МДК. 02.05. Технология производства сварных конструкций
презентации по МДК 02.05.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 tehnologicheskiy_protsess.pptx | 548.72 КБ |
| osnovnye_trebovaniya_predyavlyaemye_k_svarnym_konstruktsiyam.pptx | 1.23 МБ |
| balochnye_konstruktsii.pptx | 2.52 МБ |
| reshetchatye_konstruktsii.pptx | 2.73 МБ |
| listovye_konstruktsii.pptx | 2.88 МБ |
| izgotovlenie_svarnyh_trub.pptx | 2.01 МБ |
| tehnologiya_svarki_truboprovodov.pptx | 2.48 МБ |
| sosudy_rabotayushchie_pod_davleniem.pptx | 2.13 МБ |
| svarka_armatury.pptx | 1.47 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
(1) Определение и виды Технологический процесс –это определенная последовательность технологических операций, в результате выполнения которых получают изделия (конструкции) с заданными свойствами. Выбор схемы технологического процесса определяется характером или типом производства. 1
Различают 3 типа производства: Единичное –предусматривает изготовление разнообразных по назначению, форме и размерам конструкций. Особенность – отсутствие специализации рабочих мест (рабочее место универсальное); Серийное производство – производство изделий большими партиями (сериями). Рабочие места оснащают специализированными приспособлениями.
Массовое производство – производство изделий непрерывным потоком. Применяют механизированные поточные линии сборки и сварки.
(2) Принципиальная технологическая схема сварочного производства
(3) Разработка технологического процесса Основная цель проектирования технологического процесса – разработка такого способа изготовления заданного изделия, который бы являлся наиболее рациональным не только технически, но и экономически, при правильном и полном использовании всех технических возможностей оборудования и оснастки, на наиболее выгодных режимах, при минимальных затратах времени, рабочей силы и вспомогательных материалов.
В разработке технологического процесса можно выделить два этапа: 1 . Стадия проектирования конструкции (директивная технология) 2 . Разработка рабочей технологии.
( 1 ) Стадия проектирования оформляется в виде специальных технологических документов, которые являются своеобразными вехами будущего серийного технологического процесса ( директивные технологические материалы ДТМ ). Разработка этих материалов позволяет обеспечить наиболее высокий технический уровень производства (решаются вопросы о наиболее технологичных конструктивных решениях, расчленение конструкции, собираемость, характер соединений и методы их выполнения, методы и средства контроля, прогрессивное оборудование и т.д.) ( по ДТМ не возможно изготовить изделие )
( 2 ) На основе ДТМ разрабатывается рабочий технологический процесс и создается специальное оборудование, технологическая и контрольная оснастка. Разработка рабочей технологии в свою очередь ведется в две стадии: а ) первая стадия – устанавливается полный перечень всех необходимых операций и их рациональная последовательность (маршрут), определяется трудоемкость операций и необходимое оборудование; б ) вторая стадия – оформляется маршрутная технологическая карта .
Маршрутная технологическая карта на изготовление обечайки корпуса емкости из алюминиевого сплава
Каждую операцию разбивают на более мелкие действия – переходы с указанием разрядов работающих, фондов времени, мер техники безопасности и т.д. Каждая из операций маршрутной технологии оформляется в виде отдельного технического документа - операционной технологической карты . В малопрограммных видах производства (единичное, мелкосерийное) такие карты обычно не оформляют, а детализируют маршрутную технологию.
Операционная технологическая карта
Проектирование сварных конструкций в SolidWorks
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
(1) Классификация сварных конструкций Исключительное разнообразие сварных конструкций затрудняет их классификацию. Их можно разделить: 1. По методу получения заготовок (листовые, лито-сварные, ковано-сварные, штампо-сварные конструкции), 2. Целевому назначению (вагонные, судовые, авиационные и т.д.), 3. В зависимости от толщины свариваемых элементов (тонкостенные и толстостенные) 4. По применяемым материалам (стальные, алюминиевые, титановые и т.д.).
При рассмотрении вопросов проектирования и изготовления сварных конструкций целесообразна классификация в зависимости от характерных особенностей их работы . В этом случае можно выделить основные типы сварных элементов и конструкций и дать им соответствующие определения.
1. Балки конструктивные элементы, работающие в основном на поперечный изгиб. Жестко соединенные между собой балки образуют рамные конструкции.
2. Колонны - элементы, работающие преимущественно на сжатие или на сжатие с продольным изгибом.
3. Решетчатые конструкции представляют собой систему стержней, соединенных в узлах таким образом, что стержни испытывают главным образом растяжение или сжатие. К ним относят фермы, мачты, арматурные сетки и каркасы.
4. Оболочковые конструкции испытывают избыточное давление. Основные требования, предъявляемые к ним, — герметичность соединений. К. этому типу относят различные емкости, сосуды и трубопроводы.
5. Корпусные транспортные конструкции подвергаются динамическим нагрузкам. Они должны быть высокой жесткости при минимальной массе. Основные конструкции данного типа — корпуса судов, вагонов, кузова автомобилей.
6. Детали машин и приборов работают преимущественно при переменных, многократно повторяющихся нагрузках. У них должны быть точные размеры, обеспечиваемые главным образом механической обработкой заготовок или готовых деталей. Примеры таких изделий — станины, валы, колеса.
В настоящее время при конструировании изделий все больше внимания уделяют вопросам технологичности . Начиная со стадии эскизного проектирования и изготовления опытных образцов, изделия подвергают тщательной технологической отработке. При решении вопроса о серийном изготовлении новой конструкции учитывается заключение о ее технологичности, т. е. насколько она позволяет применять наиболее прогрессивные формы и способы производства. (2) Технологичность сварных конструкций
Технологичной считается конструкция, обеспечивающая наиболее простое , быстрое и экономичное изготовление при обязательном соблюдении необходимых условий прочности, устойчивости, выносливости и других эксплуатационных качеств , т.е. в которой соблюдается соответствие прогрессивных конструктивных решений передовым технологическим возможностям производства.
Отсюда понятие « технологичность конструкции » представляется как довольно сложная характеристика (свойство), определяемая комплексом прогрессивных конструктивных и технологических решений, позволяющих при обеспечении всех необходимых эксплуатационных качеств изделия добиться в процессе изготовления высоких производственных показателей — снижения металлоемкости, быстрого освоения в производстве, минимальной трудоемкости и себестоимости.
(3) Отработка технологичности Можно наметить ряд вопросов требующих в первую очередь решения при создании технологичных сварных конструкций: 1 . Выбор и применение наиболее современных методик расчета и проектирования сварных конструкций, в наибольшей мере учитывающих их особенности и воздействие технологических факторов, с применением уточненных методик расчетов прочности и устойчивости элементов, а также расчетных методов оценки точности и технологичности сварных конструкций.
2. Выбор оптимальных вариантов расчленения конструкций на сборочные единицы , назначение схем собираемости их, от которых во многом зависят упрощение технологического процесса, расширение фронта работ и эффективное использование средств механизации и автоматизации.
3. Правильный выбор материала — один из важнейших вопросов проектирования и технологической отработки , поскольку оказывает непосредственное влияние на технические характеристики, массу и экономичность конструкций. Свойства материала должны удовлетворять требованиям эксплуатации, обеспечивать необходимую свариваемость, технологическую обрабатываемость и экономическую целесообразность.
4. Правильный выбор способа получения соединений в соответствии с назначением, формой и размерами конструкций . Назначение способа сварки в определяется свариваемостью, конструктивным оформлением изготовляемых узлов, степенью их ответственности и производительностью процесса . Необходимо учитывать определенный тип соединений, присадочный материал и обеспечение удобства выполнения сборочно-сварочных операции. Эти условия предопределяют механические свойства соединений и значения допускаемых напряжений, необходимых для прочностных расчетов конструкций.
5. Правильное назначение типа и параметров сварных соединений в зависимости от особенностей конструкции и характера испытываемых нагружений — один из важных вопросов технологичности. Нужно учитывать возможность выполнения их с максимальным использованием автоматизированных способов сварки , число и размеры сварных швов должны быть минимальными и строго обоснованы расчетами и техническими условиями.
Необходимо использовать наиболее работоспособные и удобно выполнимые типы соединений стремиться к сокращению их числа и уменьшению сечений . Расположение соединений в конструкциях должно уменьшать или предотвращать появление сварочных деформаций . Исключительно важным требованием является сокращение объема расплавляемого, а особенно наплавляемого металла.
Разработка технологического процесса Технические преимущества сварных конструкций по сравнению с конструкциями, изготовленными с использованием других методов получения неразъемных соединений, обеспечили им широкое распространение в различных отраслях машиностроения.
Но они обладают и рядом отрицательных особенностей , которые необходимо учитывать как при проектировании, так и при производстве Существенное воздействие технологии обработки на исходные свойства материала, наличие в них напряженного состояния и деформаций , связанных со сваркой, неоднородность свойств материала в зоне сварных соединений и др. оказывает существенное влияние на характер распределения напряжений в сварных конструкциях в зависимости от прикладываемых нагружений и сопротивляемость их эксплуатационным воздействиям, в конечном счете влияя на надежность и долговечность изделий.
На стадии проектирования работу по улучшению технологичности обычно проводят по трем направлениям : 1. Экономия металла . Применение уточненных методов расчета позволяют конструктору экономить металл, снижая запас прочности, уменьшая массу металла. При правильном выборе металла можно снизить массу изделий. Наибольшая экономия металла может быть получена при использовании прочных и высокопрочных сталей и сплавов с высокой удельной прочностью (алюминиевых, титановых), более прочных холоднокатаных элементов вместо горячекатаных . Повышение прочности, а следовательно, и снижение массы изделия может быть достигнуто термообработкой . Однако повышение прочности металла нередко сопровождается ухудшением его свариваемости или снижением сопротивления разрушению. Поэтому экономия металла за счет повышения его прочности требует учета этих факторов. Перспективным считают применение композиционных материалов, например двухслойных сталей.
2. Снижение трудоемкости изготовления , зависящее от выбора размеров и метода получения заготовок, а также способов их сварки. Вопросы, непосредственно связанные со сваркой, возникают при делении изделия на отдельные заготовки , а так же методы получения заготовок, типы соединений, приемы сварки и т.д. При выборе способа сварки учитывают свариваемость металла заготовок, назначить тип соединения и обеспечить удобство выполнения сборочно-сварочных операций. На чертежах указывают характер обработки кромок, допуски на размер с учетом припусков на последующую механическую обработку узла или изделия. Неоправданное назначение операции термообработки может существенно увеличить трудоемкость изготовления изделия, в особенности в условиях серийного производства.
