Разработка технологии сварки узла трубопровода

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расшифровка узла трубопровода

трубопровод сварка дефект

Рис 1

На рисунке №1 показан узел трубопровода состоящий из трех элементов:

1. Прямой участок трубопровода.

2. Колено трубопровода (отвод)

3. Тройник трубный.

2.Описать технологический процесс подготовки, сборки и сварки узла трубопровода

Процесс подготовки начинается с подбора необходимой для изготовления узла трубы, подходящих по диаметру отвода и тройника. Следующим шагом производится разметка и резка трубы в соответствии с заданными размерами. Обработка кромок труб под сварку выполняется на металлорежущих станках. Форма подготовки труб, сборка их стыков, в зависимости от толщины стенки и метода сварки приведены в таблице №1.

Сборка стыков двух труб производиться по внутренним диаметрам с применением центровочных приспособлений любой конструкции. Собранный и проверенный на соосность стык прихватывается в трех четырех местах по периметру. Прихватки накладываются непосредственно в разделку состыкованных кромок труб. Высота прихваток должна быть примерно равна высоте первого слоя шва, длина обычно не превышает 10 - 25мм.

Сварку производится в нижнем положение с поворотом трубы. Количество слоев шва зависит от толщины стенок свариваемой трубы. По окончании сварки каждый стык закрывается асбестом или шлаковатой для обеспечения медленного охлаждения шва.

Таблица - 1 Форма подготовки кромок труб

3.Задать размеры узла

Диаметр трубы (D) - 325мм

Толщина стенок 12мм.

4. Составить технологическую карту на один стык узла трубопровода

Таблица 2 - Перечень и последовательность операций сборки и сварки

Таблица 3

Рис 2. Размеры заготовки

Рис 3. Размеры сварного шва

Таблица 4 - Режимы сварки

5. Подсчитать время горения дуги (Тосн) одного стыка

Время горения дуги определяется по формуле:

Где Tосн - время горения дуги (час)

Pст - плотность металла (7,85 г/см³)

F - площадь поперечного сечения шва

L - длина сварочного шва

Iсв - сварочный ток (А)

Кн - коэффициент наплавки (г/Ач)

Длина шва рассчитывается по формуле:

(1.02м)

Площадь поперечного сечения рассчитывается для каждого слоя отдельно.

(2.1 см²)

(3.6 см²)

Для каждого слоя время сварки рассчитывается отдельно.

6. Расcчитать скорость сварки (Vсв) одного стыка

Скорость сварки [м/час] определяется по формуле:

7. Описать дефекты, которые могут возникнуть при сварке узла водопровода

Внешние дефекты. Отклонения по ширине и высоте швов. Причинами дефекта являются:

1) неудовлетворительная подготовка и подгонка кромок, вследствие чего расстояния между ними получаются различными и уширения приходится заполнять наплавленным металлом;

2) неравномерное перемещение электрода, горелки и проволоки, вследствие чего высота и ширина шва изменяются по длине;

3) несоблюдение установленного режима сварки.

Швы с подобным дефектом имеют плохой внешний вид; неравномерное распределение и усадка наплавленного металла шва могут вызвать деформации и напряжения. Выявляется дефект наружным осмотром и проверкой шва шаблоном; отклонения могут устраняться зачисткой с подваркой шва и срубанием излишка металла.

Наружные трещины продольные и поперечные, могут быть в наплавленном и основном металле; в последнем случае они обычно расположены около шва в зоне термического влияния. Причинами образования трещин являются: напряжения, возникшие вследствие неравномерного нагрева и охлаждения, изменения структуры металла при сварке, повышенное содержание серы, фосфора, влияние водорода и пр. Появлению трещин способствуют такие дефекты, как поры, непровары, включения шлака и т. п. Трещины появляются также при кристаллизации металла в процессе сварки. Возможность образования трещин тем больше, чем хуже сваривается данный металл. Участки швов с трещинами полностью вырубают или удаляют поверхностной кислородной (или воздушно-дуговой) резкой и заваривают вновь. Стыки трубопроводов, имеющие трещины длиной более 100 мм, полностью вырезают, и трубы заново сваривают.

