Надежность сварных конструкций реферат
Обновлено: 08.07.2024
Дефекты сварных швов являются следствием неправильного выбора или нарушения технологического процесса, применения некачественных сварочных материалов и низкой квалификации сварщика. Дефекты сварных соединений классифицируют по причинам возникновения и месту их расположения.
Выделяют следующие виды дефектов в сварных соединениях: наплыв; подрез; непровар; наружные трещины и поры; внутренние трещины и поры; внутренний непровар; шлаковые включения.
В зависимости от того, нарушается или не нарушается целостность сварного соединения при контроле, различают неразрушающие и разрушающие методы контроля.
Содержание
Введе-ние. 3
1 Этапы текущего(операционного контроля качества сварных соединений. 5
2 Методы капилярной дефектоскопии. 10
3 Контроль сварных соединений рентгеновскими и гамма-лучами. 12
Заключение. 18
Список используемых источни-ков. 20
Прикрепленные файлы: 1 файл
Контроль качества Мой.docx
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
Учреждение высшего профессионального образования
Контрольная работа №1
Студент группы 0 ОСб3ка К.С. Миронов
Преподаватель О.Н. Клешнина
Содержание
1 Этапы текущего(операционного контроля качества сварных соединений. . . . .5
2 Методы капилярной дефектоскопии. . . 10
3 Контроль сварных соединений рентгеновскими и гамма-лучами. 12
Заключение. . . . 18
Список используемых источников. . . 20
Введение
По ГОСТ 15467-79 качество продукции есть совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Качество сварных изделий зависит от соответствия материала техническим условиям, состояния оборудования и оснастки, правильности и уровня отработки технологической документации, соблюдения технологической дисциплины, а также квалификации работающих. Обеспечить высокие технические и эксплуатационные свойства изделий можно только при условии точного выполнения технологических процессов и их стабильности. Особую роль здесь играют различные способы объективного контроля как производственных процессов, так и готовых изделий. При правильной организации технологического процесса контроль должен быть его неотъемлемой частью. Обнаружение дефектов служит сигналом не только к отбраковке продукции, но и оперативной корректировке технологии.
В процессе образования сварного соединения в металле шва в зоне термического влияния могут возникать дефекты, т. е. отклонения от установленных норм и требований, приводящие к снижению прочности, эксплуатационной надежности, точности, а также ухудшению внешнего вида изделия.
Дефекты сварных швов являются следствием неправильного выбора или нарушения технологического процесса, применения некачественных сварочных материалов и низкой квалификации сварщика. Дефекты сварных соединений классифицируют по причинам возникновения и месту их расположения.
Выделяют следующие виды дефектов в сварных соединениях: наплыв; подрез; непровар; наружные трещины и поры; внутренние трещины и поры; внутренний непровар; шлаковые включения.
В зависимости от того, нарушается или не нарушается целостность сварного соединения при контроле, различают неразрушающие и разрушающие методы контроля.
К неразрушающим методам контроля качества сварных соединений относят внешний осмотр, контроль на непроницаемость (или герметичность) конструкций, контроль для обнаружения дефектов, выходящих на поверхность, контроль скрытых и внутренних дефектов.
К разрушающим методам контроля относятся способы испытания контрольных образцов с целью получения необходимых характеристик сварного соединения.
Этапы текущего(операционного) контроля качества сварных соединений
Система операционного контроля в сварочном производстве включает четыре операции: контроль подготовки, сборки, процесса сварки и полученных сварных соединений.
Он предусматривает контроль обработки лицевой и обратной поверхностей, а также торцевых кромок свариваемых деталей.
Поверхности свариваемых кромок должны быть зачищены от загрязнений, консервирующей смазки, ржавчины и окалины, на ширину 20 – 40 мм от стыка. Подготовку поверхности производят механическим способом (с использованием металлических щёток, шабера) и химическим травлением.
