SPECIALIZAREA : INGINERIA SUDĂRII PROIECT DE DIPLOMĂ CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC CONF. DR. ING. E. CÂRJALI ABSOLVENT COSTEA ALEX ANDRU CONSTANȚA, 2019… [626385]
UNIVERSITATEA “OVIDIUS ” DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: INGINERIE MECANICĂ, INDUSTRIALĂ ȘI MARITIMĂ
SPECIALIZAREA : INGINERIA SUDĂRII
PROIECT DE DIPLOMĂ
CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC
CONF. DR. ING. E. CÂRJALI
ABSOLVENT: [anonimizat], 2019
UNIVERSITATEA “OVIDIUS ” DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: INGINERIE MECANICĂ, INDUSTRIALĂ ȘI MARITIMĂ
SPECIALIZAREA : INGINERIA SUDĂRII
REALIZAREA PROCEDURILOR DE SUDARE
PENTRU SISTEMUL DE REFULARE
COMPUS DIN OȚEL INOXIDABIL ȘI OȚEL
CARBON
CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC
CONF. DR. ING. E. CÂRJALI
ABSOLVENT: [anonimizat], 2019
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ
CUPRINS
CAPITOLUL I. DESCRIEREA SISTEMULUI DE REFULARE ………………………….. … 3
CAP ITOLUL II . ÎMBINĂRI SUDATE DIN SISTEMUL DE REFULARE ………………. 5
2.1. Clasificarea îmbinărilor sudate. Tipuri de îmbinări sudate ………………………….. 5
2.2. Îmbinări sudate din structura sistemului de refulare ………………………….. ………. 7
2.3. Stabilirea clasei de calitate a îm binărilor sudate conform SR EN 5817: 2015 … 8
CAPITOLUL III . ANALIZA MATERIALELOR DE BAZĂ ȘI STABILIREA CLASEI
DE CALITATE ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 15
3.1. Criterii de alegere a materialelor de bază ………………………….. ………………………… 15
3.2. Alegerea materialel or de bază ………………………….. ………………………….. …………… 15
3.3. Principii de bază în alegere a clasei de calitate a unui oțel ………………………….. …. 17
3.4. Alegerea clasei de calitate a oțelului ………………………….. ………………………….. ….. 19
CAPITOLUL IV . PROCEDEE DE SUDARE ………………………….. ………………………….. ……. 21
4.1. Procedee de sudare universale ………………………….. ………………………….. ………….. 21
4.2. Procedee de sudare specializate ………………………….. ………………………….. ………… 27
4.2. Stabilirea procedeului de sudare pentru realizarea sistemului de refulare ………… 32
CAPITOLUL V. PROIECTAREA TEHNOLOG IEI DE SUDARE ………………………….. .. 35
5.1. Clasificarea și descrierea materialelor pentru sudare ………………………….. ………… 35
5.2. Criterii de alegere a materialelor pentru sudare ………………………….. ……………….. 40
5.3. Alegerea materialului de adaos pentru sudarea sistemului de refulare …………….. 41
5.4. Analiza comportării la sudare a oțelurilor din structură ………………………….. …… 42
5.5. Pregătirea componentelor în vederea sudării ………………………….. …………………… 48
5.6. Rosturi utilizate la sudare ………………………….. ………………………….. …………………. 51
5.6.1. Stabilirea conform prescripțiilor standard a rosturilor utilizate în vederea
sudării ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 51
5.6.2. Posibilități de prelucrare a rosturilor ………………………….. …………………. 52
5.7. Recomandări la sudarea oțelurilor inoxidabile ………………………….. ………………… 54
5.8. Echipamente și dispozitive de sudare ………………………….. ………………………….. … 57
CAPITOLUL VI . CONTROLUL ÎMBINĂRILOR SUDATE ………………………….. …………. 58
6.1. Controlul distructiv al îmbinărilor sudate ………………………….. ……………………….. 58
6.2. Controlul nedistructiv al îmbinărilor sudate ………………………….. ……………………. 61
CAPITOLUL VII . PROCESUL VERBAL DE OMOLOGARE A PROCEDURII DE
SUDARE – WPQR ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………… 65
CAPITOLUL VIII . SPECIFICAȚIA PROCEDURII DE SUDARE – WPS …………………. 71
CAPITOLUL IX. OMOLOGAREA PROCEDURII DE SUDARE CONFORM 15614 -1 73
CAPITOLUL X. NORME DE TEHNICA SECURITĂȚII MUNCII ȘI PROTECȚIA
MEDIULUI ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 84
BIBLI OGRAFIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………. 89
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
3
CAPITOLUL I
DESCRIERE SISTEMULUI DE REFULARE
Structura studiată este constituită din intreg sistemul de refulare al unei pompe tubulare verticale.
Din acest sistem de reflare, cotul de descărcare este elementul principal.
Cotul de admisie/refulare este o parte a unei țevi care schimă direcția unui fluid prin virtutea
formei sale curbate (de obicei indoită).
În cazul coturilor, fluidile care circulă în interiorul acestora suferă o creștere a presiunii în
următoarele zone:
– Raza exterioară a cotului la intr area în cot
– Raza interioară a cotului la ieșirea din cot
În pompele centrifugale și pompele tubulare verticale în particular, coturile pot fi folosite ca
admisie sau refulare (descăracare).
Figura 1.1 . Sistemul de refulare studiat
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
4
Sistemul de refulare studiat este utilizat pentru o pompă verticală ce lucrează î n medii corozive de
aceea acesta este constituit din oțel carbon (structură) și oțel inoxidabil (tubulatură și flanșe) și este
potrivită pentru medii lichide corozive care con țin solide. Aplicațiile tipice sunt în medii cu lichide
corozive, permanganat de potasiu sau lichide ce conțin solide. În tabelul 1.1. sunt prezentate
caracteristicile carcasei pompei . [1]
Tabel 1.1 . Caracteristicile sistemului de refulare
Material Greut ate brută
calculată (kg)
316L 106
S355J2+N 72
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
5
CAPITOLUL II
ÎMBINĂRI SUDATE
2.1. CLASIFICAREA ÎMBINĂRILOR SUDATE. TIPURI DE ÎMBINĂRI SUDATE
Îmbinar ea sudată este ansamblul rigid ș i nedemontabil realizat prin aplicarea unui procedeu de
sudare, între două sau mai multe componente, obținut prin solidi ficarea materialului de bază topit, cu sau
fără material de adaos.
Cerința de bază pe care trebuie sa o îndeplinească o îmbinare sudată este aceea de a asigura integral
funcționalitatea în ansamblul din care face parte, concomitent cu realizările ei în con diții tehnologice și
economice optime.
Îmbinarea sudată este definită prin metalul supus sudării, cordonul de s udură și zona influențată
termi c (ZIT), este caracterizată de calitățile metalului depus și de transformările care se produc în metalul
de bază. Forma și dimensiunile cordonului de sudură au influențe esențiale asupra comportării în
exploatare a îmbinării sudate.
O influență importantă asupra comportării îmbină rii sudate o are apariția diferitelor tipuri de defecte
ca fisuri, nepătrunderi, apariția structurilor de călire în ZIT etc. Probabilitatea apariției defectelor trebuie
avută în vedere în procesul proiectării piesei, a elaborării tehnologiei și execuției în ateliere, pentru a se
asigura realizarea îmbinări lor sudate în limitele admise de norme le tehnice și caietul de sarcini.
Clasificarea îmbinărilor sudate se poate face du pă mai multe criterii și anume:
– Poziția relativă a elementelor componente
– Forma secțiunii transversale
– Poziția de sudare etc.
După poziția relativă a elementelor componente î mbinările sudate se clasifică în:
– Îmbinări cap la cap
– Îmbinări de colț (îmbinări de colț interior și exterior, îmbinări suprapuse, îmbinări în T și cruce)
După forma secțiunii transversale (fig 2.1.), îmbinările sudate pot fi:
a) cap la cap d) în colț exte rioare g) în T
b) în muchie e) în colț interioare
c) frontale f) în cruce
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
6
Fig 2.1. Tipuri de îmbinări sudate
Clasificarea îmbinărilor sudate după poziția de sudare este prezentată în fig 2.2. Dintre acestea cele
mai dificile sunt cusăturile pe plafon (peste cap), v ertical descendent, în cornișă și vertical ascendent.
Cusăturile orizontale și orizontal în jgheab sunt cele raționale. La sudarea în poziții mai dificile este
necesară reducearea curentului de sudare pentru a micșora volumul băii de metal t opit și a preveni
scurgerile sub influența forțelor gravitaționale. [2]
Fig 2.2. Clasificare a îmbinărilor sudate după poziția de sudare
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
7
2.2. ÎMBINĂRI SUDATE DIN STRUCTURA SISTEMULUI DE REFULARE
În cele ce urmează este prezentată sub formă tabelară, in ventarierea tuturor sudurilor din structura
sistemului de refulare , acesta conținând date precum:
– tipul îmbinării (cap la cap sau de colț)
– numărul elementelor ce urmează a fi îmbinate prin sudare, conform tabelului de componență al
structurii
– grosimea res pectivelor elemente
– lungimea cordonului de sudură pentru fiecare dintre îmbinări
– numărul îmbinărilor sudate identice
– tipul oțelului din îmbinare
Figura 2.3. Harta sudurilor din structura sistemului de refulare
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
8
Tabelul 2.1 . Imbinări sudate ale sistemu lui de refulare
Nr.
Crt.
Tipul
îmbinării
sudate Elemente
le
îmbinării
sudate Tipul
oțelului din
îmbinare Grosimea
elementelor Lungimea
cordonului
(mm) Nr.
Îmbinărilor
sudate
identice s1
(mm) s2
(mm)
1 BW-T 2-3 S355J2+N/
316L 25 8 1380 1
2 BW-T 1-3 316L/316L 40 8 1380 1
3 FW 5-6 316L/316L 40 9.5 487 1
4 BW 7-8 316L/316L 5.5 5.5 345 1
5 FW 8-3 316L/316L 5.5 8 345 1
6 FW 8-6 316L/316L 5.5 9.5 345 1
7 FW 6-1 316L/316L 9.5 40 480 1
8 FW 3-4 316L/
S355J2+N 8 10 65 8
9 FW 3-4 316L/
S355J2+N 8 10 140 2
Notații tabel: BW – îmbinare cap la cap; FW – îmbinare de colț;
2.3. STABILIREA CLASEI DE CALITATE A ÎM BINĂRILOR SUDATE CONFORM SR
EN 5817: 2015
În Standard ul Internațional SR EN 5817: 2015 se prevăd trei niveluri de acceptare a defectelor
îmbinărilor sudat e cu arc electric din oțel, astfel încât să permită aplicarea într -un domeniu larg al
construcțiilor sudate. Nivelurile se referă la calitatea obținută la terminarea fabricației și nu la aptitudinea
de utilizare a produsului.
Prezentul Stand ard Internațio nal se aplică la:
– oțeluri nealiate și aliate;
– următoarele procedee de sudare și procedeele derivate din acestea, în conformitate cu ISO 4063:
11 – sudare cu arc electric cu electrod fuzibil fără protecție gazoasă;
12 – sudare sub strat de flux;
13 – sudare cu arc electric în mediu de gaz protector cu electrod fuzibil;
14 – sudare cu arc electric în mediu de gaz protector cu electrod nefuzibil;
15 – sudare cu plasmă
– procedee de sudare manuală, mecanizată și automată; toate pozițiile de sudare;
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
9
– îmbinări sudat e cap la cap, în colț și ale racordurilor de țevi;
– materiale de bază cu grosimea de la 3 mm la 63 mm (se poate aplica si la materiale de bază cu
grosimi mai mici sau mai mari cu luarea în considerare a factorilor tehnici specifici).
Simboluri
În tabelul următor sunt u tilizate următoarele simboluri:
a – grosimea nominală a sudurii în colț
b – lățimea supraînălțării
d – diametrul suflurii sferoidale
h – dimensiuena (înălțimea sau lățimea) defectului
l – lungimea defectului
s – grosimea nominală a sudurii c ap la cap sau în cazul pătrunderii parțiale, ad âncimea prescrisă a
pătrunderii
t – grosimea peretelui
z – lungimea catetei sudurii în colț (în cazul unei secțiunii de forma unui triunghi isoscel z = a√2)
Nivelurile de acceptare a defectelor sudurilor sun t indicate în tabelul 2.2 .:
Tabelul 2.2 . – Nivelurile de acceptare a defectelor sudurilor
Simbolizare Nivelul de acceptare
D Moderat
C Intermediar
B Sever
La alegerea nivelului de acceptare a unui defect dat trebuie să se țină seama de factori ca:
proiectarea, tratamentul ulterior, modul de solicitare, condițiile de lucru și consecințele unei avarii.
Factorii economici au în egală măsură importanța lor și trebuie luat în considerare nu numai costul
sudării, dar și cel al inspecțiilor, al încercărilor și reparațiilor.
Tinând cont de cele menționate , clasa de calitate B – Severă este cea mai optimă pentru structura
studiată, aceasta lucrând la temperaturi înalte și fiind puternic solicitată.