3. Экономия времени . Наибольшая экономия времени достигается в условиях непрерывного поточного автоматизированного производства при крупносерийном и массовом выпуске продукции, когда все операции согласованы во времени и выполняются механизмами. Однако доля сварных конструкций, изготовляемых в условиях серийного и массового производства, относительно невелика. В мелкосерийном производстве использовать эффективно поточные методы изготовления позволяют типизация и нормализация . Изыскание прогрессивных конструктивных форм и технологий позволяет проектировщику ограничить число типоразмеров и тем самым увеличить серийность выпускаемых изделий.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
( I ) Виды и применение Наиболее часто применяют сварные балки двутаврового и коробчатого сечений . Конструкции такого вида характерны большим количеством коротких, прямолинейных стыковых или угловых швов.
Сварная двутавровая балка Металлические конструкции из сварной балки экономически выгодны в строительстве зданий и сооружений. Использование сварных балок, в качестве строительных металлоконструкций каркасов дает возможность не только облегчить элементы конструкции, имеющие неоправданно большой коэффициент запаса прочности, но и создать более экономичную форму опор и сечения отдельных элементов, и тем самым уменьшить массу металлической конструкции. Процесс изготовления сварных двутавровых балок экономичен и успешно конкурирует с изготовлением балок прокаткой.
Балочные конструкции применяют в строительстве при возведении зданий, мостов, мостовых кранов, эстакад, гидротехнических сооружений, рам автомобилей и т.д.
( II ) Изготовление В условиях единичного производства балки собирают по разметке и сваривают вручную электродами или полуавтоматами.
При массовом и серийном производстве сборку производят в кондукторах , а сварку ведут автоматами под флюсом или в защитном газе.
Позиционер
Приемы выполнения поясных швов балки автоматом под флюсом могут быть различны: 1) сварка наклонным электродом – позволяет сваривать одновременно два шва, но есть опасность возникновения подреза стенки или полки. 2) сварка «в лодочку» - обеспечивает лучшие условия формирования и проплавления шва, но приходится кантовать изделие после каждого шва. Для этого используют позиционеры-кантователи .
Основные швы по своим размерам значительно превосходят сборочные швы, и поэтому последние полностью перевариваются. Сваренная балка подается на стан для правки полок двутавровой балки и проходит две последовательно расположенные машины, где грибовидность полок (возникающая в процессе сварки) исправляется.
Полный цикл операций, применяемых при производстве сварной двутавровой балки: Раскрой листовой стали на полосы - Сборка балки на прихватки – Сварка поочередно четырех швов балки - (с перекантовкой ) Правка геометрии полок балки – Фрезерование торцов балки – Распил балки – Сверление отверстий в балке – Дробеструйная обработка балки – Покраска балки -
Машина термической резки оснащена ЧПУ и предназначена для прямолинейного и фигурного раскроя металла с помощью плазменной или кислородной газопламенной резки.
Стан для сборки двутавровых балок Подготовленные заготовки* (полосы) укладываются с помощью крана на входной конвейер сборочного стана, фиксируются и позиционируются с помощью трех комплектов зажимов сборочного стана. Затем сборочный стан, в соответствии с исходными параметрами стенки и полок, производит центрирование и гидравлическое обжатие заготовок. Пуск и остановка процесса сборки балки контролируются с пульта управления. Сборка осуществляется в среде углекислого газа, путем проставления прихваток заданной протяженности с заданным шагом.
Консольная и портальная сварочные установки предназначена для дуговой сварки под флюсом тавровых и двутавровых балок.
Поточная линия для сварки двутавровой балки
Установка для одновременной сварки двух швов балок
Минипортал для сварки двутавровых балок
Одновременная сварка двух швов
Стан для правки
Существует так же контактный способ сварки двутавровых балок на автоматических поточных линиях, например разработанный американской фирмой АМФ – Терматул . Технология производства сварных двутавровых балок с помощью высокочастотного индукционного нагрева разработана ИЭС им. Е.О. Патона.
Балки коробчатого сечения используют в крановых мостах. Сварку ведут наклонным электродом автоматической сваркой под флюсом. Трудностью является ограниченность расстояния между стенками.
( III ) Монтаж При изготовлении конструкций приходится сваривать стыки балок. Чаще всего используют следующие виды стыков: Раздвинутый ( технологический , т.е. применяется в заводских условиях); Совмещенный (применяется на монтаже)
При изготовлении конструкций (сварке стыков) для уменьшения сварочных напряжений и деформаций используют следующий порядок сварки : В первую очередь сваривают стыковые, а затем угловые швы; Стыковые швы выполняют в первую очередь на более толстом металле, а затем на более тонком.
Обычно полки двутавровых балок толще стенки, следовательно, для уменьшения напряжений в металле стыка следует сначала накладывать стыковые швы в полках, а затем в стенке.
Продольные ( поясные ) швы балок обычно не доводят до концов балки на величину равную ширине полки (для низкоуглеродистых сталей) или ширине двух полок (для легированной стали). Эти угловые швы накладывают в последнюю очередь, при этом желательно, чтобы сварку выполняли одновременно два сварщика от концов к середине шва.
Ребра жесткости можно приваривать как к стенке так и к полке балки в любой последовательности после предварительной их прихватки.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
( I ) Виды и применение К этим конструкциям относятся фермы , мачты, колонны, опоры линий электропередач, радиобашни и радиомачты и каркасы и перекрытия зданий и т.п. Они изготовляются из прокатных профильных элементов (уголок, арматурные прутья, швеллер, трубы малого диаметра и т.п.)
Опоры ЛЭП
Наиболее типичными решетчатыми конструкциями являются фермы . Фермой называют систему стержней (обычно прямолинейных), соединенных между собой в узлах и образующих геометрически неизменяемую конструкцию.
При сборке ферм различных типов особое влияние уделяется правильному центрированию стержней, предотвращающему появление изгибающих моментов. Благодаря этому металл в фермах используется более рационально, чем в балках , и они экономичнее балок по расходу материала, но более трудоемки в изготовлении, поскольку имеют большое число деталей . С увеличением перекрываемых пролетов и уменьшением нагрузки эффективность ферм по сравнению со сплошностенчатыми балками растет. Различают фермы с параллельными поясами, односкатные и двускатные.
Схемы ферм а ) с параллельными поясами б ) односкатная ферма в ) и г ) двускатные фермы Основными элементами ферм являются пояса, образующие контур фермы, и решетка, состоящая из раскосов и стоек.
Фермы бывают плоскими (все стержни лежат в одной плоскости) и пространственными (образуют жесткий пространственный брус, способный воспринимать нагрузку, действующую в любом направлении, каждая грань такого бруса представляет собой плоскую ферму). Примером пространственного бруса может служить башенная конструкция.
( II ) Производство ферм Весьма распространенным способом сборки ферм является способ копирования : первая, собранная по разметке конструкция используется в качестве шаблона ( копира ). По вычерченной на плите схеме в узлах помещают фасонки , на которые укладываются уголки, совмещают их с линиями, нанесенными на плиту, и прихватывают сваркой.
Сборка фермы-шаблона (копира) а) схема фермы; б) плита с размеченной схемой фермы; в) ферма- шаблон; г) ферма- шаблон уложенная на стеллаже.
Размеры и расположение прихваток выбирают из условий жесткости и прочности, а так же из соображений возможности их полной переплавки при укладке основных швов. После сборки шаблон переносится на стеллаж и кантуется на 180º . Детали собираемой фермы раскладывают и совмещают с деталями шаблона.
Схема сборки фермы по шаблону а ) шаблон; б ) сборка фермы по шаблону; в ) установка парных уголков на ферме вне шаблона; 1 -детали шаблона; 2 -детали собираемой фермы; 3 -парные уголки фермы.
Поворотный кондуктор для сборки элементов
После скрепления деталей прихватками, собранную ферму снимают с шаблона, укладывают на стеллаж и ставят на нее недостающие парные уголки. Для увеличения точности сборки на концах шаблона укрепляют специальные съемные фиксаторы. Сечение прихваток не должно превышать 1/3 сечения шва. Прихватки выполняют длиной 20-80мм . В решетчатых конструкциях прихватки накладывают с двух сторон соединения.
Фермы из узлов собирают последовательно от середины к опорам . Допустимое отклонение осей не более 5мм . При наложении швов в узле фермы направление сварки выбирают от краев к центру узла . При этом используют специальный порядок наложения швов : в первую очередь сваривают стыковые, а затем угловые швы; сначала стыковые швы выполняют на более толстом металле, а затем на тонком.
Направление наложения сварных швов и узле фермы
Приемы сварки сопряжений элементов
Легки в производстве и экономичны фермы из прутков. В опорах линий электропередач широко применяют решетчатые конструкции, которые изготовляют на заводах металлоконструкций и отправляют на место монтажа отдельными габаритными секциями.
( III ) Приемы монтажа решетчатых конструкций Радиобашни и радиомачты являются высотными сооружениями и подвергаются большим ветровым нагрузкам, следовательно изготовляются из трубчатых элементов и представляют собой пространственные решетчатые конструкции в виде четырехгранных усеченных пирамид.
Основные стойки башни состоят из отдельных трубчатых поясов , которые соединяются между собой болтами через приваренные к трубам фланцы. Применение трубчатых элементов при монтаже буровых вышек дает возможность улучшить эксплуатационные качества конструкции и экономить металл.
Соединение труб в узле является трудоемкой операцией. Существуют следующие способы соединения трубчатых элементов в узле : 1) с помощью узкой фасонки ; 2) с помощью узловой фасонки ; 3) соединение сплющенных концов труб ванным способом; 4) соединение с помощью полого шара.
1) Соединение труб в узле с помощью узкой фасонки ;
2) Соединение труб в узле с помощью узловой фасонки ;
3) соединение сплющенных концов труб ванным способом
4) соединение с помощью полого шара
Недостатками первых трех способов является необходимость дополнительной обработки концов труб или приварки вспомогательных элементов. Соединение труб при помощи полого шара, который сваривается из двух штампованных половин не требует подгонки концов труб.
