КОНСТРУКЦИИ СВАРНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ

РТМ 108.940.08—85

Издание официальное

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ указанием Министерства энергетического машиностроения от 23.04.85 № СЧ-002/3261

ИСПОЛНИТЕЛИ: В. Н. ЗЕМЗИН (доктор техн. наук, профессор), В. И. РОЗЕМБЛЮМ (доктор техн. наук), Р, 3. ШРОН (доктор техн. наук), А. Н. МИТЮКОВ, Л. К. ЗИМИНА, В. В. ЗУГРОВА

© Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И. И. Ползунова (НПО ЦКТИ), 1987.

Таблица 4

Марка стали Предел текучести ат, МПа (кгс/мм2) Предел прочности МПа (кгс/мм2) Твердость по Бринеллю, ИВ 12Х1МФ 421 (45) 637 (65) 195 15Х1М1Ф 490 (50) 686 (70) 210 15X1 Ml ФЛ 450 (48) 637 (65) 210 15X11МФ 588 (60) 784 (80) 240 18Х11МНФБ 666 (68) 833 (85) 260 15Х12ВНМФ 637 (65) 833 (85) 260 15Х11МФБЛ 588 (60) 784 (80) 240 1Х11В2МФ 637 (65) 833 (85) 260 20ХНЗМФА 637 (65) 784 (80) 240 20Х12Н13МФ 637 (65) 784 (80) 240

2.4.4.    При необходимости использования аустенитной стали в качестве коррозионно-стойкой для эксплуатации при температуре менее 500°С наиболее целесообразным является применение стали марок 12Х18Н10Т или 08Х18Н10Т.

2.4.5.    Для сварных изделий из аустенитных сталей, эксплуатирующихся в интервале температур от 500 до 650°С (трубные системы при толщине стенки свыше 10 мм или сложные конструкции корпусного типа при меньшей толщине стенки), рекомендуется применять преимущественно стали марок 03Х16Н9М2 и 08Х16Н13М2Б. Поверхность швов ответственных сварных соединений должна под^ вергаться обязательной зачистке до плавного сопряжения с основным металлом. При невозможности зачистки швов (например, корневой части стыков трубопроводов и роторов) следует применять виды сварки, обеспечивающие плавное сопряжение шва с основным металлом (например, аргонодуговую сварку неплавящимся электродом). Для малонагруженных элементов при температуре эксплуатации 650—700°С целесообразно использовать сталь 20Х23Н18.

2.4.6.    При использовании высокожаропрочных аустенитных сталей необходимо учитывать их склонность к образованию около-шовных трещин при сварке и в процессе термической обработки и к локальным разрушениям при эксплуатации в зоне высоких температур.

Для увеличения надежности сварных конструкций повышенной жесткости рекомендуется:

применять стали и сплавы, полученные методами электрошла-кового и вакуумно-дугового переплава;

вводить обязательную зачистку перед термической обработкой наружной и внутренней поверхностей швов до плавного сопряжения с основным металлом, а при отсутствии подхода к швам ис-

РТМ 108.940.08—85 Стр. 11

пользовать специальные технологические приемы, обеспечивающие плавность сопряжения шва с основным металлом;

располагать сварные швы по возможности вне зоны высоких рабочих напряжений изгиба (см. п. 5.8);

ограничивать величину зерна стали (не менее балла 3 по ГОСТ 5639-82);

вводить преимущественно аустенизирующую термическую обработку сварных соединений.

2.4.7. При использовании отливок из аустенитных сталей, необходимо применять стали с гарантированной аустенитно-ферритной структурой. Содержание ферритной фазы в отливках должно проверяться с помощью объемных или контактных ферритометров. При температуре эксплуатации отливок выше 500°С содержание ферритной фазы в них рекомендуется в пределах 0—5%, при меньшей температуре — в пределах 0—15%.

3. ВЫБОР ВИДА СВАРКИ И СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

3.1.    Общие положения

3.1.1.    Выбор вида сварки, сварочных материалов и технологии сварки изделий должен производиться с учетом следующих требований, обеспечивающих получение оптимальных технико-экономических показателей конструкции:

равнопрочность и минимальный разброс свойств сварных соединений;

максимальная механизация технологического процесса сварки в целях повышения производительности труда и качества сварных соединений;

удобство выполнения сварочных операций;

минимальное коробление сварных конструкций;

надежность контроля сварных соединений.