Tabelul 2.3. Limitele defectelor admise de clasa de calitate , B-Sever ă
Nr. Denumirea
defectului Observații Limitele defectelor
pentru nivelurile de
acceptare
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
10
B – Sever
1 Fisuri Toate tipurile de fisuri, cu excepția microfisurilor
(h·l/<mm²); fisuri în crater . Nu se admit
2 Fisuri în
crater – Nu se admit
3 Suflu ri și
sufluri
sferoidale Trebuie îndeplinite următoarele condiții și limite ale
defectelor:
a) Dimensiunea maximă a întregii ar ii a proiecției
sau a întregii suprafețe de rupere cu defecte
b) Dimensiunea maximă a unei sufluri izolate:
– Suduri cap la cap
– Suduri de colț
c) Dimensiunea maximă pentru o suflură izolată
1 %
d≤0,3 s,
0,3 a
3 mm
4 Sufluri
grupate Trebuie îndeplinite următoarele condiții și limite ale
defectelor:
a) Dimensiunea maximă a între gii arii a proiecției
sau ariei suprafeței de rupere cu defecte
b) Dimensiunea maximă a unui sufluri izolate
pentru:
– Suduri cap la cap
– Suduri în colț
c) Dimensiunea maximă pentru un grup de sufluri
4 %
d≤0,3 s
0,3 a
2 mm
5 Sufluri
alungite și
tubulare Defecte lungi pentru:
– Suduri cap la cap
– Suduri în colț
Nu se admit
Defecte s curte pentru: – Suduri cap la cap
– Suduri în colț
În ambele cazuri, dimensiunea maximă pentru suflurile
alungite și tubulare h≤0,3 s
0,3 a
2 mm, dar nu mai
lungi decât
grosimea
6 Incluziuni
solide
(exceptând
cele de Defecte lungi pentru:
– Suduri cap la cap
– Suduri în colț
În ambele cazuri, dimensiunea maximă pentru
Nu se admit
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
11
cupru) incluziuni solide
Defecte scurte pentru: – Suduri cap la cap
– Suduri în colț
În ambele cazuri, dimensiun ea maximă pentru
incluziuni solide h≤0,3 s
0,3 a
2 mm, dar nu mai
lungi decât
grosimea
7 Incluziuni de
cupru – Nu se admit
8 Lipsă de
topire (topire
incompletă) – Nu se admite
9 Lipsă de
pătrundere
(pătrundere
incompletă)
Nu se admite
10 Poziționarea
greșită și
lipsă de
pătrundere la
sudura în colț Un rost excesiv sau insuficient între piesele de îmbinat
și lipsă de pătrundere .
h≤0,5 mm +
0,1 a,
Max. 2 mm
11 Crestătură
continuă sau
crestătură
intermitentă Se admit numai treceri line h≤0,5 mm
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
12
12 Supraînălțare
excesivă Se admit numai treceri line
h≤1 mm +
0,1 b,
Max. 5 mm
13 Convexitate
excesivă
h≤1 mm +
0,1 b,
Max. 3 mm
14 Sudură în
colț cu
grosimea
totală mai
mare decât
grosimea
nominală În multe aplicații, grosimea totală efectivă mai mar e
decât grosimea nominală poate să nu fie o cauză de
respingere
h≤1 mm +
0,15 a,
Max. 3 mm
15 Sudură în
colț cu
grosimea
totală mai
mică decât
grosimea
nominală O sudură în colț cu grosimea totală aparent mai mică
decât cea prescrisă nu este considerat ă ca fiind defectă
dacă adâncimea de pătrundere este superioară,
compensând grosimea efectivă pentru a obține valoarea
nominală
Nu se admite
16 Exces de
pătrundere
h≤1 mm +
0,3 b,
Max. 3 mm
17 Picătură – Se admit picături
ocazionale
18 Defect de Limitele se referă la abaterile față de poziția corectă. Fig. A – Table și
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
13
aliniere Dacă nu se specifică altfel, poziția corectă este aceea în
care axele coincid, t se referă la grosimea cea mai mică
suduri
longitudinale
h≤0,1 t ,
Max. 3 mm
Fig. B – Sudu ri
circulare
Max. 2 mm
19 Subțiere
Supratopire Se admit numai cu treceri lin e
Defecte lungi nu se
admit
h≤0,05 t,
Max. 0,5 mm
20 Defect de
simetrie a
sudurii în
colț Se presupune că nu s -a prescris în mod expres o sudură
în colț asimetrică
h≤1,5 mm +
0,15 a
21 Retasură la
rădăcină
Crestătură la
rădăcină Se admit numai cu treceri line
h≤0,5 mm
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
14
22 Scurgere de
metal
Nu se admit
23 Reluare
defectuasă – Nu se admite
24 Arsură – Acceptarea poate fi
influ ențată de un
tratament ulterior
și depinde d e tipul
metalului de bază
și de sensibilitatea
la fisurare
25 Strop – Acceptarea
depinde de
aplicație
26 Defecte
multiple într –
o secțiune
transversală Pentru grosimi s ≤ 10 mm sau a = 10 mm sau mai mici
este necesar uneori un studiu special
h1+h2+h3+h4+h 5≤∑h
h1+h2+h3+h4+h5+h6 =∑h Valoarea maximă a
sumei înălțimilor
defectelor scurte
∑h:
0,15 s
sau
0,15 a
Max. 10 mm
Îmbinările sudate din componența carcasei trebuie să fi în conformitate cu clasa de calitate B –
Sever, a standardului SR EN 5817: 2015 .[3]
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTA TEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
15
CAPITOLUL II I
ALEGEREA MATERIALELOR DE BAZĂ ȘI STABILIREA CLASEI DE
CALITATE
3.1. CRITERII DE ALEGERE A MATERIALELOR DE BAZĂ
Alegerea materialului metalic pentru o anumită aplicație se realizează în etapa proiectării tehnice a
unui produs și ea este un proces continuu , rezultatul alegerii putând evolua în funcție de constatările
făcute în etapele de experimentare și de testare a prototipurilor.
Criteriile de alegere și utilizare a mater ialelor metalice sunt multiple: scop, solicitări în exploatare,
posib ilități tehnologice, mediu de lucru, caracterul producției, fiabilitate, estetică, disponibilitate pe piață
și posibilități de aprovizionare, preț de cost.
3.2. ALEGEREA MATERIALELOR DE BAZĂ
Alegerea materialului de bază în vederea realizării îmbinărilor sudate se face în funcție de
condițiile de exploatare, de tehnologia de execuție și de asigurarea unei eficiențe economice cât mai
ridicate.
Structurile sudate sunt realizate în cea mai mare parte din oțeluri carbon și aliate, precum și din
aliaje de alum iniu, cupru, titan, nichel etc. Dintre acestea, oțelul are cea mai mare utilizare în realizarea
îmbinărilor sudate. Se pot menționa în acest sens oțelurile pentru structuri sudate, oțelurile aliate, oțelurile
placate. Dintre structurile realizate din oțelu ri se amintesc poduri, ferme, recipienți de stocare a fluidelor,
vehicule rutiere, material rulant, nave, instalații de ridicat și de transportat, construcții civile și industriale
etc.
Oțelurile pentru produse sudate sunt acele oțeluri care se utilizează la realizarea prin sudare a
structurilor solicitate mecanic și exploatate la temperaturi cuprinse în intervalul (-50 +50)°C. Aceste
oțeluri trebuie să satisfacă în principal trei cerințe fundamentale:
– să fie ieftine, pentru a nu scumpi structură;
– să aibă caracteristici mecanice cât mai ridicate pentru a realiza structuri ușoare;
– să se sudeze bine cu procedee relativ simple și de mare productivitate.
După gradul de aliere, oțelurile se împart în:
– oțeluri nealiate;
– oțeluri slab aliate: sum a elementelor de aliere < 5%;
– oțeluri mediu aliate: sum a elementelor de aliere > 5% și < 10%;
– oțeluri înalt aliate: sum a elementelor de aliere > 10%.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTA TEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
16
În figur a 3.1 este reprezentată schematic clasificarea oțelurilor pentru construcții sudate, în funcți e
de destinație.
Oțelurile de uz general au conținutul de carbon de (0,20 ÷ 0,22 %) și o structură de echilibru
constituită din ferită și cel mult 25 % perlită. Valorile minime ale caracteristicilor mecanice sunt:
Rmmin = 340 N/mm2, R0,2min = 210 N/mm 2, A5min = 21%, KV min = 27 J.
Din categoria oțelurilor cu rezistență mărită la coroziune atmosferică fac parte așa -numitele oțeluri
patinabile, RCA 37 și RCB 52. Caracteristicile mecanice și tehnologice ale acestor oțeluri sunt similare cu
cele ale oțelurilor de uz general , echivalen te din punct de vedere al claselor de rezistență mecanică și de
comportare la sudare. Datorită alierii, ele au un conținut în carbon echivalent mai mare decât oțelurile de
uz general, motiv pentru care sunt mai sensibile la fisurare și deci necesită o temperatură mai ridicată de
preîncălzire în vederea sudării. Totodată, prezența elementelor de aliere impune utilizarea unor materiale
de adaos (fluxuri și electrozi) cu caracter bazic.
Oțelurile cu granulație fină se caracterizează printr-un conținut scăzut în carbon, pentru a nu se
înrăutăți comportarea la sudare și sunt slab aliate cu elemente care au menirea de a îmbuna toate
caracteristicile de rezistență mecanică fără o diminuare puternică a celor de ductilitate și tenacitate.
Fig. 3.1. C lasificarea oțelurilor pentru construcții sudate, în funcție de destinație
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTA TEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
17
Materialele de bază ale structurii sunt S355J2 +N conform EN 10025 -2:2004 și X2CrNiMo17 -12-2
conform EN 10088 -3. [4] [5]
Tabel 2.1. Compoziția chimică a oțelurilor S355 J2+N și X2CrNiMo17 -12-2
Simbolizare
C %
max. Si %
max Mn %
max P%
max S %
max Ni % N %
max Cr % Cu %
max Conform EN 10025 -2:2004
S355J2+N 0.20 0.55 1.60 0.035 0.035 – 0.12 – 0.55
316L (X2CrNiMo17 -12-2) 0.03 1.0 2.0 0.045 0.03 10-13 0.11 16.5-18.5 –
Tabel 2. 2. Caracteristicile mecanice ale oțelurilor S355J2+N și X2CrNiMo17 -12-2
Simbolizare Rm [N/mm2] ReH
[N/mm2] A5
(%)
mm KV
[J] Transversal
-40° -20° 0° +20°
S355J2+N 490- 630 315 – 355 22 – – – –
316L ( X2CrNiMo17 -12-2) 500-700 200 40 – 60 – –
Tabel 2. 4. Duritatea și încovoierea pr in șoc ale oțelurilor S355J2+N și X2CrNiMo17 -12-2
Simbolizare Duritatea KV [J] Longitudinal
[HB] [HV] -50° -40° -20° 0° +20°
S355J2+N 187 187 – – 27 – –
316L
(X2CrNiMo17 –
12-2) 215 215 – – 100 – –
3.3 PRINCIPII DE BAZĂ ÎN ALEGEREA CLASEI DE CALITATE A UNUI OȚEL
Alegerea clasei de calitate a materialului trebuie să se facă ținând seama de următoarele
recomandări:
– folosirea unor materiale care să prezinte comportare ductilă în int ervalul de temperatură în care
316lucrează aparatul. Dacă nu este posibilă evitarea folosirii unui material cu comportare fragilă pentru
corpul apăratului, responsabilitatea alegerii acestuia revine proiectantului;
– folosirea unor materiale care să fie adecvate în raport cu fl uidul sau gazul care urmează a fi
conținut de către apărat;
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTA TEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
18
– trebuie acordată o atenție deosebită fragilizării datorate coroziunii prin atacul hidrogenului;
– trebuie luate în considerare caracteristicile de fluaj ale materialului;
– materialul din c are se execută aparatul sub presiune, trebuie să prezinte o rezistență la rupere
corespunzătoare în întreg intervalul de temperatură de lucru;
– se recomandă c ertificarea corespondenței materialului utilizat la executarea apăratului față de
marcă de material stabilită la proiectare prin verificarea unor eșantioane cu raze X, analize chimice,
metalografice, radiografice.
Pentru alegerea oțelurilor adecvate confec ționării recipientelor și conductelor sub presiune trebuie
precizate:
– alegerea clasei de calitate a oțelului, definită prin nivelurile minime garantate ale limitei
convenționale (tehnice) de curgere, R p și rezistența minimă de rupere la tracțiune, R m;
– alegerea clasei de calitate a oțelurilor definită prin criterii de asigurare a tenacității la temperatură
minimă de exploatare.
La proiectarea recipientelor sau a conductelor sub presiune se rezolvă mai întâi primă problemă –
alegerea clasei de reziste nță mecanică a oțelului utilizat . Rezolvarea problemei se face în mod obișnuit
iterativ, în sensul că se consideră pe rând diferite oțeluri (cu diferite caracteristici de rezistență mecanică)
disponibile și se calculează rezistențele (tensiunile) admisibil e și grosimea de rezistență a peretelui, luând
în considerare solicitările de exploatare și/sau solicitările din timpul probelor.
Pentru alegerea clasei de calitate a oțelului folosit, se pot folosi mai multe metode, fiecare metodă
având o formulare specif ică a criteriului general de verific are a tenacității la temperatura minimă de
exploatare a recipientului: tena citatea oțelului la temperatura minimă de exploatare, în condițiile
specifice de solicitare a acestuia, trebuie să aibă nivelul corespunzător ne declanșării unor fenomene
(nedorite) de rupere fragilă.
Metodele de stabilire a claselor de calitate ale oțelurilor carbon și slab aliate folosite în practică
sunt:
– metodă coeficientului de periculozitate;
– metodă I.S.C.I.R;
– metodă diagramei d e analiză a ruperii;
– metodă diagramei generale de analiză a ruperii.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTA TEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
19
3.4. ALEGEREA CLASEI DE CALITATE A OȚELULUI
Metodă coeficientului de periculozitate
Coeficientul de periculozitate reprezintă o evaluare cantitativă empirică a naturii și sever ității
solicitărilor, care trebuie avută în vedere la alegerea clasei de calitate a oțelurilor. Acest coeficient se
apreciază cu relația:
G = K ∙ S ∙ B (2.1)
unde: K – factor constructiv; S – factor de importanță a elementului; B – factor de soli citare.
Valorile acestor factori se aleg din tabelul 2.5.
Tabelul 2.5. Valorile factorilor
Denumirea factorului Simbolul Tipul construcției sau al elementului Valoarea
factorului
Factorul constructiv K Construcții nituite, elemente fără asamblări prin s udare. 0,5
Stâlpi, grinzi cu zăbrele, reazeme. 1,0
Elemente de construcție cu rigidizări și variații mari de secțiuni 1,4
Construcții și elemente de construcții cuprinzând plăci cu rigidizări
care lucrează în stare biaxială de solicitări (rezervoa re, buncăre
etc.). 2,0
Factorul de importanță S Elemente de construcție care nu sunt prinse în sistemul de
rezistență al unei structuri, a căror avarie nu afectează
funcționalitatea structurii. 0,5
Elemente de construcție care nu sunt prinse în sistemu l de
rezistență al unei structuri, a căror avarie afectează funcționalitatea
structurii. 0,8
Elemente de construcție care nu sunt prinse în sistemul de
rezistență al structurii. 1,0
Factorul de solicitare B Elemente de rigidizare, de construcție solic itate la compresiune, de
construcție supuse la solicitări scăzute. 0,5
Elemente de rezistență nedetensionate, supuse la solicitări statice
(viteză de soliciare sub 500 N/mm² · s) care sunt date în exploatare
la temperaturi peste 0 șC. 1,0
Elemente de rezistență nedetensionate supuse la solicitări
dinamice (cu viteză de solicitare peste 500 N/mm² · s). 1,5
Pentru oțelurile S355J2 +N, P265GH, P275N se alege clas a de calitate conform relației (2.1) :
Unde K = 2; S = 0.8; B = 1;
G = 2 ∙ 0.8 ∙ 1 = 1.6
Valorile factorului d e periculozitate G se rotunjesc la valorile 3.0, 2.5, 2.0, 1.5, 1.0, 0.5.
