Реферат выпускная квалификационная работа 114 с., 15 рис., 23 табл., 50 источников, 1 прил
 Скачать 2.07 Mb.
|
|
5.5 Технический контроль качества и исправление брака В процессе изготовления, монтажа и ремонта необходимо осуществлять систематический контроль качества сварочных работ и сварных соединений, предварительный контроль (включая входной контроль), операционный контроль и приемочный контроль сварных соединений. Для обеспечения требуемого уровня качества необходимо производить [24]: - проверку квалификации сварщиков; - контроль исходных материалов, труб; - систематический операционный (технологический) контроль, осуществляемый в процессе сборки и сварки; - визуальный контроль (внешний осмотр) и обмер готовых сварных соединений; - проверку сварных швов неразрушающими методами контроля. К сварке стыков труб, при использовании дуговых методов сварки, допускаются сварщики, которые окончили окончившие специализированные профессиональные технические училища или курсы. Сварщики должны иметь удостоверения установленной формы, так же должны быть аттестованы для сварки труб, соответствующей группы по диаметру. Аттестацию и проверку квалификации сварщиков осуществляет постоянно действующая комиссия под председательством главного инженера. В состав комиссии должны быть включены инженерно- технические работники служб сварки, контроля, охраны труда и техники безопасности, а также представители профсоюзной организации [24]. Для проведения сварочных работ на строительстве магистральных и промысловых трубопроводов допускается применение электродов, проволок, защитных газов только тех марок, которые регламентируются требованиями ВСН 012-88 [24]. Все сварочные материалы, поставляемые для проведения работ, должны быть подвергнуты количественному и качественному контролю. 65 Контроль сварочных материалов, применяемых в процессе сварки, проводят работники службы входного контроля или комиссия. В комиссию входят: представитель отдела снабжения, представитель монтажной организации, сварщик, который выполняет технологические пробы материалов. При приемке сварочных материалов от поставщиков и установлении качества материалов особое внимание обращают: на наличие сертификатов для каждой партии и марки материала, на целостность упаковки, на состояние электродов и сварочной проволоки. При сборке соединений под сварку проверяют [24]: - чистоту полости труб и степень зачистки кромок и прилегающих к ним поверхностей; - соблюдение допустимой разностенности свариваемых элементов; - соблюдение допустимой величины смещения наружных кромок свариваемых элементов; - величину технологических зазоров в стыках; - длину и количество прихваток. При необходимости проводят просушку свариваемых кромок и осуществляют предварительный подогрев для сварки. В процессе сварки осуществляют непрерывный операционный контроль за соблюдением режимов сварки с помощью приборов, установленных на сварочных аппаратах, следят за порядком наложения слоев и их количеством и качеством, следят за временем перерывов между проходами. Все сварные соединения труб, после завершения сварки, должны быть очищены от шлака, брызг металла, грязи. После этого проводится обмер и визуальный контроль. При осмотре сварного соединения [24]: - проверяют наличие на каждом стыке клейма сварщика, выполнявшего сварку. Если сварку одного стыка выполняли несколько сварщиков, то на каждом стыке должно быть проставлено клеймо каждого сварщика в данной бригаде, или одно клеймо, присвоенное всей бригаде; 66 - проверяют наличие на одном из концов каждой плети ее порядкового номера; - убеждаются в отсутствии наружных трещин, незаплавленных кратеров и выходящих на поверхность пор. Примечание: Клеймо сварщика или бригады, а так же порядковый номер плети или секции наносится на трубы электродами с основным видом покрытия при условии, что трубы выполнены из стали с пределом прочности до 55 кгс/мм 2 Если предел прочности стали превышает 55 кгс/мм 2 , то клеймо наносят только несмываемой краской. По результатам обмера сварные соединения, выполненные дуговыми методами, должны удовлетворять следующим требованиям [24]: - величина наружного смещения кромок не должна превышать допустимых значений; - глубина подрезов не должна превышать допустимых значений; - усиление внешнего и внутреннего швов должно иметь высоту не менее 1,0 мм и не более 3,0 мм и плавный переход к основному металлу; - сварной шов облицовочного слоя должен перекрывать основной металл (при сварке проволокой - на 1,5-3,5 мм). Сварные соединения трубопроводов, выполненные дуговыми методами сварки, которые по результатам визуального контроля и обмера отвечают требованиям