3.2. Области применения контактной сварки

3.2.1.    Контактная сварка является наиболее производительным способом и применяется в условиях массового производства однотипных деталей. На предприятиях энергомашиностроения она используется для сварки стыков и шипования труб поверхностей нагрева, приварки оребрения труб теплообменных аппаратов и т. д. Качество сварных соединений, выполненных контактной сваркой, заметно меняется при сравнительно небольших отклонениях от оптимального режима. В связи с этим должны применяться специализированные стыкосварочные машины с автоматизированным циклом работы и устройствами для удаления наружного и внутреннего грата.

Рекомендуются следующие перспективные способы контактной сварки.

Контактная стыковая сварка оплавлением является основным способом сварки на котельных заводах труб поверхностей нагрева с наружным диаметром до 83 мм включительно. Этот метод

освоен для всех котельных трубных сталей, при отлаженном и ста-бильном режиме сварки обеспечивает требуемое качество сварных стыков. Для высокотеплонапряженных поверхностей нагрева рекомендуется замена контактных стыков на стыки, выполненные способом аргонодуговой сварки или комбинированным способом; рациональна такая замена и для тонкостенных труб с соотношением наружного диаметра D_n к толщине стенки не более 12 для труб из аустенитных сталей и не более 20 для труб из перлитных сталей.

Контактная сварка оплавлением с нагревом токами радиочастоты перспективна для оребрения гладких труб плавниковых панелей благодаря высокой производительности процесса и минимальному проплавлению стенки трубы, обеспечивающему сохранение прочности сварных соединений. При использовании этого способа сварки должны повышаться требования к стабильности режима сварки, обеспечивающие гарантированное сплавление плавника со стенкой трубы и отсутствие выплесков грата.

Контактная стыковая сварка сопротивлением с нагревом ТВЧ и токами радиочастоты перспективна при сварке труб поверхностей нагрева из низкоуглеродистых сталей. Преимуществом ее является отсутствие грата на внутренней поверхности стыка, что обусловливает более высокие, чем при сварке оплавлением, гидравлические характеристики стыков. Освоена для стали марки 20. Использование ее для труб из стали 12Х1МФ и комбинированных стыков из сталей 12Х1МФ+ 12Х18Н10Т не обеспечивает стабильных характеристик жаропрочности и требует доработки процесса.

Механизированная .контактная приварка шипов экранных труб на специализированных машинах, являющаяся основным способом шипования прямых труб с последующей их гибкой, освоена при изготовлении шипов из сталей марок 20 и 12Х1МФ.

Контактная шовная сварка используется для приварки продольного оребрения труб из стали марок 20 и 12Х18Н10Т теплообменных аппаратов и регенераторов газовых турбин и для сварки листовых конструкций камер сгорания из аустенитных жаропрочных сталей и сплавов на никелевой основе.

3.2.2. Недостатком контактной сварки является отсутствие методов неразрушающего контроля качества сварных соединений. Поэтому для повышения надежности контактных стыков должны проводиться ежесменная проверка качества наладки сварочных машин путем экспресс-испытаний контрольных образцов в начале смены и периодический выборочный контроль разрушающими методами стыков готовой продукции или образцов-свидетелей. Целесообразно оснащение сварочных машин устройствами, контролирующими параметры сварки каждого стыка и обеспечивающими постоянство сварочных режимов. Для поддержания стабильности уровня контактной сварки систематически должна производиться статистическая оценка уровня брака по распределению дефектов с учетом типоразмеров стыков и марок сталей.

PTM 108.940.08—85 Стр. 13

3.3. Области применения сварки плавлением

3.3.1.    Сварка плавлением широко используется на предприятиях энергомашиностроения для изготовления ответственных конструкций из всех марок сталей. Основными ее способами являются: автоматическая дуговая сварка под флюсом, электрошлаковая сварка, автоматическая и полуавтоматическая сварка в углекислом газе, аргоне или смеси защитных газов, электронно-лучевая, лазерная и др.

3.3.2.    Автоматическая дуговая сварка под флюсом — наиболее распространенный в энергомашиностроении механизированный вид сварки плавлением — применяется для сварки трубных систем при наружном диаметре труб свыше 100 мм, продольных и кольцевых швов сосудов под давлением и барабанов котлов, продольных швов труб большого диаметра из конструкционных сталей, а также для вварки проставок в мембранные панели котлов и для приварки штуцеров к барабанам, коллекторам и т. д. Она обеспечивает высокое качество сварных соединений. Сварку следует выполнять в нижнем положении, что вызывает необходимость в повороте изделия. Экономически наиболее эффективно ее применение при сварке протяженных швов простой конфигурации (прямых и кольцевых). При использовании промышленных роботов этот метод экономически эффективен и для выполнения швов сложной конфигурации.