Перед обработкой поверхности производят её обезжиривание ветошью или волосяными щётками. Обезжиривание выполняют с помощью растворителей (керосин, бензин, ацетон). После обезжиривания следует механическая или химическая обработка.
Для контроля используют эталоны или контрольные образцы. Для ответственных конструкций из алюминиевых сплавов количественным показателем качества подготовленной поверхности является электрическое контактное сопротивление двух свариваемых деталей.
При изготовлении свариваемых деталей используют различные способы разрезания металла. Резку выполняют механическим и термическим способами.
При резке механическим путём на поверхности торцевых кромок имеют место сколы, местные вырывы, трещины.
При термической обработке наблюдается оплавленный слой. Поэтому после термической обработки необходимо производить механическую шлифовку торцевых кромок с последующим их контролем.
Контроль торцевых кромок при сварке толстостенных конструкций включает: проверку формы и геометрических параметров разделки кромок. К геометрическим параметрам разделки кромок под сварку относят величину притупления, угла скоса кромок и радиус скругления корня разделки.
Для контроля геометрических параметров разделки кромок используют мерительный инструмент и шаблоны (бесшкальная мера).
В некоторых случаях при подготовке свариваемых деталей выполняют контроль разметки, например, при контактной сварке нахлесточных соединений контролируют шаг между сварными точками, а при дуговой сварке стыковых тонколистовых соединений контролируют установочное расстояние от стыка до прижима. Иногда различают начало и конец шва. Разметка начала и конца шва контролируется, если при сборке стыковых соединений не устанавливаются выводные планки и чертежом предусматривается последующая отрезка.
Геометрические параметры подготовки свариваемых кромок узаконены соответствующими государственными или отраслевыми стандартами. Отклонения от установленных значений обычно приводят к образованию сварочных дефектов.
Так, например, в результате завышения угла скоса кромок происходит перерасход электродного металла и возрастают деформации. Уменьшенный угол скоса кромок затрудняет надежное проплавление вершины угла разделки и приводит к непровару корня шва. Увеличение величины притупления вызывает непровар, а уменьшение – прожог.
При подготовке свариваемых деталей из алюминиевых сплавов, необходимо контролировать время хранения деталей перед сваркой. Это время не должно превышать 3 часов для механической обработки и 8 часов для химического травления.
Сборка – установка свариваемых деталей в соответствующее положение друг относительно друга.
При сборке стыковых соединений внимание обращают на сборочные зазоры и смещения торцевых кромок. Отклонения этих величин в сторону увеличения приводит к прожогам.
Важную роль играет контроль положения стыка свариваемых деталей по отношению к оси источника. При сварке неплавящимся электродом контролируют величину дугового промежутка.
При сборке нахлёсточных соединений контролируется величина нахлёстки, а при сварке тавровых соединений – перпендикулярность свариваемых деталей.
При сборке деталей типа тела вращения контролируют их соосность. Во всех случаях контроль осуществляется в соответствии с чертежом изделия.
В целях фиксирования собранных деталей в установленном положении выполняют прихватку, предохраняющую смещение деталей при последующей сварке или транспортировке от сборочного к сварочному месту. Прихватку часто выполняют ручной дуговой сваркой покрытым электродом. При этом контролируется расстояние между прихватками, длина прихваток и их количество.
При проверке качества прихваток следует обращать внимание на состояние поверхности и высоту прихваток. Загрязненные и с неудаленным шлаком прихватки могут привести к шлаковым включениям в металле шва, а прихватки большой высоты – к непровару.
После выполнения прихваток осуществляют зачистку поверхности прихваток, а также снимают усиление и брызги металла. Практически всегда усиление прихваток не допускается, т.к. оно может вызвать непровар или уменьшение ширины сварного шва в зоне прихватки.
При сварке высокоответственных стыковых соединений с торцов свариваемых деталей устанавливают выводные технологические планки, на которых начинают и заканчивают сварку. Планки должны иметь толщину и форму разделки кромок, соответствующие свариваемым деталям. При сборке планок со свариваемыми деталями контролируют точность их стыковки. При разметке начала и конца шва, когда чертежом предусматривается механическая обрезка, выводные планки не используют.