Для стыковых соединений концов труб диаметром до 300мм используют дополнительные детали повышающие прочность стыка и конструкции в целом: а) наиболее надежно соединение встык на остающемся подкладном кольце ;
б) соединение с прокладкой торцевым листом, приваривается только угловым швом или у ответственных изделий полностью проваривают всю толщину стенки трубы
в) соединение с муфтами применяют при сварке в монтажных условиях, когда точная подгонка труб затруднена;
г) соединение с накладками из полос и уголков , применяют редко т.к. они имеют не высокую прочность.
Кроме труб в решетчатых конструкциях рационально применять закрытые гнутые профили из листовой стали . Такие элементы, как и трубы, хорошо работают на сжатие и кручение , а наличие плоских граней позволят удобно соединять их в узлах.
( IV ) Стойки и колоны Стойки и колонны работают на сжатие , следовательно в них должны быть обеспечены прочность и устойчивость. Их поперечные сечения должны обладать возможно большей жесткостью по всем направлениям. Особенно часто используют закрытые трубчатые сечения, но применяют стойки и из гнутых профилей.
Сварные колонны могут быть постоянного и переменного сечения , сплошные и решетчатые.
Сечения колонн могут состоять из одиночных прокатных профилей или составными, выполненными при помощи дуговой или точечной сварки.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
(1) Виды листовых конструкций К этой группе относятся резервуары и сосуды для хранения жидкостей и газголдеры для газа низкого давления ( менее 0,7 кг/см 2 ), а так же газопроводы большого диаметра, кожухи различного рода химической аппаратуры и т.п.
Вертикальный цилиндрический резервуар 1 – центральная стойка; 2 – шахтная лестница;
Сферический резервуар
Каплевидный резервуар
При монтаже, швы приходится сваривать в разнообразных пространственных положениях. От швов требуется прочность и плотность. При изготовлении емкостей и сооружений больших размеров из листового проката, целесообразно возможно больший объем работ выполнять в условиях завода – изготовителя.
Для этого каждую конструкцию расчленяют так, чтобы отправные элементы имели возможно большие размеры, но в пределах габарита железнодорожного состава.
(2) Метод рулонирования Для листовых полотнищ толщиной 16-18мм в НИИ им. Е.О. Патона разработан рулонный метод изготовления резервуаров , получивший широкое распространение. Крупные узлы конструкций в виде полотнищ большого размера собирают, сваривают и сворачивают в рулон на специальных установках.
Необходимость сварки с двух сторон определяет наличие двух ярусов и поворотного кружала для передачи полотнища с одного яруса на другой с поворотом на 180 º . Перемещение полотнища и его сворачивание в рулон обеспечивается рабочим кружалом. На двух ярусах расположены четыре участка: Сборки; Сварки с одной стороны; Сварки с другой стороны; Контроля и исправления дефектов.
Двухярусный стенд для изготовления рулонов 1- поворотное кружало; 2 – сварочный трактор; 3- готовый ремонт; 4 – рабочее кружало; 5- магнитное кружало; 6 – пульт управления.
Изготовление резервуаров способом руллонирования
Корпус резервуара емкостью 5000м 3 диаметром 23м и высотой 12м сворачивают в восьмислойный рулон диаметром 2,8м и весом 40т. Листы толщиной более 7-8мм собирают и сваривают встык, а более тонкие внахлест. для сварки встык кромки листов подвергают механической обработке. Сварка под флюсом осуществляется сварочными тракторами.
Первый слой стыкового соединения выполняют на флюсо-медной подкладке или на весу. Сварка стыковых швов с противоположной стороны на другом ярусе стенда обеспечивает надежное проплавление всей толщины листа. На последнем участке предусмотрен контроль внешним осмотром и испытание на плотность вакуум методом . Обнаруженные дефекты уточняют просвечиванием и исправляют.
При монтаже вертикальных цилиндрических резервуаров рулон элементов днища укладывают на основание, раскатывают и сваривают сварочным трактором под флюсом с одной стороны. Рулон боковой стенки резервуара ставят в вертикальное положение и по мере разворота его нижнюю кромку прихватывают к днищу.
Последовательность монтажа резервуара
Верхнюю кромку боковой стенки закрепляют установкой элементов кровли. При монтаже цилиндрических сооружений башенного типа из-за наличия кольцевых стыков между монтажными блоками требования к точности изготовления полотнищ и к приемам разворачивания рулонов оказываются более высокими.
После заварки замыкающего шва на уровне земли монтажный блок поднимают краном и устанавливают в проектное положение. Сварку кольцевого шва осуществляют с двух сторон: с наружной стороны- покрытыми электродами вручную, внутри полуавтоматами в углекислом газе. Способ рулонирования сокращает стоимость и сроки сборки и сварки резервуаров, улучшает качество .
Плотность швов проверяют с помощью керосина, воздухом, вакуум-камерой или аммиаком. Готовый резервуар испытывают на прочность и плотность заполнением водой и выдержкой в течении 24часов .
(3) Производство конструкций полистовым методом Для цилиндрических резервуаров вместимостью более 50тыс. м3 метод руллонирования не используют из-за значительной толщины листов нижних поясов. Такие резервуары сооружают полистовым методом. Листы толщиной до 14мм имеют V - образную разделку кромок, при большей толщине – Х -образную.
Сварку выполняют под флюсом и в защитных газах. Сферические резервуары вместимостью 600-2000м 3 с давлением до 18кг/см 2 так же изготовляют полистовым методом. Сферическую поверхность листовым заготовкам при толщине до 36мм придают горячей штамповкой, при толщине до 28мм вальцовкой в специальных гибочных вальцах.
Сферический резервуар, собранный из холодновальцованных лепестков
Существует несколько типов раскроев сфер с числом элементов: 20-26; 54-56; 114. Следовательно существует несколько способов сборки: а )блоки собирают в полусферу на стенде, а затем устанавливают на временную опору, собирают верхнюю полусферу и монтируют на нижнюю. б ) лепестки предварительно укрупняют в блоки, собирают вертикальным способом и устанавливают на нижнее днище.
в )сначала выполняют мередианальные швы, затем сваривают широтные и экваториальные пояса. При сооружении кожухов доменных печей ( толщина листов 40-60мм ) листы прошедшие заготовительные операции перед отправкой с завода попарно укрупняют сваркой под флюсом по длинной кромке. Существует так же способ сварки кожухов электрошлаковой сваркой .
Современная вращающаяся печь представляет собой цилиндрическую конструкцию с опорными кольцами ( бандажами ). Печь бандажами опирается на роликовые опоры. Длина печи может быть до 180 метров, диаметр до 5м . Толщина стенок корпуса 24-60мм .
При толщине стенок корпуса более 30мм заводы поставляют на монтажную площадку заготовки обечаек в виде трех свальцованных листов с обработанными кромками. Для предотвращения развальцовывания при перевозке заготовки обечаек укрепляют временными ребрами жесткости . Сборку ведут на специальной бетонной площадке оборудованной металлическими стойками и домкратами.
Обечайка корпуса цементной печи
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
( I )Трубы со швом по образующей ( прямошовные трубы) Трубы диаметром до 500мм могут быть бесшовными и сварными, трубы диаметром более 500мм – только сварные.
Бесшовные трубы п роизводятся в основном путем прокатки слитка металла на специальном, предназначенном для этих целей, оборудовании, создающем отверстие по центру. Прочность бесшовных труб несколько выше, чем у электросварных. Бесшовные трубы применяются в местах, где необходима повышенная надёжность ( для изготовления газовых баллонов, в различных направлениях нефтяной промышленности и т. п.). Технические требования на эти трубы устанавливает ГОСТ 8731-74.
Сопротивление разрыву у бесшовных труб , согласно данному ГОСТу , колеблется от 36 кГс /см 2 для стали марки 10 , до 70 кГс /см 2 для стали марки 30ХГСА . По требованию заказчика бесшовные трубы должны быть способны выдерживать гидравлическое давление согласно требованиям ГОСТ 3845 , но не более 200 кгс/ см 2 .
Трубы магистральных трубопроводов изготовляют сваркой под флюсом. Из-за ограниченной ширины листов прямошовные трубы диаметром до 820мм сваривают одним продольным швом, при большем диаметре двумя швами. Перед сваркой листы проходят обработку кромок и формовку.
Формовка может производится с помощью вальцов с последующей правкой или штамповкой на прессах с последующей раздачей труб в специальных прессах-расширителях. Сваривают швы с двух сторон . На Челябинском трубопрокатном заводе наружный шов укладывают первым, на Харцизском – сначала сваривают внутренний шов.
Поточная линия производства прямошовных труб
Формующая машина
Сварка внутренних и наружных швов выполняется на проходном стане . При подаче в стан трубная заготовка надвигается на оправку , подвешенную к направляющему ножу и опирающуюся роликами о внутреннюю поверхность трубы. Движение трубы через стан со сварочной скоростью обеспечивается приводными горизонтальными роликами стана.
Схема выполнения наружного шва трубы на стане проходного типа 1 – оправка; 2 – трубная заготовка; 3 – медный башмак; 4 – направляющий нож.
Зазор между кромками по мере продвижения заготовки постепенно устраняется за счет бокового давления вертикальных неприводных валков; в зоне сварки зазор отсутствует. Вытекание сварочной ванны предотвращается установленным на раме оправки гусеничным башмаком . Сварка под флюсом производится двумя дугами , горящими в одной сварочной ванне, что обеспечивает хорошее формирование шва при скорости сварки 170... 190 м/ч для стенок толщиной 7 мм и 115... 135 м/ч — толщиной 12 мм .
Сварка снаружи и изнутри
Трубы с двумя продольными швами собирают из двух предварительно отформованных корыт , подаваемых укладчиком на две параллельные нитки входных рольгангов сборочного устройства. Корыта рольгангами подаются в раскрытое сборочное устройство . Поворачивая рычаги штоками пневмоцилиндров , устанавливают заготовки в исходное для подачи в сварочный стан положение . Корыта образуют цилиндрическую трубу с вертикальным разъемом .
Устройство для сборки трубы из двух корыт 1и 3 – направляющие; 2 – рычаги; 4 – пневмоцилиндры ;
Собранная труба подается в сварочный стан упором цепного толкателя. При этом направляющий нож непрерывного стана попадает в зазор между верхними кромками корыт, направляя стык под сварочную головку для выполнения первого наружного шва. Сваренная первым швом заготовка поворачивается разъемом вверх и по рольгангу поступает на стан для сварки второго наружного шва. Последовательно один за другим выполняют и оба внутренних шва. Приемы их выполнения такие же, как и для труб с одним швом.