До разработки специальных сварочных материалов этот способ сварки не рекомендуется для изготовления продольно-сварных труб большого диаметра из теплоустойчивых хромомолибденованадиевых сталей, подвергающихся после сварки калибровке с нагревом по режиму нормализации.

При сварке под флюсом ответственных конструкций особое внимание должно уделяться качеству корневого шва. При выполнении корневого шва ручной дуговой сваркой он после заполнения основной разделки должен полностью удаляться с последующей подваркой с обратной стороны. Допускается сварка корневого шва методом аргонодуговой сварки без последующей подварки.

Автоматическая дуговая сварка под флюсом в узкую (щелевую) разделку рекомендуется при сварке ответственных конструкций большой толщины (свыше 50 мм) из низко- и среднелегированных сталей повышенной прочности.

3.3.3.    Электрошлаковая сварка (ЭШС)—наиболее высокопроизводительный способ сварки швов постоянного и переменного сечения при толщине элементов свыше 25 мм для продольных швов и свыше 90 мм для кольцевых швов. Она освоена для низкоуглеродистых сталей, низколегированных конструкционных и аустенитных сталей. В энергомашиностроении этот метод применяется при сварке барабанов котлов и сосудов, работающих под давлением. ЭШС перспективна для сварки продольносварных труб большого диаметра при толщине стенки свыше 25 мм.

При принятой в настоящее время технологии ЭШС сварные соединения подлежат обязательной высокотемпературной термической обработке (нормализации или закалке с отпуском), что ограничивает ее широкое применение из-за высокой стоимости общей термической обработки и коробления изделия.

Термический цикл электрошлаковой сварки низко- и среднелегированных сталей повышенной прочности с характерными для него высокими тепловложениями вызывает заметное ухудшение свойств сварного соединения, что требует проведения дорогостоящей многоступенчатой термической обработки. При высоте шва до 500 мм рекомендуется замена электрошлаковой сварки на автоматическую дуговую сварку в узкую разделку.

3.3.4.    Автоматическая и полуавтоматическая сварка в углекислом газе — наиболее дешевый из существующих способов сварки плавлением. Она широко используется при сварке конструкций типа корпусов, рам, диафрагм и других узлов из листового и фасонного проката низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, а также при заварке дефектов конструкций из хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых литых сталей. Применяется также для сварки стыков тонкостенных трубопроводов из низкоутлеродистой стали.

3.3.5.    Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка в аргоне или смеси защитных газов плавящимся и неплавящимся электродами в энергомашиностроении применяется в основном для сварки труб поверхностей нагрева, паропроводов и других кольцевых стыков изделий (например, сварных роторов) с полным проплавлением корневого шва без подкладных колец. Применение этого способа позволяет обеспечить высокое качество корневого сечения шва и отсутствие в нем концентраторов напряжений.

Этот метод рекомендуется применять взамен контактной сварки для стыков теплонапряженных поверхностей нагрева котлов, а также для приварки труб к трубным доскам теплообменных аппаратов при толщине стенки труб менее 2 мм.

Перспективными являются способы аргонодуговой сварки пульсирующей и синхронизирующей дугой.

3.3.6.    Ручная дуговая сварка покрытыми электродами благодаря своей универсальности широко применяется на заводах энергомашиностроения для сварки изделий со сварными швами небольшой протяженности или сложной конфигурации, а также для заварки дефектов литья на заводах и электростанциях.

3.3.7.    Ручная газовая сварка — наименее производительный из существующих способов сварки — применяется лишь для вспомогательных работ. Требуемое качество соединений, выполненных этим способом сварки, может быть обеспечено только газосварщиками высшей квалификации при весьма тщательном соблюдении технологического процесса и при использовании ацетилена высокой чистоты. Из-за трудностей получения высокого качества свар-

PTM 108.940.08—85 Стр. 15

ных соединений широкое применение этого способа не рекомендуется.

3.3.8.    Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) обеспечивает высокое качество сварных соединений, минимальные деформации сваренного изделия (в 5—10 раз меньше, чем при дуговой сварке) и возможность сварки сталей с ограниченной свариваемостью. Освоена для сварки рабочих лопаток первых ступеней высокого давления паровых турбин, корпусов арматуры и шестерен. Перспективна, в первую очередь, для изготовления сварных узлов высокой точности из механически обработанных деталей, в том числе сварных роторов и диафрагм турбин, стыков труб, сварных сосудов ответственного назначения. При применении этого метода требования к точности сборки заготовок под сварку значительно ужесточаются.