De unde G = 1.6 => G = 2.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTA TEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
20
Alegerea clasei de calitate a oțelului utilizat la o construcție sau element de construcție, se face în
funcție de: temperatur a minimă de proiectare, coeficientul de periculozi tate și grosimea produsului
(tabelul 2.6).
Tabelul 2.6. Clasa de calitate în funcție de temperatura minimă de proiectare și grosimea produsului
Temperatura minimă de proiectare,
șC Grosimea produsului,
mm
0 -10 -20 -30 -40 -50 5 10 15 20 25 30 35 40 45
3,0
3,0 2,5 Clasa de calitate 7
3,0 2,5 2,0 Clasa de calitate 6
3,0 2,5 2,0 1,5 Clasa de calitate 5
3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 Clasa de calitate 4
3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Clasa de calitate 2
(oțel necalmat) Clasa de calitate 3
2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Clasa de calitate 1
(oțel necalmat) Clasa de calitate 2
(oțel calmat)
2,0 1,5 1,0 0,5
Temp eratur a minimă de proiectare reprezintă cea mai scăzută temperatură, care se are în vedere la
alegerea clasei de calitate a oțelurilor și se alege c a cea mai scăzută temperatură pe care metalul o poate
avea în timpul serviciului.
Temperatură minimă de proi ectare se poate stabili în funcție de temperatură mediilor care vin în
contact cu metalul, astfel:
– temperatura minimă a mediilor, altele decât mediul ambiant, când acesta este în exclusivitate în
contact cu mediul;
– temperatura medie cea mai scăzută a m ediului ambiant pe o perioadă de 24h atunci când această
nu este în e xclusivitate în contact cu metalul, dar nu mai ridicată decât temper atură minimă a celorlalte
medii . [6]
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
21
CAPITOLUL IV
PROCEDEE DE SUDARE
4.1. PROCEDEE DE SUDARE UNIVERSALE
a) Sudare manuală cu electrod învelit
Sudarea manuală cu arc electric este un procedeu de sudare prin topire care se realizează pe seama
căldurii concentrate dezvoltate de arcul format între pies a de sudat și electrod.
Principiul sudării manuale cu electrozi înveliți este prezentat în figură 4.1. Arcul electric este
amorsat între un electrod învelit și piesa care se sudează. Arcul electric topește materialul de bază și
vârful electrodulu i formând baia topită care este protejată față de acțiunea atmosferei prin stratul de zgură
lichidă și gazele generate de învelișul electrodului.
Fig. 4.1. Principiul sudării manuale cu electrozi înveliți
1-arc electric; va- viteza de avans a electrodu lui; vs -viteza de sudare.
2-metalul de bază (piesa de sudat);
3-electrod învelit;
4- gaze provenite din substanțele învelișului;
5- baia de sudură;
6- cusătura;
7- zgura rezultată din învelișul topit;
8- sursă de energie electrică pentru alimentarea arcului;
9- cabluri de legătură de la sursă la electrod și la componențe;
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
22
Avantajele procedeului:
– cea mai mare accesibilitate
– se pot suda aproape toate metalele și aliajele metalice de la grosimi de sub 1 mm până la cele mai
mari;
– se sudează în orice poziție
– investițiile în echipamentele de sudare sunt cele mai mici
– marea majoritate a sudorilor au capacitatea și ab ilitatea necesară de a -l folosi
Dezavantajele procedeului:
-factorul operator (raportul între timpul cât sudorul sudează și cele 8 ore de muncă zilnică) ≤ 25%
– gradul de utilizare a metalului de adaos este minim (≤ 65%);
– productivitate mică.
Parametrii la procedeul de sudare manuală cu electrozi înveliți variază între limitele:
– de = 1,6 – 6 mm
– Is = 25 – 400 A
– Ua = 15 – 35 V
– vs = 10 – 50 cm/min
b) Sudare MIG/MAG
Sudarea MIG/Mag este un procedeu de sudare prin topire cu arc electric, cu electrod fuzibil, iar
pentru protecția arcului și a băii de metal topit se foloseste un gaz de protecție ( inert – la sudare MIG;
activ – la sudare MAG).
Arcul electric 1 amorsat între sârma electrod 2 și materialul de bază 3 produce topirea acestora
formând baia de metal 4. Protecția arcului electric și a baii de metal topit se realizează cu ajutorul gazului
de protecție 5, adus în zona arcului prin duza de gaz 6 din butelia 7.
Fig. 4.2 . Schema de principiu a procedeului de sudare MIG/MAG
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
23
Sârma electrod este antrenată prin tubul de ghidare 13 cu viteza de avans constantă, v a, de către
sistemul de avans 8 prin derularea de pe bobina 9 . Alimentarea arcului cu energie electrică se face de la
sursa de curent continuu 10, prin duza de contact 11 și prin cablul de masă 12. Tubul de ghidare a sârmei
electord 13, cablul de alimentare cu curent de sudare 17 formează pistoletul de sudare.
Avant ajele procedeului MIG/MAG :
-productivitate ridicată (pătrundere mare la sudare, posibilitatea sudării cu viteza de sudare mari,
eliminarea operațiilor auxiliare);
-facilitatea mecanizării, automatizării sau robotizării;
-grad înalt de universalitate a pro cedeului;
-posibilitatea sudării în orice poziție;
-eliminarea operației de curățire a zgurii;
-grad înalt de utilizare a materialului de adaos (90 -95 %);
-cantitate redusă de fum;
-conducerea și supravegherea ușoară a procesului de sudare, arcul fiind viz ibil;
-tensiuni și deformații mici la sudare (energie liniară mică).
Dezavantajele procedeului MIG/MAG:
-echipamente de sudare sunt mai scumpe și mai complicate;
-flexibilitatea mai redusă decât la sudare manuală ( pistolul de sudare este mai greu și cu
manevrabilitate mai scăzută);
-pierderi de material de adaos ( în anumite condiții) prin stropi (5 -10%)
-sensibilitate la curenți de aer (evitarea sudării în locuri deschise, cu vânt, etc.);
-limitare la grosimi, în general, mai mari de 1 mm;
-riscul unei pr otecții necorespunzătoare a arcului electic și a băii de metal;
-probabilitatea relativ mare de apariție a defectelor în îmbinarea sudată, în principal pori și lipsa de
topire.
Parametrii tehnologici de sudare sunt:
-diametrul sârmei electrod, d e = 0,6 – 2,4 mm;
-intensitatea curentului de sudaree , I s = 60 – 500A;
-tensiunea arcului, U s = 15 – 35 V;
-viteza de sudare , v s = 15 – 150 cm/min;
-debitul gazului de protecție , Q = 8 – 20 l/ min.
Materialele de sudare utilizate la sudarea MIG/MAG sunt sârma elec trod și gazul de protecție.
Gazele de protecție utilizate la sudarea MIG sunt gazele inerte și amestecuri ale acestora. Se
utilizează cu precădere ca și gaz de protecție, argonul. Se reconanda adaosul de oxigen în argon.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
24
c) Sudarea WIG
Este un procedeu d e sudare cu arc electric în mediu de gaz protector inert (argon, heliu,
amestecuri) la care arcul arde liber între un electrod de wolfram sau aliaje wolfram și piesa (fig. 4. 3.)
Fig. 4.3 . Schema procedeului WIG
1-electrod de W; 2 – material de bază; 3 – ajutaj; 4 – vergea de metal de adaos; 5 – butelie de gaz; 6 –
sursă de curent; 7 – panou de comandă
Avantajele procedeului WIG:
-se sudează orice metal și aliaj metalic, obținându -se cusături cu grad ridicat de puritate;
-dupa sudare ne este necesară curățirea zonei;
-arcul electric și baia de sudură sunt vizibile, deci procesul se poate controla;
-nu se produc stropuri și împroșcări de material;
-se poate suda în orice poziție;
-se poate controla ușor cantitatea de căldură introdusă în zonă de sudare;
-mediul inert de gaz preîntâmpina modificările chimice în materialele și aliajele sudate;
-se realizează suduri de mare finețe;
Dezavantajele procedeului WIG:
-este un procedeu manual și ca urmare depinde mult de sudor;
-productivitatea este mică;
-echipamentele d e sudare sunt scumpe;
-sudarea componențelor cu grosimi de peste 10 mm decurge lent din cauza productivității scăzute.
Parametrii regimului la sudarea WIG
-Diametrul sârmei. Se adoptă în funcție de grosimea pieselor.
-Intensitatea curentului de sudare. Va loarea curentului de sudare se alege în funcție de densitatea
de curent admisă de electrozii de wolfram.
-Tensiunea arcului. Crește la creșterea curentului de sudare, dar nu depășește valoarea de 44 V.
-Gazul de producție. Pentru sudarea WIG se folosesc g aze de protecție, tipurile A (99,996% Ar)
sau B (99,99% Ar).
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
25
d) Sudarea sub strat de flux
Principiul procedeului
Principiul sudării sub strat de flux este prezentat în fig. 4.4 . Energia necesară topirii
componentelor și realizării îmbinării este dat de arcul electric 1 care se formează între sârma electrod 2 și
metalul de bază 3. Spațiul în care se realizează îmbinarea ca fi protejat împotriva acțiunii nefavorabile a
mediului înconjurător, cu ajutorul unui strat protector de flux 4, depozitat în rezervo rul 5, prevăzut cu
clapeta 6.
Fig. 4.4 . Principiul sudării sub strat de flux
Baia de sudură 7 se formează prin topirea metalului de bază și a sârmei electrod sub acțiunea
arcului electric, iar prin solidificare rezultă cusătura 8. Tot sub acțiunea arcu lui electric se topește o
cantitate de flux, care formează o peliculă protectoare lichidă 9 care acoperă cusătura. Prin solidificarea
fluxului topit rezultă crusta de zgură 10.
Continuitatea procesului de sudare este asigurată prin sârma electrod bobinată pe tamburul 11 care
este antrenată prin sistemul de role 12, la care o rolă este de acționare, iar cealaltă de strângere
Avantajele procedeului:
– cusatura este mai omogenă și uniformă decât la alte procedee de sudare cu arc electric, deoarece
intervenți a sudorului în proces este minimă;
– nu există practic stropiri;
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
26
– cantitatea de fum degajeatala sudare este minimă;
– gradul de folosir a materialului de adaos este aproape de unitate;
– productivitate ridicată;
– se pot folosi curenți de sudare mult mai mari la același diametru al sârmei electrod față de
sudarea manuală cu electrozi înveliți.
Dezavantajele procedeului:
-sudarea se face numai în poziție orizontală, respectiv la sudările de colț și lateral;
-se pot suda eficient numai cusături drepte și circulare, a căror lungime este mai mare de 1 m.
Performanțele procedeului:
-se sudează mai ales oțelurile nealiate cu puțin carbon și slab aliate, unele oțeluri inoxidabile și,
dintre materialele metalice neferoase, nichel, cupru și aliaje de tip monel;
-se pot suda printr -o singură trecere în rost I, grosimi de până la 15 mm și în rost V, grosimi de
până la 25 mm; la sudurile de colț o trecere este suficientă până la 20 -25 mm grosime.
Parametrii regimului de sudare sunt cuprinși între limitele:
-Is= 400-1200 A;
-Ua= 25-42 V;
-vs = 80-200 cm/min.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
27
4.2. PROCEDEE DE SUDARE SPECIALIZATE
1. Sudarea în baie de zgur ă
Principiul procedeului
Sudarea în baie de zgură reprezintă un procedeu de sudare prin topire, specific sudării
componențelor cu g rosime de peste 30 mm (fig. 4.5. )
Fig. 4.5 . Principiul sudării în baie de zgură
1-sarma de sudură; 2 – baie de zgură; 3 – baia de metal topit; 4 – cusătura; 5 – ghidajul sârmei
electrod; 6 – patine din Cu;
va – viteză de avans a sârmei; r – deșchiderea rostului
La su darea în baie de zgură nu se formeza arc, căldura necesară topirii producându -se prin efect
Joule, la trecerea curentului electric prin electrozi și baia de zgură topită.
Avantajele procedeului:
-productivitatea cea mai mare față de toate procedeele de su dare electrică prin topire;
-este un procedeu mecanizat;
-nu necesită rosturi complicate și uniforme de mare precizie;
-se pot suda componențe cu grosime oricât de mare;
-sudarea se face dintr -o singură trecere;
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
28
Dezavantajele procedeului:
-domeniul de apl icare este limitat la componente cu grosimi mari ( s ≥ 30 mm) și la oțeluri
insensibile la încălziri îndelungate pe regiuni extinse ( oțeluri carbon nealiat, oțeluri slab aliate netratate
termic), la unele oțeluri aliate, la alumi niu pur;
-sudarea se face în poziția verticală (abaterea de la verticalitate este de cel mult ±15o).
Parametrii regimului de sudare:
-intensitatea curentului de sudare, I s = 500 – 800 A;
-tensiunea arcului, U a = 30-60 V;
-viteza de sudare, v s = 0,4 – 4 cm/min.
Materialele de sudare utilizate la sudarea în baie de zgură sunt sârmele de sudură și fluxurile (
asemănătoare cu cele destinate sudării sub strat de flux).
Numărul de sârme utillizate la sudare poate fi de 1 sau 3, cu sau fără mișcări transversale, în
funcție de grosimea mat erialului de bază.
2. Suda rea cu electrod învelit culcat
Sudarea constă în plasarea în rostul îmbinării a u nui electrod învelit, sau a mai multor electrozi
înveliți, preferabil ca învelișul a cestora să fie gros pentru a da posibilitatea arcului electric să ardă într -un
spațiu corespunzător, asigurând lungimea arcului necesară. De obicei, electrodul este acoperit cu o placă
din cupru și, de asemenea, sub îmbinare se plasează o placă de cupru pentru formarea corespunzătoare a
cusăturii. Plăcile evită totod ată producerea stropilor. Se fabrică și electrozi speciali pentru sudarea cu
electrod culcat având lungimi de 1…2 m și având totodată proprietatea de a se asambla reciproc, creându –
se astfel un electrod cu lungimea apropiată de lungimea îmbinării.
Alime ntarea cu curent a electrodului se face pe di ferite porțiuni reducând astfel lungimea
electrodului între arcul electric și priza de alimentare, reducând lungimea liberă și micșorând pierderile
prin efect Joule. Prin acest procedeu se pot realiz a îmbinări c ap la cap (fig. 4.6 ) sau îmbinări de colț în
jgheab (fig. 4.7 ).
Fig. 4. 6. Îmbinare cap la cap Fig. 4. 7. Îmbinare de colț
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
29
3. Sudarea gravitațională
Sudarea gravitațională reprezintă o mecanizare a sudării cu electrozi înveliți.
Electrodul învelit 1 (fig. 4.8.) este fixat în bucșa 2 de la care primește și curentul electric.
