курсовий проект
з дисципліни: Зварювання трубопроводів
Тема: “Організація, обладнання і технологія газового зварювання”
Зміст
Вступ
5
1. Організація зварювально-монтажних робіт на будівництві трубопроводів.
6
1.1 Класифікація процесів зварювання і область застосування в
будівництві. 10
1.2. Підготовчі роботи за зварювання труб і конструкцій. 12
1.3. Вибір і підготовка зварювальних матеріалів. 14
1.4. Металургійні і фізико-хімічні процеси при газовому зварюванні
сталей.
17
2. Технологія зварювання.
21
3. Обладнання і джерела живлення зварювальної дуги. 29
3.1. Основні вимоги до зварювального джерела живлення. 30
3.2. Вибір зварювального обладнання та інструмент зварника. 31
3.3. Самостійна розробка.
41
4. Контроль якості зварних з’єднань. 43
4.1. Характерні дефекти зварки і способи виправлення їх. 43
4.2. Напруження і деформація при зварюванні і способи їх зменшення 46
4.3. Способи контролю якості зварних з’єднань і їх обладнання. 48
4.4. Види випробувань і зразки для їх виконання.
53
5. Техніка безпеки при зварюванні і різці металів. 62
5.1. Основні види травматизму. 63
5.2. Міри захисту від травматизму.
65
Висновок 70
Перелік посилань на джерела 71
Додаток А Розрахунок товщини стінки трубопроводу. 72
Додаток Б Розрахунок витрати зварювальних матеріалів. 76
Додаток В Розрахунок термічного поля граничного стану. 79
Додаток Г Розрахунок заземлення. 86
Вступ.
В зв’язку з широким розвитком різних нових способів електричного
зварювання, спосіб газового зварювання зберігає самостійне значення
тільки в деяких технологічних процесах. До таких процесів, де
застосовують газове зварювання може рахуватися технологічно оправданим,
відносяться: ремонтне зварювання і пайка виробів із сірого, ковкого і
модифікованого чавуна; зварювання сплавів кольорових металів на основі
міді; наплавка твердих сплавів деяких марок (стеліту, сормайта).
При зварюванні сталі газове зварювання застосовується в обмежених
масштабах, переважно при зварюванні на монтажі конструкцій і
трубопроводів із тонкостінних труб. Все ж основна кількість зварювальних
конструкцій із сталі проводиться зараз із застосуванням методів ручного
дугового зварювання високоякісними електродами, або автоматичним
зварюванням під флюсом, зварюванні в середовищі захисних газів і
електрошлаковим зварюванням.
1. Організація зварювально-монтажних робіт на будівництві
трубопроводів.
Зварювання трубопроводу вздовж траншеї може виконуватись, як до риття
траншеї, так і після риття. Трубопровід у мовах рівнинної місцевості
монтується із секцій, які складаються із двох-чотирьох труб, що
зварюються до місця монтажу плітевозами. Збір трубопроводу із одинарних
труб виконується у виняткових випадках, коли по деяких причинах доставка
секцій труб до місця робіт неможлива.
Газова зварка є одним із старих способів зварки труб. Процес зварки
полягає в нагрівання трубних кромок і припадочного металу
ацитилено-кисневим полум’ям. Ацитилено-кисневе полум’я має температуру
коло 32000С, що дозволяє розплавляти метал і одночасно утримувати
зварювальну ванну в любих просторових положеннях. Процес застосовують
для зварки поворотних і неповоротніх стисків труб в основному малого
діаметру. В якості припадочного матеріалу використовують зварювальний
дріт Зд-0,8А діаметром 2-3 мм. Застосування ацетилена для зварки було
запропоновано у Франції Ле-Шателье і П.Пікаром в 1901 р. Газову зварку в
СРСР широко застосували при споруджені перших магістральних
нафтопроводів в 1936-1935 р.р. в теперішній час газове зварювання
частково застосовують при споруджені міських газопроводів діаметром до
150 мм і монтажні трубопроводів для контрольно-вимірювальних приладів на
компресорних і насосних станціях.
Зварювальних дріт випускають в мотках (бухтах). Її вирівнюють і
нарізають потрібної довжини. В більшості випадків при газовій зварці
використовують припадочний дріт, близький по свому хімічному складу до
зварювального металу. Неможна використовувати для зварки випадковий дріт
невизначеної марки і хімічного складу. Хімічний склад деяких марок
дроту, що використовується для газової зварки вуглецевих сталей,
приведено в таблиці.
Поверхня дроту повинна бути гладкою і чистою, без слідів окалини, іржі,
масла, краски і других забруднень. Температура плавлення доту повинна
бути вірна чи дещо нижча температури плавлення зварювального металу.
Дріт повинен плавитись спокійно і рівномірно, без сильного
розбризкування і скипанні, образуючи при застиганні тісний однорідний
наплавлений метал без сторонніх включень, пор, шлаків і інших дефектів.
Діаметр припадочного дроту вибирають в залежності від товщини зварюючого
металу і методу зварки.
Перед зваркою дріт слід випробувати на плавлення. Для цього беруть кусок
дроту довжиною 300-500 мм і наплавляють валик довжиною до 100 мм на
пластину з відповідного металу. Товщина металу повинна бути рівною
хвойному діаметру дроту.
Таблиця 1. Хімічний склад доту для дугової і газової
зварки вуглецевих сталей.
Марка дроту Склад елементів, % Примітка
Марга-нець Кремній Хром Нікель Сірка Фосфор
не більше
3в-08
3в-08А
3в-08ГА
0,35-0,60
0,35-0,60
0,80-1,10 0,03
0,03
0,03 0,15
0,10
0,10 0,30
0,25
0,25 0,04
0,03
0,03 0,04
0,03
0,03 Загальне, для полу-чення швів підвищеної пластичнос-ті і в’язкості.
Те ж, для особливо відповідаль-них кон-структцій.
Загальне для підви-щення швів
Загальне для полу-чення швів підвищеної міцності
3в-12ГС 0,14 0,80-1,10 0,60-0,90 0,20 0,30 0,03 0,03
Для газового зварювання кольорових металів (міді. Латуні, алюмінію,
свинцю), а також нержавіючої сталі в тих випадках, коли немає
підходящого дроту, застосовують в вигляді виключення полоски, нарізані з
листів тої ж марки, що в зварювальний метал. однак зварювання полосками,
зазвичай має неоднакові ширину, тому шов робиться гіршої якості, ніж
зварювання дротом.
1.1. Класифікація процесів зварювання і область застосування у
будівництві.
Всі способи зварювання трубопроводів поділяють на дві групи – плавленням
і тиском.
Зварювання плавленням – зварка, здійснюється місцевим плавленням
металів, без прикладання тиску.
Зварка тиском – здійснюється спільним пластичним деформуванням металів
шляхом прикладання тиску.
Зварювання плавленням поділяється на два типи: електродугову зварку і
променеву зварку. В свою чергу електродугова зварка поділяється на
чотири види:
Ручна дугова зварка – зварка плавленням, здійснюється нагрівом металу
електричною дугою і характеризується ручним виконанням двох головних
робочих рухів – подачі електроду і переміщення дуги відносно виробу.
Автоматична зварка під флюсом – дугова зварка з використанням плавленого
електрода, гранульованого флюсу, шар якого повністю закриває дугу,
механізованого подачею електрода і переміщенням дуги відносно виробу.
Зварка в захисних газах – електродугова зварка, здійснюється вдуванням в
зону дуги через електротримач струменя захисного газу.
Зварка порошковим дротом – дугова зварка, при якій електрична дуга
горить між виробом і плавлячим електродом, що представляє собою дріт,
виготовлений із тонкої металічної оболонки із запресованого в ньому
порошковидної речовиною.
Спосіб зварювання плавленням (електропроменева, фотонна, лазерна).
Джерела нагріву мають значно високу інтенсивність при порівнянні із
електричною дугою, але ці способи поки, що не знайшли застосування в
трубопровідному будівництві.
Зварка тиском – забезпечує утворення зварного з’єднання одночасно по
всьому периметру з’єднуючих елементів.
1.2. Підготовчі роботи до зварювання труб і конструкцій.
Всі труби призводять до трасу із заводів з розділкою кромок, призначеної
для ручної дугової зварки. Роз ділка кромок для труб любого діаметра при
товщині стінки більше 4 мм кут скосу кромок 30-350 і притуплення 1-2,6
мм.
Рисунок 1. Види розділки кромок.
При товщині стінки 16 мм і більше труби великого діаметру можна
поставити з комбінованою розділкою кромок, при цьому розмір В складає 7,
8 і 10 мм відповідно товщини стінки труби 16-19; 19-21,5 і більше 21,5
мм.
Для деяких спеціальних методів зварки розділу кромок приходиться
проводити на трасі. Так при двосторонній автоматичній зварці під флюсом
на трубозварювальних базах застосовують розділку кромок із збільшеним
притупленням, форма якої залежить від діаметра і товщини стінки труб.
Для труб діаметром 529-1020 мм з товщиною стінки від 7,5 до 11 мм
застосовують від торцьовані труби без розділки кромок (в). Труби
діаметром 529-820 з товщиною стінки вище 11 і до 18 мм включно повинні
мати розділку кромок у відповідності з (г); при товщині стінки цих труб
більше 18 мм, а також для труб діаметром 1020-1420 мм з товщиною стінки
більше 11 мм до 21 включно, то роз ділка кромок повинна відповідати (е).
При автоматичній зварці неповоротніх стиків труб в середовищі СО2 також
застосовують труби з спеціальною розділ кою кромок зображеною на рисунку
(ж,з).
Від розділки кромок і товщини стінки залежить об’єм наплавленого металу
на 1 м довжини шва.
1.3. Вибір і підготовка зварювальних матеріалів.
Від вибору зварювальних матеріалів, знання їх властивостей,
характеристик і особливостей залежить не тільки міцність і надійність
трубопроводу, а виконання зварювально-монтажних робіт.
Ацетилен (хімічна формула С2Н2) є хімічним з’єднанням вуглецю з воднем.
Це безколірний газ гарячий, що має різкий характерний запах. Ацетилен є
вибухонебезпечним газом, особливо в суміші чи чистим повітрям.
Широке розповсюдження отримав новий спосіб виробництва ацетилену – з
природного газу (метану) термоокислюючим пиролізом його з киснем.
Ацетилен легкий за повітря – 1м3 ацетилену при 200С і атмосферному тиску
важить 1,09 кг.