3.3.9.    Лазерная сварка является перспективным способом сварки тонколистовых конструкций и обеспечивает высокую производительность и хорошее качество соединений при минимальных деформациях. Ее внедрение сдерживается отсутствием промышленных лазерных установок требуемой мощности. Области применения те же, что для электронно-лучевой сварки.

3.3.10.    Сварные соединения, выполненные сваркой плавлением, контролируются неразрушающими методами контроля; ультразвуковым, радиографическим (рентгено- и гаммаграфия), поверхностной дефектоскопией и испытанием под внутренним давлением. Для ответственных сварных узлов необходимо применять одновременно несколько методов контроля.

3.4. Области применения способов наплавки и облицовки

3.4.1.    Наплавка используется в энергомашиностроении для создания облицовочных слоев на внутренней поверхности сосудов под давлением (при работе в коррозионно-активных средах), уплотнительных поверхностей арматуры, для наплавки трубных досок и т. д. Применяются следующие виды наплавки: автоматическая наплавка под флюсом лентой, сварка взрывом, плазменная наплавка, автоматическая наплавка под флюсом проволокой и ручная наплавка.

3.4.2.    Автоматическая наплавка под флюсом лентой — высокопроизводительный способ наплавки больших поверхностей, широко используемый в энергомашиностроении. Ее преимуществом является сравнительно малая доля основного металла в наплавке (не более 8—10%), что позволяет в ряде случаев ограничиться нанесением одного или двух слоев. Освоена ленточная наплавка аустенитных, высокохромистых и износостойких слоев, наиболее целесообразно ее применение для наплавки участков обойм и диафрагм влажно-паровых турбин, подверженных щелевой эрозии.

3.4.3.    Плазменная наплавка — оптимальный способ создания уплотнительных поверхностей арматуры высокого давления. Ее преимуществом является весьма низкое проплавление основного металла (до 3%), что позволяет ограничиваться наплавкой лишь

Стр. 16 РТМ 108,940.08—85

одного слоя. Применение плазменной наплавки сдерживается низкой производительностью существующего оборудования.

3.4.4.    Автоматическая наплавка под флюсом проволокой обеспечивает высокое качество при наложении двух или трех слоев. При создании облицовочных поверхностей сосудов наиболее целесообразно ее применение в сочетании с наплавкой лентой для получения наплавленных поверхностей в местах перехода сечения, где использование наплавки лентой невозможно. В настоящее время она применяется для наплавки участков, подвергающихся интенсивному эрозионному износу, обойм и диафрагм атомных паровых турбин и для наплавки уплотнительных поверхностей арматуры.

3.4.5.    Ручная наплавка — малопроизводительный способ — для создания больших наплавленных поверхностей не применяется и используется только при отсутствии механизированных методов, а также при ремонте облицованных поверхностей.

3.4.6.    Сварка взрывом является перспективным способом для облицовки больших поверхностей, приварки труб к трубным доскам и соединения плохо свариваемых металлов в различных сочетаниях (например, титана со сталью, алюминия со сталью и других). Сварка взрывом освоена для облицовки аустенитной сталью лопастей гидротурбин и обечаек сосудов для соединения труб с трубными досками в теплообменных аппаратах для производства плакированных листов.

3.5.    Способы сварки основных типов котельных и турбинных сварных конструкций

3.5.1.    Способы сварки основных узлов энергетического оборудования и сравнительная их оценка приведены в табл. 5.

3.6.    Выбор сварочных материалов и технологии сварки

3.6.1.    Выбор сварочных материалов производится с учетом требований правил ГГТН СССР, а также ОСТ 108.940.102—87 (для трубных систем), ОСТ 108.030.39—80 (для барабанов котлов), ОСТ 108.030.30—79 (для каркасов котлов), РТМ 108.940.03—83 (для конструкций паровых и газовых турбин).

3.6.2.    Сварочные материалы и технология сварки для турбин-ных узлов должны выбираться с учетом особенностей изготавливаемой конструкции, отраженных в специальных заводских инструкциях по сварке данного узла.

3.6.3.    Для сварки конструктивных швов трубопроводов, литых и кованых корпусов арматуры и турбин из стали одного уровня легирования, а также деталей, работающих в аналогичных условиях, рекомендуется применять сварочные материалы, указанные в табл. 6.