Механический расширитель
Ультразвуковая дефектоскопия
Технологическая схема потока линии по производству труб с продольным швом и дуговой сваркой под флюсом
Трубы стальные электросварные прямошовные изготавливаются по ГОСТ 10704-91 . Согласно этому стандарту длина изготавливаемых труб должна быть следующей. При диаметре до 3 см - не менее 200 см, от 3 до 7 см - не менее 300 см , от 7 до 15,2 см - не менее 400 см , свыше 15,2 см - не менее 500 см.
Электросварные трубы различаются по прочности в зависимости от материала изготовления. От стали марки 10 до стали 22 сопротивление разрыву увеличивается от 314 Н/мм 2 до 490 Н/мм 2 . После изготовления электросварные трубы должны быть испытаны на гидравлическое давление . Трубы диаметром до 10,2 см проходят испытание давлением 60 кГс /см 2 , диаметром более 10,2 см - давлением 30 кГс /см 2 .
Согласно п.п.2.9 - 2.10 ГОСТ 10705-91 трубы должны быть подвержены следующей механической обработке: Концы труб необходимо обрезать под углом 90 град . и зачистить от заусенцев. Возможно образование фаски. Косина реза применительно к трубам диаметром до 21,9 см не должна быть более 1 мм , для труб диаметром 21,9 см и более - 1,5 мм. По требованию заказчика концы труб с толщиной стенки 0,5 см и более должна быть подвергнуты снятию фаски под углом 25-30° к торцу трубы, должно быть оставлено торцовое кольцо шириной 1,8 мм ±0,8 мм .
( II )Трубы со спиральным швом Сборка и сварка труб из рулонной стали спиральным швом позволяет получать трубы любого диаметра независимо от ширины полосы .
При использовании такого метода процесс изготовления осуществляется непрерывно , обеспечивая требуемую точность размера и формы труб без последующей калибровки. Спиральный шов выполняют сваркой под флюсом тремя сварочными головками .
Две из них крепят на общей штанге, вводимой внутрь трубы, третья головка расположена снаружи. Первый внутренний шов , приваривающий кромку полосы к сформованной трубе, имеет малое сечение и является технологическим . Его назначение — устранить возможность взаимного перемещения кромок и предотвратить вытекание сварочной ванны при выполнении наружного рабочего шва.
Схема стана для изготовления труб из ленты со спиральным швом 1 -разматывание полосы; 2 -правка полосы; 3 -обрезка конца рулона; 4 -сварка рулонов; 5 -компенсационная петля; 6 -обрезка кромок; 7 -очистка кромок дробью; 8 - снятие фасок резцами; 9 - подача полосы на формовку; 10 -формока трубы; 11- сварка трубы; 12 –сварка внутреннего шва; 13 -сварка наружного шва; 14 - резка трубы.
Линия по производству труб со спиральным швом
Такая технология позволяет гарантировать отсутствие кристаллизационных трещин при сварке низколегированных сталей на скоростях до 110м/ч . В процессе выполнения спирального шва выполняется непрерывный контроль ультразвуком с автоматической маркировкой мест обнаруженных дефектов.
При увеличении диаметра магистральных трубопроводов требуется одновременное увеличение толщины стенки. Так как толщина полос рулонной стали не превышает 14 мм , то при диаметре 1420 мм и более трубы со спиральным швом приходится изготовлять из листовой стали .
Такие листы предварительно попарно собирают и сваривают встык на неподвижной установке, а затем рольгангом подают в « летучую установку », где укрупненная карта пристыковывается к концу полосы, подаваемой в формовочное устройство (позволяет обходится без компенсационной петли ( Волжский трубопрокатный завод ).
Ультразвуковая дефектоскопия
Гидростатическое испытание
( III ) Водогазопроводные трубы (ВГП) Помимо электросварных труб в промышленности широко используются и так называемые трубы ВГП ( водогазопроводные ), изготовляемые способом печной сварки и др. Бывают с покрытием (чаще цинковым) и без покрытия .
Применяются они при прокладке трубопроводов как для воды, так и для газа. Технические характеристики, которыми должны обладать выпущенные трубы ВГП , устанавливает ГОСТ 3262-75. Согласно этому ГОСТу длина выпускаемых труб может варьироваться от 4 до 12 метров. Кривизна на 1 метре длины для труб с ДУ меньше 20 мм не должна быть более 2 мм , для ДУ более 20 мм - кривизна должна быть не более 1,5 мм . Не допускаются трещины и вздутия на поверхности труб. Недопустимы расслоения на торцах труб.
Допускаются некоторые вмятины, риски, рябизна, следы зачистки и прочие дефекты, образованные конкретным способом изготовления, если из-за этого толщина стенки не выходит за минимально допустимые размеры, допускается также слой окалины, не мешающий осмотру. На трубах ВГП , полученных методом печной сварки, разрешается в окрестности шва уменьшение внешнего диаметра до 0,5 мм , если в этом месте присутствует пологое утолщение по внутреннему диаметру на некоторую величину, не превышающую 1,0 мм .
Торцы труб должны быть обрезаны под углом 90 град . Величина скоса торца не должна быть более 2 град . Заусенцы после их зачистки не должны быть более 0,5 мм . После снятия заусенцев допустимо получившееся притупление (закругления) торцов. Гидравлическое давление, которое должны выдерживать трубы, следующее: обыкновенные и легкие трубы - 25 кГс /см 2 , усиленные трубы - 32 кГс /см 2 , по требованию заказчика трубы должны выдерживать давление 50 кГс /см 2 .
Процесс формовки и сварки штрипса в трубу на непрерывных станах печной сварки осуществляется валками. При печном соединении металлических частей путем плавления нагретые до 1300-1350° С элементы протягивают и сворачивают вдоль по оси до прикосновения кромок друг к другу в сварочно-формовочном стане. На месте стыка кромки обдувают воздухом или кислородом, что повышает их температуру до точки таяния; благодаря давлению края свариваются. Таким образом изготовляют трубы сварные диаметром 75-100 мм. Скорость сварки 300 м/мин .
Печная сварка ВГП
Схема сварки труб контактным способом : 1 — труба; 2 — скользящие контакты; 3 — сердечник; 4 — обжимные ролики . Существует так же полностью механизированный способ изготовления тонкостенных труб контактным методом сопротивления .
Широко используют для изготовления труб диаметром 8-529мм с толщиной стенки 0,3-10мм сваркой токами высокой частоты (ТВЧ). По сравнению с контактной сваркой сопротивлением она обеспечивает более высокие скорости и возможность изготовления труб из сталей, цветных металлов и их сплавов.
Кроме того, при высокочастотной сварке одно и тоже оборудование можно использовать для изготовления труб из разных материалов , изменяя только электрические и скоростные параметры процесса.
Схемы поперечной (а) и продольной (б) стыковой сварки ТВЧ: 1 - свариваемые трубы; 2 - индуктор; 3 - магнитопровод ; 4 - устройство для создания сварочного давления
Индуктор для продольной сварки труб из углеродистой стали диаметром 5 дюймов
Комплекс для продольной сварки ТВЧ овальных труб из углеродистой стали
( IV ) Плоскосворачиваемые трубы Эти трубы могут иметь толщину стенки до 4мм и внутренний диаметр до 300—400 мм .
Они получили широкое применение при прокладке промысловых и газосборных трубопроводов , работающих под давлением до 10кГ/см 2 , на нефтяных месторождениях, в сельском хозяйстве и т.п.
При использовании плоскосворачиваемых труб экономия металла благодаря уменьшению толщины стенки составляет 50 —60 %, объем монтажных работ на трассе сводится к минимуму и значительно уменьшается стоимость прокладки трубопроводов.
Сварка плоскосворачиваемых труб выполняется в специальном стане . Две стальные ленты накладываются одна на другую и свариваются двумя продольными швами на роликовой контактной машине или дуговыми автоматами.
Схема стана для контактной шовной (роликовой) сварки прлоскосворачиваемых труб 1 – рулоны стальной ленты; 2-сварочные ролики; 3 – правильное устройство; 4 – сворачивающее устройство.
По мере сварки трубная заготовка проходит правильное устройство и сматывается в рулон. На месте укладки труб рулон разматывают и трубу раздувают сжатым воздухом или водой.
Самостоятельно 1 вариант Где применяют бесшовные трубы? Как сваривают прямошовные трубы? Как проверяют качество сварки готовых труб? Преимущество труб со спиральным швом. Какое оборудование применяют для сварки труб со спиральным швом? Виды труб ВГП. В чем заключается печная сварка труб? Преимущества сварки ТВЧ . Преимущества плоскосворачиваемых труб. Как изготовляют плоскосварачиваемые трубы? 2 вариант Как изготовляют бесшовные трубы? Какое оборудование применяют для сварки прямошовных труб? Какую механическую обработку труб делают после сварки? Как сваривают трубы со спиральным швом? Как проверяют качество сварки готовых труб ? Способы изготовления труб ВГП. Преимущества и недостатки печной сварки труб? На какое давление рассчитаны трубы ВГП? Где применяют плоскосварачиваемые трубы? Из каких металлов изготовляют трубы?
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
( I ) Определение и классификация Трубопроводами называют устройство, представляющее собой непрерывные линии труб, с различными арматурными элементами, предназначенные для транспортирования жидких, газообразных и сыпучих продуктов.
Все трубопроводы делятся на: магистральные (большой длины); технологические (сложной формы). По конструктивному строению различают: трубопроводы больших диаметров из листовой стали; средних и малых диаметров из готовых труб.
Трубопроводы из готовых труб работают при различных давлениях и температурах нагрева . Если рабочее давление в трубопроводах менее 0,07МПа , то на них не распространяются правила Росгортехнадзора . Стыки трубопроводов на давление свыше 0,07МПа выполняются только аттестованными для этой работы сварщиками . Каждый сварной стык должен иметь клеймо сварщика.
( II )Трубопроводы больших диаметров Сварка трубопроводов больших диаметров имеет много общего со сваркой резервуарных конструкций . Эти трубопроводы свариваются продольными и поперечными швами из обечаек, которые предварительно вальцуются из листов. Такие трубопроводы работают под давлением до 0,07МПа и не подлежат сдаче инспекции Росгортехнадзора .