Ацетилен получають при розкладі карбіду кальція водою. Карбід кальція –
це тверда речовина сірого кольору з об’ємною масою 2,22 г/см3. Карбід
кальцію дістають плавленням коксу і негашеної суміші в електричних
дугових печах при температурі 1900-23000С, при якій протікає слідуючи
реакція:
СаО = 3С = СаС2 + СО.
При взаємодії з водою карбід кальцію, скоро розкладається, виділяючи
газоподібний ацетилен і образуючи в залишку гашену суміш, що є відходом.
Реакція розкладання карбіда кальція водою виконується по такі схемі:
Карбід кальцію жадібно впитує воду. Достатньо присутності парів воли в
повітрі, щоб карбід почав розкладатись і виділяти ацетилен.
Гази – замінники ацетилену. Крім ацетилену. При зварюванні і різці
металів можна використовувати також ряд других горючих газів і парів
горючих рідин. Гази – замінники ацетилена: метан, пропан-бутан, водень,
бензин, керосин і інші. Взагалі гази дешевий ацетилена, але температура
полум’я цих газів в суміші з киснем значно нижча.
Таблиця 2. Характеристика горючих газів при 760 мм рт. ст.
Продукт Густина кг/м3 Теплота згорання тис. ккал/м3 Темпер.
полум’я,
0С Співвід. між киснем і газом для норм. полум’я Межі вибух. в суміші, %
з повіт-рям з киснем
Ацетилен 1,17 13 3200 1,15 0,2-80,7 2,3-93
Метан 0,73 8,5 1850 1 5,2-13,8 3-45
Пропан-бутан 1,87 4,6-6 2000 1,75 2,2-9,5 10-73-6
Водень 0,09 2,4 2200 0,25 3,3-81,5 4,6-93
Бензин 0,7-0,76 10-10,5 2500 1,1-1,4 0,7-0,6 2,1-28,4
Керосин 0,8-0,84 10 2400 1,7-2,4 1,4-5,5 –
В таблиці приведена характеристика балонів для стиснутих газів. У
верхній сферичній частині кожного балона вибито клеймо із слідуючи ми
даними: товарний знак заводу виготовлювача; номер балона і рік слідую
чого випробування; визначене робоче (Р) і пробний гідравлічний (П) тиск;
ємність балона, Л; маса, кг; клеймо ОТК. Ацетиленові балони
випробовуються через 3 роки, а інші через 5 років.
Таблиця 3. Характеристика балонів для стиснутих газів.
Газ Граничний роб. тиск
при 200С, кг с/мм2 Колір балона Колір надпису
Вуглекислота 125 Чорний Жовтий
Аргон чистий 150 Сірий Зелений
Аргон технічний 150 Чорний Синій
Азот 150 Чорний Жовтий
Кисень 150 Голубий Чорний
Повітря 150 Чорний Білий
Ацетилен 19 Білий Червоний
Водень 150 Темно-зелений Червоний
Метан 150 Червоний Білий
Пропан 17 (при +500С) Червоний Білий
Вуглекислота після доставки до зварювального поста повинна відстояти на
протязі 20-25 хв.
1.4. Металургійні і фізикохімічні процеси при газовому зварюванні
сталей.
Газове зварювання і киснева різка відносяться до груп процесів
газополум’яної оброки, при яких метали нагріваються або плавляться
високотемпературним газовим полум’ям.
В якості паливних газів при газовій обробці металів використовують
ацетилен, водень, природні гази, бутан, пропан, і їх суміші, а також
пари бензину і керосину.
Температура згорання паливних газів в кисні досягає 2100-32000С.
Зварювальне полум’я, розплавляючи метал, утворює навколо рідкої ванни
газову зону, захищаючу від взаємодії з киснем і азотом повітря. В
процесі зварки регулюють в широких межах кількість тепла, що вводиться в
виріб, що забезпечує незначне вигорання легуючих елементів і дає
можливість зварювати тонкий метал. разом з цим менш концентрований (ніж
при дуговій зварці) нагрів металу і більш широка зона теплової дії,
утворюють підвищені зварювальні напруження і деформації.
В будівництві газове зварювання застосовують в основному при з’єднанні
стисків стальних труб малих і середніх діаметрів, зварюванні стикових
з’єднань стальних елементів товщиною 6-8 мм, зварюванні кольорових
металів, алюмінію і свинцю і ремонтного зварювання чугуна.
нахилу мундштука пальника до поверхні зварювального металу ефективність
передачі тепла зварювальним полум’ям змінюється, досягаючи найбільшого
значення при куті нахилу 900.
Рисунок 2. Кути нахилу (а) і способи переміщення (б) мундштука при
газовій зварці.
Спосіб 1 застосовують при зварюванні тонких листів і деталей, способи 2
і 3 –п ри зварюванні листів середньої довжини. При зварці потрібно
прямувати до того, щоб метал зварювальної ванни був завжди захищений від
дії навколишнього середовища газами встановленої зони полум’я. Тому
спосіб 4, при якому полум’я пальника періодично відводиться в сторону,
застосувати не рекомендується, так як визиває окислення рідкого металу
киснем повітря.
При газовому зварюванні часто користуються ацетиленовим полум’ям, яке в
залежності від співвідношення в суміші кількості складових газів може
бути нормальним, окисленим і навуглецевуючим.
Таблиця 4. Характеристика видів ацетиленового полум’я.
Вид полум’я Співіднош.
=1,4).
Навуглецевуюче Менше 1,1 Ядро збільшене на кінці якого утворюється
зелений віночок. Відновлюючи зона майже зливається з ядром. Полум’я має
жовте забарвлення, навуглецевує зварювальний матеріал. Зварювання
чавуна (із надлишком ацетилена)
Фізико-хімічні процеси, що проходять в зоні плавлення, зручно розглядати
на основі законів хімічної термодинаміки. Для металургійних процесів при
зварюванні характерно, що:
в кожному окремому об’ємі зони плавлення реакції прагнуть до стану
рівноваги, як найбільш вигідному із енергетичної точки зору;
перехід із неврівноваженого стану, що характеризується вільною енергією,
в рівновагу з енергією супроводжується зменшенням самостійної енергії
системи взаємодіючих речовин.
Металургійні процеси при зварюванні проходять короткочасно з великим
градієнтом температур, із значним перемішуванням взаємодіючих фаз.
Взаємодія між шлаком, газом і металом проходить на стадії ванни.
На стадії ванни характерні порівняно невисока температура металу
(1700-18000С) і на порядок менша відносна поверхня контакту фаз. На цій
стадії час контакту металу з газом і шлаком досягає 5-50 с, але
перечисленні процеси майже не дістають повного розвитку.
2. Технологія зварювання.
В будівництві газову зварку застосовують в основному при з’єднанні
стиків стальних труб малих і середніх діаметрів, зварюванні стикових
з’єднань стальних елементів товщиною до 6-8 мм, зварюванні кольорових
металів, алюмінію і свинцю та ремонтного зварювання чавуна.
Газове зварювання виконують лівим або правим способом.
При правому способі зварювання, полум’я зварювального пальника
направлене на шов, а процес зварювання ведеться зліва направо. Пальник
переміщується спереду дроту зварювального, а формування зварного шва
проходить згідно рисунку 2.1.
Рисунок 2.1. Правий спосіб газової зварки.
На рисунку 2.2. схематично показаний рух пальника та зварювального дроту
при правому способі газового зварювання.
Рисунок 2.2. – Траєкторії руху зварювального дроту та пальника при
правому способі газового зварювання.
При лівому способі зварювання полум’я зварювального пальника направлено
від шва, і процес зварювання ведеться зправа наліво. Пальник
переміщується вслід за зварювальним дротом, і формування зварювального
шва проводять по схемі рисунку 2.3.
Але потрібно відмітити, що зовнішній вигляд при лівому способі (в
особливості при зварюванні металу малої товщини) краще, так як зварник
при цьому способі добре бачить кромку застигаючої ванни і дякуючи цьому
забезпечує рівномірну висоту і ширину валика.
Практика показує, що при зварюванні металу товщиною до 3 мм більш
продуктивним є лівий спосіб, а при більшій товщині (в особливості при
зварюванні із скосом кромок) – правий спосіб.
Рисунок 2.3. – Лівий спосіб газового зварювання та траєкторія руху
зварювальника дроту та пальника.
Дослідження газового зварювання сталей відносно великої товщини (5-12
мм) лівим і правим способом були встановлені слідуючи особливі способи
зварювання:
Потужність полум’я повинна встановлюватись із розрахунку 150 л/год
ацетилену на 1 мм товщини зварювального матеріалу.
Кут зрізу кромок при правому способі повинен бути приблизно на 10-150
менше, ніж при лівому способі, при чому пальник повинен переміщуватись
поступово вздовж шва без поперечних коливань, зварювальним дротом
необхідно проводити коливальні рухи, які сприяють кращому переміщуванню
ванни і формуванні шва потрібної ширини.
Кут нахилу мундштука пальника при правому способі до поверхні виробу
повинен бути на 10-200 більше, ніж при зварюванні лівим способом.
При дотриманні приведених вище умов продуктивність правого способу
зварювання на 20-25% вища, а розхід газів на 15-20% менша, ніж при
лівому способі зварювання.
Основними факторами, які визначають режими газового зварювання, повз
швидкості зварювання, яка при ручному дуговому процесі може бути різною,
є кут нахилу наконечника пальника, потужність полум’я і діаметр
зварювального дроту. Нахил мундштука пальника до поверхні металу
залежить в основному від товщини зварювальних листів і від теплофізичних
властивостей металу. Чим більша товщина металу, тим більший кут нахилу
мундштука пальника.
Потужність полум’я. Про потужність зварювального полум’я прийнято судити
по годинній затраті пального газу. Потужність полум’я залежить від
товщини металу і його теплофізичних властивостей. Чим більша товщина
металу і чим вища його температура плавлення і теплопровідність, тим
більшу потужність полум’я необхідно вибирати для його зварки. Так,
наприклад, при зварюванні мало вуглецевих і низьколегованих сталей,
годинний розхід ацетилену встановлюється по слідучим емпіричним
формулам:
для лівого способу
л/год, (2.1)
для правого способу
л/год, (2.2)
де S – товщина зварювальної сталі, мм.
Зварювання швів відбувається в різних просторових положеннях. Найбільш
простою є зварювання швів в нижньому положенні. Полум’я пальника
напрямляють з таким розрахунком, щоб кромки зварювального металу
знаходились в відновлюючій зоні на відстані 2-6 мм від ядра полум’я.
