И.2.3.1.5 Разрушающие испытания, результаты которых не соответствуют установленным требованиям, могут быть проведены повторно. Перед выполнением повторного испытания должна быть определена причина несоответствия и указана в протоколе. Если на результаты испытаний оказали влияние неверный отбор образцов, механическая обработка, подготовка, обработка или условия испытаний, образец для испытаний и проба (что применимо) заменяют правильно подготовленным образцом или пробой и проводят повторное испытание.

И.2.3.1.6 Разрушающее испытание, результаты которого не соответствуют установленным требованиям, может быть не принято, если причину несоответствия нельзя отнести к неверному отбору образцов, механической обработке, подготовке, обработке или условиям испытаний образцов.

И.2.3.1.7 Повторное проведение испытания, при котором не были выполнены установленные требования, должно проводиться только по согласованию. Повторному испытанию подвергают два дополнительных образца/комплекта образцов. Если результаты обоих повторных испытаний соответствуют требованиям, то результаты испытания считаются приемлемыми. Все результаты испытаний, включая неудовлетворительные, должны быть указаны в отчете по испытаниям.

И .2.3.2 Неразрушающие испытания

И.2.3.2.1 Все контрольные сварные швы должны подвергнуться 100%-ному визуальному контролю, 100%-ному ультразвуковому контролю, 100%-ному рентгенографическому контролю, а также 100%-ному испытанию магнитопорошковым методом. Испытания должны проводиться в соответствии с требованиями приложения К.

И.2.3.3 Разрушающие испытания

И.2.3.3.1 Испытание на растяжение

И.2.3.3.1.1 Испытание на поперечное растяжение сварного шва

После испытаний на поперечное растяжение сварного шва не должно наблюдаться трещин в металле сварного шва. Временное сопротивление при растяжении сварного шва должно быть не менее установленного предела прочности при растяжении основного металла. Отбор образцов и методы испытаний - в соответствии с 10.3.2.2 и 10.4.2.

И.2.3.3.1.2 Испытание на продольное растяжение сварного соединения

Для продольных сварных швов, подвергаемых деформации менее 0,4%, максимальный предел текучести металла сварного шва должен быть выше минимального предела текучести основного металла не менее чем на 80 МПа, относительное удлинение - не менее чем на 18%. Отбор образцов и методы испытаний - в соответствии с 10.3.2.2 и 10.4.2.

И.2.3.3.2 Испытание на направленный загиб

Испытания на направленный загиб не должны выявлять никаких явных дефектов, размеры которых превышают 3 мм в любом направлении. Небольшие вязкие разрывы размером менее 6 мм, начинающиеся у кромки образца, могут не учитываться, если они не связаны с очевидными дефектами. Отбор образцов и методы испытаний - в соответствии с 10.3.2.4 и 10.4.4.

И.2.3.3.3 Испытание на боковой загиб

Испытания на боковой загиб сварного шва проводят в соответствии со стандартом [35].

Образец для испытаний должен представлять всю толщину сварного шва и иметь размеры, указанные на рисунке И.2. Длина сторон образца, представляющих внутреннюю и наружную поверхности трубы, должна быть приблизительно 25 мм, ширина - приблизительно 10 мм. Кромки образца могут быть скруглены радиусом, равным 0,1t. Усиление сварного шва должно быть удалено с наружной стороны и внутренней стороны вровень с прилежащей поверхностью. Сварной шов должен быть расположен посередине образца.

"Рисунок И.2 - Образец для испытаний на боковой загиб сварного шва"

Образцы должны быть загнуты до угла 180° при помощи оправки диаметром 4t - для труб с минимальным пределом текучести 360 МПа, 5t - для труб с минимальным пределом текучести 415 МПа.

Загиб образца проводят по боковой стороне таким образом, чтобы весь сварной шов находился в области растяжения.

И.2.3.3.4 Испытание на ударный изгиб

Среднее и отдельные значения работы удара на образцах с V-образным надрезом в каждом положении не должны быть менее установленного значения для основного металла в поперечном направлении.

К испытаниям на ударный изгиб предъявляют следующие требования:

- если два из трех образцов любого комплекта не отвечают требованиям, аттестация технологии сварки неприемлема;

- если более одного комплекта образцов содержат образцы, не соответствующие требованиям, аттестация технологии сварки неприемлема;

- если согласовано, повторные испытания могут быть проведены на двух дополнительных комплектах образцов. Все образцы, прошедшие повторное испытание, должны соответствовать установленным требованиям.