предыдущих пунктов, а также требованиям ВСН 012-88 подвергают неразрушающему контролю [24]. Все заключения, результаты работы дефектоскопистов, снимки, отчеты, акты, диаграммы режимов сварки подлежат обязательному хранению до сдачи трубопровода в эксплуатацию. К проведению технической диагностики методами неразрушающего контроля допускаются только дефектоскописты, которые окончили высшие учебные заведения, специализированные профессиональные технические 67 училища, техникумы по соответствующему направлению подготовки или курсы для дефектоскопистов. Обязательным является наличие документа об образовании и удостоверения установленной формы. Дефектоскописты и инженерно-технические работники подразделений контроля должны проходить повторную аттестацию (переаттестацию). Повторная аттестация (переаттестация) проводится [24]: - периодически, не реже одного раза в 12 мес.; - при перерыве в работе свыше 6 мес. В удостоверении должна быть проставлена печать о прохождении аттестации и отмечен допуск к проведению работ. В зависимости от назначения трубопровода, его диаметра, вида транспортируемой среды и ее давления, категории трубопровода или его участков, определяются проектом и устанавливаются методы и объемы неразрушающего контроля. 68 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате проведенного сравнительного анализа применения технологий механизированной сварки было установлено, что сварка в среде углекислого газа проволокой сплошного сечения является наиболее выгодной с экономической точки зрения. Затраты при данном способе в 2,3 раза меньше, чем при РДС, и в 1,45 меньше в сравнении с СПП. Высокая производительность данного метода позволяет быстро и качественно производить ремонт магистральных трубопроводов при условии: Доступности баллонов с защитным газом (логистика газа); Качества газа (влияние на формирование шва); Наличия дополнительных укрытий. Если данные условия не могут быть выполнены, то рекомендуется применение самозащитной порошковой проволоки. Процесс сварки самозащитной порошковой проволокой может вестись без использования дополнительных укрытий. Высокая плотность тока и проплавление, характерные для данного процесса, обеспечивают надежное удаление поверхностных сварочных дефектов, и, следовательно, высокое качество сварного соединения. 69 ПРИЛОЖЕНИЕ А Раздел 2 MIG WELDING SHIELDING GAS BASICS Студент: Группа ФИО Подпись Дата 2БМ4А Перфильев Николай Александрович 19.05.16 Консультант – лингвист кафедры ИЯПР : Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата доцент Швагрукова Е.В. к.ф.н., доцент 19.05.16 70 MIG WELDING SHIELDING GAS BASICS MIG (GMAW) welding with shielding gas and a solid wire electrode produces a clean, slag-free weld without the need to continually stop welding to replace the electrode, as in Stick welding. Increased productivity and reduced clean up are just two of the benefits possible with this process.[47] To achieve these results in your specific application, however, it helps to understand the role of shielding gas, the different shielding gases available and their unique properties. The primary purpose of shielding gas is to prevent exposure of the molten weld pool to oxygen, nitrogen and hydrogen contained in the air atmosphere. The reaction of these elements with the weld pool can create a variety of problems, including porosity (holes within the weld bead) and excessive spatter. Shielding gas can play a significant role in improving, or impeding welding performance [50] 71 Different shielding gases also play an important role in determining weld penetration profiles, arc stability, mechanical properties of the finished weld, the transfer process you use and more. Choosing MIG gun consumables that provide consistent and smooth shielding gas delivery are also important to making successful MIG welds. Choosing the Right Gas Many MIG welding applications lend themselves to a variety of shielding gas choices, and you need to evaluate your welding goals in order to choose the correct one for your specific application. The cost of the gas, finished weld properties, preparation and post-weld clean up, the base material, weld transfer process and your productivity goals all need to be taken into account when selecting a shielding gas. Argon, Helium, Carbon Dioxide and Oxygen are the four most common shielding gases used in MIG welding, with each providing unique benefits and drawbacks in any given application. Porosity, as can be seen on the face and interior of the weld bead, can be caused by inadequate shielding gas and can dramatically weaken the weld. [50] For many companies, including