Această bucșă este sprijinită pe culisa 3, care glisează pe ghidajul 4. Ghidajul 4 se află în planul
axei cordonului de sudură. Amorsarea procesului se realizează manual, apoi electrodu l se sprijină cu
propriul înveliș pe rostul cordonului de sudură și, consumânduse, coboară împreună cu culisa 3 pe
ghidajul 4. Ca atare, viteza de sudare este dată de către unghiul α de înclinare al ghidajului față de axa
rostului. Totodată, acest unghi α impune și pătrunderea sudurii precum și calibrul acesteia.
Fig. 4.8 . Sudarea gravitațională
Pentru sudarea gravitațională se folosesc de obicei electrozi cu diametrul de 4…6 mm, cu înveliș
gros pentru a da posibilitatea formării arcului și lungimii cuprinse între 500…1000 mm. Curentul de
alimentare este curent alternativ pentru a evita suflajul arcului și tendința de deviere a arcului de la axa
cordonului.
Folosirea curentului alternativ la sudarea cu electro zi înveliți impune ca învelișul electrod ului să
fie, în general, de tip titanic. Curentul folosit este cu numai 10…20% mai mare decât la sudarea cu
electrozi înveliți, la același diametru al electrodului, pentru că, datorită lungimii mari a sârmei electrod se
produc pierderi prin efect Joule p e acesta.
În concluzie, sudarea gravitațională asigură m ecanizarea sudării cu electrozi înveliți, mărind
productivitatea operației de sudare, îmbunătățind calitatea îmbinării, sudorul putând supraveghea mai
multe posturi de sudare și totodată crește cantit atea de material depus, respectiv rata depunerii.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
30
4. Sudarea mecanizată pe vertical
Sudarea pe verticală, în varianta mecanizată, se realizează de obicei apelând la procedeul de
sudare în mediu de gaz protector, mai răspândit fiind procedeul MAG.
Sunt două tehnologii pentru sudarea mecanizată pe verticală și anume:
– sudare cu baie liberă;
– sudare cu baie constrânsă.
Sudarea cu baie liberă (fig. 4. 9.) asigură obținerea cor donului vertical în condițiile în care sudarea
se realizează cu sârmă plină sa u tubulară în mediu de gaz protector.
Capul de sudare este înclinat de obicei cu unghiul α = 15…25° în raport cu normala la rostul
îmbinării. Totodată, capul de sudare execută o pendulare pe unghiul β = 40… 60°, în condițiile în care
rostul are un ungh i de 60°.
Fig. 4.9 . Sudarea mecanizată pe vertical
Pendularea se realizează cu o frecvență de 6…20 c icluri pe minut. La materialele cu grosimi mai
mari, 20…35 mm pendularea se asigură astfel încât la capete de cursă sârma electrod să realizeze o to pire
mai accentuată a materialului de bază, impunând o întârziere, o staționare a arcului, la capăt de cursă.
Pentru grosimi ale îmbinărilor cuprinse între 10…20 mm sudarea poate fi realizată dintr -o singură trecere.
Pentru grosimi mai mari se folosesc d ouă și mai multe treceri.
De obicei, când se începe sudarea mecanizată p e verticală stratul de rădăcină executat pe parte
opusă celei pe care se va suda mec anizat, a fost deja realizat în varianta manuală.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
31
Când nu este posibilă executarea unui cordon pe partea opusă atunci se atașează pe acea parte o
placă metalică preferabil din același material cu al materialului de bază, care rămâne înglobată în
îmbinare.
A doua variantă de sudare mecanizată pe verticală este sudarea cu bare constrânsă, numită și
sudar ea electrogaz (fig. 4. 10.).
La această sudare cordonul se realizează între dou ă patine de cupru răcite forțat cu apă. Dioxidul
de carbon (gazul de protecție) pătrunde prin patine în zona arcului de sudură. Sudarea se realizează cu
sârmă tubulară, arcul ele ctric va crea o baie de metal topit, care se ridică, avansând pe verticală cu viteza
de sudare vS. Cu aceeași viteză avansează și cele două patine de cupru care au rolul de cristalizatoare a
băii topite.
Fluxul topit, provenit din miezul sârmei electrod, a sigură și el protecția băii, iar surplusul de flux
se solidifică în contact cu patinele și căptușește de o parte și de alta a cordonul de sudură. [7]
Fig. 4.10 . Sudarea electrogaz
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
32
4.3. STABILIREA PROCEDEULUI DE SUDARE PENTRU REALIZAREA SISTEMULUI
DE REFULARE
Calitatea construcțiilor sudate și costul acestora sunt în mare măsură influențate de metoda de
sudare aplicată având în vedere faptul că aceasta influențează direct tipul de sudare, consumu de material
de adaos și de energie, productivitate d e topire și calificarea personalului care efectuează lucrările de
sudare.
La alegerea procedeului de sudare este necesar să se țină seama de următorii factori:
-calitatea si dimensiunile materialului de bază;
-dimensiunile și alcătuirea cusăturii sudate;
-conditiile de solicitare în timpul exploatării;
-conditiile și posibilitățile de execuție;
-seria de fabricație;
-productivitatea impusă și prertul de cost.
Alegerea procedeelor de sudare pentru o producție determinată de structuri sudate se face folosind
trei grupe de factori decizionali:
-factorii tehnici FT care definesc caracteristicile îmbinărilor ce se vor realiza prin sudare;
-factorii economici FE care definesc cheltuielile necesare producției de structuri sudate;
-Factorii unanimi FU care definesc problemele asigurării forței de muncă pentru respectiva
producție.
Factorii tehnici FT sunt următorii:
T.1. lungimea cusăturii Lc, cu nivelele:
T.1.1. cusături scurte cu Lc ≤ 200 mm;
T.1.2. cusături medii cu 200 < Lc ≤ 1000 mm;
T.1.3. cusături lungi cu Lc > 1000 mm.
T.2. grosimea componentelor ce se sudează s, cu nivelele:
T.2.1. componente subțiri cu s ≤ 5 mm;
T.2.2. componente medii cu 5 < s ≤ 30 mm;
T.2.3. componente groase cu 30 < s ≤ 60 mm;
T.2.4. componente foarte groase cu s > 60 mm.
T.3. pozițiile î n care se pot face suduri cu procedeul respectiv:
T.3.1. orizontal și în jgheab;
T.3.2. vertical;
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
33
T.3.3. în cornișe și pe plafon.
T.4. părțile din care se poate suda, cu nivelele:
T.4.1. din ambele părți;
T.4.2. dintr -o parte.
T.5. tipul de îmbinare, cu n ivelele:
T.5.1. îmbinări cap la cap;
T.5.2. îmbinări de colț.
T.6. forma geometrică a axei cusăturii, cu nivelele:
T.6.1. cusături drepte;
T.6.2. cusături circulare;
T.6.3. cusături oarecare.
T.7. metalele și aliajele metalice se pot suda cu procedeul resp ectiv: T.7.1. oțeluri nealiate cu puțin
carbon și oțeluri slab aliate cu Mn;
T.7.2. oțeluri slab aliate speciale (cu grăunți fini, întărite prin precipitare dispersă, călite și
revenite);
T.7.3. oțeluri aliate și placate;
T.7.4. metale și aliaje neferoase.
Definirea factorilor tehnici FT și a nivelelor lor are, ca orice definiție, un anumit grad arbitrar.
Dacă se ia fiecare procedeu de sudare și i se acordă un punct pentru fiecare nivel la care procedeul se
aplică, respectiv jumătate de punct la fiecare niv el unde se poate folosi, însă eficiența este mai redusă, se
obține situația prezentată în tabelul 4.1. [8]
Tabelul 4.1. Metoda factorilor tehnici
Nr.
Procedeul T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
Uv Σ
crt. 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 1 2 1 2 1 2 3 1 2 3 4
1 SE 1 1 ½ 1 1 – – 1 1 1 1 1 1 1 – 1 – 1 – 0.96 13.5
2 SF – ½ 1 ½ 1 – – 1 1 1 1 1 1 1 – 1 – ½ – 0.82 11.5
3 MAG 1 1 1 1 1 – – 1 1 1 1 1 1 1 – 1 – – – 0.92 13
4 WIG 1 1 ½ 1 1 – – 1 1 1 1 1 1 1 – ½ – 1 – 0.92 13
5 MIG 1 1 1 1 1 – – 1 1 1 1 1 1 1 – ½ – 1 – 0.96 13.5
6 SE1 1 1 ½ – 1 – – 1 1 – 1 1 1 1 – 1 – ½ – 0.78 11
7 SE2 – – 1 1 1 – – 1 1 1 1 1 1 – – 1 – – – 0.71 10
8 SE3 – – 1 1 1 – – 1 – 1 – 1 1 – – 1 – – – 0.57 8
9 MAG1 1 1 1 1 1 – – 1 1 1 1 1 1 1 – 1 – – – 0.92 13
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
34
10 MAG2 1 1 1 1 1 – – 1 1 1 1 1 1 1 – 1 – – – 0.92 13
11 SF1 – – 1 – 1 – – 1 1 1 1 ½ 1 – – 1 – ½ – 0.64 9
12 SF2 – ½ 1 – 1 – – 1 1 1 1 ½ 1 1 – 1 – ½ – 0.75 10.5
13 SF3 – – 1 – 1 – – 1 – 1 1 – 1 1 – 1 – – – 0.57 8
14 SI1 – ½ 1 – 1 – – 1 – 1 1 1 1 – – 1 – – – 0.60 8.5
15 SI2 – – 1 – 1 – – 1 – 1 1 – 1 – – 1 – – – 0.5 7
16 SI3 – – 1 – – – – 1 – 1 1 – 1 – – 1 – – – 0.42 6
17 SI4 – – 1 – – – – 1 – 1 1 – 1 – – 1 – – – 0.42 6
18 SV – – 1 – 1 – – – – 1 1 – 1 – – 1 – – – 0.42 6
19 SBZ – – 1 – – – – – – 1 1 – 1 – – 1 – ½ – 0.39 5.5
Numărul total de factori tehnici: FT=14
Uv-gradul de universalitate
Σ-suma factorilor
Folosind Metoda Factorilor Tehnici pentru alegerea precedeului optim de sudare pentru
construcția structurii a rezultat ca procedeele cele mai optime sunt:
-MIG – sudarea în mediu protector de gaz inert
-MAG – sudarea în mediu protector de gaz activ
-STG – sudare cu sârmă tubulară în mediu de CO 2
-ST- sudar e cu sârma tubulară
-WIG – sudarea în mediu protector de gaz inert cu electrod nefuzibil.
În urma rezultatului obținut, procedeul ales pentru construcția sistemului de refulare este
procedeul STG . Acesta a fost ales datorită productivității ridicate, rate i de depunere înaltă dar și datorită
posibilității sudării la poziție cu un randament ridicat.
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
35
CAPITOLUL V
PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE SUDARE
5.1. CLASIFICAREA ȘI DESCRIEREA MATERIALELOR PENTRU SUDARE
Mate rialul de adaos este metalul sau aliajul sub formă de vergele, colaci sau granule, care se
topește în procesul de sudare.
Obținerea unor îmbi nări fără defecte, cu proprietăți omogene, comparabile cu ale metalului de
bază, este rezultatul alegerii corecte a metalului de adaos și a altor elemente care asigură desfășurarea
condițiilor necesare pentru formarea cusăturii sudate. Toate acestea formea ză împreună categoria
materialelor pentru sudare: electrozi, fluxuri, gaze de protecție.
Aceste materiale influențează nemijlocit asupra proceselor de formare a cusăturii, precum și a
condițiilor în care acestea au loc, ca: productivitate, economicitate, codiții igienico -sanitare.
Proprietățile cordonului de sudură sunt determinate de metalul de bază, materialele de sudare,
procedeele de sudare, geometria marginilor și regimurile de sudare utilizate. Aceste elemente stabilesc
modul în care are loc procesu l de amestecare a metalului de adaos cu cel de bază, apreciat prin
coeficientul de participare.
a. Electrozii înveliți
Electrodul învelit este format dintr -o vergea metalică, cu masa de înveliș aplicată prin presare sau
imersiune.
Electrodul de sudură, prin sârmă și învelișul său, trebuie să îndeplinească o serie de cerințe, după
cum urmează:
Să se asigure o funcționare stabilă a arcului de sudare;
Să conducă la realizarea unei anumite compoziții chimice a cordonului;
Să realizeze cusături sudate fără defect e;
Să asigure topirea uniformă a sârmei și a învelișului, progresiv și corelat;
Să conducă la pierderi minime de metal, prin arderi și stropi;
Să permită sudarea cu productivitate ridicată;
Să permită îndepărtarea cu ușurință a stratului de zgură solidific at pe cordon;
Învelișul să fie rezistent, uniform și perfect concentric cu sârma electrod și să -și mențină în
timp proprietățile fizice și chimice.
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
36
După felul învelișului sunt standardizate următoarele tipuri de electrozi:
Electro zi cu înveliș acid (A)
Acești electrozi au învelișul de grosime medie și mare, și conțin oxid de fier, bioxid de siliciu,
oxid de mangan. Acest înveliș formează o zgură fluidă, sudarea făcându -se preponderent în poziție
orizontală. Cusătura se caracterizează prin pătrundere bun ă și suprafață netedă. Solidificarea zgurii se face
lent, cu o structură în fagure ca re se desprinde ușor de cordon.
Electro zi cu înveliș bazic (B)
Acești electrozi au învelișul de grosime medie și mare; conțin elemente bazice de tipul
carbonaților de c alciu (piatră de var, cretă, marmură), clorură de calciu și feroaliaje. Zgura rezultată se
solidifică ușor, are o structură compactă și se îndepărtează mai greu. Învelișul este higroscopic, fiind
necesară uscarea electrozilor înainte de utilizare, pentru a evita pătrunderea hidrogenului în cusătură.
Electro zi cu înveliș celulozic (C)
Acești electrozi conțin cantități mari de substanțe organice care produc gaze abundente în zona
arcului, protejând astfel baia de metal topit. La sudare se produce o cantita te redusă de zgură ce se
îndepărtează ușor. Arcul electric este stabil, electrozii putând fi utilizați în poziții dificile . Pierderile prin
stropi sunt relativ mari, iar cordonul are aspect neregulat.
Elect rozi cu înve liș rutilic (R) și titanic (T)
Zgur a rezultată este densă și vâscoasă la cei rutilici, și fluidă la cei titanici, se solidifică repede,
are aspect poros și este ușor de îndepărtat. Arcul electric este foarte stabil, cu pierderi minime. Acești
electrozi pot fi utilizați pentru sudarea în or ice poziție, arcul electric putând fi alimentat în curent continuu
sau curent alternativ.
