«Как начинающему работнику в сфере трубопровода», неплохо было бы для начала проштудировать литературу по выполнению сварочных работ, например, «Справочное пособие электросварщика», автор Хромченко Ф.А. В нем приведены справочные данные по сварочным материалам, основным способам сварки чугуна, сталей и сплавов для металлоконструкций и трубопроводов, режимам их проведения, сварочному оборудованию. Рассмотрены дефекты сварки, контроль качества сварных соединений.
Справочное пособие составлено на основе новых требований органов технического надзора, изменений, внесенных в нормативно-техническую и производственно-технологическую документацию (государственные и отраслевые стандарты, технические условия) и накопленного положительного опыта в области дуговой сварки трубопроводов, металлоконструкций и чугуна, применения сварочного оборудования в различных отраслях промышленности, включая машиностроение.
Книга состоит из шести глав и приложения, охватывающих различные аспекты производства сварочных работ, выполняемых дуговой сваркой как ручной, так и механизированной и автоматизированной, в число которых входят:
- характеристика сварочных материалов – электродов проволоки, флюсов, защитных газов;
характеристика автоматов и полуавтоматов; - технология сварки трубопроводов и металлоконструкций;
- особенности сварки чугуна;
- контроль качества сварки. Дефекты сварки плавлением могут быть наружными и внутренними. К наружным дефектам относятся:
- излом или несоответствие чертежу взаимного расположения осей соединяемых элементов;
- смещение кромок соединяемых элементов;
- отклонение размера и формы шва от требуемых по чертежам, нормалям, техническим условиям и инструкциям по сварке (высота, катет и ширина шва);
- равномерность усиления и прямолинейность шва);
- трещины всех видов и направлений. выходящие на поверхность;
- наплывы, подрезы, прожоги, не заваренные кратеры, не провары, пористость и другие технологические дефекты.
Излом осей соединяемых элементов образование ломаной осевой линии соединяемых элементов вызывает негативные последствия. Излом или неперпендикулярность осей, а также несоблюдение заданного угла между осями соединяемых элементов возможны из-за неправильной сборки под сварку, неправильно выбранной последовательности при заварке шва или вследствие снятия упругих деформаций, созданных в стыкуемых элементах при сборке.
Смещение кромок соединяемых элементов, несовпадение свариваемых кромок по высоте вызовет напряжение в местах соединений. Смещение кромок сверх допустимой величины может возникнуть из-за неправильной подготовки кромок элементов разной толщины, а также при неправильной сборке под сварку. Кроме того имеются зачастую следующие дефекты швов.
1. Неравномерность усиления шва по высоте: При ручной сварке может возникнуть при неправильных приемах заварки прихваток, возвратных движениях при заварке кратеров, при плохом формировании шва из-за неправильно выбранного режима сварки и низкого качества электродов. При автоматической сварке под флюсом неравномерные по высоте швы получаются при заниженной величине тока относительно требуемого для принятой скорости сварки.
2. Неравномерная ширина усиления шва по его длине.
При автоматической сварке отклонения от заданных размеров по ширине усиления происходят изза неравномерности передвижения сварочного автомата вдоль шва, пробуксовки механизма подачи проволоки и при значительных колебаниях тока.
3. Непостоянный размер катета углового шва.
При ручной сварке получается вследствие неправильных колебаний конца электрода или неправильного угла наклона электрода. При автоматической сварке угловых швов непостоянный размер катета возможен при значительных колебаниях тока, неравномерности перемещения изделия на манипуляторе и при неправильной установке автомата относительно свариваемого изделия.
4. Равномерные по длине шва отклонения от заданных размеров по высоте, ширине и катету.
При ручной сварке могут быть изза неправильно выбранного режима, прекращения сварки до того, когда будут достигнуты необходимые размеры усиления, или продолжения ее после того, как заданные размеры усиления достигнуты.
При автоматической сварке эти дефекты могут возникнуть в случае несоответствия тока выбранной скорости сварки.
