Материал: Лекция 9. Сварка корпусов
Лекция 9 СВАРКА КОРПУСОВ
9.1 Сборка под сварку
Подготовка кромок
Способы подготовки кромок свариваемых деталей должны обеспечивать отсутствие на кромках механических повреждений и зон термического влияния, снижающих регламентированные свойства сварных соединений. Форма подготовки кромок должна соответствовать стандартам и требованиям чертежа.
Кромки подготовленных под сварку элементов аппаратов зачищаются до металлического блеска на ширину не менее 20 мм, а для электрошлаковой сварки - не менее 50 мм без следов ржавчины, масла и прочих загрязнений. Кромки листов из углеродистой стали очищают химическим способом. Непосредственно перед сваркой ржавые кромки смазывают 15%-ным водным раствором соляной кислоты. Раствор практически безопасен для работающих (при попадании на руки не вызывает ожогов). Если толщина слоя ржавчины не более 1 мм, раствор наносят один раз, если больше - 2-3 раза. Для интенсификации процесса перед повторным нанесением раствора желательно смоченную кромку протереть жесткой волосяной щеткой. Изделие с очищенными кромками сушат на воздухе, не промывая водой. Положительные стороны этого метода: раствор реагирует только с ржавчиной и окалиной; не выделяются вредные вещества, что позволяет очищать кромки непосредственно на рабочем месте; конечный продукт реакции (хлорное железо) не влияет на качество сварного соединения.
Для удаления с поверхности черных металлов окалины и ржавчины толщиной до 3 мм используется паста «Целлочель». В состав пасты входят: соляная кислота, уротропин, жидкое стекло, бумажная масса или мелкие древесные опилки и вода. Соляная кислота, легко растворяя ржавчину, не действует на основной металл благодаря присутствию ингибитора – уротропина. Жидкое
72
стекло и наполнитель служат сгустителями пасты и улучшают ее технологические свойства. Пасту приготовляют, смешивая компоненты в кислостойкой посуде при комнатной температуре. Паста годна к использованию через сутки после приготовления.
На очищаемые поверхности деталей пасту наносят кистью или шпателем, а при больших размерах поверхностей - растворонасосом. Толщина слоя пасты 2-5 мм, время выдержки пасты на детали 15-60 мин. В этом случае гарантируется снятие слоя ржавчины, толщиной до 1 мм. Если слой ржавчины большей толщины, увеличивают время выдержки пасты на детали или наносят пасту повторно. После удаления пасты поверхность обильно промывают водой или насухо протирают ветошью, а затем 10%-ным раствором соли или 10%-ным раствором ортофосфорной кислоты. На очищенной поверхности металла образуется пленка, защищающая металл от окисления на 1-2 суток. Кроме того, пленка улучшает адгезию лакокрасочных покрытий с поверхностью и удлиняет срок их службы.
Для защиты поверхности изделий от брызг металла используют жидкий концентрат сульфитно-спиртовой барды (КБЖ ГОСТ 8518 - 57). Концентрат разбавляют в горячей воде (60 - 900 С; отношение 1 : 4 по массе или 1 : 5 по объему) до однородного раствора и наносят на изделие (кистью, пульверизатором или окунанием) за 1 ч до сварки. Защитные свойства раствора не исчезают со временем, его можно наносить за 20 дней до сварки. При использовании раствора КБЖ брызги не прилипают к металлу и легко удаляются щеткой.
Сборка
Методы сборки элементов под сварку должны обеспечивать правильное взаимное расположение сопрягаемых элементов и свободный доступ к выполнению сварочных работ в последовательности, предусмотренной технологическим процессом. При сборке допускается применение методов подгонки, которые должны исключать появление дополнительных напряжений в металле или повреждений поверхности металла.
73
Подготовленные к сборке под сварку кромки элементов аппаратов и прилегающие к ним поверхности основного металла, а также величина зазора между кромками должны быть в соответствии с требованиями чертежей и действующих стандартов на сварку. Сварщик приступает к сварке только после установления контролером ОТК правильности сборки и тщательности зачистки всех поверхностей металла, подлежащих сварке.
