Материалы, сварка и контроль качества сварки

Материалы для изготовления и ремонта металлоконструкций автокрана, грузоподъемных машин и деталей механизмов должны применяться в соответствии с государственными стандартами на изготовление грузоподъемных машин.
Качество примененного металла для расчетных элементов и деталей должно быть подтверждено сертификатом завода — поставщика металла.
В тех случаях, когда в государственном стандарте отсутствуют указания по применению материалов, материал следует выбирать с учетом температурных условий в районе эксплуатации крана по рекомендациям, разработанным головным научно-исследовательским институтом по краностроению. В этом случае расчетная температура воздуха (за расчетную температуру принимается зимняя температура наружного воздуха по наиболее холодной пятидневке согласно указаниям СНиП 11—А.6-62 «Строительная климатология и геофизика. Основные положения проектирования») в районе эксплуатации крана должна быть указана организацией, заказывающей кран.
В паспорте крана завод-изготовитель должен указывать минимальную температуру, при которой допускается работа крана.
Поставка и перебазировка кранов должны производиться в соответствии с температурным режимом работы крана, указанным в его паспорте.
Материалы, ранее не применявшиеся для изготовления металлоконструкций грузоподъемных машин, могут быть применены по рекомендации головного научно-исследовательского института по краностроению, согласованной с Госгортехнадзором СССР.

Чугунное литье по качеству не ниже марки СЧ 15—32 по ГОСТ 1412—70 «Отливки из серого чугуна» может применяться для изготовления:
а) зубчатых, червячных и ходовых колес грузоподъемных машин с ручным приводом;
б) червячных колес грузоподъемных машин с машинным приводом, предназначенных для легкого режима работы, при окружной скорости червяка не более 1,5 м/сек;
в) червячных колес с ободом из бронзы, независимо от рода привода и режима работы грузоподъемной машины;
г) барабанов, корпусов редукторов и блоков, за исключением блоков стреловых и башенных- кранов;
д) колодок тормозов, кронштейнов барабанов и корпусов подшипников.

Для тормозных шкивов механизмов передвижения и поворота грузоподъемных машин допускается применение отливок по качеству не ниже марки СЧ 28—48 по ГОСТ 1412—70. Тормозные шкивы механизмов портальных кранов должны изготовляться в соответствии с ГОСТ 11283—72 «Краны, портальные для районов с умеренным климатом. Общие технические требования».
Для изготовления противовесов и несиловых деталей марка отливок не регламентируется.

Сварка металлоконструкций кранов в Подольске

Сварка несущих элементов кранов должна производиться в соответствии с требованиями инструкции по технологии сварки, разработанной с учетом специфики свариваемого изделия.
Инструкция по технологии сварки должна разрабатываться предприятием, осуществляющим изготовление, реконструкцию или ремонт кранов, или соответствующей специализированной организацией, исходя из условий обеспечения высокого качества и надежности выполняемых сварных соединений.
Расчетные сварные соединения основных (рабочих) элементов металлоконструкций должны быть выполнены с применением электродов по ГОСТ 9466—70 «Электроды покрытые металлические для дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация. Размеры и общие технические требования», по ГОСТ 9467—75 «Электроды покрытые металлические для аргонно-дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы» или сварочной проволоки по ГОСТ 2246—70 «Проволока стальная сварочная».
Сварочные материалы, применяемые для сварки стальных конструкций кранов, должны обеспечивать механические свойства металла шва и сварного соединения (предел прочности, предел текучести, относительное удлинение, угол загиба, ударную вязкость) не ниже нижнего предела указанных свойств основного металла конструкции, установленного для данной марки стали государственным стандартом или техническими условиями. Это требование распространяется также на приварку перил и подвесных лестниц. При применении в одном соединении сталей разных марок механические свойства наплавленного металла должны соответствовать свойствам стали с наибольшим пределом прочности.
Марки присадочных материалов, флюсов и защитных газов должны быть указаны в технических условиях на изготовление, ремонт или реконструкцию кранов.
К сварке ответственных элементов металлоконструкций, приварке перил и лестниц на кране должны допускаться сварщики, выдержавшие испытания в соответствии с Правилами аттестации сварщиков.
Прихватки элементов  сварных соединений при сборке должны выполняться сварщиками той же квалификации с использованием тех же сварочных материалов, что и при выполнении сварных швов.
При разработке конструкции сварных соединении необходимо руководствоваться следующим;
а) конструкция сварных соединений должна предусматривать возможность удобного доступа для выполнения швов и их контроля. Стыковые швы по возможности должны иметь доступ для выполнения сварки с обеих сторон;
б) угловые швы тавровых соединений в сечении, как правило, должны иметь вогнутое или плоское очертание Поверхности с плавным переходом к основному металлу;
в) наибольшая высота углового шва не должна превышать 0,7 Su где Si толщина более тонкого из соединяемых элементов (рис. 1);
г) угловые швы допускаются с обеих сторон элемента если его толщина S в 1,5 раза превышает высоту шва а (рис. 2, а).