5. Отклонение от прямолинейности шва по длине, нарушение прямолинейности шва в результате смещения вершины шва в сторону от оси разделки при автоматической сварке возможно из-за неисправности манипуляторов, не обеспечивающих прямолинейное перемещение изделия, наличия люфтов в механизме передвижения сварного трактора, а также чрезмерного износа направляющих механизма передвижения.
6. Трещины (продольные и поперечные) дефекты сварного соединения в виде разрыва в сварном шве и (или) околошовной зоне, возникающие под действием внутренних напряжений или внешних нагрузок. Линейные размеры трещин могут быть различными от микроскопических размеров, видимых при значительных увеличениях, до макроскопических величин, выявленных невооруженным глазом.
Трещины в зависимости от температуры образования называют горячими и холодными.
Трещины, возникающие в наплавленном металле в процессе кристаллизации и усадки при высоких температурах под действием растягивающих напряжений, называют горячими. На повышение стойкости сварных соединений аустенитных сталей эффективно влияет наличие в них ферритной составляющей. В сварных соединениях изделий из углеродистых сталей при нормальной температуре возникают холодные трещины. Эти трещины образуются в зоне сварки под действием внутренних напряжений, превосходящих деформационную способность металла на данном участке. Холодные трещины образуются иногда непосредственно после остывания шва, а иногда спустя длительный промежуток времени после окончания сварки.
Если после выполнения сварочных работ обнаружены дефекты, то производят ремонт сварных соединений. Дефекты по внешнему осмотру сварных соединений должны быть исправлены следующим образом:
- чрезмерные усиления сварных швов должны удаляться механическим способом, недостаточные усиления должны исправляться подваркой с предварительной зачисткой шва;
- наплывы следует снять механическим способом и, в случае необходимости, подварить;
- подрезы подвариваются с предварительной зачисткой места подварки швами нормального сечения;
- незаплавленные кратеры и пористость на поверхности шва следует снять до здорового металла без оставления острых углов и подварить;
- несплошности (свищи) в сварных соединениях допускается устранять путем выбора механическим способом места дефекта до здорового металла с последующей заваркой.
- сквозные прожоги или непровары в корневом слое, выполненном ручной или автоматической аргонодуговой сваркой, исправляют ручной или аргонодуговой сваркой с применением присадочной проволоки соответствующей марки.
Заварка дефектного места без предварительной разделки шва запрещается. При этом форма выборки в поперечном сечении должна быть чашеобразная с углом скоса кромок 12-15°. Ширина разделки должна быть равна ширине шва плюс 1,0-1,5мм на сторону. Выборку дефектного металла следует производить абразивным инструментом или воздушнодуговой сваркой с дальнейшей механической обработкой на глубину не менее 1мм.
Перед исправлением стыков с трещинами необходимо определить с применением неразрушающего контроля границы (концы) трещин. По границам (концам) трещин следует выполнить сверления диаметром 2-3мм, после чего должен быть удален дефектный металл. Полноту удаления дефекта необходимо проверить травлением поверхности выборки раствором азотной кислоты, магнитопорошковой или цветной дефектоскопией.
При ремонте местной подваркой с предварительным удалением дефектного металла (для трещин – после определения их протяженности) концы выборки необходимо вывести плавно на поверхность элемента (трубы, барабана и т.д).
Перед ремонтной заваркой следует подогреть до температуры 100-150°С участок стыка. Корневые слои шва следует варить электродами диаметром 2,5-3 мм. Последующие слои следует наплавлять электродами диаметром 3-4мм. Все сварочные работы, включая прихватку и наплавку, должны выполняться ручной дуговой сваркой электродами Æ2-4мм.
Выборку протяженностью до 300мм варить на проход. Свыше 300мм до 1000мм в нижней части кольцевого шва и на продольных швах сварку вести от центра к краям; при вертикальном и потолочном положении сварку вести обратноступенчатым швом.
В случае необходимости выборки дефектов по всему сечению кольцевого шва сварку его производить обратноступенчатым швом, предварительно разделив все кольцо на участки 300мм.