При приварке к корпусу или днищу аппарата опор и внут- рен-них устройств расстояние между краем шва приварки детали и краем ближайшего шва должно быть не менее толщины стенки корпуса или днища, но не менее 20 мм. Продольные швы смещенных обечаек и днищ должны быть смещены один относительно другого на величину трехкратной толщины наиболее толстого элемента, но не менее, чем на 100 мм между осями швов.
В сварных стыках элементов разной толщины предусматривается плавный переход от одного элемента к другому путем постепенного утонения более толстого элемента в соответствии, а в случаях, не предусмотренных стандартами, угол скоса разностенных элементов должен быть не более 15° (уклон 1 : 4) (рисунок 9.1 а, б). Сварка патрубков разной толщины может выполняться как показано на рисунке 9.1 в,г.
h
|
l |
h1 |
150 |
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
h |
h |
h |
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
h h |
|
l 4( h1 |
h ) |
|
|
l |
1 |
||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
|
|
|
|
б) |
|
h1 |
|
r = h2 - h1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
h |
b |
h |
h21 |
|
|
в) г) Рисунок 9.1 – Допустимое смещение кромок
74
Допускается применение стыковых швов без предварительного утонения более толстой стенки, если разность в толщинах соединяемых элементов не превышает 30% толщины более тонкого элемента.
Совместный увод f кромок (рис. 9.2) в продольных и кольцевых швах (угловатость) не должен превышать 10% толщины h листа плюс 3 мм и не должен быть более 5 мм. Угловатость продольных швов определяется по шаблону, длина которого по хорде равна 1/3 радиуса обечайки.
L=1/3R |
|
f |
f |
h |
h |
|
R |
L=1/3R |
R |
|
||
|
|
Рисунок 9.2 – Допустимая угловатость кромок
При сборке под электрошлаковую сварку продольных стыков (обечаек, трубных решеток, плоских заготовок днищ и т.д.) кромки продольных стыков обечаек диаметром менее 2000 мм должны иметь, после круговой гибки, прямые участки шириной не менее 200 мм. Совместный увод кромок не должен превышать 1,5мм на длине 400 мм. Отклонения от перпендикулярности реза кромок свариваемого стыка не должны превышать по углу 6-8°, а по линейной величине 4 мм.
Вверхней части продольного стыка при длине его более 2
мзазор увеличивается на 2-3 мм от первоначального на каждый метр длины стыка.
При сборке днища и корпуса под электрошлаковую сварку, если толщина стенки днища превышает толщину корпуса, кромка днища утоняется механическим способом до величины, равной толщине стенки корпуса на ширине 70-80 мм.
75
Требования к сварке
При изготовлении, монтаже, ремонте сосудов должна применяться технология сварки, аттестованная в соответствии с требованиями Правил (ПБ 03-576-03).
Для выполнения сварки должны применяться исправные установки, аппаратура и приспособления, обеспечивающие соблюдение требований НД.
К производству сварочных работ допускаются сварщики, аттестованные в соответствии с Правилами аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства (ПБ 03-273-99), утвержденными постановлением Госгортехнадзора России.
Сварные соединения элементов, работающих под давлением, с толщиной стенки более 6 мм подлежат маркировке (клеймению), позволяющей установить фамилию сварщика, выполнившего сварку.
Сварочные материалы, применяемые для сварки сосудов, должны соответствовать требованиям стандартов и технических условий, что должно подтверждаться документом организацииизготовителя.
Подготовка кромок и поверхностей под сварку должна выполняться механической обработкой либо путем термической резки или строжки (кислородной, воздушно-дуговой, плазменнодуговой) с последующей механической обработкой.
Кромки деталей, подлежащих сварке, и прилегающие к ним участки должны быть очищены от окалины, краски, масла и других загрязнений.
Требования к контролю сварных соединений
Организация-изготовитель, монтажная или ремонтная организация обязаны применять такие виды и объемы контроля своей продукции, которые гарантировали бы выявление недопустимых дефектов, ее высокое качество и надежность в эксплуатации.
Контроль качества сварки и сварных соединений включает: - проверку аттестации персонала;
76