Отбор образцов и методы испытаний - в соответствии с 10.3.2.3 и 10.4.3 с учетом положения V-образного надреза на образцах для испытаний ремонтных сварных швов, показанного на рисунках И.3, И.4 и И.5.

"Рисунок И.3 - Положение V-образного надреза для испытания на ударный изгиб образцов с односторонним ремонтным сварным швом"

"Рисунок И.4 - Положение V-образного надреза для испытания на ударный изгиб образцов для ремонтной сварки по всей толщине сварного шва"

"Рисунок И.5 - Положение V-образного надреза для испытания на ударный изгиб образцов для ремонтной сварки по части толщины сварного шва"

И.2.3.3.5 Контроль твердости

Твердость основного металла, HAZ и металла сварного шва не должна превышать:

- 325 HV10 - для труб, эксплуатируемых в некислых средах;

- 250 HV10 - для труб, эксплуатируемых в кислых средах (для наружных валиков сварных швов, не подвергаемых воздействию кислой среды, максимальная твердость 275 HV10 может быть установлена только для основного металла труб толщиной стенки более 12 мм).

Если единичные показания твердости на различных участках (металл сварного шва, HAZ, основной металл) не соответствуют установленным требованиям, допускается повторный контроль твердости на обратной стороне образца или на той же стороне образца после ее шлифовки и повторной подготовки. Ни одно из значений, полученных при дополнительном контроле твердости, не должно превышать допустимые значения.

Отбор образцов и методы испытаний - в соответствии с 10.3.2.7 и 10.4.9.

И.2.3.3.6 Контроль макроструктуры

Контроль макроструктуры проводят при помощи фотографирования (не менее, чем с увеличением).

Макроструктура должна демонстрировать качественный сварной шов, плавно переходящий в основной металл, без дефектов сварки в соответствии с уровнем качества С стандарта [4].

Отбор образцов и методы испытаний - в соответствии с 10.3.2.6 и 10.4.7.

И.2.3.3.7 Контроль стойкости к коррозии

Испытание стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC) проводят для сварных швов труб с пределом текучести > 450 МПа. Критерии приемки должны соответствовать стандарту [26].

Отбор образцов и методы испытаний - в соответствии с приложением Б.

И.2.3.3.8 Испытание стойкости к распространению трещины

Требования по стойкости к распространению трещины не применимы для сварных швов.

Для тела сварных труб толщиной стенки более 50 мм испытание стойкости к распространению трещины проводят только в случае, если не предусмотрено проведение послесварочной термообработки.

Отбор образцов и методы испытаний - в соответствии с приложением А.

И.3 Аттестация сварщиков

И.3.1 Аттестация

И.3.1.1 Общие положения

И.3.1.1.1 Каждый сварщик-ремонтник или оператор-ремонтник должен быть аттестован в соответствии со стандартом [36] или [37].

И.3.1.1.2 Сварщики, выполняющие ручную, полуавтоматическую и автоматическую сварку должны быть аттестованы по односторонней сварке труб и концов рулонного или листового проката в требуемом основном положении в соответствии со стандартами [38], [39] или другими соответствующими стандартами. На соответствие данным требованиям также должны быть аттестованы сварщики, выполняющие временные или технологические швы.

И.3.2 Приемка

При аттестации сварщик-ремонтник или оператор-ремонтник должен выполнять сварные швы, соответствие которых должно быть подтверждено следующим:

а) визуальным контролем, контролем рентгеновским или ультразвуковым методом, магнитопорошковым методом в соответствии с приложением К;

б) двумя испытаниями на направленный загиб в поперечном направлении (И.2.3.3).

И.3.3 Отказ в приемке

Если результат хотя бы одного из видов контроля по И.3.2 не будет отвечать установленным требованиям, но будет доказано, что несоответствие сварного шва вызвано металлургическими или другими не зависящими от сварщика причинами, то сварщику разрешается выполнить еще один дополнительный аттестационный шов. Если и этот шов окажется не соответствующим хотя бы по одному из видов контроля, предусмотренных И.3.2, сварщика лишают аттестации. Дополнительные испытания не допускаются до тех пор, пока сварщик не пройдет дополнительное обучение.

И.3.4 Переаттестация

Переаттестация в соответствии с И.3.1 должна быть проведена в следующих случаях:

а) прошел один год с момента предыдущей проведенной аттестации;

б) сварщик не выполнял сварочные работы с применением аттестованных технологий сварки в течение трех месяцев или более;

в) квалификация сварщика вызывает сомнения.