Electrozi cu înveliș oxidant (O)
Cu acești electrozi se sudează în curent continuu sau curent alternativ, în poziție orizontală,
datorită volumului mare al băii re zultate pe seama căldurii suplimentare obținute prin arderea
manganului. Caracteristicile mecanice ale cusăturii rezultate sunt scăzute; electrozii de acest tip se
folosesc la îmbinări nerezistente, la care primează aspectul estetic.
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
37
În funcție de des tinația lor, elect rozii se împart în cinci grupe:
I – Electrozi pentru sudarea oțelurilor carbon și aliate (SR EN 499:1997);
II – Electrozi pentru sudarea oțelurilor cu granulație fină și a oțelurilor utilizate la temperaturi
scăzute (SR EN 757:1998);
III – Electrozi pentru sudarea oțelurilor termorezistente (SR EN 1599:1999);
IV – Electrozi pentru sudarea oțelurilor inoxidabile și refractare (SR EN 1600:2000);
V – Electrozi pentru încărcare (STAS 1125/6 -83).
După poziția de sudare la care se pot ut iliza, electrozii sunt destinați pentru:
1 – sudarea în toate pozițiile;
2 – sudarea în toate pozițiile, exceptând sudarea vertical descendent;
3 – sudarea în poziție orizontală, în jgheab și în cornișă;
4 – sudarea în poziție orizontală și orizontală în jgheab;
5 – sudarea în poziție orizontală, orizontală în jgheab, în cornișă și vertical descendent.
În funcție de curentul de sud are, electrozii se clasfică în:
– Electrozi pentru sudarea în curent continuu și curent alternativ;
– Electrozi pentru sudar e numai în curent continuu.
Diametrul electrozilor este standardizat, fiind cuprins între 1,6 – 8 mm. În mod curent se fabrică în
următoarele diametre: 2; 2,5; 3,25; 4; 5; 6 mm, iar lungimile uzuale sunt: 250, 300, 350, și 450 mm.
Simbolizarea electrozil or se face după urmă toarele carecteristici tehnice:
– Caracterul învelișului;
– Randamentul nominal;
– Poziția de sudare;
– Caracteristicile curentului de sudare;
– Conținutul de hidrogen difuzibil .
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
38
b. Sârme pentru sudare
Sârmel e se împart în două grupe mari:
– Sârme pline din oțel pentru sudare;
– Sârme tubulare (cu miez).
Sârmele pline pentru sudare sunt standardizate după cum urmează:
– SR EN 756:1997 – sârme electrod pentru sudarea sub strate de flux;
– SR EN 440:1996 – sârme electrod pentru sudarea în medii de gaze p rotectoare cu electrod
fuzibil;
– SR EN 1668:2000 – sârme pentru sudarea WIG;
– SR EN 758:1998 – sârme tubulare pentru sudarea cu arc electric cu sau fără gaz de protecție;
– SR EN 12071:2001 – sârme tubulare pentru sudare în mediu de gaz protector.
Sârmele tub ulare sunt formate dintr -o manta metalică exterioară umplută cu un amestec de
materiale pulverulente care constituie miezul sârmei.
După procesul de fabricație, sârmele tubulare pot fi cu contur închis realizat prin tragere sau sudare
(fig. 5.1.a ) sau cu c ontur deschis realizat prin profilare (fig. 5.1.b -e).
a) b) c) d) e)
Fig. 5.1. Secțiuni ale sârmelor tubulare
Învelișul metalic are următorul rol:
– Închide circuitul electric;
– Păstrează miezul de pulbere;
– Prin topire, introduce uniform și continuu cantitatea de miez necesară desfășurării corecte a
procesului de sudare.
Din punct de vedere al modului de utilizare sârmele tubulare se împart în:
– Sârme tubulare cu protecție suplimentară;
– Sârme tubulare cu autoprotecție.
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
39
În funcție de compoziția miezul ui și caracterul zgurei, sâ rmele tubulare se clasifică în:
– sârme acide, rutilice;
– sârme semibazice;
– sârme bazice.
Diametrele sârmelor standardizate sunt: 0,8; 1; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 3,25; 4; 5; 6; 10 mm. Pentru
operațiile de acoperire și placare se utilizea ză benzi metalice.
c. Fluxuri
Fluxurile realizează protecția băii de metal și a cordonului, asigurând condițiile pentru funcționarea
normală a arcului electric. În unele situații, fluxurile asigură prin componentele lor (feroaliaje) alierea
metalului cusătu rii, pentru a -l aduce la compoziția dorită. În general fluxurile au în compoziție substanțe
din care se fabrică învelișurile electrozilor.
După modul de preparare, fluxur ile sunt de următoarele feluri:
– Fluxuri topite
– Fluxuri ceramice
– Fluxuri sinterizate
– Fluxuri pasive
Fluxurile se fabrică, de regulă, în cuplu cu sârma electrod, pentru a asigura o anumită compoziție
chimică și anumite proprietăți mecanice cusăturii. Fluxurile pentru sudare sunt standardizate conform SR
EN 760:1997.
d. Gaze de protecție
Gaze le au rolul de a izola baia de metal lichid și arcul electric de contactul direct cu mediul
înconjurător. Se deosebesc gaze active (CO2 sau amestecuri de gaze) și gaze inerte (Ar, He). Gazele de
protecție pentru sudare și tăiere cu arc electric sunt prezen tate în SR EN 439:1996.
Procesul de sudare poate fi inluențat și optimizat prin numeroase metode pentru fiecare aplicație
în parte prin intermediul gazului protector. În acest scop , tipul gazului, respectiv compoziția amestecului
de gaze trebuie alese cor espunzător efectului care se dorește a fi obținut.
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
40
Comportamentul gazelor în timpul procesului de sudare se explică prin gradul lor de activitate
chimică. În funcție de aceasta, ele se pot grupa astfel:
1. Gaze inerte la temperatură înaltă. Gazele cele ma i utilizate în astfel de condiții sunt argonul și
heliul. Argonul sau heliul sunt gaze monoatomice și nu reacționează cu nici un alt corp în
plasma arcului de sudură, fapt căruia se mai numesc și gaze inerte. Această proprietate le
permite să protejeze ele ctrodul și metalul topit contra gazelor din aer.
2. Gaze reducătoare. Hidrogenul este folosit în stare pură numai la sudare arc -atom, unde
disocierea moleculei este folosită pentru ușurarea transferului de căldură. La sudarea prin
procedeul WIG hidrogenul nu este folosit decât în amestec, fie cu argon, fie cu azot.
3. Gaze oxidante. Cu toate că se urmărește protejarea arcului și a băii de metal topit împotriva
acțiunii gazelor din aer (care conțin 20 % oxigen), totuși oxigenul se utilizează, în procente
reduse și bine dozat, în amestec cu alte gaze. În cazul sudării prin procedeul MIG a oțelurilor
carbon, prezența câtorva procente de oxigen în amestec cu argon are ca efect fluidizarea băii
de metal topit, fără a schimba esențial caracteristicile mecanice ale îmbin ărilor.
5.2. CRITERII DE ALEGERE A MATERIALELOR PENTRU SUDARE
Pentru realizarea unor îmbinări sudate de bună calitate, la un cost convenabil, este necesară o
alegere atentă a materialelor de adaos, fie după felul materialelor de sudat, fie după procedeul de sudare
utilizat. Este posibil ca pentru sudarea aceluiași metal de bază să fie utilizate materiale de adaos diferite,
în funcție de procedeul de sudare aplica t. Pe de altă parte folosind același material de adaos, de exemplu o
sârmă de oțel aliat, se p ot aplica diverse procedee, de la sudarea oxiacetilenică până la sudarea electrică
cu arc în mediu de argon.
La alegerea materialelor de ada os trebuie să se țină seama de:
– compoziția chimică a metalului de sudat și a metalului depus prin sudare, utilizând metalul de
adaos respectiv;
– proprietățile mecanice și tehnologice ale metalului de bază și a sudurii efectuate cu materialul
de adaos;
– structura metalografică a îmbinărilor sudate, obținută prin aplicarea procedeului și tehnologiei
de sudare alese;
– posibi litățile practice de executare a sudurilor;
– condițiile de lucru ale contrucției sudate. [2]
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
41
5.3. ALEGEREA MATERIALELOR DE ADAOS PENTRU SUDAREA SISTEMULUI DE
REFULARE
Deoarece si stemul de refulare este compus din două materiale de bază disimilare, aceste a fiind
diferite din punct de vedere al compoziției chimice, caracateristicilor mecanice, comportării la sudare dar
și al comportării în exploatare a acestora, pentru sudarea sistemului de refulare au fost alese două
materiale de adaos.
Materialul de adaos ales pentru sudarea dintre 316L+316L este simbolizat E316LT1 -1/4 conform
AWS A5.22 , iar cel pentru sudare dintre 316L și S355J2+N este simbolizat E309LT1 -1/4 conform AWS
A5.22 . Compoziția chimică a acestora este detaliată in tabelul 5.1 . Materialele de ad aos a fost ales e
conform recomandărilor producătorilor , documentației de specialitate.
Sârmă tubulară rutilică destinată sudării oțelurilor inoxidabile.
Denumire comercială: INOXCORED 316LV / INOXCORED 309 LV
Poziții de sudare posbile: PA, PB, PC, PF, PG, PE , PF, simbolizarea pozițiilor conform EN 6947.
Domenii de aplicație:
– Construcții navale
– Cazangerie inclusiv industria chimică și petroliferă
– Fabricarea țevilor
– Construcții off -shore
Diametrul sârmei: ds = 1.2 mm
Gaz de protecție: M21 (82% Ar + 18%CO 2)
Amb alare: Rolă de 5 sau 12 kg [9]
Tabelul 5.1 . Compoziția chimică a materialului de adaos
Clasificarea
materialului
de adaos Elementele de aliere (%)
C Si Mn P S Cr Ni Mo Cu N
E316LT1 -1/4 0.03 0.62 1.43 0.010 0.023 17.5 11.7 2.86 0.107 0.236
E309LT1 -1/4 0.04 0.62 0.72 0.20 0.013 22.92 12.6 0.06 0.115 0.0284
Tabelul 5.2 . Caracteristici mecanice
Clasificarea
materialului
de adaos GAZ: M21 (Ar+CO 2)
Tratament termic Rp 0,2
(N/mm2) Rm
(N/mm2) A
(%) Reziliență (J)
E316LT1 -1/4 Stare sudată 400 550 35 45 (-110°C)
E309LT1 -1/4 Stare sudată 460 610 31 35 (-60°C)
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
42
5.4. ANALIZA COMPORTĂRII LA SUDARE A OȚELURILOR DIN STRUCTURĂ
Comportarea la sudare a materialu lui de bază. Criterii și metod ologii.
a) Analiza sudabilității
Sudabilitatea este o noțiune compl exă prin care se caracterizează aptitudinea unui material de a fi
sudabil fără precauții speciale.
Factorii care influențează noțiunea de sudabilitate sunt:
– materialul de bază
– tehnologia de sudare
– constructia sudată
Comportarea metodologică la sudare
Se va aprecia ținând cont de următoarele:
– compozitia chimică ;
Pentru oțelurile nealiate și slab aliate, sudabilitatea se apreciază pe baza conținutului de Cech
(conținutul componentelor determinat pe oțel lichid) cu relația:
(5.1.)
– caracteristicile metalografice ;
– caracteristicile mecanice ;
– încerc ări pentru caracteristicile MB ;
– încercă ri pentru aprecierea transform ărilor din Z.I.T ;
– încercă ri pent ru evaluarea efectelor factorilor fragilizanț i (ruperi fragile, fisurare, îmbătrânire,
coroziune) .
Tabel 5.3 . Carbonul echivalent al materialelor de bază [%]
Oțel Cech min Cech max
S355J2+N 0.237 0.503
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
43
Valorile carbonului echivalent pentru care oțelurile nealiate și slab aliate se pot suda fără precauții
speciale trebuie să fie ≤ 0.47 %.
Analizând rezultatele obținute se poate obseva că toate oțelurile folosite pentru realizarea structurii
se vor suda cu precauții speciale.
Precauțiile speciale sunt:
– limitarea grosimii maxime sudabile
– prescrierea unor metode de sudare adecvate
– aplicarea p reîncălzirii
– aplicarea tratamentelor termice
– se interzice sudare sub 5 șC, în vânt sau în ploaie etc.
b) Analiza fisurării la cald și la rece
Fisurile pot apărea ca urmare a efectului cumulat a tensiunilor din îmbinarea sudată și al
capacității limitate de deformare provocate de fragilizarea materialului.
În funcție de mecamismul lor de apariție fisurile se grupează în patru categorii:
– fisuri la cald;
– fisuri la rece;
– fisuri la reîncălzire;
– fisuri prin destrămare lamelară.
1) Fisurarea la cald
Sunt cele care apar în timpul cristalizării, apariția lor fiind legată de crearea unui film lichid
intergranular supus acțiunii tensiunilor proprii rezultate mai ales de contracția de la răcire, provocandu – se
astfel dezlipire între lichid și solid. Aceste fisu ri se pot produce în cusătură sau Z.I.T.
Pentru oțelurile nealiate sau slab aliate exprimarea tendinței de fisurare la cald se poate face prin
indicele HCS:
HCSCSPNi
100Si
25 103
3Mn Cr Mo V
(5.2)
Dacă HCS ˃ 4 se consideră că materialul este susceptibil față de fenomenul de fisur are la cald.
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
44
Tabel 5.4 . Susceptibilitatea de fisurare la cald a materialelor de bază
Oțel HCS min HCS max
S355J2+N – 3.833
Rezultatele parametrului HCS arată că oțelul S355J2+N nu prezintă sensibilitate față de fisurarea
la cald.
2) Fisurarea la rece
Fisurile la rece apar la răcirea sudurilor, la temperaturi sub 200°C și mai ales la răcirea sub 20°C.
Acestea au un caracter întârziat de apariție, putând apărea la ore sau zile de la terminarea sudurii,
reprezentând din acest mo tiv cele mai de temut defect e. Se localizează cel mai des în Z.I.T.
Pentru oțelurile carbon -mangan se calcule ază parametrul de fisurare PNB:
PNBmax CSi
20Mnmax
10Cu
20Cr
30Mo
20
(5.3)
Tabel 5.5 . Susceptibilitatea de fisurare la rece a materialului de bază [%]
Oțel PNB min PNB max
S355J2+N 0.255 0.415
Dacă PNB ≤ 0,25% materialul nu este susceptibil la fisurare la rece, de unde rezultă că oțelu l
S355J2+N este susceptibil la fisurare a la rece.