those that place an emphasis on weld quality, appearance and reducing post-weld clean up, a mixture of between 75 – 95 percent Argon and 5 – 25 percent CO2 will provide a more desirablecombination of arc 72 stability, puddle control and reduced spatter than pure CO2. This mixture also allows the use of a spray transfer process, which can produce higher productivity rates and more visually appealing welds. Argon also produces a narrower penetration profile, which is useful for fillet and butt welds. If you’re welding a non-ferrous metal — aluminum, magnesium or titanium — you’ll need to use 100 percent Argon. [50] Consistent productivity, high quality and low costs are all key components in a successful welding operation. Gaining these advantages depends on everything from the equipment and filler metals to the skill of the welding operators and the techniques being used in the process. The shielding gas also plays a critical role. Both the gas metal arc welding (GMAW) process (using solid or metal-cored wires) and the gas-shielded flux-cored arc welding (FCAW) process require the use of an external shielding gas, each type of which offers distinct characteristics. Knowing how to select the appropriate one for the application can go far in helping obtain the desired welding performance and minimizing the downtime for rework caused by poor weld quality. To help, following are some basics of what you should know about shielding gases. Role of shielding gases [48] The primary purpose of shielding gas is to protect the molten weld pool against elements in the atmosphere, including oxygen, nitrogen and hydrogen. The reaction of these elements with the weld pool can create a host of problems, including (but not limited to) porosity and excessive spatter. Shielding gas also plays an important role in determining weld penetration profiles, helping maintain arc stability and achieving the desired mechanical properties in the finished weld. Shielding gas can also affect the transfer of the filler metal from the arc to the weld joint, which in turns contributes to the efficiency of the welding process and the quality of the weld. Other important factors that shielding gas help determine include the weld bead appearance, and weld toughness and strength. 73 Selecting the right shielding gas The four most common shielding gases used in the welding process are carbon dioxide, argon, helium and oxygen. Each has specific characteristics and factors such as cost, available labor (i.e., for weld preparation) and the weld properties desired — all considerations when selecting which shielding gas is best for a given welding application. Welding gas [50] Carbon dioxide (CO2):This gas is the most common of the reactive gases used in the welding process and also the least expensive of the shielding gases. It is also the only one able to be used without the addition of an inert gas. One of the biggest advantages of pure CO2 is that it provides deep weld penetration, which is useful when welding thick material. It does, however, tend to create a less stable arc and more spatter than when it is mixed with other gases, including argon. This additional spatter can lead to downtime for post-weld cleaning. Pure CO2 is also limited to use in short circuit welding processes. Argon: When welding aluminum, magnesium or titanium, it is common to use 100 percent argon as a shielding gas due to its stable arc features. Adding argon to a CO2 shielding gas is also an option for materials like carbon steel. It provides consistent weld quality and appearance and good weld pool control, and can help 74 minimize post-weld cleanup. Argon also produces a narrow penetration profile, making it useful for fillet and butt welds. Typical mixtures include a balance of 75 to 95 percent argon with 25 to 5 percent CO2. An argon/CO2 shielding gas mixture allows the use of a spray transfer process, which lends itself to high productivity rates and visually appealing welds. Helium: Helium is generally used when welding non-ferrous metals. It is also used in a tri-mix formula of argon and CO2 for welding stainless steels. The gas produces a wide, deep penetration profile, making it suitable for welding thick materials, and also creates a hot arc, which helps increase travel speeds and productivity rates. Helium is typically used in ratios of 25 to 75 percent helium with an appropriate balance of argon. Adjusting these ratios changes the weld penetration, bead profile and travel speeds. It’s important to note that helium is more expensive than other gases and requires a higher flow rate