Основным требованием , предъявляемым к сварным швам этих конструкций является их плотность и газонепроницаемость. Иногда, для увеличения жесткости газопровода с наружной стороны приваривают ребра из уголка, таврового или швеллерного проката.
( III ) Трубопроводы из готовых труб Трубопроводы, свариваемые из готовых стандартных труб , работают обычно под повышенным давлением. В магистральных трубопроводах давление составляет 60—70 кгс/см 2 . В трубопроводах нефтехимических установок рабочее давление достигает 500—700 кгс/см 2 .
У таких трубопроводов сваривают только поперечные швы встык с V -образной разделкой кромок. Когда проварка корня шва с внутренней стороны не возможна применяют подкладные кольца . Они изготовляются из стали марок ст2 или ст3 , толщиной 1,5-3мм , шириной 30-50мм . Кромки труб обрабатываются под сварку на заводе-изготовителе.
Приварка подкладного кольца к первой ( а ) и второй ( б ) трубам
Применять сварку на остающемся подкладном кольце в ответственных трубопроводах и работающих в агрессивных средах не рекомендуется , так как наличие щели между подкладным кольцом стенкой трубы может вызвать в данном месте коррозию. Основные типы и конструктивные элементы швов сварных соединений установлены ГОСТ 16037-80 для стальных трубопроводов и ГОСТ 16038-80 для медных и медно-никелевых.
При сборке стыков необходимо следить за тем, чтобы зазор по всему периметру стыка был равномерным и чтобы кромки в стыке совпадали . Величина зазора должна обеспечивать возможность полного провара корня шва. Различие в толщинах стенок не должно превышать 10% от толщины стенки, но не более 3мм .
Допускаемое смещение концов труб при сборке под сварку Толщина стенки, мм 3-4 5-7 7-8 9-14 15 и более Смещение не более, мм 1,0 1,5 2,0 2,5 3
Виды подготовки кромок для труб в зависимости от толщины металла и вида сварки ( ГОСТ 16037-80 ) Наименование параметров Величина Толщина стенки трубы, мм: -без скоса для ручной дуговой сварки -без скоса для газовой сварки -с односторонним скосом под углом 30±3ºдля ручной дуговой сварки -с односторонним скосом под углом 30±3ºдля газовой сварки 2-4 1-3 3-20 4-7 Толщина стенки трубы, мм: 1,6 2,3 3-8 8-20 Зазор между кромками, мм: -для ручной дуговой сварки -для газовой сварки - 0,5 0,5 1 1 - 2 -
Схема проверки перпендикулярности торцов труб
Номинальный наружный диаметр трубы, штуцера или патрубка, мм От 530 до 630 Более 630 Допускаемый перекос плоскости «е», мм 5,0 6,0 Электросварные трубы Электросварные трубы Бесшовные трубы Номинальный наружный диаметр трубы, штуцера или патрубка, мм До 76 включительно 77-133 134-245 246-325 326-630 631-720 Более 720 Допускаемый перекос плоскости «е», мм 0,5 1,0 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0
Способы обработки концов труб при стыковке элементов, имеющих разные внутренние диаметры а) раздача (без нагрева или с нагревом) конца трубы с меньшим внутренним диаметром б и в) механическая обработка ( расточка ) по внутренней поверхности конца трубы с меньшим диаметром г) наплавка на внутреннюю поверхность трубы , имеющей больший внутренний диаметр, слоя металла с последующей его обработкой резцом или абразивным камнем для снятия неровностей и обеспечения плавного перехода к поверхности труб .Такой способ можно применять для труб диаметром 159 мм и более из углеродистых и низколегированных сталей перлитного класса.
Для сборки применяют центраторы различных конструкций. Сборку фиксируют прихватками из качественных (основных) электродов. Согласно нормам накладываются прихватки длиной 30-40 мм и высотой, равной половине толщины стенки.
Техника сварки стыков трубопроводов принимается в зависимости от диаметра трубы, толщины ее стенки и химического состава металла . Различными технологическими приемами свариваются поворотные и неповоротные стыки трубопроводов .
Ручная сварка стыков труб покрытыми электродами используется при наложении корневого шва без подкладных колец, а также при изготовлении и монтаже трубопроводов в неудобных для механизированной дуговой сварки условиях: стыки коленообразного гнутого трубопровода , стыки трубопровода, проходящего через естественные преграды (водные, горные и др.), соединение секций в длинные плети, приварка фланцев, заглушек и т.д .
Корневой шов выполняется электродами 1,6-3 мм в зависимости от толщины стенки трубы, а остальные швы могут выполняться более производительными видами сварки ( автоматом или полуавтоматом ). При ручной сварке всего стыка целесообразно выполнять его в несколько слоев: - при толщине стенки 4—5 мм – в два слоя ( не считая корневого ), - при 10 -12 мм – в четыре слоя электродами диаметром 3-4 мм . Ручная газовая сварка выполняется только в один слой.
( IV ) Сварка поворотных стыков труб Ручную дуговую сварку следует выполнять возможно короткой дугой , особенно при использовании электродов с основным покрытием, для которых длина дуги должна быть не более диаметра электрода. В процессе сварки необходимо как можно реже обрывать дугу . Перед гашением дуги сварщик должен заполнить кратер путем постепенного отвода электрода и вывода дуги назад на 15—20 мм на только что наложенный шов. Последующее зажигание дуги производится на кромке трубы или на металле шва на расстоянии 20—25 мм от кратера .
Во избежание зашлаковки металла шва около кромок труб следует наплавлять возможно более плоский валик. По окончании наплавки каждого валика необходимо полностью удалить шлак после его охлаждения (потемнения). При обнаружении на поверхности шва дефектов ( трещин, скоплений пор и т.п .) дефектное место следует удалить механическим способом до «здорового» металла и при необходимости заварить вновь.
Для снижения сварочных напряжений и деформаций применяют определенный порядок ручной дуговой сварки поворотных стыков труб диаметром 200-600 мм . Стык труб соединяется тремя симметрично расположенными прихватками. Окружность стыка размечается для сварки на четыре участка .
Порядок сварки стыков труб с поворотом а – места размещения прихваток (1) и участков шва (А, Б, В, Г); б – выполнение первого слоя на участках А-Б и Г-В; в – поворот стыка и выполнение первого слоя на участках Г-А и В-Б; г - выполнение второго слоя шва напроход ; д – выполнение третьего слоя шва напроход в обратном направлении.
Первый слой сваривают электродом диаметром 4 мм при токе 120-150 А узким валиком в направлении снизу вверх, а затем, повернув трубу на 90° , заваривают последние противоположные участки первого слоя. После этого электродом диаметром 5 мм при токе 200-250 А накладывают в одном направлении второй и в противоположном второму слою направлении третий слой . Первый слой является наиболее ответственным т.к. он должен обеспечить полный провар корня шва .
Схема наложения «замков» швов Во всех случаях многослойной сварки разбивать шов на участки необходимо с таким расчетом, чтобы стыки участков («замки» швов) в соседних слоях не совпадали , а были смещены один относительно другого , и каждый последующий участок перекрывал предыдущий. Размер смещения и перекрытия « а » ( при автоматической сварке под флюсом должен быть не менее 50 мм , при всех других способах сварки — 12—18 мм).
Сборка и сварка поворотного стыка
( V ) Сварка не поворотных стыков труб Сварка неповоротных стыков (монтажных) диаметром 200-600 мм производится когда поворот вокруг оси не возможен.
Порядок сварки стыков неповоротных труб а – сборка труб на прихватках; б, в, г – выполнение первого, второго и третьего слоев; А, Б, П – границы участков первого слоя шва; Т, К – то же, для второго слоя шва; 1- 7 – последовательность выполнения слоев шва на участках.
Весь стык разделяется на 3 участка . Наложение первого слоя производится от П к А , затем от Б к А и от П к Б . Такой порядок облегчает работу сварщика и снижает усадочные напряжения. Второй слой накладывают от К к Т с левой и от К к Т с правой стороны в направлении снизу вверх. Если сварка выполняется в три слоя , то третий слой накладывают так же как и второй, но начало шва будет в точке П , а окончание в точке М .
Сварку выполняют электродами марки УОНИ 13/45 и УОНИ 13/55 . В этом порядке можно производить сварку стыка сверху вниз, применяя электроды с целлюлозным покрытием ОЗС-9 и ВСЦ-1 , дающие мало шлака. Применяют сварку комбинированными способами: первый слой сваривают сверху вниз электродами ВСЦ-1 или ОЗС-9, второй слой – электродами УОНИ-13/45 и третий слой – электродами УОНИ-13/55 , АНО-9 .
Стыки труб диаметром более 600 мм делят по окружности на 6-8 участков (длиной не более 200мм) и технологию сварки строят так, чтобы по возможности обеспечить равномерное охлаждение металла стыка, в результате чего получается менее напряженный металл стыкового соединения. Ширина шва не должна превышать 2,5 толщины стенки трубы.
Сварка нижней части неповоротного стыка
( VI ) Технологический стык (операционный) Когда нельзя сваривать стык ни с поворотом, ни в потолочном положении, тогда применяют сварку с козырьком (технологический или операционный стык). Сначала выполняется нижняя часть стыкового шва с внутренней стороны, а затем верхняя часть стыкового шва и козырька с наружной стороны.
Порядок сварки стыков труб с козырьком
Контроль качества сварных соединений трубопроводов включает: а ) пооперационный контроль; б ) внешний осмотр и измерения; в ) ультразвуковой или радиографический контроль; г )металлографические исследования образцов вырезанных из контрольных стыков; д ) стилоскопирование (спектральный анализ); е ) измерение твердости; ж ) механические испытания образцов вырезанных из контрольных стыков; з ) гидравлические или пневматические испытания.
( а ) Пооперационный контроль предусматривает: 1 - проверку качества и соответствие труб и св. материалов требованиям стандартов и технических условий на изготовление и поставку. 2 - проверку качества подготовки концов труб и деталей трубопроводов под сварку и качества сборки стыков. 3 – проверку t ° предварительного подогрева. 4 - проверку качества и технологии сварки. 5 - проверку режимов термообработки сварных соединений.