Шви в вертикальному положенні виконують, ведучи зварювання зверху вниз
при товщині металу до 3 мм, лівим способом. Пальник розташовують під
кутом 45-600 до шва, а дріт – під кутом 900 до полум’я. (див. рисунок
2.4, а, б).
Горизонтальні шви (див. рисунок 2.4, в) зварюють правим способом,
запобігаючи стіканню рідкого металу на нижню кромку за рахунок тиску
газів полум’ї.
Стельові шви (див. рисунок 2.4, г) виконують також правим способом, так
як при ньому тиск газів полум’я утримує ванну рідкого металу від
стікання. Зварювальний дріт при цьому тримають нахилено до вісі шва.
де а – зварювання вертикальних швів знизу вверх;
б – теж саме (зварювання наскрізним валиком);
в – зварювання горизонтальних швів;
г – зварювання стельових швів.
Рисунок 2.4 – Зварювання швів в різних просторових положеннях.
Зварювальні бази призначені для з’єднання одинарних труб в секції 24-36
м і більше. Зварювальні бази для заготовки секцій організовуються в
польових умовах на трасі.
При виборі місця і радіуса дії централізованих трубозварювальних баз на
трасі необхідно враховувати:
Наявність під’їзних до неї шляхів для забезпечення безперервної роботи
автотранспорту при доставці труб і вивезення зварених секцій в будь-який
період року;
Рельєф місцевості, на якій розміщується база, і кліматичні умови в
період виконання зварювально-монтажних робіт по сезонам року;
Можливість розташування бази в центрі обслуговуваної дільниці;
Можливість культурно-побутового обслуговування персоналу
(водозабезпечення, поблизу населених пунктів і культурно-побутових
приміщень).
Після вибору площадки для трубозварювальної бази приступають до монтажу
стелажів для підготовки труб до зборки, збірного кондуктора і зварного
стенду.
Стелажі встановлюють строго горизонтально, а схил площини стелажів не
повинен перевищувати 20.
Після збору і монтажу кондуктора, а також приєднання до нього
напрямляючи до нього приймального стелажа, встановлюють напрямляючи для
скочування і зберігання зібраних секцій.
Потім приступають до пристрою роликових опор зварювального стенду.
Кількість зварювальних стендів і зварювальних пристроїв, розташованих в
одному місці, визначених розрахунком, виходячи із продуктивності
зварювально-монтажних робіт.
Для того, щоб почати процес газового зварювання або різки, метал
потрібно підігріти до температури, достатньої для спалахування його в
струмені кисню. Цей нагрів здійснюється на невеликій ділянці поверхні
металу, на які безпосередньо направляється підігріваючи полум’я і
струмінь ріжучого кисню.
Практично цей підігрів може бути здійснений будь-яким способом, при
якому поверхня стального виробу може бути за можливо короткий проміжок
часу нагріта до температури 1300-13500С.
Дякуючи великій поширеності в порівнянні із другими пальними газами
ацетилен знайшов найбільше застосування не тільки при зварюванні, але і
прирізці металів. В якості переваг ацетилено-кисневого підігріваю чого
полум’я при різці потрібно відмітити те, що воно має високу ефективну
потужність і найбільш високу температуру при порівнянні із полум’я
других пальних.
Для ацетилено-кисневого підігріваю чого полум’я час початкового
підігріву металу до спалахування орієнтовно складає:
Товщина сталі в мм Час підігріву в с
10-20 5-10
20-100 7-25
100-200 25-40
В момент початку газового зварювання металу в початковій точці різу до
спалахування здійснюється виключно за рахунок теплоти, що вводиться в
метал підігріваючим полум’ям.
3. Обладнання і джерела живлення зварювальної дуги.
Для забезпечення зварювального процесу в трасових умовах або на
будівельному майданчику прилади переважно комплектують джерелом живлення
зварювальної дуги (зварювальним пристроєм із двигуном внутрішнього
зварювання, зварювальним випрямлячем, зварювальним електромашинним
перетворювачем).
Ручне зварювання виконують із підключенням джерела живлення із допомогою
кабелю до зварювального пристрою і електротримачу із закріпленим на
ньому електродом.
Для виконання ручної, напівавтоматичної і автоматичної зварки стисків
трубопроводів і резервуарів в якості джерела струму використовують
пересувні зварювальні апарати, які складаються із однопостового
зварювального генератора постійного струму і привідного двигуна.
В трасових умовах застосовують двохпостовий зварювальний апарат
АДД-502-VI із вентильними генераторами для ручної і автоматичної зварки
під флюсом. Ці вентилі генератори представляють собою індуктор
підвищеної частоти (500 Гц) із випрямлячем.
3.1. Основні вимоги до зварювального джерела живлення.
Зварювальні випрямлячі збирають із напівпровідникових
елементів-вентелів, які використовують для випрямляча змінного струму.
Зварювальні випрямлячі розділяють на однопостові із крутопадаючими,
жорсткими і полога падаючими і універсальними і багатопостові із
жорсткими характеристиками.
Однопостові джерела живлення змінного струму із падаючого зовнішньою
характеристикою бувають: реакторного і трансформаторного типу. Ці
джерела живлення мають понижаючий однофазний трансформатор, який понижує
мережну напругу до напруги холостого ходу 60-70 В, що необхідно для
безпечної роботи. Дросель об’єднаний із трансформатором, виробляє
падаючу характеристику і регулює зварювальний струм. Джерела живлення
такого типу випускають в однокорпусному виконанні.
До джерел живлення постійного струму також відносяться багатопостові
генератори. Багато постові агрегати і перетворювачі комплектують
генератором, який має дві обмотки збудження: намагнічуючу і
підмагнічуючи. Намагнічуючу обмотку живлять від основних щіток
генератора. Зварювальні пости підключають до генератора паралельно через
регульовані баластні реостати. Одночасна робота декількох пластів від
одного генератора дозволяє підвищити коефіцієнт використання обладнання.
Для забезпечення падаючої характеристики на кожному пості встановлюють
баластний реостат, який також вимірює зварювальний струм.
3.2. Вибір зварювального обладнання та інструмент зварника.
Для зберігання і транспортування стиснутих, зріджених і розчинених газів
пд. Тиском при температурі від –50 до +600С застосовують стальні балони.
Умови зберігання балонів повинні відповідати вимогам ГОСТу 15150-69.
В залежності від заповнюючого газу балони фарбують у відповідні кольори.
Балони для ацетону виготовляють по ГОСТу 949-73. Тиск газу в балоні
повинен бути на більше 1900 кПа при температурі 200С. Місця клеймування
на балонах обводять червоною фарбою.
Маркування балонів складається: товарний знак виготовлювача, номер
балонів, дату виготовлення, дату слідую чого випробування, вид
термообробки, тиск, Р-робоче, П-пробне, місткість в літрах, масу балону,
клеймо ОТК, індекси кліматичного виконання.
Для пониження тиску газу, що відбирається із балону або системи яка
живить, і автоматичного підтримання робочого тиску постійним, призначені
газові редуктори.
Редуктори класифікуються по принципу дії на прямої (рисунок 3.1) і
зворотної (рисунок 3.2) дії;
Рисунок 3.1- Схема редуктора прямої дії.
камер редуціювання на одно- і двохкамерні; по роду редуційованого газу
на кислоті, ацетиленові, водневі; для стиснутого повітря,
пропан-бутанові, для вуглекислого газу; по способу встановлення на
балонні, центральні, рампові, мережні.
Рисунок 3.2 – Схема редуктора зворотної дії.
Кисневі редуктори фарбують в голубий колір, ацетиленові в білий,
пропан-бутанові в червоний. В даному випадку наводимо коротку технічну
характеристику газових редукторів.
Шланги.
Шланги служать для під єднання газу від редуктора і ацетиленового
генератора до пальника чи різака. Вони повинні бути досить міцними, щоб
витримувати тиск газу, і бути гнучкими щоб не тіснити рух зварника.
Шланги виготовляють з вулканізованої резини, оснащеною одною чи двома
прокладками з льняної чи паперової тканини. Шланги мають стандартний
діаметр: внутрішній 9,5 мм, а зовнішній 17,5 мм. Шланги для кисню
повинні випробуватись при тиску 20 атм, а для ацетилену 5 атм. Для того
щоб зварник міг свобідно працювати, довжина шлангів зазвичай береться не
менше 5 мм.
Якщо потрібно продовжити шланг, то їх з’єднують за допомогою коротких
латунних чи стальних ніпелів, на яких кінці шлангів закріплюються за
допомогою дроту чи спеціальних хомутів.
Не можна застосувати нікелі для з’єднання шлангів, по яких проходять
керосин чи бензин, так як при неплотності в місці з’єднання витікаючи
рідина може загорітися.
Таблиця 5. Технічна характеристика газових редукторів.
Тип Робочий газ Число ступеней Тиск газу, кПа Найбільш. розхід газу,
м3/с Маса, кг
найбільш робоч.
ДАС-66
ДАМ-1-70
ДАП-1-65
ДАД-1-65
ДАР-1-64
РД-2АМ
Ацетилен 1
1
1
2
2
1 120
3000
3000
3000
3000
2500 10-100
20-100
10-120
10-120
20-100
10-150 1,8·10-3
1,4·10-4
1,4·10-3
1,4·10-3
4,2·10-3
1,4·10-3 1,85
2,5
2,5
3,5
14
2,1
ДПР-1-64
ДПП-1-65
ДПС-66
РД-1БМ Пропан-бутан 2
1
1
1 2500
2500
300
1600 20-300
10-300
150
5-150 6,9·10-3
1,4·10-3
1,7·10-3
1,4·10-3 14,4
2
1,85
1,6
РС-250-58
ДВ-70 Повітря 2
1 25000
25000 6500
7000 1,4·10-3
1,9·10-3 2,2
3,6
ДВП-1-65
В-50
РД-55М Водень 1
2
1 20000
20000
15000 100-1500
100-540
100-1500 2,2·10-3
0,8·10-3
2,8·10-2 2,3
3,8
2
Вентилі для балонів виготовляють з латуні. Кисневий вентиль рисунок (а)
має сальникове ущільнення в вигляді фібрової прокладки 1, в яку своїм
бортиком опирається шпиндель 2, що прижимається пружиною 3, а при
відкритому клапані 4 також і тиску газу. Передача обертання клапану від
маховика 6 здійснюється через муфту 5 недаючу на квадратні хвостовики
шпинделя і клапана.