Собранные, но не сваренные в течение дня, конструкции подлежат повторному контролю.
Контроль включает визуальное наблюдение за процессом плавления металла и формирования шва, контроль стабильности параметров режима и работоспособности оборудования. При контактной сварке контролируют постановку сварочных точек, а при дуговой сварке устойчивость горения дуги и стабильность защиты от окисления. Внешний вид образующегося сварного шва и формы сварных точек характеризуют правильность режима сварки. Поэтому постоянный контроль за режимом сварки по показателям контрольно-измерительных приборов и визуальные наблюдения за процессом позволяют оперативно реагировать на возможные отклонения, во многом обеспечивает качество сварных соединений. При сварке ответственных конструкций используют системы автоматического управления и регулирования параметров режима с помощью датчиков автоматического контроля, встроенных в сварочное оборудование. В некоторых случаях ведут непрерывную запись параметров.
При двусторонней сварке и сварке толстостенных конструкций обязателен контроль первого (корневого) шва (прохода).
Контролируют также порядок наложения и количество слоёв, состояние поверхности каждого слоя, качество зачистки предыдущего шва, время перерывов между проходами, последовательность выполнения сварных швов и т.д. При двухсторонней сварке алюминиевых сплавов перед наложением второго шва с обратной стороны корень первого шва вырубают или выфрезеровывают и затем ведут контроль выборки.
При контроле сложных конструкций необходимо обращать внимание на соблюдение последовательности и режимов изготовления конструкций в целом, т.к. качественное выполнение сварных соединений на узлах или подузлах не гарантирует качества конструкции в целом.
После сварки сварные соединения, как правило, контролируют визуальным способом. Осмотру подвергают сварной шов и околошовную зону. Обычно контроль проводят невооружённым глазом. При выявлении поверхностных дефектов размером меньше 0,1 мм используют оптические устройства, например, лупу 4-7 кратного увеличения. Необходимость применения для визуального осмотра оптических приборов с указанием кратности их увеличения должна быть оговорена в технической документации на контроль.
При контроле недоступных для внешнего осмотра сварных соединений используют оптические приборы, например, эндоскоп на основе гибких светопроводящих трубок.
Если технологический процесс предусматривает механическую обработку сварных швов, то контроль выполняют и после её проведения.
Сварные изделия, подвергаемые термообработке, также контролируются после её проведения. Внешний осмотр, как правило, совмещают с измерением конструктивных элементов сварных швов или точек с целью выявления отклонения по размерам и форме швов и точек от требований стандартов, чертежей, технических условий и инструкций по сварке изделий.