Подрезы - уменьшение толщины основного металла в месте перехода к наплавленному. Этот дефект возникает при сварке излишне большим током или горелкой большой мощности. В месте подреза прочность сварного соединения понижается, так как подрезы служат местом концентрации напряжений. Подрезы устраняют дополнительной зачисткой и заваркой.

Незаплавленные углубления (кратеры), остатки шлака и неровная поверхность шва являются следствием недостаточной квалификации сварщика или небрежного выполнения сварки. Швы с большим количеством таких дефектов обладают пониженной прочностью, поэтому дефектные участки следует вырубать или вырезать до основного металла и заваривать вновь.

Наплывы образуются при слишком быстром плавлении электрода и натекании жидкого металла на недостаточно нагретую поверхность основного металла. Наплывы могут быть расположены в отдельных местах или иметь большую протяженность и сопровождаться непроваром основного металла. Наплывы необходимо срубать или вырезать и проверять, нет ли в этом месте непровара.

Внутренние дефекты. Поры образуются вследствие поглощения расплавленным металлом водорода, окиси углерода и др., которые не успевают выделиться при застывании металла и остаются в нем в виде газовых пузырьков. Основной причиной появления пор является влажность электродного покрытия или неправильная регулировка пламени горелки. Поры могут появляться также в результате несоответствия химического состава присадочного и основного металла, наличия окалины и ржавчины на свариваемых кромках, выкрашивания каплеобразных включений металла и шлаков. Поры делают шов проницаемым для газов и жидкостей. Пористые швы при газовой сварке уплотняют проковкой при соответствующей температуре нагрева.

Если поры выходят на поверхность шва, их можно обнаружить при помощи лупы. Для выявления внутренних пор изделие испытывают под давлением водой, сжатым воздухом, смачиванием керосином или просвечиванием рентгеновскими или гамма-лучами.

Если шов должен быть плотным, то пористые участки вырубают до основного металла и вновь заваривают.

Шлаковые включения и окислы ослабляют сечение шва. Они образуются при сварке длинной дугой и окислительным пламенем.

Одиночные шлаковые включения и поры обычно не снижают механических свойств соединения. Цепочки и особенно скопления пор и шлаковых включений приводят к концентрации напряжений в данном месте и резкому снижению пластичности, вязкости и прочности наплавленного металла. В сварных швах ответственных конструкций допускаются лишь отдельные поры и шлаковые включения, а также небольшие скопления пор в количестве 5- 6 шт. на 1 см² сечения шва, глубиной не более 10-15% толщины металла.

Непровар корня шва выражается в несплавлении наплавленного и основного металла в корне шва. Непровар резко снижает прочность шва и соединение становится ненадежным. В местах непровара концентрируются напряжения, которые еще более понижают сопротивляемость шва внешним нагрузкам, особенно ударным.

Влияние непроваров в стыковых швах, подвергаемых действию статических нагрузок, начинает сказываться при глубине их, составляющей 15% и более от толщины основного металла, и одновременном воздействии отрицательных температур. При непроваре, составляющем 25-30% толщины металла, пластичность металла сварного соединения снижается в 2-4 раза. Поэтому в стыковых швах при действии статических нагрузок глубина непровара не должна превышать 10-15% толщины свариваемого металла. При динамических нагрузках, а также в изделиях ответственного назначения наличие непроваров недопустимо.

Причинами непровара являются: недостаточный ток или малая мощность горелки; слишком быстрое перемещение электрода и горелки; попадание в шов пленки окислов или слоя шлака; неудовлетворительная зачистка кромок. Непровар появляется, если прогрев металла в корне шва затруднен, вследствие того, что кромки скошены под слишком малым углом или велико притупление кромок и отсутствует зазор между ними. Если по техническим условиям данное изделие не должно иметь непровар, то места швов, где имеется непровар, вырубают или удаляют поверхностной резкой, после чего шов в этом месте заваривают вновь.

Список использованной литературы

1. Марочник сталей и сплавов: под ред. Зубченко А.С. - М.: Машиностроение, 2003

2. Потапов Н.Н., Сварочные материалы для дуговой сварки - М.: Машиностроение, 1989

3. Шебеко Л.П., Контроль качества сварных конструкций - М.: Стройиздат, 1972

Размещено на Allbest.ru