Для зменшення тертя фіброву прокладку 1 пропитують чистим парафіном на
протязі 40 хв при температурі 700С з послідовним видаленням надлишкового
парафіна.
Рисунок 4. Вентиля для балонів:
а – кисневий; б – кисневий мембранного типу;
в – кисневий з шаріком ущільнювачем;
г – ацетиленовий; д – для пропан-бутана.
Ацетиленові вентилі виготовляють з сталі, застосування якої в даному
випадку безпечне. В ацетиленових вентилях забороняється застосовувати
мідь і її сплави, де міді більше 70%, так як з міддю ацетилен може
образувати вибухове поєднання – ацетиленисту мідь.
Різна окраска балонів і різна конструкція вентилів застерігає можливість
помилкового заповнення ацетиленом кисневого балона і на оборот, що являє
собою велику небезпеку так, як може призвести до вибуху балона,
наповненого не тим газом для якого він призначений.
Балони для кисню і других стиснутих газів представляють собою стальні
циліндричні судини, що мають в низу днище, а в верху вузьку горловину.
Балони безшовні для газів високих тисків виготовляють з труб вуглецевої
і легованої сталі по ГОСТ 949-57ю
Щоб підготувати балон до роботи потрібно:
відкрутити ковпак балона;
відкрутити заглушку штуцера вентиля;
оглянути вентиль, щоб встановити чи немає на ньому слідів жиру чи масла;
якщо вентиль справний йог відкривають короткочасним поворотом маховика;
провіряють стан накидної гайки редуктора;
приєднують редуктор до вентиля балона;
послаблюють регулюючий гвинт редуктора;
помалу обертають маховичок, відкриваючи вентиль балона.
Потім повинен бути встановлений тиск кисню за допомогою регулюючого
гвинта редуктора.
Балони для ацетилену, з метою забезпечення безпечного зберігання
ацетилена під високим тиском, заповнюють спеціальною високо пористою
масою, що складається з активованого деревного вугляр в кількості
290-320 г/дм3 ємкості балона чи з суміші вугляр, пемзи, інфузорної землі
чи з других легких і пористих речей. Масу в балоні пропитують ацетоном,
в якому ацетилен добре розчиняється. Ацетона береться 225-300 г на 1дм3
ємкості балона.
В практиці газополум’яної обробки металів ацетилен, закачаний в балони,
заповнює пористою масою і ацетоном, називають розчиненим ацетиленом.
Ацетиленовим генератором називається апарат, призначений для розкладу
карбіда кальція водою з метою дістання газоподібного ацетилена.
По продуктивності – 0,8; 1,25; 2; 3,2; 5; 10; 20; 40 і 80 м3/год
ацетилена. Для деяких процесів газополум’яної обробки металів
застосовують генератори продуктивністю 150 м3/год.
Генератори бувають: пересувні і стаціонарні.
Генератор ГВР-1,25 М, що зображено на рисунку складається з
корпуса 1 і ввареної в нього реторти 2. В верхній частині генератора
вміщений відкритий зверху бачок 3 для води, з’єднаний трубкою 7 з
регулятором 8 для подачі води в реторту. На корпусі генератора
змонтований водяний затвор 11.
Корпус 1 генератора і бачок 3 заповнюють водою через горловину 4 до
рівня контрольного крана 12. Після завантаження кошика 9 карбідом
кальція її вставляють в реторту 2, яка закривається кришкою з резиновою
прокладкою. Кришка тісно прижимається до реторти вінтом, вкрученим в
траверсу 10.
Потім, обертаючи по годинниковій стрілці винт регулятора 8, відкривають
його клапан і вода з бачка 3 попадає в реторту. Ацетилен що утворився
при розладі карбіда кальція виходить в газовий простір генератора через
патрубок, що знаходиться в стінці реторти.
а – вигляд ззовні; б – розріз; в – зовнішній вигляд генератора,
оснащеного утеплюючим чехлом.
Рисунок 5. – Ацетиленовий генератор середнього тиску ГВР – 1,25М
Підготовка генератора ГВР-1,25М до запуску виконується в такому порядку:
заповняється водою запобіжний запір до рівня контрольного крану;
заливають воду в корпус генератора до рівня контрольного крана;
відкривають контрольний кран на реторті для пробірки доступу води;
завантажують кошик карбідом кальцію грануляцією 25 х 50 чи 50 х 80 мм в
кількості не більше 4 кг до рівня верхніх прутків і вставляють її в
реторту, щільно закриваючи кришкою;
обертають винт регулятора подачі води в реторту;
продувають генератор, випускаючи перші порції ацетилена назовні через
пробний кран реторти і кран водяного запору;
після підвищення тиску в генераторі до 0,15-0,2 кгс/см2 починають відбір
газу в пальник через водяний запір.
Для застереження від замерзання води в генераторі і водяному затворі при
роботі в зимовий час генератор утепляють ватним брезентовим чехлом.
Зварювальний пальник є основним інструментом при ручній газовій зварці.
В пальнику змішуються в потрібних кількостях кисень і ацетилен.
Створюючи горючу суміш, що витікає з великою швидкістю з отвору
мундштука пальника, запалюють і вона згоряє, даючи стійке зварювальне
полум’я, яким розплавляється основний і припадочний метал в місці
зварки.
Найбільше застосування находять інжекторні зварювальні пальники,
працюючі на ацетилені низького і середнього тиску.
Для нормальної роботи інжекторного пальника тиск кисню, що поступає в
нього повинен бути 3-4 кгс/см2. Тиск ацетилену може бути значно нижчим –
від 0,01 до 0,2 кгс/см2 (від 100 до 2000 мм рт.ст.).
3.3. Сопло газового різака.
(Самостійна розробка)
Винахід може бути використано в горизонтальних пальниках застосуванням
газів-замінників ацетилену.
Сопла газового різака, що має зовнішній і внутрішній мундштуки з
каналами для подачі ріжучого і підігріваю чого кисню і горючого газу і
камеру змішування газів.
Мета винаходу – забезпечити безпечні мови при експлуатації.
Це досягається тим, що внутрішній мундштук оснащений трубкою подачі
ріжучого кисню, на боковій поверхні якої поблизу робочого торця виконано
потовщення в вигляді двох усічених конусів, звернених великими основами
один до одного. При цьому внутрішній мундштук в місці потовщення трубки
виконаний з кільцевим вирізом, що утворився зі згаданим потовщенням
камеру змішування.
Сопло складається з трубки 1 для подачі ріжучого кисню з вихідною
головкою 2. Навкруг трубки розміщений внутрішній мундштук 3, між
внутрішньою стінкою якого і зовнішньою стінкою трубки мається кільцевий
канал 4 для проходу підігріваю чого кисню, що закінчується кільцевою
камерою 5 змішування.
Частина зовнішньої циліндричної поверхні внутрішнього мундштука 3
передбачена з каналами 6 для проходу горючого газу, який виконаний в
формі прорізу. У вихідного кінця зовнішнього мундштука 7 передбачено ряд
прорізів 8, розміщених навкруг зовнутрішніх мундштука 3.
На зовнішньому мундштуку 7 виконана циліндрична 9 і конічна 10 частини.
Частина 10 закінчується на вихідному кінці прорізами 8, а циліндрична
частина 9 у вихідного отвору має фланець 11, призначений для взаємодії з
міцними засобами (на креслені не показані).
Сопло газового різака, утримує зовнішні і внутрішні мундштуки з каналами
для подачі ріжучого і підігріваючого кисню і гарячого газу і камеру
змішування газів, відрізняються тим, що, з ціллю підвищення безпечності
при експлуатації, внутрішній мундштук оснащений трубкою подачі ріжучого
кисню, на боковій поверхні якої вблизі робочого торця виконано
потовщення в виді двух січених конусів, звернених великими основами один
до одного, при цьому внутрішній мундштук в місці потовщення трубки
виконаний з кільцеподібним вирізом, щ створюється зі згаданим
потовщенням камеру змішування.
4. Контроль якості зварних з’єднань.
Висока якість зварювальних робіт на будівельно-монтажних ділянках
забезпечується доброю організацією робіт і контролем зварювального
виробництва. Під контролем якості зварювання розуміється пробірка умов і
порядок виконання зварювальних робіт, а також визначення якості
виконання зварювальних з’єднань в відповідності із технічними вимогами.
Контроль процесу виготовлення зварних конструкцій виконується
поопераційно і правильна організація його є надійною гарантією
безаварійної експлуатації трубопроводів, резервуарів і інших
конструкцій.
Якість зварних з’єднань трубопроводів і конструкцій провіряють під час
монтажу і о закінченні зварювання. Зварювальні шви підлягають
зовнішньому огляду для визначення поверхні тріщин в наплавленому металі
або коло шовної зони, напливів і підрізів в місцях переходу від шва до
основного металу, пропалів, незаварених кратерів і інших дефектів.
4.1. Характерні дефекти зварки і способи виправлення їх.
Дефекти в зварних з’єднаннях трубопроводів і других конструкцій
зустрічаються при порушенні технології зварювання, при неправильному
виборі зварювальних матеріалів і незадовільному їх зберіганні, при
невдалому виборі способу зварювання і режиму, при незадовільні
підготовці виробу до зварювання і так далі. Дефекти що утворюються в
зварних з’єднаннях, модна розділити на декілька груп: металургійні
пороки (розшарування, тріщин) в металі виробу, розташовані поряд із
швом; дефекти обумовлені поганою зварюваністю металу; дефекти що
зв’язані із технічним станом зварювальних матеріалів.
По розташуванні в стиску дефекти розрізняють на зовнішні і внутрішні.
Внутрішні дефекти виявляють в зварному з’єднанні із допомогою різних
фізичних методів контролю. До внутрішніх дефектів повинні бути віднесені
(рисунок 4.1) і газові пари, як можуть бути одинарні, групові,
розташовуються в шві у вигляді скупчень
а – пари; б – неметалічні і шлакові включення; в – не сплавлення; г
–непровар; д – тріщини.
Рисунок 6. Внутрішні дефекти зварних з’єднань.
шлакові включення різних розмірів, які можуть розташовуватись в корені
шва; не провар в корені шва і між шарами; тріщини любих форм і розмірів;
не сплавлення наплавленого металу з основним. Газові пори утворюються в
зварювальний швах із-за застосування вологих електродів, флюсу,
захисного газового середовища і наявності вологи на поверхні
зварювальних поверхонь. Шлакові включення утворюються при попаданні в
зварювальну ванну неметалічних частин (забруднень, грубого нальоту іржі
або шлаку при багатошаровому зварюванні), яке не встигає всплити на
поверхню шва. Не провар в корені першого шва являється найбільш
поширеним і небезпечним дефектом у зварюванні конструкцій. Тріщини в
зварних з’єднаннях любих конструкцій є одним з небезпечних дефектів, що
мають досить малу ширину гострі краї, що перешкоджає їх виявленню.