Эксплуатационная надежность сварных конструкций во многом определяется выбранным способом сварки и свойствами полученного сварного соединения. При изготовлении сварных конструкций из титановых сплавов способ сварки приобретает особое значение, так как титан и его сплавы обладают высокой химической активностью и склонностью к газонасыщению ( особенно при температурах выше 400 С), что значительно усложняет технологические процессы, связанные с их нагревом и плавлением. [1]
Снижение эксплуатационной надежности сварной конструкции обусловливается также возможностью контактной коррозии, так как зона сварки и основной металл практически представляют собой различные металлы. [2]
Повышение качества, эксплуатационной надежности сварных конструкций и уменьшение количества исправляемых сварных соединений в результате внедрения международного стандарта ( МС) ИСО 2560 - 73 в ГОСТ 9467 - 75 дает более 3 млн. руб. экономии в год. [3]
Закалочные структуры существенно влияют на технологическую прочность и на эксплуатационную надежность сварных конструкций , ограничивая их деформационную способность и повышая склонносгь к хрупким разрушениям. [5]
Для предотвращения образования трещин необходимо использовать сопутствующий сварке подогрев, а иногда и выдержку сварных соединений при определенной температуре после окончания сварки. Эксплуатационная надежность сварных конструкций из металла большой толщины может быть обеспечена последующим отпуском при температуре около 700 С. [6]
При монтаже трубопроводов применяются различные способы сварки, обеспечивающие необходимое качество сварки. Поэтому от качества сварных соединений зависит эксплуатационная надежность сварных конструкций и трубопроводов в целом, и, кроме того, способ и технология сварки определяют трудозатраты и сроки монтажа. Наиболее распространенными являются электродуговые способы сварки, в том числе ручная дуговая сварка штучными электродами, полуавтоматическая и автоматическая сварка под флюсом и в среде защитных газов. Вместе с тем следует отметить, что при монтаже трубопроводов довольно трудно использов ать механизированные способы сварки, так как свариваемые стыки следует выполнять в / неповоротном положении и в условиях, когда невозможно надежно-защитить дугу от атмосферных влияний. Поэтому механизированные способы сварки применяют в основном в мастерских монтажных заготовок при изготовлении деталей и узлов трубопроводов. [7]
Резко снижает пластичность участка шва после исправления дефекта наличие неразваренных прихваток и мест с подварочным швом небольшого сечения. Указанные факторы могут привести к понижению эксплуатационной надежности сварной конструкции . [8]
При анализе работоспособности сварных соединений разнородных сталей особого внимания заслуживает зона сплавления основного металла и металла шва, отличных по составу. Разрушения в зоне сплавления, имеющие обычно характер хрупких, являются одной из основных причин снижения эксплуатационной надежности композитных сварных конструкций . [9]
Ее ширина зависит от условий кристаллизации и лежит в пределах 0 2 - 0 8 мм. Поэтому в прослойке образуется хрупкий мартенситный участок, который может привести к разрушению зоны сплавления и снижению эксплуатационной надежности сварных конструкций . [11]
Однако небольшая скорость распада хромистого аусте-нита при термической резке и сварке существенно усложняют технологический процесс изготовления сварных изделий. Неблагоприятная реакция на термодеформационный цикл сварки, выражающаяся в образовании закалочных структур и соответственно возникновении твердых хрупких прослоек в зонах сварки, оказывают отрицательное влияние на свариваемость и эксплуатационную надежность сварных конструкций . [12]
Однако небольшая скорость распада хромистого аустенита при термической резке и сварке существенно усложняют технологический процесс изготовления сварных изделий. Неблагоприятная реакция на термодеформационный цикл сварки, выражающаяся в образовании закалочных структур и соответственно возникновение твердых хрупких прослоек в зонах сварки, оказывают отрицательное влияние на свариваемость и эксплуатационную надежность сварных конструкций . [13]
При сварке низколегированных сталей образуются хрупкие структурные составляющие в зоне сварного соединения, что может вызвать возникновение трещин. Для предотвращения образования трещин необходимо использовать сопутствующий сварке подогрев, а иногда и выдержку сварных соединений при определенной температуре после окончания сварки. Эксплуатационная надежность сварных конструкций из металла большой толщины может быть обеспечена последующим отпуском при температуре выше 700 С. [14]
Одной из важных проблем современного сварочного производства является механическая неоднородность сварных соединений. Эта проблема стала особенно актуальной в связи с значительным усложнением условий работы сварных конструкций, расширением номенклатуры применяемых материалов, в том числе высокопрочных сталей и сплавов.
Дальнейшее повышение надежности, долговечности, технологичности и экономичности сварных конструкций в свете поставленных XXVI съездом КПСС задач настоятельно требует использования всех имеющихся резервов. Одним из таких резервов является оптимизация конструктивных форм и технологии сварки на базе разработанной советскими учеными теории работоспособности сварных соединений, которая основана на учете их механической неоднородности.