Pericolul de fisurare la rece se poate reduce prin următoarele:
– reducerea vitezei de sudare;
– sudarea cu energie liniară mare;
– tratamente termice după sudare;
– alegerea unor condiții după sudare care să reducă într -o măsură cât mai mare tensiunii proprii,
(ordine de sudare, procedeul de sudare, tratamentele termice după sudare);
– alegerea unor MA convenabile;
– uscarea MA înainte de sudare (dacă se impune);
– princalzirea;
– indepartarea surselor de hidrogen din zona de sudare (uleiuri, vopsele, rugină);
– aplicarea unui tratament termic de dehidrogenare înainte și după uscare.
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
45
Încercările mecanice pentru punerea în evi dența a acestui tip de defect sunt:
-incercarea pe proba sudată cap la cap (TeKKen);
-incercarea pe proba sudată în colț cu eclisă (CTS) ;
-incercare pe proba cu implant cu crestătură circulară.
a) Metoda de încercare pe îmbinări cap la cap (TeKKen)
Se exec ută pe epruvete din tablă cu formă și dimensiunile următoarea figură.
În prealabil pe epruvete se depun cusăturile de prindere în unul sau mai multe straturi în poziția
de sudare orizontală.
Cusătura de încercare se depune într -o singură trecere, cusătura , în rastel în formă de X (secțiunea
A-A), în poziție orizontală.
Între cusătura de încercare și cele de prindere se lasă 2 -3 mm.
După sudare probele se lasă cel puțin 24 ore în aer liber, după care suprafața probelor se
examinează cu lichidele penetrant e.
Probele se prelucrează prin așchiere pe fața inferioară până la rădăcina scăderii și se examinează
cu substanțe penetrante pentru a depista fisuri la rădăcina cordonului.
Se execută apoi un atac metalografic în soluție de acid azotic în alcool etilic și se examinează la o
mărire de cel puțin 100 ori.
Problele se aprecieaza cu ajutorul indicilor de fisurare.
Fig.5.2. Metoda de încercare pe îmbinări sudate cap la cap (TeKKen)
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
46
b) Metoda de încercare pe îmbinări de colț cu eclisă (CTS)
Se execută pe probe de forma și dimensiunile indicate în următoarea figură .
Cusăturile de încercare se execută în poziția orizontală în jgeab în ordinea și direcția indicată.
Aceste cusături se depun într -o ingura trecere fără întreruperi la parametrii de sudare recomandați.
După sudare, proba se lasă cel puțin 72 de ore în aer liber. Se execută apoi un control cu substanțe
penetrante pentru a evidenția prezența unor fisuri. Se prelucrează apoi la rădăcina sudurii și excuta
secțiuni transversale pe epruvetele ce au fost tăiate după x, x, yy.
Tendința de fisurare pe o astfel de probă se apreciază cu ajutorul indicelui de fisurare.
Fig.5.2. Metoda de încercare pe îmbinări de colț cu eclisă (CTS)
c) Analiza durității din Z.I.T
Duritatea maximă a Z.I.T. (H.M) fiind dependentă de condițiile de sudare și de compoziția
chimică a oțelului criteriul poate fi folosit pentru aprecierea efectelor operațiunilor de sudare asupra
structurii materialului de bază.
La oțelurile nealiate cu puțin carbon și slab aliate, duritatea maximă în Z.I.T se determină cu
relația:
(5.4.)
Duritatea maximă a Z.I.T – ului depinde numai de compoziția chimică a materialului de bază ci și
de viteza cu care se răcește Z.I.T –ul după sudare.
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
47
Aceasta se estimează cu ajutorul duratei de răcire între 800°C și 5 00°C notată t 8/5.
HMmin 180 67C 507Pcmmin 101 711C 461Pcmmin ( )atan Xmin( )
(5.5.)
Pcmmin CSi
30Mnmin Cu Cr
20Ni
60Mo
15V
5 5B
(5.6.)
t900
600 Tpr ( )1.2
El0.94 0.0007 Tpr ( )
(5.7.)
Xminlogt()0.501 7.9C 11.01 Pcmmin
0.543 0.55 C 0.76 Pcmmin
(5.8.)
Tabel 5.6 . Duritatea ZIT -ului a materialului de bază [HV10]
Oțel HM min HM max
S355J2+N 396 474
Dacă HM ˃350 H V10 înseamnă că există un pericol de durificare a Z.I.T – ului și pentru
elimi narea acestui pericol putem aplica măsurile corespunzătoare ( tratament termic de preîncălzire).
Conform calcule lor oțelurile S355J2+N este în pericol de durificare .
Pentru determinarea durității Z.I.T – ului se poate folosi metoda cu placă etalon ce are ca idee
crearea unui Z.I.T reproductibil.
Se pregătește placa din MB și i se determină comportarea la sudare. Plăcile cu dimensiunile 200 x
150 x 20mm.
Pe ele se depun cusături folosind procedeul SE cu tehnologia :
Is= 170 ± 10A; Vs= 15± 1cm / min; de = 4 mm; Ua – conform recomandărilor producătorilor de
electrozi.
Depunerea se face fără pendularea electrodului învelit, iar plăcile se află la temperatura de 20°C.
După sudare plăcile se lasă să se răcească în aer până la 6 ore la temperatura ambiantă.
Condi țiile impuse în tehnologie determină în Z. I.T o viteză de răcire Vr=28°C/ s când temperatura
în timpul răcirii ajunge la 540°C.
După ce p lăcile s -au răcit se prelevează 3 secțiuni destinate cercetărilor de duritate de macro și
microstructu ră și 2 secțiuni sunt destinate cercetărilor de reziliență și de încovoiere statică.
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
48
5.5. PREGĂTIREA COMPONENTELOR ÎN VEDEREA SUDĂRII
Executarea corectă a unei îmbinări sudate depinde în mare măsură de calitatea pregătirii
componentelor înainte de sudare. Realizarea unei bune pregătiri ușurează operația de sudare și
îmbunătățește calitatea cusăturii sudate; timpul consumat pentru pregătirea în condiții cât mai bune a
metalului de bază pentru sudare este recuperat în timpul executării întregului produs, iar calitatea sudurii
este net superioară.
În procesul de pregătire al componentelor în vederea sudării au loc următoarele operații, și anume:
1) Curățirea suprafețelor
În general, suprafețele de îmbinat al e pieselor sunt acoperite cu rugină, vopsea, substanțe grase,
zgură etc. Pentru asigurarea purității metalului depus prin sudare se recomandă ca toate suprafețele pe
care urmează a se depune metal prin sudare, ca și cele imediat învecinate sudurii să fie c urățite pâ nă la
luciu metalic (Fig. 5.3 ).
Fig. 5.3 . Schema de curățire a marginilor tablelor
a) îmbinări cap la cap b) îmbinări în T
Curățirea se poate face prin mijloace mecanice (periere, sablare cu nisip, polizare sau așchiere)
sau prin mijloace chimi ce (curățire cu solvenți sau decapare cu soluții chimice). Curățirea trebuie să fie
efectuată înainte de asamblare. În caz contrar, impuritățile cad în rost și pericolul apariției defectelor este
mai mare.
Piesele decapate sau curățite nu se vor mai atinge cu mână; dacă acest lucru se impune (în cazuri
speciale), prinderea lor se va face cu mâna acoperită cu mănuși de bumbac.
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
49
2) Fixarea componentelor în vederea sudării
Asigurarea deschiderii constante a rostului și împiedicarea deplasării relative dintre com ponente
se poate realiza prin:
a) – prinderea provizorie cu ajutorul unor cordoane scurte amplasate din loc în loc de -a lungul
rostului (agrafare, sudare provizorie);
b) – fixarea mecanică în dispozitive de sudare care pot realiza simultan și orientarea lor
favorabilă în poziția de sudare.
Prima metodă este preferată dacă zonele de agrafare nu afectează în mod esențial rezistența
viitoarei suduri deoarece aceste suduri scurte conțin zona de amorsare a arcului electric, precum și
craterul final la distanțe foarte apropiate și pot fi amorse ale viitoarelor ruperi fragile.
Cordoanele scurte de agrafare trebuie să se execute cu aceeași tehnologie și materiale ca și sudura
principală. Se recomandă o curățire minuțioasă a cusăturilor de prindere și controlul lor pentru eliminarea
eventualelor defecte.
Lungimea cusăturilor de prindere provizorie este l = 20 -50 mm, având distanțe între ele L = 300 –
500 mm aș a cum rezultă și în figura 5.4 .
Fig. 5.4 . Amplasarea sudurilor de prindere provizorie
Prinderea cu sudură se face pentru asigurarea preciziei de asamblare și rigidizarea pieselor. De
obicei, sudurile de prindere provizorii sunt incluse în cordonul de sudură și odată cu ele se includ și
eventualele defecte. Aceste suduri se execută cu regimul și materialele utilizate l a sudarea primului strat
de sudură.
Ca urmare a faptului că sudurile de prindere sunt scurte, materialul de bază este supus unei răciri
foarte rapide, ceea ce poate conduce la fragilizarea materialului în zona respectivă. Datorită acestui lucru,
cât și a faptului că sudura de prindere are o grosime mică, apare pericolul de fisurare. Sudurile de prindere
ce se includ în metalul cusăturii trebuie controlate foarte atent pentru detectarea eventualelor defecte.
Reguli de bază pentru efectuarea operației de pri ndere:
– amorsarea arcului se face într -un punct care urmează să fie acoperit cu sudură;
– este interzisă amorsarea arcului în afara îmbinării, pe materialul de bază;
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
50
– craterul de încheiere trebuie umplut prin întoarcerea arcului și menținerea lui pe loc timp de
câteva secunde;
– piesele groase și rigide se prind cu suduri în mai multe straturi (de obicei două) alcătuite în
trepte. Straturile succesive se depun în sensuri opuse pentru a nu concentra craterele de
încheiere la un singur capăt; sudura se execută în trepte pentru a nu concentra în același plan
mai multe începuturi și sfârșituri de sudură;
– diametrul electrodului (sârmei) utilizat la prindere, la fel ca și pentru sudarea primului strat,
trebuie să permită o apropiere suficientă de partea inferioară a ro stului astfel încât să se obțină
o pătrundere completă la rădăcină;
– nu se recomandă prinderea cu sudură a unor îmbinării realizate printr -o centrare forțată, sau
corectarea asamblării după prinderea cu sudură, în ambele cazuri existând pericolul de
fisurar e;
– lungimea unei suduri de prindere trebuie să fie de 2 -2,5 ori grosimea materialului care se
sudează, dar nu mai mare de 70 mm. Grosimea sudurii pentru piese de până în 10 mm trebuie
să fie de 0,6 -0,7 ori grosimea materialului dar nu mai mare de 3 mm, iar pentru piese mai
groase de 10 mm, grosimea sudurii trebuie să fie de 5 -6 mm (se realizează în două straturi);
– distanța dintre sudurile de prindere trebuie să fie aproximativ egale, și anume 300 -400 mm;
pentru piesele subțiri, până în 10 mm, distanța dintr e sudurile de prindere trebuie să fie mai
mică, și anume 50 -150 mm.
A doua metodă pentru fixarea și poziționarea componentelor în vedere sudării reprezintă o soluție
superioară față de prima metodă. Dispozitivele de fixare și poziționare reprezintă o inve stiție rentabilă
care îmbunătățește calitatea sudurilor, ușurează munca operatorului și elimină riscurile operației de sudare
provizorie.
3) Plăcuțe tehnologice
Plăcuțele tehnologice sunt adaosuri cu ajutorul cărora se elimină din sudură începutul și sfârșit ul
cusăturii. Ele se prevăd încă din faza de proiectare și fac parte din elementele preg ătite pentru sudare (Fig.
5.5.).
Fig. 5.5 . Exemplu de plăcuță tehnologică pentru îmbinările cap la cap
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
51
Introducerea plăcuțelor tehnologice este necesară atunci când sunt impuse condiții deosebite de
rezistență pe îmbinarea sudată.
Plăcuțele tehnologice pot fi prelucrate împreună cu rostul de sudare al elementelor de îmbinat,
lungimea lor fiind de 40 -50 mm în cazul sudării manuale sau semiautomate și de 100 -200 mm pent ru
sudarea automată.
Ca plăcuțe tehnologice pot fi considerate și plăcuțe de susținere a rădăcinii, în acest caz numai
stratul de rădăcină începe și se termină pe plăcuță.
În cazul îmbinărilor de colț, plăcuțele tehnologice au același rol de a elimina din sudură locul de
amorsare și stingere a arcului electric, respectiv defectele care pot fi introduse în aceste zone. [2]
5.6. ROSTURI UTILIZATE LA SUDARE
5.6.1. STABILIREA CO NFORM PRESCRIPȚIILOR STANDARD A ROSTURILOR
UTILIZATE ÎN VEDEREA SUDĂRII
Rosturile u tilizate în vederea sudării au fost alese conform EN ISO 9692 -1:2014 .[10]
Tabel. 5.7 . Stabilirea rosturilor conform standardului
Nr.
Crt. Grosimea
materialului
(mm) Tipul de
pregătire Simbolul Secțiunea rostului Dimensiuni Procedeul
de sudare
recomandat Obs. Nr. i.s.
conf.
Inventarierii
Sudurilor Unghiul
(ș) Grosimea
la
rădicină
b (mm) Înălțimea
rădăcinii
c (mm) Adâncimea
de
pătrundere
h (mm)
1
3<t<10 Rost în
1
2
V
35≤
≤60
2≤b≤4 1≤c≤2 – 111;13;
141. – 1;2
2
5≤t≤40
Rost în Y
α≈60
1≤b≤4 2≤c≤4 – 111;13;
141. – 4
3 t>2 Fără
prelucrare
– b≤2 – – 3;111;13;
141. – 3;5;6;7;8;9
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
52
Tabel. 5.8 . Analiza dimensiunilor rosturilor
Nr.
Crt. Ilustrația sudurii Grosimea
componentelor b
(mm) c
(mm)
(ș) Lc
(mm) Ac
(mm²) Ar
(mm²) Poziția
de
sudare Clasa de
execuție Nr. i.s. conf.
Inventarierii
Sudurilor s1(mm) s2(mm)
1
25 8 2 2 60 1380 83 57
PA
B 1
2 40 8 2 2 60 1380 83 57 B 2
3
40 9.5 2 2 60 487 83 57 B 3
4
5.5 5.5 1 – – 345 49 –
PB
B 4
5 5.5 8 1 – – 345 49 – B 5
6 5.5 9.5 1 – – 345 49 – B 6
7 9.5 40 1 – – 480 49 – B 7
8 8 10 1 – – 65 49 – B 8
9 8 10 1 – – 140 49 – B 9
6.2.2. POSIBILITĂȚI DE PRELUCRARE A ROSTURILOR
Prelucrarea termică a rosturilor
Realizarea rostului prin mijloace de pre lucrare termică este mult mai productivă decât prin
mijloace mecanice, dar suprafețele astfel prelucrate nu au întotdeauna grade de puritate și precizie
dimensională ridicate.