Тріщини викликають місцеву концентрацію напруження і при несприятливих
умовах роботи конструкції можуть призвести до порушення герметичності і
руйнування стиків.
4.2. Напруження і деформація при зварюванні і способи їх зменшення.
Напруження і деформації при газовому зварюванні виникають в наслідок
нерівномірного нагріву зварювального металу. При нагріві метал починає
розширюватись, розширенню протистоять більш холодні ділянки, в
результаті виникають внутрішні напруження.
Другою причиною виникнення деформації і напружень являється усадка
металу шва, що викликає поздовжні і поперечні напруження.
Величина розширення металу і пов’язана з цим степінь деформації залежать
від температури нагріву і коефіцієнта розширення металу. Форма деталі,
розміри і положення швів також впливають на величину деформації.
Газове зварювання дає велику зону нагріву у порівнянні з іншими видами
зварювання, тому вона викликає більші деформації виробів.
Для усунення деформацій при зварюванні в стик, використовують
оберненоступінчатий і комбінований порядок накладання швів. В цьому
випадку весь шов поділяють на ділянки довжиною 100-250 мм. Зварювання
ведеться у порядку вказаному на (рисунку 4.2.)
Для зменшення деформації використовують спосіб урівноваження деформації,
при якому має значення по черговість накладання швів.
а – оберненоступінчатий, б,в – комбіновані
Рисунок 7 – Порядок накладання швів.
Черговість накладання швів вибирають так, щоб послідуючий шов викликав
деформації, обернені деформаціям, отриманих при накладанні попереднього
шва.
Використовується також спосіб обернених деформацій. Суть методу полягає
в тому, що деталі перед зварюванням розташовують так, щоб після
зварювання деталі прийняли потрібне взаємне розташування. В цьому
випадку лист розміщують так: під деяким відносно одне одного кутом. В
процесі зварювання внаслідок усадки, кромки зближаються і зменшується
деформація. Використовують також жорстке закріплення зварювальних
деталей, а також попередній підігрів.
а – врівноваження; б – зворотня деформація.
Рисунок 8. – Способи зменшення деформації.
Способи контролю якості зварних з’єднань і їх обладнання.
Механічні випробування зварних з’єднань звичайно проводять на зразках,
вирізаних з окремих ділянок стика. Ці випробування потребують руйнування
зразків і тому використовуються вибіркова. Подібне випробування
використовують для контроля якості зварних матеріалів (електродів, дроті
і флюсу); для вибіркової пробірки механічних властивостей зварних
з’єднань, виконаних пресовими методами зварки.
Механічні випробування зварних з’єднань в металу швів проводять на
зразках, вирізаних з нитки трубопровода чи з пробних стиків, зварених з
коротких відрізків труб в умовах, аналогічних трасовим.
З кожного стика виготовляють від шести до шістнадцяти зразків. Вирізані
зразки підлягають механічній обробці для получення зазначеної форми і
розмірів.
При випробуванні на розтяг визначають міцність металу шва чи зварного
з’єднання. Відповідно цьому образці можуть бути двох видів. На (рисунку
197, а) показані образці для визначення часового супротиву найбільш
слабого участка в стиковому з’єднанні.
визначається при виникненні першої тріщини в зоні.
а – статичний розтяг;
б – статичний згин;
в – на ребро;
г – на злом з підрізом;
д – на ударний згин.
Рисунок 9 – Зразки для механічних випробувань зварних з’єднань.
Зразки випробувань в стаціонарних чи пересувних лабораторіях.
Для отримання оперативних даних в трасових умовах використовують
пересувні лабораторії марки ЛКС, які встановлюють на прицепі. В
комплексі лабораторії є фрезерний станок марки НГФ-110Ш1 і розривна
машина марки РМУГ-20 для механічних випробувань зразків на розтяг і
згин.
1 – злам з підрізом; 2 – згин коренем шва назовні чи на ребро; 3 – згин
коренем шва в середину; 4 – на розтяг.
а – для труб діаметром 75-325 мм;
б – для труб більше 325 мм.
Рисунок 10 – Схема вирізки зразків для механічних випробувань.
Для визначення ударної в’язкості металу шва, навколо шовної зони чи
наплавленого металу (рисунок 197, д) випробування проводять в
стаціонарних лабораторіях на зразках з січенням не більше 10 х 10 мм. В
залежності від випробування при вборі положення зразка в випробувальному
з’єднанні вершину підрізу розташовують в різних точках шва.
Потрібне положення зразка встановлюють по макрошліфу поперечного січення
зварного з’єднання. При цьому всі зразки розташовують поперек
поздовжньої осі шва.
Твердість різних ділянок зварного з’єднання визначають в поперечному
січенні на макрошліфах замором на приборах Виккерса, Роквелла і
Брінелля.
Твердістю називається осібність металу опиратись пластичній деформації
при вдавлюванні в нього значно твердішого тіла.
До основних видів випробувань на твердість відносяться три передбачених
стандартами методи, названих по імені їх винахідників: метод Бриннеля,
метод Виккерса і метод Роквелла.
Вимірювання твердості по методу Брінелля застосовується для металів і
сплавів малої і середньої твердості. Він складається в тому, що
випробовуючий зразок під дією визначеного зусилля вдавлюється шарик
визначеного діаметру. Нагрузка діє в строго визначений час. Діаметри
шариків 10,5 і 2,5 мм. Співвідношення діаметра шарика, навантаження і
часу витримки шарика під навантаженням регламентується ГОСТ 9012-59.
Діставши діаметр відбитку повинен складатися 0,2…0,6 діаметра шарика.
Для випробувань матеріалів великої твердості застосовують метод
Виккерса, де кінцевиком для випробування служить алмазна піраміда, яка
дозволяє провірити твердість деталей малих січень і тонких шарів. Як і
при випробуваннях по методу Брінелля, твердість по Віккерсу визначається
відношенням величини навантаження до площі основного металу “зусиллям”.
1 – вантаж;
2 – привід;
3 – оправка з валиком;
4 – робочий столик.
Рисунок 11. – Схема пристрою ТШ-2 для вимірювання пристрою.
1 – шарик;
2 – корпус;
3 – боєк;
4 – еталон.
Рисунок 12 – Схема пристрою типу Польді для вимірювання пристрою.
4.4. Види випробувань і зразки для їх виконання.
Для оцінки механічних властивостей зварні з’єднання підлягають різним
випробуванням. До механічних випробувань зварних з’єднань звертаються і
в тих випадках, коли потрібно визначити якість зварювальних матеріалів,
розробити оптимальні технологічні режими (особливо при зварюванні
спецсталей), а також при провірці кваліфікації зварників, що й описано
попередньо.
Механічні випробування зварних з’єднань по характеру прикладанні
нагрузок в часі можна поділити на три основних типи:
статистичне випробування, втілюючи шляхом поступового зростання нагрузки
на зразок до його повного розбиття; імітуючи роботу зварних з’єднань при
постійній нагрузці;
динамічне випробування, при якому зусилля зростають миттєво і діє на
протязі короткого часу; характерні для з’єднань, працюючих в умовах
скоро зростаючих навантажень (ударів);
випробування на втому, при яких навантаження багаторазово змінюється по
величині, або по величині і знаку.
Методи визначення механічних властивостей зварних з’єднань
спостерігаються інші види випробувань металу різних ділянок зварного
з’єднання і наплавленого металу зварного шва:
а) на статичне (короткочасне) розтягування;
б) на ударний згин (на підрізних зразках);
в) на стійкість проти механічного старіння;
г) на статичний розтяг (зварного з’єднання);
д) на статичний згин (загин зварного з’єднання);
е) на ударний розрив (зварного з’єднання), а також зміна твердості
металу різних ділянок зварного з’єднання і наплавленого металу.
Випробування проводять на обранцях, вірізаючих з контрольованих виробів,
наприклад, з стиків трубопроводів, чи з контрольних з’єднань, спеціально
зварених для таких цілей. При цьому необхідно використовувати ті ж
основний метал і зварювальні матеріали, режими зварки і термообробки,
тих же зварників. Зразки зварних з’єднань не повинні мати прогин,
величина якого на довжині 200 мм перевищує 10% товщини зварюваного
металу чи складає більше 4 мм. Депланація, тобто перевищення одної
кромки над другою в стикових з’єднаннях, повинна бути не більше 15%
товщини зварювальних листів, але не більше 4 мм.
При зварці контрольних з’єднань ширина (в) кожної зварювальної пластини
в залежності від товщини металу (б) повинні бути не менше:
в, мм 50 70 100 150
б, мм 4 4…10 10…20 20…50
Довжину пластин визначають в залежності від розмірів і числа зразків,
які необхідно з них виготовити, з урахуванням довжини невикористаних
ділянок шва на початку і в кінці пластин, де режим зварки недостатньо
стабільний. Розміри цих ділянок визначають від 20 до 70 мм в залежності
від способу зварки і сили струму. Заготовки для випробувань наплавленого
металу вірізають з спеціально підготовлених на плавок, виконаних на
пластині в декілька шарів.
Вирізку заготовок для зразків слідує можливість виготовити на метало
ріжучих станках, щоб не змінювати структуру металу.
Статичне випробування на розтяг є одним з найбільш розповсюджених,
поскільки вони дають можливість порівняно точно оцінити поведінку металу
і при других видах навантаження.
Стандартами цей вид випробувань спостерігається для більшої частини
відповідальних зварних конструкцій, являється найбільш простим і
відносно легко здійснюючим.
в %.
Випробування проводять на спеціальних машинах, що складаються з
механізмів кріплення зразка, навантаження, вимірювання і реєстрації
розвиваючого зусилля. В деяких типах машин є доповнюючі устройства для
запису діаграми випробування. Механізм кріплення зразка забезпечує також
його центрування для здійснення тільки розтягую чого зусилля без
виникнення згинаючого моменту. Необхідні зусилля даються з допомогою
механічного та гідравлічного приводу. В машинах з механічним приводом
рисунок обертання ходового винта, переміщуючого зажими, здійснюється
вручну чи від електродвигуна через фрикціонну передачу чи коробку
швидкостей для створення різних швидкостей навантаження. З числа машин з
механічним приводом застосовуються ИМ-4Р, ИМ-12А, МР-0,05. В
випробувальних машинах з гідравлічним приводом переміщення рухаю чого
захвата здійснюється за рахунок ходу поршня.