Примечание. Для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей применяются электроды по ГОСТ 9467-75, для сварки высоколегированных— по ГОСТ 10052-75; сварочная проволока — по ГОСТ 2246-70; флюс — по ГОСТ 9087-81; аргон — по ГОСТ 10157-79; углекислый газ — по ГОСТ 8050-76.

Продолжение табл. 5 Сварные узлы и наплавляемые поверхности Способы сварки и наплавки рекомендуемый допускаемый ограниченно допускаемый Стыки паропроводных труб и трубопроводов питательной воды, а также с литыми, коваными, штампованными и сварными деталями 3. Комбинированный способ: корневой слой — автоматическая или ручная дуговая сварка без подкладных колец; последующие слои — ручная дуговая сварка (при толщине стенки трубы 15 мм) 3. Комбинированный способ: корневой слой — автоматическая или ручная аргонодуговая сварка без подкладных колец; последующие слои — автомати-ская или полуавтоматическая сварка в углекислом газе Ручная дуговая сварка без подкладного кольца (при сварке трубопроводов низкого давления из сталей 20 и СтЗ при 6^5,5 мм) Соединение штуцеров с трубопроводами, коллекторами, барабанами, литыми, штампованными и сварными деталями 1.    Автоматическая дуговая сварка под флюсом или ручная дуговая сварка покрытыми электродами с разделкой кромок и последующая расточка внутреннего отверстия штуцера. 2.    Комбинированный способ: корневой слой — автоматическая или ручная аргонодуговая сварка с разделкой кромок без применения подкладных колец; последующие слои — автоматическая дуговая сварка под.флюсом или ручная дуговая сварка покрытыми электродами Автоматическая дуговая сварка под флюсом или ручная дуговая сварка без разделки кромок (при условии соблюдения требований ГОСТ 24663-81) Соединения шипов с трубами 1.    Контактная на аппаратах. 2.    Полуавтоматическая под флюсом и сварка в защитных газах (гибы) Ручная дуговая сварка 1. Автоматическая сварка под флюсом гладких труб с проставками. Газоплотные панели из сталей: низкоуглеродистых и типа 15ХМ типов 12Х2М1 и 12Х1МФ Сосуды под давлением (барабаны котлов и теплообменные аппараты различного назначения) Корпуса сосудов под давлением: при толщине обечаек до 25 мм при толщине обечаек свыше 25 мм Автоматическая сварка под флюсом продольных и кольцевых швов 1.    Электрошлаковая сварка продольных швов, автоматическая сварка под флюсом кольцевых швов. 2.    Автоматическая дуговая сварка под флюсом в узкую разделку продольных и кольцевых швов. 3.    Электрошлаковая сварка продольных и кольцевых швов 1.    Ручная дуговая сварка продольных и кольцевых швов. 2.    Автоматическая и полуа втоматическа я сварка в углекислом газе Внутренние поверхности сосудов Наплавка лентой под флюсом, двухслойный прокат, сварка взрывом Ручная дуговая сварка Соединения труб с трубными досками Автоматическая обварка труб с последующей вальцовкой взрывом Автоматическая обварка: в защитных газах при S<3 мм; под флюсом при S>3 мм Ручная обварка в защитных газах при S<2,5 мм. Ручная дуговая обварка при S^3 мм Сварные конструкции турбин Корпусные конструк- Автоматическая сварка под флю-ции турбин и арматуры сом из литых и кованых элементов 2. Контактная приварка плавников токами высокой частоты и автоматическая сварка под флюсом оребрен-ных труб

Стр. 18 РТМ 108.940.08—85    РТМ    108.940.08—85    Стр.    19 Ручная дуговая сварка (для вварки гарнитуры) Автоматическая сварка под флюсом плавниковых труб Ручная дуговая сварка и полуавтоматическая сварка в углекислом газе (для корпусов из низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей)

---

УДК 621.1.001.2(083.76)    Группа    ВОб

РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Указанием Министерства энергетического машиностроения от 23.04.85 № СЧ-002/3261 срок введения установлен

с 01.07.86

Настоящий руководящий технический материал (РТМ) распространяется на паровые котлы и турбины, газовые турбины и теплообменное оборудование и устанавливает общие требования к конструктивно-технологическому проектированию их сварных конструкций.

РТМ рекомендуется для применения в организациях и на предприятиях Минэнергомаша, проектирующих и изготавливающих энергетическое оборудование.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    РТМ действует вместе с техническими условиями и нормативными документами на проектирование, изготовление и контроль сварных конструкций энергетического оборудования.