( б ) По результату внешнего осмотра и измерений швов должны удовлетворять следующим требованиям: 1 - форма и размер шва должны соответствовать ГОСТ-16037. 2 - поверхность шва должна быть мелкочешуйчатой: ноздреватость, свищи, скопления пор, прожоги, наплывы в местах перехода сварного шва к основному металлу трубы не допускаются. 3 - переход от направленного металла к основному должен быть плавным. Подрезы в листах перехода от шва к основному металлу допускаются не более 10% толщины стенки трубы, но не более 0,5мм . При этом общая протяжность подреза на одном сварном соединении не должна превышать 30% длины шва.
Осмотр трубы изнутри
( в ) Контроль сварных соединений радиографическим или ультразвуковым способом следует производить после устранения дефектов, выявленных внешним осмотром и измерениями. Сварные стыки труб подвергаются обязательно выборочному просвечиванию в количестве 5-10% (первая проверка) и 10-25% (вторая проверка) от числа стыков, сваренных каждым сварщиком.
( г ) Обязательному металлографическому контролю подлежат стыки трубопроводов I и II категорий для перегретого пара и горячей воды. К I категории относятся трубопроводы перегретого пара с давлением выше 4 МПа и температурой выше 350°С и горячей воды с температурой выше 184°С ; ко II категории – трубопроводы перегретого пара с давлением до 3,9 МПа и температурой до 350°С и горячей воды с температурой от 80 до 184°С . Для труб из углеродистых и низколегированных сталей для металлографического исследования вырезают по одному шлифу , для труб из аустенитной стали - по четыре шлифа .
( д ) Стилоскопирование на наличие основных легирующих элементов подлежат сварные соединения легированных сталей в следующих случаях: 1 - выборочно, но не менее двух соединений, выполненных одним сварщиком одной партией сварочных материалов. 2 - если после термообработки твердость сварного соединения не соответствует установленным требованиям. Результаты стилоскопирования считаются удовлетворительными, если при контроле подтверждено содержание соответствующих химических элементов в наплавленном или основном металле.
( е ) Измерение твердости необходимо производить на каждом термообработанном сварном соединении по центру шва в зоне термического влияния, по основному металлу. Ультразвуковой твердомер МЕТ-У1А Усилие внедрения алмазной пирамиды равно 9.8 Н и создается калиброванной пружиной. Относительное изменение частоты резонатора преобразуется электронным блоком в значение твёрдости выбранной шкалы (НВ, Н V , Н R ) и выводится на дисплей.
( ж ) Механические испытания образцов вырезанных из контрольных стыков в соответствии с требованиями ГОСТ 6996-66 (временное сопротивление разрыву, относительное линейное удлинение)
( з ) Гидравлические испытания производятся водой t ° не выше 100° С. При испытании на прочность пробное давление поддерживается до 10 мин ., после чего следует снизить до рабочего. При рабочем давлении производится тщательный осмотр корпуса трубопровода, а также проверка плотности (герметичности). Допускается замена гидравлического испытания пневматическим в зимнее время и при больших диаметрах труб, при этом должны быть соблюдены все меры безопасности.
Для пневматического испытания должен применяться воздух или инертный газ . Давление в трубопроводе при пневматическом испытании следует поднимать постепенно с осмотром трубопровода при достижении 0,6 испытательного давления – для трубопровода с рабочим давлением до 2кгс/см² - 0,3 и 0,6 испытательного давления - для трубопроводов с рабочим давлением выше 2кгс/см² . Результаты всех испытаний должны быть занесены в паспорт трубопровода .
Сварка трубопроводов из низкоуглеродистой стали при температуре - -30°С может выполняться только с предварительным подогревом стыка и прилегающей к нему зоны шириной 200-250мм до температуры 150-200°С.
Местный нагрев и термообработку кольцевых швов трубопроводов в условиях монтажа выполняют при помощи специального приспособления с кожухом из стали, который защищен изнутри асбестом. Диаметр кожуха на 180-220мм больше диаметра трубы. Пламя горелок направлено по касательной к трубе. Продукты сгорания выходят через зазор в 5-7мм между трубой и кромкой кожуха.
Приспособления для защитых от осадков
Самостоятельно 1. вариант Виды трубопроводов . Назначение трубопроводов . Кто допускается до сварки трубопроводов? Как производят сборку трубопроводов? В каких случаях используют остающиеся подкладные кольца? Порядок сварки поворотных стыков. Для чего производят термическую обработку стыков труб? Какие электроды применяют для сварки трубопроводов ? Какие виды сварки применяют для сварки трубопроводов? Способы контроля качества трубопроводов. 2 вариант Трубопровод – это? При каких давлениях работают трубопроводы ? Кто контролирует качество сварки трубопроводов? Допуски по сборке. В каких случаях не используют остающиеся подкладные кольца? Порядок сварки неповоротных стыков. Как производят термическую обработку стыков труб? Как проваривают корень шва? В каком случае используют ручную дуговую сварку при сварке трубопроводов? Как производят гидравлическое испытание трубопроводов?
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
( I ) Применяемые материалы Сосудами, работающими под давлением, называются герметически закрытые емкости , предназначенные для химических и тепловых процессов, а также для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов и жидкостей под давлением. Например: паровые котлы, резервуары для сжатых газов, цистерны для сжиженных газов, химическая аппаратура, трубопроводы…
Сосуды должны отвечать требованиям к конструкции, изготовлению, монтажу, арматуре, контрольно-измерительным приборам, предохранительным устройствам, установке, регистрации, техническому освидетельствованию и обслуживанию, определяемым « Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением ». ГОСТ 12.2.085-82 (контролирует ГОСГОРТЕХНАДЗОР ). Эти правила распространяются на сосуды, работающие под давлением свыше 0,7кгс/см 2 . К сварке таких сосудов допускаются сварщики, прошедшие специальное обучение, сдавшие экзамен и имеющие специальное удостоверение .
Все сварные швы подлежат клеймению, позволяющему установить сварщика, выполняющего эти швы. Клеймо наносится на расстоянии 20 - 50 мм от кромки сварного шва с наружной стороны. Если шов с наружной и внутренней сторон заваривается разными сварщиками, клейма ставятся только с наружной стороны через дробь: в числителе клеймо сварщика с наружной стороны шва, в знаменателе - с внутренней стороны . Если сварные соединения сосуда выполняются одним сварщиком, то допускается клеймо сварщика ставить около таблички или на другом открытом участке. Если сварные соединения выполнялись несколькими сварщиками, то на нем должны быть поставлены клейма всех сварщиков, участвовавших в его выполнении.
У продольных швов клеймо должно находиться в начале и в конце шва на расстоянии 100 мм от кольцевого шва. На обечайке с продольным швом длиной менее 400 мм допускается ставить одно клеймо. Для кольцевого шва клеймо должно выбиваться в месте пересечения кольцевого шва с продольным и далее через каждые 2 м , но при этом должно быть не менее двух клейм на каждом шве. Клейма ставятся с наружной стороны . Клеймение продольных и кольцевых швов сосудов с толщиной стенки менее 4 мм допускается производить электрографом или несмываемыми красками.
Организации, выполняющие указанные работы, должны иметь разрешения ( лицензии ) органов Госгортехнадзора России на изготовление, реконструкцию, монтаж, наладку и ремонт сосудов в соответствии с порядком, установленным Госгортехнадзором России.
В зависимости от рабочей среды и условий используются углеродистые, низко и высоколегированные стали, а так же цветные металлы (медь и ее сплавы, алюминий и его сплавы). Например, цистерны для хранения и перевозки жидкого кислорода и азота при температуре до -200°С изготовляют из алюминиевого сплава АМг .
Применяются так же и двух- трехслойные стали с основным слоем из углеродистой или низколегированной стали и облицовочным слоем толщиной 0,5-5мм из хромистой, хромоникелевой и других высоколегированных сталей.
Качество и свойства материалов и полуфабрикатов должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и технических условий и подтверждаться сертификатами поставщиков. При отсутствии или неполноте сертификата или маркировки изготовитель сосуда (ремонтная, монтажная организация) должен провести все необходимые испытания с оформлением их результатов протоколом , дополняющим или заменяющим сертификат поставщика материала.
Плакированные и наплавленные листы и поковки с наплавкой должны подвергаться ультразвуковому контролю или контролю другими методами, обеспечивающими выявление отслоений плакирующего (наплавленного) слоя от основного слоя металла, а также несплошностей и расслоений металла поковок.
Сосудам в большинстве случаев придают цилиндрическую форму, реже форму сферы. Швы выполняют только в стык.
По технологии изготовления можно различить следующие группы сосудов: Тонкостенные Со стенками средней толщины ( ~ 40мм ) Толстостенные (свыше 60мм ) Многослойные ( 200-400мм )
( ll ) Тонкостенные сосуды Сосуд считается тонкостенным , если толщина его стенки меньше прочих размеров в 20 раз и более. При выполнении кольцевых стыков тонкостенных сосудов используют остающиеся подкладные кольца . Они облегчают центровку кромок и их одностороннюю сварку.
Когда кольца оказываются неприемлемыми, то стыки сваривают на съемных подкладках разжимных колец. В некоторых случаях, охватывают зону кольцевого стыка жесткими бандажами снаружи, а сваривают изнутри.
( lll ) Сосуды со стенками средней толщины Углеродистая и низколегированная листовая сталь толщиной более 60 мм , предназначенная для изготовления сосудов, работающих под давлением свыше 10 МПа ( 100 кгс/см 2 ) Применяется сварка с помощью автоматов под флюсом , по слою флюса ( алюминиевые сплавы ), а так же в защитных газах ( аргонодуговая сварка ).
Виды разделки кромок при сварке встык двухслойных сталей
Последовательность сварки двухслойной стали При выполнении сварных соединений многослойных листов , не смешиваемость обоих материалов обеспечивают использованием для каждого слоя различных присадочных материалов и приемов сварки.
Цилиндрические сосуды собирают из нескольких обечаек (2) и двух полусферических или эллиптических днищ (1), которые штампуются из листа или сваривают из отдельных штампованных лепестков.
Продольные и кольцевые швы выполняются с двух сторон. Первый шов прокладывают изнутри на флюсовой подушке, а второй шов снаружи, с полным проплавлением толщины стенки. Для сборки и сварки применяют роликовые опоры и центраторы различных конструкций.
Роликовый стенд
Продольные швы смежных обечаек и швы днищ сосудов должны быть смещены относительно друг друга на величину трехкратной толщины наиболее толстого элемента , но не менее чем на 100 мм между осями швов.