1 – гідропривід;
2 – зразок;
3. – гідроциліндр.
Рисунок 13. – Схема розривної машини з гідравлічним приводом.
1 – електропривід;
2 – нижній захват;
3 – зразок;
4 – верхній захват.
Рисунок 14. – Схема розривної машини з механічним приводом.
Випробування кутових з’єднань (таврових і нахлест) виготовляються значно
рідше, так як більш важче виконати зразки з кутовими швами, працюючими
чисто на зріз чи розтяг без образування згинаючого момента, який значно
спотворює результати. Тому зразки для випробування кутових з’єднань
повинні виконуватись з симетричним розміщенням швів.
При випробуванні на згин застосовуються зразки циліндричної чи
прямокутної форми. Випробування проводять на універсальній машині.
Зразок вміщують на дві шарнірні опори, відстань між якими є радіус
оправки, через яку до центра зразка прикладають згинаюче зусилля,
вибирають в залежності від товщини основного металу. Згин виконується на
зразках з знятим зусиллям і в сторону, протилежну кореню шва (при
одностронній зварці).
Рисунок 15. Зразок для випробування на стисний згин.
Випробування на вм’ятини проводять для труб малого діаметра з
повздовжніми і поперечними зварними швами. Зразок для випробування на
вм’ятини представляє собою стискове з’єднання довжиною, рівною діаметру
труби, з якої його вирізають механічним способом. “Зусилля” шва
зрізається до основного металу шва зрізається до основного металу на
станку, гострі кромки закруглюються.
Рисунок 16. – Зразок і схема випробовувань на вм’ятини.
Випробування проводять на пресі шляхом деформації зразка зажимаючим
навантаженням.
Випробування на повзучість для зварних швів проводять рідко, так як ця
характеристика зазвичай співпадає з показниками для основного металу.
Випробування заключається в нагріванні зразка до декількох сот градусів
і поступовому навантаженні його до появи деформації. Величну деформації
в процесі випробування регіструють.
Динамічне випробування розрізняють по характеру деформації,
температурним умовам, числу циклів навантаження. До основних видів
динамічних випробувань зварних з’єднань відносяться випробування на
ударний згин і на втому.
Випробування на ударний згин дякуючи відносній простоті виконання і
точності результатів являються найбільш розповсюдженими. При цих
випробуваннях визначають ударну в’язкість шва, різних ділянок
навколишньої зони і наплавленого металу. Ударна в’язкість
характеризується величиною роботи, розхідної на ударний згин зразка і
приходиться на одиницю його площі в місці руйнування. Для визначення
значення ударної в’язкості квадратний чи прямокутний в січенні зразок
вирізають з зварного з’єднання з таким розрахунком, щоб можна було
зробити надріз в визначеному місці зварного з’єднання. Форма і розміри
зразків регламентовані стандартом. Найбільш розповсюджені випробування
зразків довжиною 55 х 10 х 10 мм з напівциліндричним надрізом глибиною 2
мм і радіусом 1 мм. Ударна в’язкість, визначена при випробуванні зразків
з підрізами такого типу, позначається Qн. При ширині зразка 5 мм ударна
в’язкість зразка позначається Qп.т. Крім того, застосовують зразки з
трикутним в січені надрізом глибиною 2 мм з кутом при вершині 450і
радіусом закруглення 0,25 мм. Результати випробування зразків різних
типів не порівнюються. Місце вирізки і розміщення надрізу омовляється
технічною документацією.
Випробування на ударний згин проводять на маятникових копрах зі свобідно
падаючим вантажем. При випробуванні свобідно гойдаючий маятник
піднімають до деякого положення, встановлюють зразок, відпускають
маятник, який зруйнувавши зразок, повертається в попереднє положення
1 – зразок;
2 – маятник;
3 – лінійка.
Рисунок 17. Схема маятникового копра.
поверхні відбитку. Випробування по Віккерсу регламентується ГОСТ
2999-75. Принципово методи Брінелля і Віккерса аналогічні, і для малих і
середніх значень твердості величини співпадають.
Для випробувань по методу Роквелла застосовують прибори типу ТК, які
дещо відрізняються по конструкції від ТШ і ТП. Вони мають пружинне
пристрою попереднього навантаження і індикаторний пристрій для
вимірювання і реєстрації глибини алмазного конуса.
Слід відмітити, що результати вимірювань твердості по Роквеллу не можуть
бути точно переведені в значення твердості по Брінеллю і Віккерсу.
Суть методу заключається в втисканні стандартної алмазної піраміди з
кутом при вершині 1360, при навантаженні 0,02…2Н, визначення площі
поверхні відбитку і діленні величини навантаження на цю щільність.
Пристій для вимірювання мікротвердості ПМТ-3 оснащений мікроскопом з
рухаючи шкалою, що дозволяє точно встановити наконечник і провести
слідуючи виміри відбитку.
Згідно ГОСТ 6996-66 вимірювання твердості рекомендується виконувати по
відповідним схемам, для стикових з’єднань листів товщиною менше 3 мм
дозволяється проводити виміри твердості по зовнішній поверхні зразка з
знятим до рівня.
5. Техніка безпеки при зварюванні і різці металів.
До обслуговування пристроїв для оброки металів газовим полум’ям,
зварювальних пристроїв, апаратури і до виконання зварювальних робіт
можуть допускатися тільки робочі, які пройшли інструктаж і здавші
екзамен по знанні правил техніки безпеки при виконанні робіт по
зварюванню і різанні.
Забороняється проводити зварювальні роботи в безпосередній близькості
від вогненебезпечних і легкозаймаючих матеріалів (бензин, керосин,
пакля, стружки і інші). При зварюванні на відкритому повітрі відстань
від місця зварювання до вогненебезпечних матеріалів повинна бути не
менше 10 м.
Роботи, систематично виконуються з допомогою зварювання і які не носять
тимчасового характеру монтажних робіт, повинні проводитись в окремих
приміщеннях із вентиляцією. Площа в приміщеннях повинна бути не менше 10
м2 і вибирається із розрахунку не менше 4м2 на зварювальний пост,
причому повинні бути забезпечені вільні проходи між зварювальними
постами не менше 0,8 м.
5.1. Основні види травматизму.
Основні види травматизму і захворювань при зварюванні і різанні труб, їх
причини і умови приведені в таблиці 5.1.
Таблиця 6. –основі види травматизмів і захворювань при зварюванні та
різанні труб.
Основні види травматизму і захворювань Причини травматизму і захворювань
Умови, які утворюють небезпеку травматизму і захворювання
Ураження електричним струмом Протікання через людський організм від
0,002 до 0,05А визиває болісне явище. Струм від 0,5 до 0,1А може
прозвести до важких наслідків. Контакт частин з двома фазами джерела І
при відсутності ізолюючого середовища (резинові галоші, або коврик, суха
дошка) між підлогою, землею і конструкцією при електричній напрузі
більше 12В в сирих умовах і 36 в сухих.
Пошкодження, порізи Недостатнє закріплення труб, зварювальних головко,
пристроїв в інструмента Обмеженість обзору. За рахунок робочих місць і
проходів.
Електрофтальмія запалення слизистої обозник очей. Опік шкірного покрову.
Дія променевої енергії високотемпературних джерел живлення Дія видимих
світлових і невидимих (ультрафіолетових і інфрачервоних променів)
електричної дуги: на незахищені органи зору на протязі 10-30 с в радіусі
до 1 м і більше 30 с до 5 м
Отруєння (симптоми: головна біль, блювота, витрата свідомості) Дія
захворювального аерозоля, парів і токсичних газів Підвищений вміст
аерозоля (зважених частинок пилюки, окислів, марганцю, азоту, вуглецю,
озону) в зоні дихання зварювальника. Відсутність достатньої вентиляції.
Опіки різної степені. Перегрів частин тіла. Теплова взаємодія. Пожари.
Близький контакт незахищених частин тіла із розплавленим металом і
флюсом, полум’ям різака, нагрітим металом труб, бризгами розплавленого
металу шлаку. Наявність коло робочих місць лекгозаймаючих і
вогненебезпечних матер. Поруш. правил пожежної безпеки.
Наслідки вибухів Утворення вибухонебезпечних сумішей. Утворення суміші
горючих газів з киснем і повітрям, що стають небезпечними при відпов.
концентраціях, тиску.
5.2. Міри захисту від травматизму.
Для попередження небезпечних випадків при захворюванні і обслуговуванні
електрозварювальної апаратури слід суворо виконувати вимоги правил
техніки безпеки і охорони праці, передбачені БНіП ІІІ-А. 11-70 “Техніка
безпеки в будівництві”, відомчими інструкціями і ГОСТ 12.3.003-75.
Металічні частини електрозварювальних пристроїв повинні бути заземлені.
Заземлення виконують до включення пристроїв в мережу. Забороняється
працювати із джерелами живлення при відсутності заземлення, виконувати
будь-які переключення у випрямлячі при відкритих дверях, або знятих
стінці і кришці, не від’єднавши його від мережі і навантаження. Перед
носком випрямлячів і в період їх експлуатації необхідно перевіряти опір
ізоляції струмоведучих частин в холодному стані відносно корпуса.
Для захисту очей і шкіри лиця від випромінення дуги зварники повинні
закривати лице щитом типу РН, РНО, головним щитом типу НН, ННО,
наголовним щитком типу ЩЕК, змонтований на захисній касці. В них є
оглядовий отвір, в який встановлюють світлофільтр, який витримує
інфрачервоні і ультрафіолетові промені і понижує яскравість
Одним з основних умов безпеки застосування ацетилена в одному випадку є
запобігти можливості утворення суміші ацетону з повітрям і киснем. Тому
потрібно забезпечити повну герметичність всієї ацетиленової апаратури,
арматури, і трубопроводів, а також надійна і постоянно діюча вентиляція
виробничих приміщень, де можливе виділення ацетилену, об’єм цього
приміщення 60 м3. не можна підходити з полум’я, сигаретою чи тліючими
предметами до робочої ацетиленової апаратури на відстань не ближче 10 м,
навіть в тому випадку, якщо вони стоять на відкритому повітрі.
При експлуатації балона на ньому завжди повинен бути кручений ковпак для
захисту від пошкоджень чи забруднень вентиля. При перевозі балонів з
газом слід прийняти всі мірі безпеки проти падіння і ударів балона один
об другого.