1.2.    При конструктивно-технологическом проектировании должны учитываться:

условия работы конструкций;

материалы конструкций и способ получения заготовок;

вид и технология сварки;

типы сварных соединений и узлов с учетом требований удобства выполнения, качественного изготовления и обеспечения контроля;

пути достижения требуемой точности изделия;

возможность выполнения термической обработки;

о

4

V

к

•а

н

5

I

требования к обеспечению оптимальных технико-экономических показателей.

1.3.    Расчет и проектирование сварных конструкций энергетического оборудования (энергооборудования), а также оформление технической документации должны производиться в соответствии с действующими стандартами, правилами Госгортехнадзора СССР по устройству и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов, трубопроводов пара и горячей воды (правила ГГТН СССР) и нормами расчета на прочность (ОСТ 108.031.02—75) с учетом настоящего РТМ.

1.4.    Выбор сварочных материалов и технологии сварки должен производиться согласно требованиям ГОСТ 24663-81, ОСТ 108.940.102—87, РТМ 108.940.03—83 и других нормативных документов с учетом рекомендаций настоящего РТМ.

1.5.    Операции контроля должны выполняться в соответствии с Правилами ГГТН СССР, ОСТ 108.940.103—87 и другими нормативными документами, указанными в разделе 9.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИИ

2.1.    Общие требования к материалам

2.1.1.    Выбор марок сталей для сварных конструкций энергооборудования должен производиться с учетом условий работы изделия в соответствии с правилами ГГТН СССР, ОСТ 108.940.102—87, стандартами и техническими условиями (ТУ) на энергооборудование и нормами расчета на прочность. Предпочтение должно быть отдано материалам с хорошей и удовлетворительной свариваемостью, при использовании которых:

не требуется подогрев при сварке, а в случае его необходимости температура подогрева является минимальной;

не требуется термическая обработка сварных конструкций по условиям прочности или стабильности размеров изделия;

обеспечивается максимальная однородность различных зон сварного соединения при отсутствии в нем разупрочненных и хрупких зон;

отсутствует склонность к образованию трещин при термической обработке и к локальным разрушениям при эксплуатации в зоне высоких температур.

2.1.2.    Марки сталей, рекомендуемые для применения в энергетическом машиностроении при изготовлении типовых сварных конструкций, приведены в табл. 1; там же дана оценка их свариваемости, указаны требования к подогреву при сварке и к термической обработке.

2.1.3.    Для сварных узлов, работающих в наиболее тяжелых условиях (по напряжениям и температурам) и изготавливаемых из сталей повышенной прочности и жаропрочности, необходимо применять материалы, полученные с использованием рафинирующих методов выплавки (табл. 2).

Таблица I

Группа стали Марка стали Наименование полуфабриката Область применения Сваривае* мость Требование к подогреву изделия ВСтЗсп, ВСтЗпс, 15К, 20К Листовой прокат Металлические конструкции котлов и турбин, корпуса сосудов, работающих под давлением, и цилиндров турбин Хорошая Подогрев при толщине стенки более 100 мм ВСтЗГпс Удовлет Подогрев при толщине стенки более 30 мм Углеродистая 22К ворительная Подогрев при толщине стенки более 60 мм 10, 20 Трубы, поковки Поверхности нагрева котлов, камеры и трубопроводы, корпуса арматуры, ободы и тела диафрагм Хорошая Подогрев при толщине стенки более 100 мм 25Л Отливки Корпуса арматуры и цилиндров турбин Удовлет ворительная Подогрев при толщине стенки более 60 мм Низколегирован ная конструкционная 16ГС, 09Г2С, 14Х2ГМР Листовой прокат, поковки Металлические конструкции котлов и турбин, корпуса сосудов, работающих под давлением, и цилиндров турбин и нагнетателей Удовлет ворительная Подогрев при толщине стенки более 30 мм 16ГНМА Листовой прокат Барабаны котлов Ограни ченная Подогрев при толщине стенки более 10 мм , 15ГС Трубы Трубопроводы Удовлет ворительная Подопэев при толщине стенки более 30 мм