Некоторым сведениям из этой теории посвящен раздел курса “Специальные главы прочности сварных конструкций”, входящего в учебный план подготовки инженеров-сварщиков (специальность 0504). Между тем литература по указанному разделу рассредоточена в большом числе различных журналов и книг. Отсутствуют издания, в которых современное состояние проблемы было бы освещено комплексно, что затрудняет изучение раздела студентами. Конспект лекций является попыткой восполнить указанный пробел.
В первой части конспекта излагаются вопросы влияния механической неоднородности на работоспособность сварных соединений в условиях статического нагружения при вязком их состоянии.
Во второй части будут рассмотрены вопросы хрупкого (квазихрупкого) разрушения соединений, их работы в условиях низких и высоких температур, ударного, импульсного и циклического нагружений, вопросы учета фактора механической неоднородности при конструктивно-технологическом проектировании сварных соединений и при оценке результатов их механических испытаний.
Существующие методы оценки свойств сварных соединений являются несовершенными. Расчеты основаны на предположении о равномерном распределении напряжений в опасном сечении шва, хотя фактически в соединениях имеется существенная концентрация напряжений не только в упругой, но и в пластической стадиях работы.
Прочность соединения обычно отождествляют с прочностью металла наиболее слабого его участка, что приводит на практике к излишнему расходу металла, хотя опасным зачастую является другой участок, и при испытании соединения разрушаются при других напряжениях и в другом месте. Расчет соединений ведется только на прочность, а такие важные свойства, как запасы пластичности и энергоемкости, даже грубо приближенно расчетом не оцениваются.
Оценка свойств соединений по результатам стандартных механических испытаний образцов нередко дает совершенно неправильное представление о действительном уровне их свойств в конструкции. При этом место и характер разрушения образцов, вырезанных из соединения, оказываются иными, чем при испытании соединении целиком. Указанные недостатки могут быть в определенной степени устранены, если анализ поведения соединений при нагружении вести с учетом влияния фактора их механической неоднородности.
Учет этого влияния и сознательное регулирование механической неоднородности позволяют по-новому подойти к оптимизации конструкций и технологии их изготовления, а также более правильно оценивать механические свойства реальных соединений на основании испытаний вырезанных из них образцов.
Под механической неоднородностью сварных соединений будем понимать различие механических характеристик (прежде всего предела текучести) металлов различных его участков. Следует, вообще говоря, различать понятия "механическая характеристика металла данного участка соединения" и "механическая характеристика данного участка соединения". Так, например, временное сопротивление металла шва, установленное испытанием вырезанного из шва образца, может существенно отличаться от временного сопротивления самого шва, полученного при испытании соединения целиком.
В основе влияния механической неоднородности на поведение соединений лежит сдерживание одними ого участками деформации других участков при нагружении. Так, при осевом растяжении различные участки соединения не одновременно вступают в пластическую стадию работы. При этом деформации участков, вступивших в пластическую работу (коэффициент поперечной деформации равен 0,5), сдерживаются соседними участками, металл которых, имея более высокий предел текучести, деформируется упруго с меньшим коэффициентом поперечной деформации.
Это приводит к возникновению сложного напряженного состояния, которое приобретает объемный характер и в конечном счете существенно влияет на прочность, запасы пластичности, энергоемкости соединений, место и характер их разрушения при испытании.
Следует сказать, что усложнение напряженного состоянии происходит и тогда, когда все части соединения работают упруго, если металлы отдельных его участков имеют различные упругие характеристики (модули продольной упругости и коэффициенты Пуассона). Однако этот случай в настоящие время изучен пока недостаточно. Поэтому и дальнейшем будут рассматриваться, главным образом, явлении, связанные с неодновременным вступлением различных участков соединения в пластическую стадию работы.
2.ИСТОЧНИКИ МЕХАНИЧЕСКОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ. МЯГКИЕ И ТВЕРДЫЕ ПРОСЛОЙКИ В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ
Механическая неоднородность присуща в той или иной степени всем сварным и паяным соединениям. Она является следствием различий в химическом составе и структурном
Читайте также: