A тръбна макарае сглобяема секция от тръбопроводи, пълна с фланци, фитинги, клапани или заварени краища, нарязани и заварени в магазин до размерите на изометричен чертеж и доставени на място, готови за завинтване на място.
Причината, поради която купувачите плащат за производство на шпули, вместо да режат тръби на полето, е проста: производството в магазина премества квалифицираната работа, заваряването, инспекцията и хидростатичното изпитване извън графика на строителството в контролирана среда и компресира седмици работа на място в един асансьор.
Но цялата стойност на една макара се унищожава, ако размерите са грешни. Макара, която е с 4 мм твърде дълга, не пасва между два фланеца; фланец, завъртял един отвор за болт извън позицията, отнема часове, за да се коригира на жива линия.
Тази страница обхваща системата за толерантност, която управлява производството на тръбни макари, заваръчната практика зад нея и данните, които купувачът трябва да постави в RFQ, така че макарите да пристигнат на обекта на проекта и да останат на мястото си.
Защо производството в магазина побеждава производството на място по цена и качество
Икономическият случай за тръбни макари се прави в три числа: производителност на заваръчния шев, достъп за инспекция и компресия по график. Заварчик в цех с позиционер и източник на захранване, предназначени за работата, завършва челно заваряване за приблизително половината от времето на същото заваряване на височина на скеле. Всеки заваръчен шев в цеха може да бъде радиографиран, хидростатично тестван и поправен при контролирани условия, преди да бъде изпратен.
И тъй като макарите се правят паралелно, докато строителните работи продължават на място, критичният път на проекта се съкращава с дължината на производствения цикъл. Купувачът плаща премия на магазина за самата макара и проектът се изплаща няколко пъти в намален труд на обекта, намалено работно време на скелето и крана и по-малко закъснения във времето.
Качеството е втората причина. В цеха заварчикът работи върху позиционер, напасването на съединението се проверява с тръбата, подравнена в приспособление, заваръчният шев се прави в най-благоприятната позиция и завършеният заваръчен шев се проверява с тръбата на масата, а не нагоре по колона. Степента на отхвърляне на цеховите заварки е постоянно по-ниска, отколкото при полеви заварки, а отхвърлената фабрична заварка се ремонтира, докато макарата все още е в цеха, а не след като е била изправена.
Системата за толерантност на размерите: числата, които определят напасването
Контролът на размерите на макара започва с изометричния чертеж. Всяка макара има номер на макара и всяко измерение на чертежа носи граница на толеранс. Стойностите по-долу са стандартните за индустрията ленти, прилагани за производство на макари, в съответствие с PFI ES-3 и общите спецификации на проекта:
| Измерение | Типична толерантност | Какво управлява |
| Дължина лице в лице (фланец до фланец) | ±3 мм (±1/8 инча) | Общата обвивка на макарата; най-натоварения размер на чертежа |
| Дължини от център до център и от център до лице | ±3 мм | Дължини между центровете на разклоненията и крайните фланци |
| Местоположение на разклонителните връзки | ±3 мм | Позиции за излитане на клонове по хода |
| Въртене на болт-отвор на фланеца | ±1,5 мм в кръга на болта | Дали болтовете на фланеца съвпадат със съответния фланец на място |
| Правоъгълност на фланеца (наклон) | 1 mm на 200 mm диаметър на фланеца | Перпендикулярност на лицето на фланеца спрямо оста на тръбата |
| Несъосност при периферни заварки, NPS 24 и по-малки | 1,6 mm max вътрешни/външни | Подравняване на основата на заваръчния шев между краищата на тръбата, фитинга или фланеца |
| Несъосност при периферни заварки, NPS 26 и по-големи | 3,2 mm макс | Тежкостенни фуги с голям отвор |
Два от тези редове причиняват повечето проблеми на сайта. Допустимото отклонение на въртене на отвора за болт на фланеца е това, което купувачите забравят да посочат: фланец, заварен на 5 mm извън часовниковата си позиция, означава, че шпилките не могат да преминат през свързващия фланец, а корекцията на място е повторно пробиване на отвор или резервен фланец.
Редът на правоъгълността на фланеца има значение навсякъде, където макарата се завинтва към помпа, клапан или дюза на съд, тъй като наклонената повърхност на фланеца въвежда напрежение на огъване в дюзата на оборудването, когато съединението се издърпа нагоре. Посочването на двете числа в RFQ, вместо да остави производителя да приложи собствените си настройки по подразбиране, е най-евтината застраховка в цялата покупка на макара.
Важно е да се отбележи, че тези допустими отклонения не са кумулативни. Макара, която е +2 mm при първия заваръчен шев и +2 mm при втория, все още е вътре в обвивката от ±3 mm само ако производителят контролира всеки размер от базовата точка на чертежа, а не чрез верижно свързване на допуски по протежение на макарата. Чертежите и процедурата за проверка трябва да посочват базовата точка, от която се измерват всички размери.
Заваряване, свиване и компенсация на дължината на рязане
Производството на макари е заваръчна работа, а заваряването свива метала. Еднопроходна челна заварка на тънкостенна неръждаема тръба може да затвори фугата с 1-2 mm; многопроходна заварка върху дебелостенна въглеродна стомана може да се свие с 3-4 mm по оста. Производител, който реже всяка тръба до размера на чертежа и след това заварява, ще произведе макара, която е къса от сумата на свиванията на заваръчния шев.
Опитните магазини компенсират, като добавят измереното допустимо свиване към всяка дължина на рязане и като определят размерите за напасване, а не размера на рязане, контролирания размер. Размерът на чертежа се отнася за готовата макара между челата на фланеца и магазинът го контролира с проверка на размерите на етапа на монтаж и отново след заваряване.
Процесите на заваряване на макари следват материала и кода. Макарите от въглеродна стомана са заварени с GTAW корен и SMAW пълнеж в диапазона на полево качество или FCAW, където проектът позволява. Макарите от неръждаема и никелова сплав са GTAW навсякъде, със съвпадащ пълнител и контролирана температура на междинно преминаване и не е необходимо предварително загряване за аустенитни степени.
Всички заварки са направени от заварчици, квалифицирани по ASME, раздел IX, и спецификациите на процедурата за заваряване (WPS) са квалифицирани по същия начин. За критични услуги заваръчните шевове са 100% радиографирани; за стандартни услуги на процеси проектът обикновено определя процент от RT с PT на основния и главния проходи.
След заваряване всяка макара се проверява визуално, проверяват се размерите и след това се изпитва под налягане. Хидростатичното изпитвателно налягане обикновено е 1,5 пъти проектното налягане за класа на тръбопровода, приложено съгласно спецификацията на проекта, и макарата се държи при изпитвателно налягане достатъчно дълго, за да се проверят съединенията.
Когато хидротестът не е възможен, се използва пневматичен тест при понижено налягане с необходимите предпазни мерки. Тестваната макара след това се почиства, краищата се защитават и повърхностите на фланците се покриват преди транспортиране.
Подготовка на края и монтаж на фланец
Краищата на макарата са фланцови, скосени за полево заваряване или обикновени и всеки тип край има свои контролни точки. Краищата с фланци изискват фланецът да е перпендикулярен спрямо оста на тръбата в рамките на правилото 1 mm на 200 mm, отворите на болтовете да са завъртяни до позицията на часовника на чертежа и челната страна на фланеца да е защитена от пръски от заварка и механични повреди.
Скосените краища изискват ъгълът на скосяване, повърхността на основата и включеният ъгъл да съответстват на дизайна на полевата връзка, а скосяването обикновено се проверява с профилен габарит, преди макарата да бъде изпратена. Вътрешността на тръбата в заваръчните краища не трябва да съдържа котлен камък и влага, тъй като заварчикът на място няма да подготви отново края; те ще се съпоставят точно с това, което е доставил магазинът.
При макарите с фланци, заваръчният шев фланец-тръба е челна заварка с пълно проникване за повечето класове на налягане, направена с фланеца, закрепен и проверен за правоъгълност преди коренния проход. Приспособлението на производителя държи фланеца срещу истинска равнина, докато се прави заваръчният шев, а готовата връзка се проверява отново след охлаждане. Това е стъпката, при която редовете за допустими отклонения в таблицата по-горе действително се прилагат и това е стъпката, за която купувачът трябва да попита, когато квалифицира нов производител.
Оглед и документация
Пратката на макара е придружена от същия пакет документи като всеки произведен тръбопровод: сертификати за заваряване и WPS/PQR записи, сертификати за мелница за материали за тръби, фитинги и фланци, доклад за инспекция на размерите, сертификат за хидростатично изпитване и записи за инспекция на заварки, включително RT филм или цифрови отчети, когато е необходимо.
За експортни поръчки сертификатите се издават съгласно EN 10204 3.1 или 3.2 и при поискване се организира проверка от трета страна от SGS, BV или TUV. Докладът за размерите е документът, който доказва, че макарите ще паснат, и той трябва да изброява всяко измерение на чертежа с измерената стойност при изпълнение, а не само изявление, че макарата е „в границите на толеранса“.
Препоръчва се положителна идентификация на материала (PMI) при получаване за макари от сплав, тъй като разликата между 316L и 316 или между 2205 и 2507 не се вижда. Когато макарите са направени от двойно сертифициран материал, сертификатите трябва да посочват двойното обозначение, така че QC на сайта да може да съпостави материала с чертежа.
Какво да поставите в RFQ: десетте точки за данни, които предотвратяват всеки спор
Пълната макара RFQ е къса и плътна. Следните десет елемента, посочени изрично, премахват почти цялата неяснота, която създава проблеми на сайта и търговски спорове:
- Изометрични чертежи на макара или чертежи на GA с номера на макара, размери и дефиниран нулев край
- Спецификация на материала за линия: стандарт и клас на тръбата (напр. ASTM A312 TP316L), стандарт за монтаж (B16.9), стандарт за фланец (клас B16.5 и облицовка)
- Проектен код и клас на тръбопровода (напр. ASME B31.3, клас 150# RF)
- Допустими отклонения на размерите: посочете ±3 mm линеен, въртене на отвора за болт и правоъгълност на фланеца или именувайте PFI ES-3
- Изисквания за заваряване: WPS/PQR, квалификации на заварчици и процент на RT
- Изисквания към изпитването: хидростатично изпитвателно налягане и време на задържане или пневматично
- Крайно покритие: тип скосяване, облицовка на фланеца, защита на резбата
- Маркировка и идентификация: номер на шпулата, цвят на боята на линия, печат на материала
- Документация: EN 10204 3.1 сертификати, отчет за размерите, сертификати за изпитване
- Опаковка и доставка: щайги, крайни капачки, капаци на фланци и график за доставка, свързан с последователността на проекта
Повечето спорове за шпула се връщат към това, че един от тези десет елемента е пропуснат от RFQ и е попълнен по подразбиране. Купувачът, който изрично записва редовете за толеранс, и производителят, който връща отчет за размерите срещу чертежа, вече са елиминирали двете най-често срещани причини за преработване на място.
ЧЗВ
В: Какъв е стандартният толеранс на дължината на фабрична тръбна макара?
О: Индустриалният стандарт е ±3 mm (±1/8 инча) за размери лице в лице и център към лице за макари до приблизително NPS 10, като някои спецификации позволяват ±5 mm при шпули с голям диаметър над NPS 10. Посочете стойността в RFQ, вместо да разчитате на фабричните настройки на производителя.
В: Защо толерансът на въртене на фланец болт-дупка има значение?
О: Фланец, заварен извън часовниковата си позиция, няма да приеме шпилките на свързващия фланец и корекцията на място струва много повече от преработката в сервиза. Стандартният толеранс е ±1,5 mm в кръга на болта и трябва да бъде изписан на чертежа.
Въпрос: Заваряването променя ли дължината на макарата?
A: Да. Всяка заварка свива фугата с приблизително 1-4 mm в зависимост от дебелината на стената и броя на преминаванията. Опитните производители добавят допустимо свиване към дължините на рязане и контролират размерите за напасване, така че завършената макара да отговаря на размерите на чертежа.
В: Какви тестове се извършват върху изработени макари преди изпращане?
О: Визуална проверка на всички заварки, проверка на размерите спрямо чертежа, хидростатично изпитване при определено изпитвателно налягане и процент на радиография или друг NDT в проекта. Сертификатът за изпитване и докладът за размерите се изпращат с макарите.
Въпрос: Могат ли макарите да бъдат направени от дуплекс и никелови сплави?
A: Да. Макарите са произведени от неръждаеми, дуплексни и никелови сплави, включително класове 2205, 2507, Inconel, Monel и Hastelloy. WPS, добавъчният метал и контролът на междинния проход трябва да съответстват на материала и магазинът трябва да е квалифициран за фамилията сплави.
Въпрос: Каква документация трябва да пристигне с пратка с макара?
О: Докладът за инспекция на размерите, сертификатът за хидростатично изпитване, записите за заваряване и справките за WPS/PQR, сертификатите за материали за тръби, фитинги и фланци и докладите за NDT. За експортни поръчки сертификатите се издават съгласно EN 10204 3.1 или 3.2.