( lV )Толстостенные сосуды При изготовлении толстостенных сосудов используют электрошлаковую сварку или многослойную сварку под флюсом с прокладкой нескольких подварочных слоев.
Форма разделки стыка обечайки со стенкой толщиной 90мм. а – предварительная разделка стыка до наложения подварочного шва; б – окончательная разделка (после подварки ). Форма разделки кольцевого стыка обечайки со стенкой толщиной 90мм 1 – ручная подварка изнутри; 2 – ручная подварка снаружи; 3 – основная многослойная автоматическая сварка снаружи.
Шов полушарий несущего корпуса атомного реактора а – разделка под сварку; б – заполнение шва; 1,2 – нержавеющая сталь, 3 –плавящееся подкладное кольцо, 4 – тридцать слоев наплавленных перлитным электродом; 5 – два слоя из армико-железа ; 6 – пять проходов аустенитным электродом, 7 – шесть проходов аустенитным электродом.
Зазор при сварке фиксируется приваркой скоб. В случае приварки опор или иных элементов к корпусу сосуда расстояние между краем сварного шва сосуда и краем шва приварки элемента должно быть не менее толщины стенки корпуса сосуда , но не менее 20 мм . Отверстия для люков, лючков и штуцеров должны располагаться вне сварных швов.
Для сосудов из углеродистых и низколегированных сталей термическая обработка обязательна , если толщина стенки свыше 36мм . Термическая обработка ограничивается высоким отпуском , но иногда требуется нормализация для улучшения структуры зоны шва. Временная газовая печь для термообработки.
Для предотвращения деформаций от собственной массы, при нагреве до температуры 900-1000°С , в сосуде создают избыточное давление углекислого газа ( 2-3кгс/см 2 ). Для термической обработки используют печи большого размера или используют индукционный или газовый нагрев.
( V ) Метод навивки слоев Для предотвращения опасности хрупкого разрушения и уменьшения технологических трудностей при изготовлении сосудов с толщиной стенки 200-400мм , наиболее целесообразно изготовлять из многослойными – навивкой на основную обечайку толщиной 20-40мм требуемого числа слоев рулонной стали толщиной 4-8мм . Рабочее давление от 100 до 2500 кгс/см 2 .
Сосуд высокого давления многослойный для хранения сухих газов под давлением 32кгс/см 2
В зависимости от рабочей среды, центральная обечайка может быть двухслойной или из коррозионно стойкой стали , а слои наружной части корпуса из низколегированной . После закрепления навитой полосы и сварки облицовочной обечайки, торцы многослойной обечайки протачивают и подвергают наплавке слоем, толщиной не менее 10мм , который механически обрабатывают для получения требуемой формы разделки кромок .
Кольцевые швы между обечайками выполняют многослойными .
( VI ) Контроль качества Чтобы обеспечить устойчивую и безопасную эксплуатацию сосудов, работающих под давлением, их подвергают техническому освидетельствованию: внутренний осмотр и гидравлическое испытание до ввода в работу и периодически в процессе эксплуатации .
Сосуды, зарегистрированные в органах надзора, проверяются инспектором по котлонадзору . Если конструктивные особенности сосуда не позволяют провести внутренний осмотр, он заменяется гидравлическим испытанием пробным давлением и осмотром в доступных местах.
Если гидравлическое испытание окажется невозможным ( из-за больших напряжений от веса воды в фундаменте, междуэтажных перекрытиях или самом сосуде, наличии внутри сосуда футеровки, препятствующей заполнению водой, трудности удаления воды и т. п.), разрешается производить пневматическое испытание (воздухом или инертным газом) при таком же пробном давлении.
При этом пневматическое испытание (сжатым воздухом) разрешается только при условии удовлетворительных результатов caмoгo тщательного внутреннего осмотра, проверки прочности сосуда расчетом и осуществления под строгим контролем мер безопасности (вывод за пределы помещения, где испытывается сосуд, вентиля на наполнительном трубопроводе от источника давления и манометра, удаления людей в безопасные места на время испытания сосуда пробным давлением и др.).
Под пробным давлением сосуд находится 5 мин , после чего давление постепенно снижают до рабочего, осматривают сосуд, проверяют плотность его швов и разъемных соединений мыльным раствором или другим эффективным способом. Остукиванне сосуда под давлением при пневматическом испытании опасно и запрещено.
Разрешается не производить гидравлическое испытание при техническом освидетельствовании новых сосудов, если с момента такого испытания, проведенного на заводе-изготовителе, не прошло 12 месяцев , если они не были повреждены при транспортировке и установке, а монтаж их проводился без сварки или пайки элементов, работающих под давлением.
Правилами установлено , что сосуды, находящиеся в эксплуатации и зарегистрированные в органах Госгортехнадзора , инспектор подвергает периодическому техническому освидетельствованию , в том числе: внутреннему осмотру с целью выявления состояния внутренних и наружных поверхностей и влияния среды на стенки сосудов — не реже одного раза в 4 года ; Гидравлическому испытанию с предварительным внутренним осмотром — не реже одного раза в 8 лет .
Досрочное техническое освидетельствование сосудов необходимо после реконструкции и ремонта с применением сварки или пайки отдельных частей, работающих под давлением; если сосуд перед пуском в работу находился в бездействии более 1 года (за исключением случаев складской консервации, при которой освидетельствование сосудов обязательно перед пуском в эксплуатацию при хранении свыше 3 лет); если сосуд был демонтирован и установлен на новом месте…
Сосуды с опасной для здоровья людей средой (сильнодействующими ядовитыми веществами и другими аналогичными средами) до проведения внутри них работ, а также перед внутренним осмотром подвергаются тщательной обработке (дегазации, нейтрализации) в соответствии с инструкцией по технике безопасности, разрабатываемой на предприятии. Чтобы избежать пожаров и взрывов в ходе внутреннего осмотра, ремонта, чистки и других работ, следует пользоваться только светильниками с напряжением не свыше 12В.
Параметры испытания сосудов Сосуды Рабочее давление, кгс/см 2 Пробное давление на заводе-изготовителе Все сосуды, кроме литых Ниже 5 1,5 Р, но не менее 2 кгс/см 2 То же 5 и выше 1,25 Р, но не менее Р+3 кгс/см 2 Литые Независимо от давления 1,5 Р, но не менее 3 кгс/см 2
Гидравлическое испытание сосудов, работающих при температуре от 200 до 400 0 С , осуществляется давлением, превышающим рабочее не менее чем в 1,5 раза , а сосудов, эксплуатирующихся при температуре свыше 400 0 С ,— давлением, превышающим рабочее не менее чем в 2 раза . Сосуд, находится под пробным давлением на протяжении 5 мин.
В результате технического освидетельствования сосуд можно признать выдержавшим испытание , если в нем не окажется признаков разрыва; не будет течи и потения в сварных швах , а при пневматическом испытании — пропуска газа , не будут замечены видимые остаточные деформации после испытаний.
В случае, если при освидетельствовании сосуда будет обнаружено, что он находится в опасном состоянии или имеет дефекты, вызывающие сомнения в его прочности , работа такого сосуда запрещается.
Кроме того, обязательное приемочное испытание готового сосуда с помощью давления, превышающего рабочее в значительной мере снимает сварочные напряжения в швах. Механические свойства сварных соединений проверяют путем испытания образцов вырезанных из пробных пластин, сваренных одновременно с основным изделием.
Самостоятельная 1 вариант Какие сосуды относятся к работающим под давлением? Какие сварочные материалы применяют для сварки сосудов работающих под давлением? Кто контролирует и регламентирует сварку сосудов, работающих под давлением? Какую форму имеют сосуды? Как выполняют клеймение кольцевых швов? Как сваривают двухслойные стали? Какие виды сварки применяют для толстостенных сосудов? Какие виды термической обработки применяют для сосудов? Зачем? В чем заключается метод навивки слоев? В каких случаях проводят досрочное испытание? Как проверяют механические свойства сварных швов? Чему должно быть равно испытательное давление? Какой сосуд не допускают к эксплуатации? 2 вариант Примеры сосудов работающих под давлением. Требования к сварщикам для сварки сосудов. Как поступают, если нет сертификата на сварочные материалы. На какие группы делятся сосуды работающие под давлением? Как выполняют клеймение стыковых швов? Какие способы применяют для упрочнения тонкостенных сосудов? Какие виды сварки применяют для сосудов средней толщины? Особенности термической обработки толстостенных сосудов. Как готовят стыки под сварку кольцевых швов многослойных сосудов? Как допускают сосуды к эксплуатации? В каких случаях применяют пневматические испытания? Какое время выдерживают сосуд под пробным давлением? Какие сосуды допускают к эксплуатации?
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
( I )Понятие о железобетоне Железобетон является материалом позволяющим выполнять из него любые конструктивные элементы зданий и сооружений. В отличие от бетона, работающего только на сжатие, железобетон, кроме сжатия может работать на растяжение и изгиб , т.к. он является составным материалом.
Совместная работа бетона и стали (арматуры) эффективна благодаря следующим условиям: Бетонная смесь при затвердевании прочно сцепляется со стальными прутками; Бетон защищает стальную арматуру от воздействия влаги и огня, т.е. предохраняет от коррозии; Сталь и бетон одинаково удлиняются при нагревании и сжимаются при охлаждении ( одинаковый ТКЛР ), следовательно при изменении температуре не нарушается сцепление между ними.
( II ) Виды арматуры Арматурную сталь следует выбирать в зависимости от типа конструкции, условий возведения и эксплуатации зданий и сооружений. В промышленном и гражданском строительстве применяются различные виды арматуры: гибкая и жесткая.