РТМ 108.940.08—85 Стр. 3

Продолжение табл. 1

Группа стали	Марка стали	Наименование полуфабриката	Область применения	Сваривае мость	Требование к подогреву изделия
Низколегирован ная конструкционная	25Х2НМФА, 20ХН2МФА, 20ХНЗМФА	Поковки	Роторы турбин и компрессоров	Ограни ченная	Подогрев при всех толщинах стенки
	20ГСЛ, 08ГДНФЛ	Отливки	Корпуса арматуры и цилиндров турбин и компрессоров	Удовлет ворительная	Подогрев при толщине стенки более 30 мм
Теплоустойчивая	12ХМ, 12МХ, 15ХМ	Листовой прокат, трубы, поковки	Трубопроводы, корпуса сосудов, работающих под давлением, арматуры и цилиндров турбин и нагнетателей, диафрагмы, поверхности нагрева котлов	Удовлет ворительная	Подогрев при толщине стенки более 10 мм
	12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 12Х2М1			Ограни ченная	Подогрев при толщине стенки более 6 мм
	20ХМЛ, 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ, 15ХЗМ1ФЛ, 15ХЗМФЛ	Отливки	Корпуса арматуры, цилиндров турбин и нагнетателей	Ограни ченная	Подогрев при всех толщинах стенки
	15Х5М, 15Х5МФ	Поковки	Корпуса насосов	Ограни ченная	Подогрев при всех толщинах стенки
Коррозионно- стойкая ферритного,	08X13, 12X13—Ш	Листовой и фасонный прокат	Корпуса цилиндров паровых и газовых турбин, горячие опоры каркасов, рабочие и направляющие лопатки и бандажные ленты диафрагм, диски и роторы газовых турбин и компрессоров	Ограни ченная	Подогрев при всех толщинах стенки
	15X11МФ. 18Х11МНФБ	Фасонный прокат и поковки
	20Х12ВНМФ

Подогрев при всех толщинах стенки

Не требуется

Примечание. Предельные температуры применения указанных материалов в конструкциях энергооборудования приведены в правилах ГГТН СССР и других нормативных документах.

PTM 108.940.08—85 Стр. 7

2.1.4.    Свариваемость стали при использовании принятых способов сварки и работоспособность сварных соединений должны быть подтверждены данными испытаний сварных соединений, выполненных по рекомендуемой технологии с применением соответствующих сварочных материалов.

2.1.5.    Исцользованные методы оценки свариваемости должны определять условия изготовления сварных конструкций, при которых обеспечивается отсутствие трещин (горячих, холодных, трещин при термической обработке и пластинчатого растрескивания) и других дефектов технологического характера (пор, шлаковых включений, нёпроваров и др.).

2.1.6.    Методы испытания работоспособности сварных соединений должны определять условия, обеспечивающие их надежность в эксплуатации, с учетом влияния технологии сварки, режимов термической обработки и других факторов. Для теплоустойчивых и жаропрочных сталей требуются данные о длительной прочности сварных соединений, а также о степени их разупрочнения, охрупчивания и склонности к локальным разрушениям при эксплуатации в рабочих условиях.

Выбор методов испытаний, проводимых для оценки свариваемости сталей и работоспособности сварных соединений, следует производить с учетом требований, приведенных в разделе 6.

2.1.7.    При выборе материала и условий изготовления крупногабаритных конструкций с толщиной свариваемых элементов свыше 30 мм, предназначенных для работы при высоких температурах (сосуды под давлением, барабаны, корпуса, сварные роторы), необходимо обеспечивать отсутствие хрупких разрушений конструкций во время изготовления и гидравлических или других испытаний при комнатной температуре. Поэтому материал конструкции должен обладать требуемыми свойствами при эксплуатации в условиях высоких температур, а также иметь необходимый запас вязкости при комнатной и низких температурах. Это требование необходимо учитывать особенно в тех случаях, когда возрастают толщина и габариты изделия, а конструкция изготавливается из легированной стали.

2.2. Требования к использованию низкоуглеродистых сталей

2.2.1.    В сварных конструкциях энергооборудования из низкоуглеродистых сталей основное применение находят стали спокойной выплавки.

2.2.2.    Применение в сварных конструкциях более дешевых полу-спокойных низкоуглеродистых сталей, широко осваиваемых металлургической промышленностью, производится в соответствии с правилами Госгортехнадзора СССР, РТМ 24.911.01—73 и ОСТ 108.030.30—79. Выбор сварочных материалов, технологии сварки и термической обработки конструкций из этих сталей производится с учетом тех же требований, что и для стали спокойной выплавки. Полуспокойные стали рекомендуется применять в основном для деталей толщиной не более 30 мм.

Стр. 8 РТМ 108.940.08—85

2.2.3.    При проектировании конструкций из низкоуглеродистых сталей следует шире применять дифференцированный прокат, поставляемый в соответствии с ТУ 14—1—3023—80. Применение дифференцированного проката снижает металлоемкость изделий на 10—25% по сравнению с прокатом обычной поставки.