Sunt multe situații în care prelucrarea termică a rosturilor este aplicată la s cară industrială, iar dacă
este cazul se poate aplica suplimentar și o curățire prin periere, polizare, sablare sau decapare chimică. În
cazul în care este necesară o precizie dimensională deosebită, după tăierea termică se aplică o rectificare a
suprafețe lor rosturilor.
Existența unor utilaje automate de tăiere permite prelucrarea în mod curent a rosturilor cu margini
drepte (I, V, X, K), cu o precizie dimensională suficient de mare (0,3 mm/20 metri lungime).
Principalele metode de tăiere termică sunt: t ăierea cu oxigen, tăierea cu plasmă, tăierea arc -aer,
tăierea cu oxigen și pulberi metalice, tăierea cu laser etc.
În toate situațiile se pot utiliza mai multe arzătoare sau generatoare de plasmă pe un tractor care
asigură deplasarea în lungul rostului.
Distanța dintre arzătoare se adoptă între 20 -80 mm pentru a nu se deranja reciproc.
Succesiunea de tăiere la prelucrarea termică a rostului este prezentată în figura 6.4.
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
53
Fig. 5.6 . Succesiunea de tăiere la p relucrarea termică a rosturilor
La tăierea r osturilor în Y cu teșitur ă în partea inferioară (fig. 5.6 .a) arzătorul înclinat merge
înaintea celui cu poziție normală. Dacă teșitur a este în partea de sus (5.6 .b), arzătorul perpendicular merge
în față. În același mod se stabilește și ordinea de tăiere î n cazul rosturilor în X sau 2Y.
În multe situații prelucrarea rostului se face prin aceeași operație cu tăierea de decupare, cazuri în
care arzătorul 1 execu tă tăierea de decupare (fig. 5.6 .c,f), iar arzătoarele 2,3,4 prelucrează rosturile.
În mod analog se procedează la prelucrarea rostului elementelor cu grosime mai mare de 30 mm la
care arzătorul 1 execută operația de degroșare.
În cazul prelucrării în serie a rosturilor, montarea arzătoarelor se poate face pe dispozitive care
permit tăierea integrală a rosturilor printr -o singură trecere.
Prelucrarea marginilor elementelor ce vor intra în componența rezervorului de cracare catalitică se
va face termic, și anume prin tăiere cu plasmă.
În procesul de tăiere cu plasmă, arcul constrâns (arcul de plasmă) topește local materialul și îl
îndepărtează cu viteză mare, realizând rostul prin tăiere.
Gradul mare de concentrare a energiei și temperatura ridicată a arcului de plasma (10.000 -14.000
șC) fac posibilă tăierea metalelor și a aliajelor metalice, conducă toare elec tric, ce nu pot fi tăiate cu
oxigen, oțeluri înalt aliate și refractare, aluminiu, cupru, titan și aliajele lor .[15]
Parametrii procesului de tăiere cu plasmă sunt:
– Curentul prin conducte de plasmă, Ip = 800 -1200 A
– Tensiunea arcului de plasmă, U ap = max. 300 V
– Natura gazului plasmagen, Ar, He, H2, N2
– Poziționarea generatorului față de materialul de tăiat, 90ș
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
54
5.7. RECOMANDĂRI LA SUDAREA OȚELURILOR INOXIDABILE
Depozitarea materialelor și proceduri de preîncălzire
Trebuie acordată atenție asf el încât oțelurile inoxidabile să nu intre în contact cu oțelurile feritice
în timpul manipulării. Curățirea prin periere trebuie să fie din sârmă din oțel inoxidabil iar discurile de
polizare să nu fie folosite și pe alte materiale, cum ar fi oțelurile fe ritice. Doar markere aprobate ar trebui
folosite care au demostrat că nu susțin coroziunea.
Procedurile de preîncălzire trebuie să respecte practica normală a oțelurilor austenitice. Acest
lucru include proiectarea îmbinărilor, pregătirea îmbinărilor și c urățirea zonei de îmbinat. Se poate folosi
tăierea cu plasmă, dar este recomandată îndepărtarea zonei afectate termic (1 -2 mm) iar oxizi de pe
suprafața îmbinării să fie îndepărtați prin polizare sau prelucrare. Conductivitatea căldurii pentru oțelurile
duplex este similară cu oțelurile austenitice, de exemplu cu 40% mai scăzută decât oțelurile feritice. Pe de
altă parte, coeficienții de dilatare termică pentru aliajele duplex sunt puțin mai mari decât oțelurile feritice
și 30% mai puțin decât oțelurile aus tenitice. Acest lucru înseamnă că deformarea îmbinărilor din oțel
duplex este mai mare comparativ cu oțelurile feritice, dar substanțial mai mică decât îmbinările
austenitice. Acest lucru ar trebui luat în considerare atunci când se stabilesc secvențe de s udare.
Sudarea autogenă
Sudarea fără material de adaos (sudare autogenă) nu este în mod normal recomandată, în special
pentru calitate înaltă, necesitând aplicații unde revenirea în soluție nu este luată în considerare după
sudare. Totuși, sudarea autoge nă a îmbinărilor subțiri a oțelurilor slab aliate (de exemplu S31803 și
S32304) a fost folosită pentru medii mai puține corozive, deși proceduri de sudare specializate ar trebui
folosite. [16]
Tipuri de consumabile
Pentru serviciile exigente, nevoie de a obține un echilibru al fazelor satisfăcător în metalul depus
este obligatoriu.
O abordare obișnuită, este folosirea unui material de adaos (consumabil) supraalit cu nichel, cu
tipul rostului astfel încăt să permită unei cantități suficiente de material de adaos să minimizeze diluția cu
materialul de bază. Deși, după aceasta, metalul depus poate fi susceptibil la fisurare datorită pierderii de
azot și separarea elementelor. Atunci, pentru medii agresive, o sârmă superduplex este de obicei folosită
pentru sud area gradelor cu 22%Cr (S31803/S32205). Sârmă și mai înalt aliate nu sunt disponibile pentru
sudarea gradelor duplex, datorită riscului mărit de apariție al fazelor intermetalice. Mai mult de atât,
majoritatea sârmelor de sudură conțin frecvent mai puțin a zot decât materialul de bază, datorită
problemelor de fabricație. Altă abordare este sudarea fără material de adaos (table subțiri) sau cu un
material de adaos potrivit, dar prin restabilirea echilibrului fazelor și proprietăților printr -un tratament
termi c de revenire în soluție.
Viteza de răcire și energia arcului
Parametrul cheie pentru descriere efectului sudării (formarea fazalor intermetlice și austenitei) este
răcirea între 1200 și 800°C. Timpul de răcire este afectat de câțiva parametrii, cum ar fi configurarea
îmbinării, grosimea componenetelor, energia arcului, preîncălzirea și temperatura între rânduri.
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
55
Datorită complexității calcului timpului de răcire, procedurile de sudare sunt scrise în termen de
parametrii mai flexibili cum ar fi energia arcului, temperatura între straturi și în cazul sudării manuale cu
electrod învelit (SMAW), lungimea cordonului. Primul dintre acești parametrii este definit după ca:
Energia Arcului (kJ/mm) = Tensiune (V) x Intensitate (A) / Viteza de sudare (mm/sec) x 1000
(termenul Energie liniară este definit ca Energia Arcului ori eficiența arcului)
Domeniul energiei arcului recomandat depinde în principal de tipul materialului, de exemplu
22%Cr (S31803) sau gradele superduplex, și grosime. Pentru gradele cu 22%Cr, pentru o grosime de 10 –
15 mm a fost recomandată o energie a arcului de 0.5 -1.5 kJ/mm, ce poate fi crescută dacă temperatura
între rânduri este restricționată. O estimare similară a limitelor energiei arcului pentru alte grosimi poate
fi făcu tă din nomogra me, ca în figura 6.5 .
Fig. 5.7 . Energii ale arcului mai scăzute trebuie folosite pentru gradele superduplex pentru evitarea
formării fazelor intermetalice. Pentru aceste materiale, limitele recomandate sunt între 1.5 -1.7 kJ/mm
(grosimi 15 -20 mm).
Energi a arcului în îmbinare trebuie să fie echilibrată. Este recomandat ca energia arcului al celui
mai cald rând să fie 80% din rândul de rădăcină, în timp ce energia arcului pentru următoarele rânduri să
fie mai relaxate, aproximativ 130% din rândul de răcădin ă. [11]
Preîncălzire și temperatura între straturi
Preîncălzirea nu este necesară în mod normal, dar încălzirea ușoară a îmbinărilor poate fi
recomandată la peste 5°C, pentru a usca zona îmbinării și a evita condensul. Temperatura maximă între
rânduri dep inde de gradul dorit și energia arcului folosită. Pentru gradele cu 22%Cr, cum ar fi S31803 și
S32205, 150°C a fost recomandată pentru o energie a arcului de 1.5 kJ/mm și o grosime de 10 -12 mm,
deși aceasta poate fi crescută la 225°C dacă energii mai mici ale arcului sunt garantate. Pentru aliajele
superduplex, o temperatură maximă între rânduri de 100°C sau 150°C a fost stabilită. Pentru sudarea cu
electrod nefuzibil în mediu de gaz (GTAW) temperatura între rânduri trebuie restricționată la 75°C la
sudarea pereților subțiri ale țevilor ≤5 mm . [12] [13 ]
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
56
Protecția de gaz la rădăcină
Pentru obținerea unei rezistențe la coroziune optime a rândului de rădăcină, o bună protecție la
rădăcină este esențială pentru minimizarea oxidării. Deși această practică potriv ită pentru toate procedeele
de sudare, este o preocupare particulară pentru sudarea în mediu de gaz protector.
În acest scop, procentul oxigenului în protecția cu gaz la rădăcină ar trebui controlată înaintea
începerii sudării (<25 ppm). Mai mult, majori tatea specificațiilor necesită ca debitul de gaz să fie
menținut până la sudarea rădăcinii și celui de -al doilea rând și uneori până rândurile de la față au fost
completate. Aceasta este echivalentul depunerii unei înălțimi a sudurii de 4 -6 mm până când de bitul de
gaz poate fi relaxat sau până când zona rădăcinii este ținută sub 250°C. Oricum, este benefică reducerea
debitului de gaz după rândul de rădăcină a sudurilor la țeavă, deoarece în caz contrar poate apărea o
suprapresiune.
Acest lucru este particul ar impotant atunci când rândul de rădăcină este subțire și aproape retopit
de către al doilea rând, deoarece acest lucru poate cauza o rădăcină negativă sau cavități de gaz. Inutil de
spus, această situație va fi de asemenea va fi în detrimentul echilibrul ui fazelor și proprietăților corozive.
Gazele de suport la rădăcină cu azot au fost examinate și au produs rezultate bune în testele
privind coroziunea punctiformă. Aceste gaze pot conține până la 100% N2, cum ar fi de exemplu gazul
formator 30%N2/10%H2. O ricum, controlul debitului de gaz la rândul de rădăcină este esențial, deoarece
dacă aceste gaze trec prin luftul de la rădăcină, poate duce la conținut ridicat de azot și hidrogen. Acest
lucru poate duce la porozitate, stropiri sau chiar fisurarea datorat ă hidrogenului.
Tratamentele post -sudare
După sudare, zona sudurii trebuie să fi corect curățată. Metode de curațare mecanică sau chimice
pot fi folosite conform practicii normale folosite și la alte tipuri de oțel inoxidabil, în special gradele
austenit ice. De obicei nu este necesar un tratament termic post sudare de revenire în soluție, dacă au fost
alese corect materialele consumabile și procedura de sudare.
Oricum, pentru zone care au fost subiectul unui grad înalt de deformare la rece, mai mult de 15 %,
este recomandată efectuarea unui tratament termic de revenire în soluție și călire. Aceste recomandări
sunt valabile și atunci când există cereri speciale privind microstructura îmbinării, de exemplu în cazul
procedeelor de sudare cu plasma (PAW) sau su b strat de flux (SAW) la sudarea longitudinală a țevilor
făcute cu puțin sau fără material de adaos. [14]
Reparații
Reparații sudurilor duplex trebuie să fie efectuate cu precauție, deoarece operație de reparație a
sudurii adaugă încă un ciclu de încălzir e și răcire. Este recomandată repararea cu procedee de sudare ce
au o energie liniară scăzută, precum sudarea GTAW, și îndepărtarea excesivă a sudurii să fie evitată. Cu
alte cuvinte, reparațiile rădăcinii și celui de -al doilea rând trebuie să fie efectuat e după calificare.
Atenție specială trebuie oferită reparațiilor gradelor superduplex și pentru produsele cu pereți
subțiri, deoarece în acest caz cel mai probabil va fi necesară taierea și înlocuirea. Toate procedurile de
reparație trebuie să fie califi cate având aceleași cerințe precum calificarea inițială. Mai mult de atât,
aceeași configurație a rădăcinii trebuie să fie efectuată pentru reparații, cum a fost efectuată pentru prima
fabricație.
UNIVERSI TATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
57
5.8. ECHIPAMENTE ȘI DISPOZITIVE DE SUDARE
Echipamentu l FastMig M 520 Power source
Echipamente MIG/MAG cu derulator s eparat, cu posibilitatea selectă rii modului de lucru 2T/4T și
sudare î n punct e, setarea timpului de pre -gaz și post -gaz ș i a timp ului burn -back. Indicator supraîncălzire
și funcționare sursă . Posibilitatea aliment ării la 220V/380V – 3 ph. Derulatoarele sunt dotate cu extensii
de 5 metri, 10 metri până la 50 metri. Î n cazul FastMig M 520 Power source exist ă posibilitatea dot ării cu
grup de r ăcire. Echipamentul se va folosi împreună cu derulatoru l FastMig MXF 65. [15]
Tabel. 5.9 . Caracteristicile tehnice ale echipamentului de sudare MAG
Tensiunea
de
alimentare
(V) Frecvența
curentului
la rețea
(Hz) Tensiunea
de mers în
gol
(V) Domeniu
de reglare
curent
sudare
(A) Diamtrul
sârmei
(Ø)
mm Ciclul de
lucru
60 %
(A) Puterea
maximă
absorbită
de la
rețea
(kVA) Dimensiuni
(mm) Greutate
(Kg) Standard
de
fabricație
EN
400
(-15+20%) 50/60 50-58 20-520 0,8-1,6 520 5.8 590x230x430 36 60974 -1
Aplicații:
– Fabricarea de echipamente grele ș i medii în fabrici
– Șantiere navale și offshore
– Instalații și fixări
– Reparații și mentenanță
– Răcit cu apă pentru aplicații cu ciclu de lucru ridicat
– Interconectări de 10 metri și extensii pentru răcirea cu apă
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
58
CAPITOLUL VI.
