Технология сварки перил ограждения газовой сваркой

 

 

 

Рис. №10   Схема  испытания аммиаком; а - сварных швов в сосудах небольшой вмести мости; б - отдельных участков шва с установкой герметичной камеры; I - бумага пли ткань; 2 – манометр; 3 - герметичная камера; 4 - резиновая прокладка;  5 - прижимной   магнит

Пневматическое испытание производится согласно ГОСТ 3242-69. Испытанию подвергают емкости и трубопроводы, работающие под давлением. Мелкогабаритные  изделия герметизируют заглушками и подают в испытываемый сосуд  воздух, азот или инертные газы под  давлением, величина которого на 10-20% выше рабочего. Сосуды небольшого объема погружают в ванну с водой, где по выводящим через неплотности в швах пузырькам газа обнаруживают дефектные места.

При испытании крупногабаритных изделий  испытуемая конструкция герметизируется, после чего в нее подают газ  под давлением, на 10-20% превышающем  рабочее давление. Все сварные  швы промазывают мыльным раствором, появление пузырей на промазанной  поверхности шва служит признаком  дефектов.

При испытании под давлением  не допускается обстукивание сварных швов. Испытания должны проводиться в изолированных помещениях.

Гидравлическое испытание проводят с целью проверки сварных швов на плотность и прочность. Этому  испытанию подвергаются различные  емкости, котлы, паропроводы, водопроводы, газопроводы и другие сварные  конструкции, работающие под давлением. Перед испытанием сварные изделия  герметизируют водонепроницаемыми заглушками. После этого контролируемое сварное изделие наполняют водой  с помощью насоса или гидравлического  пресса, создавая избыточное контрольное  давление в 1,5-2 раза выше рабочего. Величину давления определяют по проверенному и опломбированному манометру. Контролируемое изделие выдерживают под избыточным давлением в течение 5-6 мин, затем  давление снижают до рабочего, а  околошовную зону на расстоянии 15-20 мм от шва обстукивают легкими ударами молотка с круглым бойком, чтобы не повредить основной металл. Участки шва, в которых обнаружена течь, отмечают мелом и после слива воды вырубают и заваривают вновь, после этого сварное изделие опять подвергается контролю.

В вертикальные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов и другие крупные емкости вода наливается на полною высоту испытуемого сосуда и выдерживается не менее 2 ч. Проницаемость сварных швов и места дефектов определяются просачиванием воды в виде капель. 

Вакуумный контроль сварных швов используется тогда, когда применение пневматического  или гидравлического контроля почему-либо исключено. Суть метода заключается  в создании вакуума и регистрации  проникновения воздуха через  дефекты на доступной стороне  шва. Этот вид контроля применяется  при испытании на плотность цистерн, газгольдеров, вертикальных резервуаров  и других конструкций. Этот метод  производится согласно СН 375-67 и позволяет  обнаруживать отдельные поры 0 от 0,004 до 0,005 мм. Производительность этого  метода до 60 пог. м сварных швов в час. Контроль осуществляется вакуумной камерой (рис. №11). Камера устанавливается на проверяемый участок сварного соединения, который предварительно смачивается мыльным раствором. Вакуумным насосом в камере создается разрежение Величину перепада давления определяют вакуумметром 1. В качестве вакуумных насосов используются вакуум-насосы типа КВН-8 или РВН-20. В результате разности давлений по обеим сторонам сварного шва атмосферный воздух будет проникать через неплотности 8 сварною соединения 7. В местах расположения непроваров, трещин, газовых пор образуются мыльные пузырьки 6, видиадые через прозрачную камеру 3. Неплотности отмечают мелом рядом с камерой. Затем в камеру трехходовым краном 2 впускают атмосферный воздух, камеру снимают и сделанные отметки переносят на сварной шов. Уплотняющим элементом камеры является прокладка 5 из губчатой резины. Рамку 4, в которую вставляется прокладка, изготовляют из стали, алюминия или пластмассы. Величина вакуума-500-650 мм вод. ст. длительность испытания - 20 с.

Рис. №11.   Схема  вакуумного контроля непроницаемости сварного шва

               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРИЛ ОГРАЖДЕНИЯ.

 

2.1Классификация, маркировка и применение углеродистой  стали.

 

Сталью называется сплав  железа с углеродом, в котором  содержание углерода не превышает 2%. Кроме  углерода сталь содержит небольшое  количество марганца, кремния, серы и  фосфора.

Стали подразделяются: по назначению - на конструкционные и инструментальные; по способу производства - на мартеновские, выплавляемые в мартеновских печах; бессемеровские, получаемые в конвертерах, имеющих футеровку из кислых материалов; томасовские, получаемые в конвертерах  с футеровкой из основных материалов, и электросталь, выплавляемую в дуговых  или индукционных высокочастотных  печах; по химическому составу - на углеродистые и легированные.