При роботі балони потрібно тримати на відстані 5 м від пальника і
різака.
Перед запалюванням пальника чи різака потрібно передчасно продувати
ацетиленом шланг, з’єднуючий пальник чи різак з водяним затвором.
При роботі з пальником потрібно завжди пам’ятати про полум’я, щоб не
зачепити ним другого робочого, шланг, балон, чи який-небудь горючий
матеріал.
світлових променів дуги. Ззовні світлофільтр захищений від бризг
розплавленого металу простим прозорим склом. В теперішній час
застосовують 13 класів світлофільтрів типу е. Зелений колір світлофітрів
приємно впливає на органи зору, не перевтомлює і покращує загальне
самопочуття зварника.
Всі засоби індивідуального захисту органів дихання по діє розділяються
на дві групи: фільтруючі респіратори і протигази при застосуванні яких
використовують повітря навколишнього середовища, але по попередньо
очищений за допомогою фільтрів; ізолюючі шлангові і автоматично дихальні
апарати, за допомогою яких в органи дихання подається чисте повітря від
повітряногнітачів, компресорів, або балонів.
Для захисту тіла від бризг розплавленого металу і шлаку використовують
спеціальний одяг. В склад спецодягу входять костюм (куртка і штани),
рукавиці, захисне взуття і головний убор під щиток.
Для захисту ніг робітників слід застосовувати спеціальне шкіряне взуття,
яке б забезпечувало захист від теплового випромінювання, холоду,
контакту з нагрітими поверхнями, іскор і бризг розплавленого металу.
Засоби захисту рук робітників – рукавиці повинні захищати від теплового
випромінення, контакту з нагрітим металом вище 450С іскор і бризгів,
низьких температур повітря.
До експлуатації вуглекислого обладнання допускаються люди, не молодше 18
років, які пройшли медичне обстеження, пройшли навчання і мають
посвідчення кваліфікаційної комісії під прим єства, або організації, як
провела навчання, по задачу випробування по програмі, яка затверджена в
становленому порядку.
Повторна перевірка знань цих людей повинна проводитись адміністрацією
підприємства не рідше 1 разу на рік.
Більше ніж 10-річна практика на підприємствах показує, що дотримання
правил техніки безпеки і промислової санітарії забезпечує безпечні умови
праці зварювальників.
Зварювання в середині резервуарів, котлів і тісних закритих приміщеннях
слід вести з систематичними перервами і виходом робочих на свіже
повітря. Ззовні резервуара повинна завжди бути друга людина –
спостерігач. Для штучного освітлення застосовують лампи напругою 12 В.
Зварювальні роботи, виконуючи систематично проводять в окремих належним
чином вентилюючи приміщеннях, площа яких повинна визначатись з
розрахунку не менше 4 м2 на зварювальний пост з проходами між
зварювальними постами не менше 0,08 м. Площа окремого зварювального
приміщення повинна бути не менше 10 м2. При цьому площа свобідна від
спорядження і матеріалів, повинна бути не менше 5 м2 на кожен
зварювальний пост.
Всі зварювальні устав ноки повинні експлуатуватись під наглядом
відповідальних лиць, маючих необхідну технічну і практичну підготовку в
області зварювального виробництва.
При газовій зварці і різці металів на зір шкідливо діють промені: на
сітчатку і судинну оболонки очей, на рогівку і хрусталик очей – невидимі
інфрачервоні. Якщо довгий час дивитись незахищеними очима на газове
полум’я то можлива тимчасова втрата зору і утворення катаракти
(затемнення хрусталика ока).
Небезпеку для очей представляють також іскри, що утворились при
нагріванні, плавленні і окисленні металу, а також бризги розплавлених
шлаків.
Для захисту очей від променів вогню застосовують окуляри з
світлофільтрами з скла Г-1, Г-2 чи Г-3 в залежності від потужності
пламя. (ГОСТ 9497-60). При виконання допоміжних робіт в зварювальних
цехах застосовують окуляри з шибками Г-2 чи Г-1. Дані по призначення
захисних шибок різних марок для окуляр, застосовуються при газовій
зварці і різці, приведені в таблиці.
Таблиця 7. – Типи захисних шибок (світлофільтрів) для окуляр при зварці
і різці (по ГОСТ 9497-60)
Світлофільтр Застосування
Позначення Класифікаційний номер Колір
Г-1 4 Темний Для газозварників і допоміжних робочих при електрозварці
на відкритих ділянках
Г-2 5 То ж Для газозварників і газорізників при середній потужності
вогню
Г-3 6 * Для газозварників і газорізників при великій потужності вогню.
Для захисту очей від пилюки і частинок металу використовують захисні
окуляри з простими прозорими шибками.
Висновок.
В даному курсовому проекті я розглядав таку тему, як “Організація,
обладнання і технологія газового зварювання”, і дійшов висновку, що
газове зварювання останнім часом не набуває великого масштабу в
будівництві трубопроводів. Газове зварювання зберігає самостійне
значення тільки в деяких випадках і технологічних процесах. До таких
процесів відноситься: ремонтне зварювання і пака виробів із сірого,
ковкого і модифікованого чавуну і зварювання сплавів кольорових металів.
Для вирішення даного курсового проекту я вибрав таке обладнання і
джерела живлення: генератор типу “карбід у воду”, балон кисневий,
пальник, шланги.
14.05.2002 р.
Перелік посилань на джерела.
Глизманенко Д.Л., Євсеїв Г.Б. Газовая сварка и резка металов: Издание
второе, перераб. – М6МАШГИЗ, 1961 – 448 с.
Березин В.Л, Суворов А.Ф. Сварка трубопроводов в конструкцій: Учебник
для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1983. – 328 с.
Кислородная и газоелектрическая резка, производство ацетилена
–М.:МАШГИЗ, 1960. – 206 с.
Гаген Ю.Г., Воробьев Н.А. Сварка магистральных трубопроводов – М.:
Недра, 1976. – 151 с.
Саврка магистральных трубопроводов т конструкций. Таран В.Д., – М.:
Недра, 1970. – 384 с.
Блинов А.Н., Лялин К.В. Организация и производство сварочно-монтажных
работ: Учебник для техникумов. – М.: Стройиздат. 1982. – 307 с.
Додаток А Розрахунок товщини стінки трубопроводу
Словесний алгоритм
Розрахунок товщини стінки трубопроводу проводимо в такій послідовності:
вибираємо значення необхідних коефіцієнтів відповідно до тиску,
призначення, діаметру і категорії трубопроводу;
обчислимо розрахунковий опір металу труби згідно формули:
попередньо обчислимо товщину стінки за формулою:
відповідно до отриманого значення товщини стінки вибираємо з
стандартного ряду найближче більше значення;
знаходимо значення повздовжніх осьових напружень згідно формули:
у випадку, якщо повздовжні осьові напруження вийшли від’ємними, то
знаходимо значення коефіцієнта який враховує двохосьовий
напружений стан труби згідно формули, інакше цей коефіцієнт рівний
одиниці;
, згідно формули:
якщо отримане значення товщини стінки менше від значення яке було
отримане при попередніх розрахунках, то приймаємо за значення товщини
стінки стандартне значення;
якщо значення товщини стінки розраховане по формулі (1.5) більше від
стандартного яке ми використовували для обчислення осьових напружень, то
збільшує значення товщини стінки і продовжуємо розрахунок в тій же
послідовності.
dels м –
Графічний алгоритм
10 REM “Курсовий проект”
20 REM “З дисципліни: Зварювання трубопроводів”
30 REM “Розрахунок товщини стінки трубопровода”
40 REM “Виконав ст.гр.ПС-98-5 Чупак В.П.”
50 READ R1H,M,K1,KH,N,P,DZ,JT,E,T,SX
60 DATA 530,0.75,1.4,1,1,.1,4.5,0.219,0.000012,2.1,30,0.008
70 R1=(R1H*M)/(K1*KH)
80 S1=(N*P*10^6*DZ)/(2*(R1*10^6+(N*P*10^6)))
90 DB1=DZ-(2*S1)
100 G1=(-JT*E*10^11*T)+(.15*((N*P*10^6*DB)/S1))
110 Y1=((1-.75*((ABS(G2))/R1)^2)*.5*((ABS(G2))/R1)
120 S2=(N*P*DZ)/(2*((R1*Y1)+(N+P)))
130 DB2=DZ-(2*SX)
140 G2=(-JT*E*T)+(.15*((N*P*DB)/SX))
150 Y11=((1-.75*((ABS(G2))/R1)^2)*.5*((ABS(G2))/R1)
160 S3=(N*P*DZ)/(2*((R1*Y11)+(N*P)))
170 S=(S1+S2+S3)/3
180 PRINT “Розрахунковий опір металу туби R1=“R1 МПа.”
190 PRINT “Товщина стінки трубопроводу S1=”S1 “м.”
200 PRINT “Внутрішній діаметр трубопроводу DB1=”DB1 “м.”
210 PRINT “Повздовжні стискаючі напруження G1=”G1 “МПа.”
220 PRINT “Коеф. двохвіссівого напруження труби Y1=”Y1
230 PRINT “Товщина стінки з врахуванням коеф.Y1 S2=”S2 “м.”
240 PRINT “Внутрішній діаметр трубопроводу DB2=”DB2 “м”.
250 PRINT “Повздовжні стискаючі напруження G2=”G2 “МПа.”
260 PRINT “Коеф. двохвіссівого напруження труби Y11=”Y11
270 PRINT “Товщина стінки трубопроводу S3=”S3 “м.”
280 PRINT “Середня товщина стінки трубопроводу S=”S “м.”
290 PRINT “Приймаємо товщину стінки трубопроводу S=8 мм.”
300 END
Розрахунковий опір металу труби R1=283.9286 МПа.
Товщина стінки трубопроводу S1=1.876307E-03 м.
Внутрішній діаметр трубопроводу DB1=.2152474 м.
Повздовжні стискаючі напруження G1=-7.56E+07 МПа.
Коеф. двохвіссівого напруження труби Y1=-2.658635E+10
Товщина стінки з врахуванням коеф. Y1 S2=-7.180449E-14 м.
Внутрішній діаметр трубопроводу DB2=.203 м.
Повздовжні стискаючі напруження G2=-.000756 МПа.
Коеф. двохвіссівого напруження труби Y11=.4999987
Товщина стінки трубопроводу S3=.3.689406E-03 м.
Середня товщина стінки трубопроводу S=1.855238Е-03 м.
Приймаємо товщину стінки трубопроводу S=8 мм.