2.2.4.    При выборе листового проката для сварных конструкций с наличием угловых швов необходимо оценивать склонность основного металла к слоистому растрескиванию при сварке. Для исключения слоистого растрескивания рекомендуется определять величину поперечного сужения стали в направлении, нормальном к плоскости листа. Ее значения не должны быть ниже: для конструкций малой жесткости (двутавровые балки и др.) 10%; средней жесткости (коробчатые балки) 15%; высокой жесткости (толстостенные штуцера и конструкции с большим числом присоединяемых элементов) 20%.

2.2.5.    Выбор материала сварных конструкций, эксплуатирующихся в районах с холодным климатом, должен определяться температурными условиями их эксплуатации и монтажа.

2.2.6.    Отсутствие разрушения конструкций при их транспортировании, хранении и монтаже должно обеспечиваться согласно требованиям СНиП-П-23—81 соблюдением ряда дополнительных условий: транспортирования в летнее время, отсутствия вмерзания конструкций, отсутствия приложения ударных нагрузок и др.

2.3. Требования к использованию низколегированных сталей

2.3.1.    При решении вопроса о применении для сварных конструкций низколегированных конструкционных сталей необходимо учитывать следующие их преимущества:

большую прочность, позволяющую значительно снизить толщину и массу растянутых элементов стержневых конструкций и обечаек, а также толщину стенок сосудов и трубопроводов;

большую хладостойкость, позволяющую применять эти стали для конструкций, работающих в районах с холодным климатом (ГОСТ 14892-69), в том числе и при больших толщинах свариваемых элементов.

2.3.2.    При сварке конструкций из низколегированных конструкционных сталей должны предъявляться повышенные требования к соблюдению термического режима сварки и к прокалке сварочных материалов. При сварке узлов высокой жесткости должен вводиться подогрев.

2.3.3.    Для сварных роторов низкого давления должны использоваться низколегированные стали с удовлетворительной свариваемостью. Рекомендуемые марки свариваемых роторных сталей приведены в табл. 1. Для сварных роторов нецелесообразно применение среднеуглеродистой стали марок 35ХНЗМФ, 38ХНЗМФЮ и им подобных, которые широко используются для цельнокованых и насадных роторов.

РТМ 108.940.08—85 Стр. 9

2.4. Требования к использованию теплоустойчивых и жаропрочных сталей и сплавов

2.4.1.    Применение теплоустойчивых сталей для конструкций, эксплуатируемых в области умеренных температур (до 450°С), определяется теми же требованиями, что и для конструкционных сталей, предназначенных для работы в диапазоне температур от —60 до + 60°С. При этом должна учитываться возможность термоусталостного и коррозионного повреждений.

2.4.2.    Выбор материалов для конструкций, эксплуатирующихся в области ползучести (выше 450—500°С), должен проводиться с учетом склонности сварных соединений к высокотемпературному околошовному разрушению (табл. 3).

Таблица 3

Группа сталей	Склонность к высокотемпературному околошовному разрушению
	Не склонны	Малая склонность	Склонны	Высокая склонность
Перлитная	Ст20, СтЗ, 22К» 15ГС, 09Г2С, 25Л	12МХ, 15ХМ, Х2М1	12Х1МФ, 15Х1М1Ф
Высокохромистая мартенситная	12X13, 08X13	15X11МФ, 1X11В2МФБ, 15Х12ВНМФ
Аустенитная	Х16Н9М2	0Х18Н9, 1Х16Н13М2Б, Х23Н18	12Х18Н10Т
Сплавы на железоникелевой и никелевой основе		ХН78Т	Х15Н35ВТ, ХН80ТБЮ	ХН65В9МТЮ, ЖС6К

При использовании сталей и сплавов, не склонных к околошовному разрушению, выбор материалов определяется теми же требованиями, что и для конструкций, эксплуатирующихся при температурах ниже 400—500°С (см. п. 2.4.1).

Для обеспечения работоспособности сварных конструкций, изготавливаемых из сталей и сплавов, склонных к высокотемпературному околошовному разрушению, требуется значительное ужесточение требований к соблюдению технологии их сварки.

2.4.3. В целях улучшения свариваемости и повышения надежности работы при высоких температурах сварных конструкций из теплоустойчивых хромомолибденованадиевых и высокохромистых сталей рекомендуется использовать стали с прочностью, не превышающей значений, приведенных в табл. 4.