Легированные стали, кроме  углерода, содержат повышенное количество марганца и кремния, хрома, никеля, молибдена, вольфрама, ванадия и др., которые  придают этим сталям особые свойства, например, жаростойкость, повышенную прочность  и твердость, коррозионную стойкость.

Для изготовления сварных  конструкций большое распространение  получила углеродистая сталь обыкновенного  качества, поставляемая по ГОСТ 380-71.

Углеродистая обыкновенного  качества сталь в зависимости  от назначения подразделяется на три  группы:

 

группа А - поставляемая по механическим свойствам;

группа Б - поставляемая по химическому составу;

группа В - поставляемая по механическим свойствам и химическому составу.

В зависимости от нормируемых  показателей стали группы А подразделяются на три категории - Al, A2, A3; стали группы Б - на две категории -Б1 и Б2; группы В - на шесть категорий - В1, В2, ВЗ, В4, В5, В6. Для стали группы А установлены марки СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Стб. Для стали группы Б марки БСтО, БСт1, БСт2, БСтЗ, БСт4, БСт5, БСтб. Сталь группы В изготовляется мартеновским и конвертерным способами. Для нее установлены марки ВСт2, ВСтЗ, ВСт4, ВСт5.

Буквы Ст обозначают сталь, цифры от 0 до 6 - условный номер марки стали в зависимости от химического состава и механических свойств. Буквы Б и В перед обозначением марки указывают на группу стали, группа А в обозначении не указывается. Если сталь относится к кипящей, ставится индекс «кп», если к полустойкой - «пс» и спокойной - «сп».

 

По видам проката сталь  бывает листовая, широкополосная, сортовая (полосовая, круглая и дрвуфасонная швеллер, уголок, двутавр).

Арматурная сталь в  зависимости от технологии изготовления подразделяется на стержневую и проволочную  арматуру, а в зависимости от профиля - на гладкую и периодического профиля.

Качественные углеродистые конструкционные стали применяют  для изготовления ответственных  сварных конструкций. Качественные стали по ГОСТ 1050-74 маркируются двухзначными цифрами, обозначающими среднее  содержание углерода в сотых долях  процента. Например, марки 10, 15, 20 и т.д. означают, что сталь содержит в среднем 0,10%, 0,15%, 0,20% углерода.

Сталь по ГОСТ 1050-74 изготовляют  двух групп: группа I - с нормальным содержанием  марганца (0,25- 0,80%), группа II -с повышенным содержанием марганца (0,70-1,2%). При  повышенном содержании марганца в обозначение  дополнительно вводится буква Г, указывающая, что сталь имеет  повышенное содержание марганца.

Легированные стали кроме  обычных примесей содержат элементы, специально вводимые в определенных количествах для обеспечения  требуемых свойств. Эти элементы называются легирующими. Легированные стали подразделяются в зависимости  от содержания легирующих элементов  на низколегированные (2,5% легирующих элементов), среднелегированные (от 2,5 до 10%) и высоколегированные (свыше 10%).

Легированные стали маркируются  цифрами и буквами, указывающими примерный состав стали. Буква показывает, какой легирующий элемент входит в состав стали, а стоящие за ней  цифры - среднее содержание элемента в процентах. Если элемента содержится менее 1%, то цифры за буквой не ставятся. Первые две цифры указывают среднее  содержание углерода в сотых долях  процента.

Для легирующих элементов  приняты следующие буквенные  обозначения: Б - ниобий, В - вольфрам, Г - марганец, Д - медь, К-кобальт, М - молибден, Н - никель, Р - бор, С - кремний, Т - титан, Ф - ванадий, X - хром, Ю - алюминий. Буква А в конце марки указывает, что сталь является высококачественной и содержит минимальное количество вредных примесей серы и фосфора.

 

 

2.1Кислород. Ацетилен. Выбор давления газа.

 

При газовой сварке и резке  нагрев металла осуществляется высокотемпературным  газовым пламенем, получаемым при  сжигании горючего газа или паров  жидкости в технически чистом кислороде.

 

Кислород является распространенным элементом на земле, встречающимся  в виде химических соединений с различными веществами: в земле - до 50% по массе, в соединении с водородом в  воде - около 86% по массе и в воздухе - до 21% по объему и 23% по массе.

Кислород при нормальных условиях (температура 20°С, давление 760 мм рт. ст.) - это бесцветный, негорючий газ, немного тяжелее воздуха, не имеющий запаха, но активно поддерживающий горение. При нормальном атмосферном давлении и температуре 0° С масса 1 м³ кислорода равна 1,43 кг, а при температуре 20° С и нормальном атмосферном давлении - 1,33 кг.