При толщине элемента менее указанной швы должны быть.смещены один относительно другого на расстояние l>=2* S (рис. 2,6).
д) прерывистые швы на элементах кранов, подверженных коррозии (краны, предназначенные для работы на открытом воздухе, в химических цехах и т. п.), допускаться не должны;
е) в соединениях несимметричных профилей швы следует размещать так, чтобы их общий центр тяжести совпадал с центром тяжести привариваемого профиля (в проекции), а если это невозможно, необходимо учесть напряжения, вызванные эксцентриситетом (рис. 3).
ж) выполнение клепаных и сварных соединений в одном узле не допускается.

Сварка в  Подольске

Рабочие чертежи должны содержать указания, касающиеся конструкций сварных соединений, а также указания по механической и термической обработке. Монтажные швы должны быть обозначены особо.
Для заготовки элементов конструкции из листов, профильного проката, труб допускается применение всех способов резки, обеспечивающих получение форм и размеров этих элементов в соответствии с рабочими чертежами.
Резка материалов и полуфабрикатов из стали, чувствительной к структурным изменениям при быстром нагреве и охлаждении, должна производиться по технологии, исключающей возможность образования трещин или ухудшения качества металла на кромках, а также в зоне термического влияния.
При сборке конструкции под сварку должна быть обеспечена точность соединений в пределах размеров и допусков, установленных чертежами и инструкцией по технологии сварки.

Свариваемые кромки, а также прилегающая к ним поверхность металла шириной не менее 20 мм перед, сваркой должны быть зачищены до чистого металла.

Сварка металлоконструкций кранов должна производиться в помещениях, исключающих влияние неблагоприятных атмосферных условий на качество сварных соединений.
Выполнение сварочных работ на открытом воздухе допускается при условии применения соответствующих приспособлений для защиты мест сварки от атмосферных осадков и ветра.
Возможность и порядок производства сварочных работ при температуре воздуха ниже нуля градусов устанавливаются инструкцией по технологии сварки.
Необходимость применения предварительного и сопутствующего подогрева (при прихватке и при сварке) и его режимы должны быть указаны в инструкции по технологии сварки.

Допускается изготовление сварных элементов с применением в одном и том же узле различных методов сварки, что должно быть оговорено в инструкции по технологии сварки.

Прихватки, выполненные в процессе сборки конструкции, могут не удаляться, если при сварке они будут полностью расплавлены. Перед сваркой прихватки очищаются от шлака.

После сварки выводные планки должны быть удалены, а торцы швов зачищены.

Сварные соединения должны иметь клеймо или другое условное обозначение, позволяющее установить фамилию сварщика, производившего сварку. Метод маркировки, применяемый для сварных соединений, не должен ухудшать качества маркируемых изделий. Маркировка должна выполняться методами, обеспечивающими со сохранность в процессе эксплуатации крана. Метод и место маркировки должны быть указаны на чертежах.

Необходимость термической обработки сварных соединений несущих элементов крановых конструкций должна устанавливаться техническими условиями на изготовление, ремонт или реконструкцию кранов.

Вид термической обработки и ее режимы устанавливаются инструкцией по технологии сварки.
Контроль качества сварных соединений, проводимый при изготовлении, реконструкции и ремонте кранов отделом технического контроля, должен осуществляться внешним осмотром и измерением, просвечиванием (рентгено- или гаммаграфирование) стыковых швов и механическими испытаниями.
Контроль качества сварных соединений должен производиться после проведения термической обработки (если она является обязательной для данного сварного соединения).

Результаты контроля сварных соединений должны быть зафиксированы в  соответствующих документах (журналах, картах, формулярах и т. п.).