Додаток Б Розрахунок витрати зварювальних матеріалів
Словесний алгоритм
Розрахунок проводимо в такій послідовності:
1. Визначемо витрату ацетилену на один стик
];
t – основний час зварювання [хв.];
1,05 – коефіцієнт враховуючий додатковий розхід газів на запалювання і
регулювання пальника.
Значення qa і t вибираємо з графіка в залежності товщини стінки
трубопровода.
2. Визнаємо розхід присадочного дроту на один стик.
де С – коефіцієнт який залежить від кута скосу кромок;
– товщина стінки трубопроводу [м];
L – довжина зварювального шва [м].
Таблиця ідентифікаторів
S м 0,08
t T хв 30
C C – 10
L L м –
R R м 0,1095
Графічний алгоритм
2 REM КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
4 REM З дисципліни: Зварювання трубопроводів
6 REM Виконав ст.гр. ПС-98-5 Чупак В.П.
10 REM РОЗРАХУНОК ВИТРАТИ ЗВАРЮВАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ
20 QA1=350:T=30:R=.1095:C=10:S=8
30 QA=1.05*(QA1/60)*T
40 L=R*2*3.14
50 G=C*S*^2*L*1.15
60 PRINT “Витрата ацетилену на один стик Qa=”QA “м^3/м”
70 PRINT “Довжина шва L=”L “м”
80 PRINT “Витрата припадочного дроту на один стик G=”G “г/м”
90 END
Витрата ацетилену на один стик Qa=183.75 м^3/м
Довжина шва L=.68766 м
Витрата припадочного дроту на один стик G= 506.1178 г/м
Додаток В Розрахунок термічного поля граничного стану
Словесний алгоритм
Вибравши необхідний режим зварювання (а саме – струм, напругу, швидкість
зварювання, швидкість подачі електродного дроту), а також значення
необхідних коефіцієнтів проводимо обрахунки згідно наступної формули:
де v – швидкість зварювання;
– товщини стінки;
q – теплова потужність;
cp – об’ємна теплоємність;
T0 – температура навколишнього середовища;
T – тривалість процесу нагріву металу;
а – коефіцієнт температуропроводності.
На основі цих даних будуємо ізохрону, потім використовуючи графік
(ізохрону) і прийнявши за значення ординати добуток швидкості на час з
протилежним знаком, для кожного значення вибраної температури (вибираємо
кілька значень температури і на графіку ізохрони проводимо горизонтальні
лінії які проходять через вибрані значення температури) будуємо
ізотерму.
Дані графіки характеризують теплові процеси які проходять при зварюванні
трубопроводу і характеризують інтенсивність нагріву металу для даного
методу зварювання.
Таблиця ідентифікаторів
del см 0,8
Tx tem град –
T0 tem0 град 20
Y y см –
X x см –
b b 1/с –
a
q a
q см2/с
кал/с –
–
Графічний алгоритм
???????????????????
y= 0 t= 1 x=-.3 tem= 3336.435
y= 0 t= 4 x=-1.2 tem= 1664.9
y= 0 t= 7 x=-2.1 tem=1253.44
y= 0 t= 10 x=-3 tem= 1043.682
y= 0 t= 13 x=-3.9 tem=910.6176
y= 0 t= 16 x=-4.8 tem= 816.3441
y= 0 t= 19 x=-5.700001 tem= 744.9062
y= 0 t= 22 x=-6.600001 tem= 688.2595
y= 0 t= 25 x=-7.500001 tem= 641.848
y= 0 t= 28 x=-8.400001 tem= 602.872
y= 0 t= 31 x=-9.3 tem= 569.5019
y= 0 t= 34 x=-10.2 tem= 540.4852
y= 1 t= 1 x=-.3 tem= 165.7141
y= 1 t= 4 x=-1.2 tem= 773.09
y= 1 t= 7 x=-2.1 tem=809.2903
y= 1 t= 10 x=-3 tem= 768.9418
y= 1 t= 13 x=-3.9 tem= 720.3151
y= 1 t= 16 x=-4.8 tem= 675.0548
y= 1 t= 19 x=-5.700001 tem= 634.967
y= 1 t= 22 x=-6.600001 tem= 599.7698
y= 1 t= 25 x=-7.500001 tem= 568.779
y= 1 t= 28 x=-8.400001 tem= 541.3181
y= 1 t= 31 x=-9.3 tem= 516.8091
y= 1 t= 34 x=-10.2 tem= 494.7791
y= 2 t= 1 x=-.3 tem= 20.01236
y= 2 t= 4 x=-1.2 tem= 92.27184
y= 2 t= 7 x=-2.1 tem=226.8199
y= 2 t= 10 x=-3 tem= 313.2898
y= 2 t= 13 x=-3.9 tem= 360.4869
y= 2 t= 16 x=-4.8 tem= 384.5929
y= 2 t= 19 x=-5.700001 tem= 395.4584
y= 2 t= 22 x=-6.600001 tem= 398.6055
y= 2 t= 25 x=-7.500001 tem= 397.1699
y= 2 t= 28 x=-8.400001 tem= 392.9853
y= 2 t= 31 x=-9.3 tem= 387.1559
y= 2 t= 34 x=-10.2 tem= 380.339
y= 3 t= 1 x=-.3 tem= 20
y= 3 t= 4 x=-1.2 tem= 21.45381
y= 3 t= 7 x=-2.1 tem= 42.19142
y= 3 t= 10 x=-3 tem= 81.47688
y= 3 t= 13 x=-3.9 tem= 122.3557
y= 3 t= 16 x=-4.8 tem= 157.307
y= 3 t= 19 x=-5.700001 tem= 184.9726
y= 3 t= 22 x=-6.600001 tem= 206.0969
y= 3 t= 25 x=-7.500001 tem= 221.8845
y= 3 t= 28 x=-8.400001 tem= 233.4715
y= 3 t= 31 x=-9.3 tem= 241.7952
y= 3 t= 34 x=-10.2 tem= 247.5922
y= 4 t= 1 x=-.3 tem= 20
y= 4 t= 4 x=-1.2 tem= 20.00613
y= 4 t= 7 x=-2.1 tem= 20.97502
y= 4 t= 10 x=-3 tem= 26.89752
y= 4 t= 13 x=-3.9 tem= 39.02514
y= 4 t= 16 x=-4.8 tem= 54.98892
y= 4 t= 19 x=-5.700001 tem= 72.16768
y= 4 t= 22 x=-6.600001 tem= 88.85132
y= 4 t= 25 x=-7.500001 tem= 104.158
y= 4 t= 28 x=-8.400001 tem= 117.7344
y= 4 t= 31 x=-9.3 tem= 129.5202
y= 4 t= 34 x=-10.2 tem= 139.6025
y= 5 t= 1 x=-.3 tem= 20
y= 5 t= 4 x=-1.2 tem= 20.00001
y= 5 t= 7 x=-2.1 tem= 20.01754
y= 5 t= 10 x=-3 tem= 20.41423
y= 5 t= 13 x=-3.9 tem= 22.1865
y= 5 t= 16 x=-4.8 tem= 26.03285
y= 5 t= 19 x=-5.700001 tem= 31.87221
y= 5 t= 22 x=-6.600001 tem= 39.17371
y= 5 t= 25 x=-7.500001 tem= 47.3221
y= 5 t= 28 x=-8.400001 tem= 55.79431
y= 5 t= 31 x=-9.3 tem= 64.20558
y= 5 t= 34 x=-10.2 tem= 72.29848
y= 6 t= 1 x=-.3 tem= 20
y= 6 t= 4 x=-1.2 tem= 20
y= 6 t= 7 x=-2.1 tem= 20.00013
y= 6 t= 10 x=-3 tem= 20.01332
y= 6 t= 13 x=-3.9 tem= 20.15537
y= 6 t= 16 x=-4.8 tem= 20.70383
y= 6 t= 19 x=-5.700001 tem= 21.94447
y= 6 t= 22 x=-6.600001 tem= 24.01903
y= 6 t= 25 x=-7.500001 tem= 26.90811
y= 6 t= 28 x=-8.400001 tem= 30.48673
y= 6 t= 31 x=-9.3 tem= 34.58481
y= 6 t= 34 x=-10.2 tem= 39.0285
Додаток Г Розрахунок заземлення.
Словесний алгоритм
Спочатку знаходимо допустимий опір заземляючого пристрою з врахуванням
питомого опору грунту по формулі:
де PГР – питомий опір ґрунту; (приймаємо чорнозем 20 Ом*м)
R3 – допустимий опір заземлюючого присторю.
Тепер знаходимо розрахунковий питомий опір ґрунту, для вертикальинх
кутникових заземлювачів знаходимо по формулі:
де kc – коефіцієнт, який залежить від кліматичної зони, і для нашої
кліматичної зони (ІІІ), становить 1,4-1,6.
Знаходимо опір розтікання для вертикальногозаземлювача, для кутника
(50*50*5) спрощена формула має вигляд:
Тепер вибравши характер встановлення заземлювачів (вибираємо розміщення
рядом), можем визначити число вертикальних заземлючачів за формулою:
– коефіцієнт використання вертикальних електродів (0,9-0,92).
0,10
Способи зварки трубопроводів
Плавленням
Тиском
Електродугова зварка
Променева зварка
РДЗ
АЗФ
Зварка в середо-вищі захисних газів
Зварка порошковим дротом
Електропроменева зварка
Фотонна зварка
Лазерна зварка
Газопресова
Електропресова
Електроконтактна
Дугоконтактна
Зварка тертям
Початок
d, p, m, n, kn, dt
k1, k2, sm, st
Попередньо знайдене значення товщини стінки, del
dels
Sn=-al*e*dt+.15*n*p
(d-2*dels)/dels
Sn>0
Ksil=1
Ksil=(1-.75-(a)^2)^1/
2-.5*a
dell=n*p*d/(2*(rl*
ksill+n*p))
dell>dels
Товщина стінки del=
Кінець
так
Початок
QA1, T, R, C, S
QA=1.05*(QA1/60)*T
L=R*2*3.14
G=C*S^2*L*1.15
Qa, L, G
Кінець
Початок
Q, v, cro, del, al, tem0, A
B=2*al/cro*del)
y=0 TO 6
t=1 TO 36
STEP 3
z=q/(v*del*cro*(4*3.14*a*t)^(1/2))
x=-v*t
tem=z*EXP(-y^2/(4*a*t)-b*t)+tem0
“y=”; y, “t=”; t, “x=”; x,
“tem=”; tem
Кінець
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