Кислород имеет высокую  химическую активность, образуя соединения со всеми химическими элементами, кроме инертных газов (аргона, гелия, ксенона, криптона и неона). Реакции  соединения с кислородом протекают  с выделением большого количества тепла, т. е. носят экзотермический характер.

При соприкосновении сжатого  газообразного кислорода с маслами, жирами или твердыми горючими веществами, находящимися в распыленном состоянии, происходит их самовоспламенение, что  служит причиной взрыва или пожара. Для предупреждения несчастных случаев  кислородную аппаратуру необходимо тщательно обезжиривать. Кислород способен образовывать в широких пределах взрывчатые смеси с горючими газами или парами жидкостей в определенных соотношениях кислорода при наличии  открытого огня или искры.

Технический чистый кислород получают разделением воздуха методом  глубокого охлаждения или разложением  воды при пропускании через нее  электрического тока (электролиз).

 Атмосферный воздух  представляет собой смесь, содержащую  по объему: азота - 78,08%, кислорода  - 20,95%, инертные газы - 0,94%. остальное  - углекислый газ, водород и  другие газы. При получении кислорода  из воздуха происходит разделение  воздуха на кислород, азот и  аргон. Аргон и азот так же, как и кислород, применяют при  сварке в качестве защитного  газа. Сущность способа получения  кислорода из атмосферного воздуха  заключается в охлаждении его  с переходом в жидкое состояние,  что достигается при нормальном  атмосферном давлении и температуре  -182,9° С.

Кислород получают из воздуха  в специальных установках, где  воздух, проходя через фильтр, очищается  от вредных примесей, пыли, углекислоты, а также осушается от влаги. Перерабатываемый воздух сжимается компрессором до давления 200 кгс/см², после чего охлаждается в теплообменниках до сжижения.

 Разделение жидкого  воздуха на кислород и азот  основано на разнице температур  их кипения: температура кипения  жидкого азота -196° С, а жидкого кислорода - 182,9° С при нормальном атмосферном давлении. При испарении в газообразную фазу сначала будет переходить азот, как имеющий более низкую температуру кипения, а по мере его выделения жидкость будет обогащаться кислородом.

Кислород направляется в  газгольдер, откуда и наполняется  в кислородные баллоны под  давлением 150- 165 кгс/см². К месту сварки кислород доставляется в кислородных баллонах, а в жидком виде - в специальных сосудах с хорошей теплоизоляцией. Для превращения жидкого кислорода в газ используются газификаторы или насосы с испарителями для жидкого кислорода. При нормальном атмосферном давлении и температуре 20° С 1 дм³ жидкого кислорода при испарении дает 860 дм³ газообразного. Поэтому доставлять кислород к месту сварки целесообразно в жидком состоянии, так как при этом в 10 раз уменьшается масса тары, что позволяет экономить металл на изготовление баллонов, уменьшать расходы на транспортировку и хранение баллонов.

Для сварки и резки по ГОСТ 5583-68 технический кислород выпускается  трех сортов - 1-й чистотой не менее 99,7%, 2-й - не менее 99,5%, 3-й - не менее 99,2% по объему. Чистота кислорода имеет большое  значение для кислородной резки. Чем меньше содержится в нем газовых  примесей, тем выше скорость реза, чище кромки и меньше расход кислорода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНОЙ КОНСТРУКЦИИ.

 

3.1 Устройство и принцип действия инжекторных сварочных горелок.

 

Сварочная горелка является основным инструментом газосварщика при  сварке и наплавке. Сварочной горелкой называется устройство, служащее для  смешивания горючего газа или паров  горючей жидкости с кислородом и  получения сварочного пламени. Каждая горелка имеет устройство, позволяющее  регулировать мощность, состав и форму  сварочного пламени. Сварочные горелки  согласно ГОСТ 1077-69 подразделяются следующим  образом:

по способу подачи горючего газа и кислорода в смесительную    камеру - инжекторные и   безынжекторные;

по роду применяемого горючего газа - ацетиленовые, для газов-заменителей, для жидких горючих и водородные,

по назначению - на универсальные (сварка, резка, пайка, наплавка) и специализированные (выполнение одной операции);

по числу пламени - однопламенные  и многопламенные,

по мощности пламени - малой  мощности (расход ацетилена 25-400 дм³/ч), средней мощности (400- 2800 дм³/ч), большой мощности (2800 -7000 дм³/ч),

по способу применения - ручные и машинные.

Сварочные горелки должны быть просты и удобны в эксплуатации, обеспечивать безопасность в работе и устойчивое горение сварочного пламени.

Инжекторные горелки. Инжекторная горелка - это такая горелка, в которой подача горючего газа в смесительную камеру осуществляется за счет подсоса его струей кислорода, вытекающего с большой скоростью из отверстия сопла. Этот процесс подсоса газа более низкого давления струей кислорода, подводимого с более высоким давлением, называется инжекцией, а горелки данного типа - инжекторными.