than argon (because it is so light). For this reason, it’s imperative that companies calculate the value of the productivity increase against the increased cost of this gas. Oxygen: Oxygen is a reactive gas typically used in ratios of 9 percent or less. The addition of the gas to a mixture with argon helps to improve weld pool fluidity, weld penetration and arc stability, particularly when welding carbon, low alloy and stainless steels. Because the gas causes oxidation of the weld metal, it is not recommended for use with aluminum, magnesium, copper or other exotic metals. Tips for getting the most out of shielding gas To achieve the best results out of a chosen shielding gas, it’s important to select the proper front-end consumables. These consumables — the gas diffuser, contact tip and nozzle — play a critical role in delivering the shielding gas to the weld pool and also protecting it from the atmosphere. Consider these tips to help with the selection. [50] 1. Choose consumables that have a smooth surface to help resist spatter build- up that could block shielding gas flow and lead to issues, such as porosity. 75 2. Choose an appropriate size nozzle for the application. A nozzle that is too narrow for the application can easily become clogged with spatter, again, hindering its ability to deliver enough shielding gas to the weld pool to protect it. 3. Consider using nozzles with a built-in spatter guard. These designs add a second phase of shielding gas diffusion, resulting in even smoother, more consistent shielding gas flow. 4. Be certain to select quality gas diffusers to ensure smooth and balanced gas flow. Consult with a trusted welding distributor for recommendations. Getting the Gas to the Weld Pool All of your efforts selecting the right shielding gas will be wasted, however, if your equipment isn’t getting the gas to the weld. The MIG gun consumables, consisting of a diffuser, contact tip and nozzle, play a crucial role in ensuring that the weld pool is properly protected from the air atmosphere. This graphic shows the difference that consumables can make in shielding gas coverage. The photo on the left shows good coverage, while the coverage in the photo on the right allows the air environment contaminate the shielding gas. [50] If you choose a nozzle that is too narrow for the application or if the diffuser becomes clogged with spatter, for example, there might be too little shielding gas getting to the weld pool. Likewise, a poorly designed diffuser might not channel the shielding gas properly, resulting in turbulent, unbalanced gas flow. Both scenarios 76 can allow pockets of air into the shielding gas and lead to excessive spatter, porosity and weld contamination. This cutaway shows a consumable system in which the contact tip is seated in the diffuser and held in place by the spatter guard inside the nozzle[50] When selecting MIG gun consumables, choose ones that resist spatter build up and provide a wide enough nozzle bore to ensure adequate shielding gas coverage. Some companies offer nozzles with a built in spatter guard that also adds a second phase of shielding gas diffusion, resulting in even smoother, more consistent shielding gas flow. Choosing the right shielding gas for your specific application will require a careful analysis of the type of welding you are doing as well as your operational priorities. Using the guidelines above should provide a good start to the learning process, but be sure to consult your local welding supply distributor prior to making a final decision. Equipment for GMAW It might at times seem like alchemy, but in fact there is nothing mysterious or magical about making a good GMAW weld. A good weld is the result of properly functioning equipment, good technique and the correct equipment settings for the 77 application at hand. Like a tripod, if any of these three elements are not in place, the result will almost certainly be a poor weld. On the equipment side, the MIG gun and consumables are often overlooked as a critical element in the process of producing a high quality weld. However, being the most handled pieces of equipment and the closest to the point of the arc, the gun and consumables are exposed to continual mechanical and heat stress. Two critical elements to ensure the gun and consumables do not interfere with your ability to produce high quality GMAW welds are proper gun maintenance and correctly troubleshooting problems when they arise. Successful GMAW welds rely on a combination of good technique, properly functioning equipment and the correct electrical parameters[50] |