Внешнему осмотру и измерению подлежат все сварные соединения с целью выявления в них следующих возможных наружных дефектов:
а) излома или неперпендикулярности осей соединяемых элементов;
б) смещения кромок соединяемых элементов;
в) отступлений размеров и формы швов от чертежей (по высоте, катету и ширине шва, по равномерности усиления и т. п.);
г) трещин всех видов и направлений;
д) наплывов, подрезов, прожогов, незаваренных кратеров, непроваров, пористости и других технологических дефектов.
Перед внешним осмотром поверхность сварного шва и прилегающих к нему участков основного металла шириной не менее 20 мм в обе стороны от шва должны быть зачищены от шлака, брызг, натеков металла и других загрязнений.
Осмотр и измерение сварных соединений должны производиться с двух сторон по всей протяженности в соответствии с ГОСТ 3242—69 «Швы сварные, методы контроля качества» и инструкцией по контролю сварных соединений. В случае недоступности для осмотра внутренней поверхности сварного соединения осмотр производится только с наружной стороны.

Контроль сварных соединений просвечиванием должен производиться в соответствии с ГОСТ 7512—71 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радио-графический метод».
Просвечиванию должно подвергаться не менее 25 % длины шва контролируемого соединения. Места просвечивания устанавливаются отделом технического контроля.
Перед просвечиванием соответствующие участки сварного соединения должны быть промаркированы с таким расчетом, чтобы их можно было легко обнаружить на контрольных рентгено- или гамма-снимках.
Оценка качества сварных соединений по результатам внешнего осмотра и просвечивания должна производиться в соответствии с техническими условиями на изготовление, ремонт или реконструкцию кранов, которые должны содержать нормы оценки качества сварных соединений, исключающие выпуск изделий с дефектами, снижающими их прочность и эксплуатационную надежность.

В сварных соединениях не допускаются следующие дефекты:

а) трещины всех видов и направлений, расположенные в металле шва, по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла, в том числе и микротрещины, выявляемые при микроисследовании;
б) непровары (несплавления), расположенные на поверхности по сечению сварного соединения (между отдельными валиками и слоями шва и между основным металлом и металлом шва);
в) непровары в вершине (корне) угловых и тавровых сварных соединений, выполненных без разделки кромок;
г) поры, расположенные в виде сплошной сетки;
д) подрезы и наплывы (натеки);
е) незаваренные кратеры;
ж) свищи;
з) незаваренные прожоги в металле шва;
п) прожоги и подплавления основного металла (при стыковой контактной сварке труб);
к) смещение кромок выше норм, предусмотренных чертежами.

При выявлении во время просвечивания недопустимых дефектов в сварных соединениях просвечиванию должно быть подвергнуто все контролируемое соединение. Дефектные участки сварных швов, выявленные при контроле, должны быть вырублены и переварены.
Замена просвечивания другими методами контроля может производиться по рекомендации специализированного научно-исследовательского института по соглашению с Госгортехнадзором.

Механические испытания проводятся с целью проверки соответствия прочностных и пластических характеристик сварного соединения на контрольных образцах, сваренных в условиях, полностью отвечающих условиям изготовления элементов металлоконструкций (те же основные и присадочные материалы, те же сварочные режимы, то же положение сварки).

На специализированных предприятиях по изготовлению, ремонту и реконструкции кранов механические испытания должны проводиться периодически в соответствии с техническими условиями, а при выполнении указанных работ на неспециализированном предприятии контрольные образцы должны свариваться каждым сварщиком, принимавшим участие в сварке металлоконструкции крана в количестве не менее двух для каждого вида испытаний (растяжение, изгиб).

Проверка механических свойств сварного соединения на контрольных образцах производится вне зависимости от вида сварного соединения изделия путем испытаний на растяжение и на изгиб образцов, сваренных встык. Образцы изготовляются по ГОСТ 6996—66 «Швы сварные. Методы определения механических свойств металла и сварного соединения». Образцы на растяжение и изгиб испытываются со снятым усилением. В образцах, предназначенных для испытания на изгиб, сварной шов должен быть расположен поперек образца.

Результаты технических испытаний считаются удовлетворительными, если:
а) временное сопротивление не ниже нижнего предела временного сопротивления металла, установленного для данной марки стали государственным стандартом или техническими условиями;
б) угол загиба не менее 100 град.

Указанные показатели механических свойств считают средними. Для отдельных образцов допускается снижение их не более чем на 10 %.
Качество сварных соединений считается неудовлетворительным, если в них при любом виде контроля будут обнаружены внутренние или наружные дефекты, выходящие за пределы норм, установленных настоящими Правилами, техническими условиями на изготовление, ремонт или реконструкцию изделия и инструкцией по контролю сварных соединений.

Литература

  • Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов – Москва, Металлургия, 1983