Гибкая арматура – это каркасы, сварные сетки и стержни. Она используется чаще всего. Жесткую арматуру представляют уголки, швеллеры и прокатные двутавры . Гибкая арматура может быть горячекатанной (стержни) и холоднотянуто й (проволока). Холоднотянутая проволочная арматура подразделяется на арматурную проволоку и арматурные проволочные изделия (пряди, канаты, тросы). по условиям применения в железобетоне арматура делится на: ненапрягаемую; напрягаемую,
Стержневая горячекатаная арматура в зависимости от ее основных механических характеристик подразделяется на шесть классов с условным обозначением: Класс арматурной стали Диаметр профиля, мм Марка стали А- I ( А240 ) 6 – 40 Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп A-II ( А300) 10 – 40 40 – 80 Ст5сп, Ст5пс 18Г2С Ac-II ( Ас300) 10 – 32 (36 - 40) 10ГТ A-III ( А400) 6 – 40 6 – 22 35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс A-IV ( А600) 10 – 18 (6 – 8) 10 – 32 (36 – 40) 80С 20ХГ2Ц A-V ( А800) (6 – 8) 10 – 32 (36 – 40) 23Х2Г2Т A-VI ( А1000) 10 - 22 22Х2Г2Ю,22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР
Арматура класса A-I – гладкая, классов А- II – A -VI – периодического профиля; Цифра перед классом арматуры указывает диаметр: 20 Ат 800 ГОСТ 10884-94.
Профили арматуры
Термическому упрочнению подвергают стержневую арматуру четырех классов, упрочнение в ее обозначении отмечается дополнительным индексом « т »: Ат-III , Ат-IV , Aт-V , Aт-VI . Дополнительной буквой С указывается на возможность стыкования сваркой, К — на повышенную коррозионную стойкость. Арматурная сталь периодического профиля имеет маркировку класса прочности и завода изготовителя, наносимую при ее прокатке в виде маркировочных коротких поперечных ребер или точек на поперечных выступах.
При отсутствии прокатной маркировки концы стержней или связки арматурной стали соответствующего класса должны быть окрашены несмываемой краской следующих цветов: Материал Цвет краски Ат400С белый Ат500С белой и синей Ат600 желтой Ат600С желтой и белой Ат600К желтой и красной Ат800 зеленой Ат800К зеленой и красной Ат1000 c иней Ат1000К синей и красной Ат1200 черной
Арматурную сталь диаметром 10 мм и более изготавливают в виде стержней длиной, оговоренной в заказе. Арматурная сталь диаметрами 6 и 8 мм изготовляется в мотках . Стержни изготовляют мерной длины от 5,3 до 13,5 м .
Основной в современном строительстве является арматура периодического профиля , имеющая повышенное сцепление с бетоном (это позволяет отказаться от загибания крюков и способствует экономии и уменьшению трудоемкости работ). В железобетонных конструкциях в жилищном строительстве диаметр арматурных стержней обычно 12-20 мм ; в промышленном строительстве и инженерных сооружениях (мостах, эстакадах) применяют стержни диаметром до 40 мм ; для массивных железобетонных гидротехнических сооружений (например: шлюзов) применяют стержни диаметром 90-120 мм.
( III ) Ванный способ сварки арматуры Сварная арматура по сравнению с вязаной более экономична и обладает повышенной жесткостью. Сварку арматуры можно разделить на два вида: В стационарных (цеховых) условиях; В монтажных условиях;
Вязанная арматура
(1) в цеховых условиях преобладает контактная, стыковая шовная и точечная сварка, сварка трением; (2) в монтажных условиях применяется дуговая сварка: ванная (одноэлектродная и многоэлектродная), электрошлаковая (ручная и полуавтоматическая).
Ручная дуговая ( шовная ) сварка арматуры выполняется внахлест, встык с накладками раньше являлся основным видом монтажной сварки арматуры, но она вытесняется более экономичной ванной и электрошлаковой сваркой.
Ручная дуговая ( шовная ) сварка
При производстве строительных работ для надежного соединения стыков арматуры применяется метод « ванной сварки ». Это обеспечивает получение особо прочного соединения. Перед сваркой торцы стержней зачищают от ржавчины, окалины, грязи и собирают свариваемые стыки так, чтобы их оси совпадали.
Для удержания ванны расплавленного металла применяют остающиеся стальные, съемные медные и графитовые формы. Формы подразделяются на вертикальные и горизонтальные. Формы для сварки изготавливаются под каждый типоразмер арматуры.
Конструкции инвентарных составных медных форм с канавками для сварки стыковых соединений горизонтальных стержней
Графитовые формы для вертикальных стыков
Для сварки арматуры стальная скоба-подкладка или накладка фиксируется на стыке арматурных стержней несколькими прихватками. Зазор между подкладкой и арматурным стрежнем находится в пределах 2 мм при положительной температуре воздуха. При отрицательной температуре зазор увеличивают до 6 мм и более для облегчения предварительного подогрева стержней. Электрическую дугу возбуждают между торцом одного из стержней и дном скобы-подкладки. В процессе сварки арматуры следует выдерживать минимально короткую дугу и быстро ( 3—4 с ) заменять электроды.
Образующая ванна расплавленного металла поддерживается в расплавленном состоянии в течении всего процесса. Сварка может выполнятся одиночным электродом или гребенкой, составленной из нескольких электродов.
При ванном способе сварки лучшими электродами являются для всех марок стали электроды марки УОНИ13/55А . Для вывода усадочной раковины (рыхлости) из рабочего сечения сварку стыка заканчивают усилением высотой 2-3мм .
Для ванной сварки разделка стыков не требуется , торцы обрезают на прессах, пилами или газом. Ванная сварка применяется для стержней диаметром 20-30мм , при большем диаметре шов зашлаковывается . Многоэлектродной ванной сваркой соединяют стержни диаметром 30-80мм К сварке допускают сварщиков сдавших испытания по сварке арматурных стержней ванным способом. Каждый сварной стык отмечается личным клеймом сварщика.
По сравнению со сваркой внахлест и с накладками ванная сварка обладает рядом преимуществ : Расход металла на стык уменьшается в 10раз; Расход электродов и электроэнергии уменьшается в 2-3 раза; Трудоемкость и себестоимость уменьшается в 2-3 раза;
( IV )Электрошлаковая сварка арматуры Для соединения стержней арматуры на монтаже применяют почти все виды сварки плавлением, однако наиболее эффективной из них является полуавтоматическая электрошлаковая сварка на съемных формах , впервые внедренная в производство в 1964 г. и широко применяемая в настоящее время. При полуавтоматической электрошлаковой сварке производительность труда повышается в 3—5 раз , а стоимость сварочных работ снижается в 2,5—3 раза по сравнению с ручной ванной и шовной сваркой на стальных остающихся подкладках и накладках.
Сущность полуавтоматической электрошлаковой сварки стыков арматуры заключается в механизированной подаче электродной проволоки и в постепенном заполнении расплавленным металлом пространства, образуемого торцами свариваемых стержней и стенками съемной формы. В начале сварки в плавильное пространство засыпается флюс марки ОСЦ-45 или АН-348 А , затем возбуждается дуга. Расплавившийся флюс вскоре гасит дугу и электродуговой процесс переходит в электрошлаковый, при котором электродный металл и металл стержней расплавляются теплом, выделяющимся при прохождении электрического тока через шлаковую ванну (расплавленный флюс).
Переход в электрошлаковый процесс определяется по вольтметру: напряжение увеличивается с 20-25 В до 35-40В и сохраняется до конца процесса.
Схема полуавтоматической электрошлаковой сварки арматуры
ЭШС вертикального стыка арматуры
( V ) Контактная сварка арматуры При изготовлении арматурных конструкций используют следующие виды контактной сварки: Стыковую сварку непрерывным оплавлением; Стыковую сварку прерывистым оплавлением; Точечную сварку.
Контактная сварка арматуры
(1) Стыковую сварку непрерывным оплавлением применяют для соединения встык арматурных стержней небольшого диаметра из низкоуглеродистой стали. Этот вид сварки характеризуется узкой зоной интенсивного разогрева, что приводит к закалке металла вблизи шва для стержней из закаливающихся сталей.
(2) Стыковая сварка прерывистым оплавлением является основным способом соединения встык стержней из закаливающейся стали и стержней большого диаметра ( ст 3 ). Этот способ обеспечивает в процессе прерывистого оплавления предварительный подогрев стержней , что предупреждает резкую околошовной зоны и дает возможность в 2-3 раза снизить мощность машин.
(3) Точечную сварку применяют для соединения пересекающихся стержней при изготовлении сварных арматурных каркасов и сеток для железобетонных конструкций. Качество стыковой и точечной сварки проверяют путем механических испытаний соединений пробных образцов или элементов конструкций.
Машина контактной точечной сварки МТ-3001Л. Машина точечной контактной сварки МТ-3001Л предназначена для точечной сварки переменным током деталей из низкоуглеродистых и нержавеющих сталей, титановых и алюминиевых сплавов, крестообразных соединений стержней арматуры классам, В1, А2, ВЗ.
МТМ-289, Многоточечная сварочная машина МТМ-289. Предназначена для контактной точечной сварки арматурных сеток шириной до 2000 мм с ячейкой от 100х100 до 100х300 мм из прутков круглого сечения. Напряжение питания, В 3х380 Потребляемая мощность, кВа 389 Номинальный длительный вторичный ток, кА 8 Номинальный сварочный ток, кА 4 Наибольшая ширина свариваемой сетки (каркаса), мм 2000 Количество пар электродов, шт. 20 Количество трансформаторов, шт. 5 Диаметры свариваемых прутков, мм: — поперечных 3…6 — продольных 3…8 Расстояние между осями, мм: — поперечных прутков 100…300 (70…300) — продольных прутков 100…150 (30…150) Наибольшая производительность, цикл/ мин. 10 Усилие перемещения каретки подачи сетки, даН 600 Усилие сжатия электродов, даН 300 Масса, кг: 2300
Самостоятельно 1 вариант Преимущества железобетона. На какие классы делится арматура (новая версия). Из каких сталей изготовляют арматуру класса А -II . Расшифровать Ат -III. Определить класс арматуры по цвету маркировки торцов: зеленый и красный. Арматуру каких диаметров применяют в гражданском строительстве? Способы выполнения шовной дуговой сварки арматуры. Преимущества ванной сварки арматуры. Какие формы применяются при ванной сварки арматуры? Сущность электрошлаковой сварки арматуры. Преимущества контактной сварки арматуры. 2 вариант Условия эффективной совместной работы железа и бетона. На какие классы делится арматура (старая версия). Из каких сталей изготовляют арматуру класса А -I . Расшифровать Ак -IV. Определить класс арматуры по цвету маркировки торцов: синий и красный. Арматуру каких диаметров применяют для гидротехнических сооружений? Сущность ванной сварки арматуры. Как предотвращается вытекание сварочной ванны? Преимущества электрошлаковой сварки. Виды контактной сварки арматуры. Для каких сталей применяется контактная сварка прерывистым оплавлением?