CONTROLUL ÎMBINĂRILOR SUDATE
6.1. Controlul distructiv al îmbinărilor sudate
Încercări ale îmbinărilor sudate cap la cap
Încercările mecanice convenționale specifice îmbinărilor sudate cap la cap prin topire sau prin
presiune sunt: încer carea la tracțiune, încerca re la îndoire, încercarea la încovoiere prin șoc și încercarea
de duritate. Exceptând încercarea de îndoire și cea de aplatisare care au un caracter tehnologic, celelalte
sunt încercări de rezistență, deoarece urmăresc stabilire a unor caracteristici de rezistență a îmbinării sau
zonelor specifice acesteia.
Încercarea la tracțiune:
Are ca scop determinarea rezistenței la rupere a îmbinării sau a cusăturii.
Rezultatele încercării la tracțiune se consideră satisfăcătoare în următo arele situații:
dacă rezistența la rupere a îmbinării sudate este superioară limitei inferioare a rezistenței la
tracțiune a materialului de bază;
dacă rezistența la rupere a materialului depus este superioară limitei inferioare a rezistenței
la tracțiune a materialului de bază.
În vederea asigurării unei bune compatibilități dintre materialul de bază și cel depus, precum și a
evitării unor concentrări mari ale tensiune în îmbinare, se recomandă și o limitare superioară a rezisten ței
la rupere a cusături i
A doua condiție se reconsideră dacă îmbinarea este supusă unor tratamente termice ulterioare, care
anulează efectul de consolidare rezul tat în condițiile specifice de formare a cusăturii.
Încercarea la îndoire:
Urmărește determinarea capacității de d eformare plastică a îmbinării sudate pe baza următoarelor
criterii: unghi de îndoire până la rupere, alungire maximă pe suprafața întinsă și aspectul secțiunii de
rupere.
Încercarea se efectuează cu ajutorul dispozitivelor de îndoire liberă sau ghidată ale mașinilor
universale de încercare. Epruveta așezată pe rolele de sprijin ale dispozitivului este apăsată cu ajutorul
unui dorn și îndoită fie până la apariția pe partea întinsă a unei fisuri de o anumită mărime, fie până la
obținerea unghiului de îndoire dorit.
Figura 6.1. Încercarea la îndoire prin metoda ghidată (a) și metoda liberă (b)
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
59
Încercarea la încovoiere prin șoc:
Se efectuează cu ajutorul unui cio can pendul, hotărâtoare pentru rezultatul încercării fiind
asigurarea coinciden ței între plan ul de oscilație a ciocanului și planul secțiunii minime (a epruvetei), prin
centrarea acesteia la așezarea pe reazeme cu ajutorul unui șablon.
Epruveta cu crestătura în formă de V se preferă în locul celor cu crestătura în formă de U deoarece
energia de ru pere determinată pe crestătura în V este creditată în cea mai mare parte propagării fisurii, pe
câtă vreme energia de rupere determinată pe epruvete cu crestătura în U conține atât compo nenta de
propagare, cât mai ales cea de amorsare a fisurii.
Figur a 6.2. Schematizarea încercărilor de încovoiere prin șoc
Din punct de vedere al modului de prelevare și a locului de amplasare a crestăturii epruvetei, se
disting :
încercări pentru determinarea caracteristicilor de tenacitate în materialul depus;
încer cări pentru determinarea caracteristicilor de tenacitate în zona influențată termic.
Figura 6 .3. Amplasarea crestăturii epruvetelor de încovoiere dinamică
a) pentru caracterizarea MD; b) pentru caracterizarea ZIT
Încercarea durității:
Are ca scop d eterminarea durității zonelor spe cifice unei îmbinări sudate, în special a celei
influențate termic, precum și a gradiantului de duritate pe anumite direcții. În cazul încercării cu
microsarcini se urmărește evidențierea durității constituenților structu rali, în special al celor fragili.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
60
Duritatea determinată în zona influențată termic reprezintă totodată un bun estimator al tendinței
la fisurare la rece a îmbinării sudate, având un grad de confidență superior criteriilor bazate pe analiza
chimică.
Metoda cea mai larg utilizată astăzi, datorită spectrului foarte larg pe care îl acoperă, este metoda
Vickers, HV. Ca variante nu trebuie însă excluse și celelalte metode frecvent utilizate, cum sunt metoda
Brinell, recomandată mai ales în domeniul durită ților mai mici, HV < 400, și metoda Rockwell C, HRC,
recomandată în domeniul durităților mai mari, HV > 400. În cazul încercărilor la cald, ultimele metode
rămân alternative certe față de metoda Vickers care pune probleme deosebite de protecție a penetrato rului
de diamant.
Figura 6 .4. Schema de amprentare la determinarea durității
a) la îmbinările sudate prin topire; b) la îmbinările sudate prin presiune
Încercări ale probelor sudate de colț
Caracterizarea comportării mecanice a îmbinărilor de colț se reali zează pe baza caracteristicilor
determinate la următoarele încercări: în cercarea la tracțiune, încercarea la forfecare, încercarea durității.
Încercarea la tracțiune a îmbinării de colț:
urmărește determinarea rezistenței la rupere a îmbinării și examinarea aspectului suprafeței de rupere, în
cusătură solicitările fiind atât de întindere cât și de forfecare. Prin grosimea cusă turii se urmărește
localizarea ru perii în sudură. Încercarea nu se consideră validă, dacă ruperea are loc în alte zone decât
cusătura propriu -zisă.
Se folosesc epruvete:
epruveta plată cu eclise și suduri frontale;
epruveta în formă de cruce;
epruveta tubulară, cu sudură circulară de colț.
Figura 6 .5. Tipuri de epruvete pentru încercarea la tracțiune a îmbinărilor sud ate de colț
a) cu eclise și suduri frontale, b) în formă de cruce
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
61
Epruvetele cu eclise și suduri frontale se execută în mod special pen tru încercarea de tracțiune în
seturi de câte trei, avându -se totodată în vedere ca amorsarea arcului să se facă num ai pe placă și nu pe
eclisă, iar cordonul să se execute în con tinuare fără întrerupere. Sudura trebuie să fie concavă sau
dreaptă; su dura de formă convexă nu se admite, deoarece introducând o concentrare substanțială de
tensiune modifică sensibil rezulta tul încercării.
Încercarea la forfecare:
Se urmărește determinarea rezistenței la forfecare a îmbinărilor sudate.
Ca tipuri de epruvete se pot folosi:
epruveta plată cu eclise și suduri bilaterale;
epruveta în formă de cruce.
Figura 6.6. Epruvet a cruce pentru încercarea la forfecare
Încercarea de duritate:
Scopul încercării de duritate, condițiile tehnice de încercare, condițiile de prelu crare și pregătire a
epruvetelor, modul de exprimare și interpretare a re zultatelor sunt similare cazului îmbinării cap la cap.
Elementul specific care diferă este schema de amplasare a amprentelor, ce se adap tează însă pe baza
acelorași considerații formei îmbinării.
6.2. Controlul nedistructiv al îmbinărilor sudate
Controlul optico -vizual (OV):
Constituie cea mai simplă formă de control defectoscopic nedistructiv. Controlul se
poate efectua cu ochiul liber sau cu ajutorul unor aparate optice.
Controlul vizual permite detectarea a numeroase defecte ca: fisuri, pori, sufluri, retasuri, cratere,
incluziuni de suprafață, stropi, scurgeri și împroșcări de metal, deteriorări accidentale, urme ale sculelor,
șanțuri marginale, supraînălțări excesive, mărime necorespunzătoare și neuniformă a solzilor etc.
Pentru ca rezultatele controlului să fie satisfăcăt oare, este necesar ca suprafața
controlată să fie suficient de bine iluminată. Controlul optic asigură o sensibilitate mai bună a controlului,
deoarece se efectuează cu ajutorul unor aparate optice cu putere de mărire nedepășind, în mod obișnuit, x
40. Apa ratele optice folosite sunt: lupele de diferite tipuri și puteri de mărire, microscoapele,
endoscoapele etc.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
62
Controlul cu lichide penetrante (LP):
Controlul defectoscopic nedistructiv cu lichide penetrante se bazează pe proprietatea
unor lichide de a um ecta suprafețele corpurilor solide și de a pătrunde în cavitățile defectelor acestor
suprafețe. Întrucât pătrunderea lichidelor în interiorul defectelor are loc prin capilaritate, metodele de
control cu lichide penetrante sunt cunoscute și sub denumirea de metode capilare.
În principiu controlul cu lichide penetrante comportă mai multe etape:
– pregătirea suprafeței supusă controlului;
– depunerea penetrantului;
– îndepărtarea excesului de penetrant;
– developarea;
– examinarea.
Operația de pregătire a suprafeței ar e drept scop îndepărtarea murdăriei, oxizilor și
substanțelor grase de pe suprafață, astfel încât să se asigure accesul penetrantului la cavitățile defectelor.
Operația de penetrare constă în aplicarea și menținerea, un anumit timp pe suprafața controlată, a unui
strat continuu de lichid cu capacitate mare de umectare (penetrant) care va pătrunde în defectele existente
pe suprafață. După îndepărtarea excesului de penetrant de pe suprafața controlată, lichidul penetrant va
rămâne numai în cavitățile defectel or, de unde este extras printr -o operație de developare. Aceasta se
realizează prin depunerea pe suprafața controlată a unui developant cu putere mare de absorbție a
lichidelor.
Developantul extrage penetrantul rămas în cavitățile defectelor apărând în loc urile
respective indicațiile de defect. Acestea sunt observate și înregistrate în timpul operației finale de
examinare.
Controlul cu LP este destinat punerii în evidență a defectelor de suprafață dar și a celor de
profunzime deschise: pori, sufluri deschis e, fisuri, crăpături, rupturi, stratificări.
Sensibilitatea controlului cu lichide penetrante este foarte mare, permițând detectarea unor fisuri
deschise la suprafață cu lățime minimă de 0,001mm, adâncime minimă de 0,01mm și lungime minimă de
0,1mm.
Figura 6 .7. Controlul cu lichide penetrante
Controlul cu ultrasunete (US):
Controlul ultrasonic a cunoscut în ultimii ani o mare dezvoltare și constituie una dintre cele mai
moderne metode de control nedistructiv al îmbinărilor sudate. La controlul ultrasoni c, se folosesc
proprietățile fundamentale ale mișcărilor vibratorii și anume :
viteza de propagare a undelor ultrasonice, depinde de natura mediului în vibrație ;
mișcările undelor ultrasonice, se transmit de la un mediu la altul, respectând legile
refra cției ;
la întâlnirea unor obstacole, undele ultrasonice se reflectă, după legile refracției.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
63
Vibrațiile sunt caracterizate prin frecvența lor, iar când aceasta este mai mare decât limita
superioară a frecvențelor acustice perceptibile de urechea omene ască, apar vibrații ultrasonore.
De obicei, termenul de „ultrasunete" se referă la frecvențe cuprinse între 16 kHz și circa 10 MHz.
Sursele de vibrații ultrasonice utilizate pentru controlul sudurilor sunt transductoare piezoelectrice,
la care, vibrațiil e ultrasonice se obțin utilizând efectul piezoelectric, cu ajutorul cristalelor de cuarț, care,
excitate electric la o frecvență ridicată, produc vibrații mecanice de aceeași frecvență.
Procedeul de lucru aplicat la controlul îmbinărilor sudate este cel ba zat pe reflexia undelor
ultrasonice, care constă în introducerea, sub un anumit unghi, de impulsuri ultrasonice emise de
palpatorul emițător, de durată foarte scurtă, de ordinul microsecundelor, în piesa de controlat și
recepționarea prin același palpator a fasciculului ultrasonic reflectat, emisia și recepția având loc
alternativ. Atât impulsul emis, cât și cel reflectat, recepționat de palpator, sunt amplificate și transformate
în imagini vizibile pe ecranul tubului catodic al aparatului, sub forma unor „ecouri".
În cazul când piesa nu are nici un defect, undele vor ajunge la suprafața capătului opus (fundul
piesei) după trecerea unui interval de timp, care depinde de grosimea piesei. Pe suprafața de separație
piesă -aer a capătului opus, ultrasunetele vor fi reflectate practic complet (ecou de fund).
Figura 6 .8. Controlul cu ultrasunete
Dacă fasciculul ultrasonic întâlnește, în trecerea prin îmbinarea sudată, defecte de sudură, o parte
din fasciculul incident va fi reflectat, parcurgând traiectoria în sens contrar, dând naștere unui ecou de
defect, care va fi recepționat mai devreme decât ecoul de fund.
Controlul etanșeității (PH):
Se realizează utilizând proba hidraulică. Presiunea de încercare este de 4,375 kg/cm2× g. Proba
hidraulică se realizează în trei trepte de încercare, până la atingerea presiunii de încercare.
Pentru evitarea atingerii limitei de instabilitate, se măsoară variațiile de diametru și de formă.
Presiunea de încercare se menține până în momentul în care nu se mai înregistrează va riații ale mărimilor
măsurate. În cazul în care apar scăderi ale presiunii, se determină cauzele acestora, se remediază defectele
și se reface proba de încercare.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
64
Cu cât tensiunea superficială a lichidului utilizat este mai mică, cu atât sensibilitatea
de detectare exprimată prin volumul de scăpări în unitatea de timp este mai mare, deci se pot detecta
defecte mai fine. Se utilizează apă cu detergenți. Sensibilitatea metodei este 10 -2 bar× cm3/s.
Încercarea constă în creșterea presiunii până la presiunea d e încercare (90 bar),
menținerea sub presiune a recipientului timp de 10 minute.
Proba hidraulică se consideră reușită dacă nu se constată deformații vizibile cu ochiul liber,
picături sau scurgeri de lichid în zona îmbinărilor sudate. [6]
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
MASTERAT: C.C.C.S LUCRARE DE DISERTAȚIE Pag.
65
CAPITOLUL VI I
PROCESUL VERBAL DE OMOLOGARE
AL PROCEDURII DE SUDARE – WPQR
WELDING PROCED URE QUALIFICATION RECORD (WPQR) conform SR EN ISO 15614 -1:2017
FIȘA DE OMOLOGARE A PROCEDURII DE SUDARE NR: 1 WPAR Nr. CA 01 / Rev. 0 / 30.06.2019
DETALII PENTRU VE RIFICAREA SUDURII Pag.: 1 din 3
UNITATEA: F.I.M.I.M. Sudor: C.A. Nr. poanson: 001
SPECIFICAȚIA PRELIMINARĂ A PROCEDURII DE SUDARE pWPS: 1 TIPUL ÎMBINĂRII: BW – Cap la cap
PROCEDEUL DE SUDARE: 136 (MAG ) conform ISO 4063
ÎN MEDIU DE GAZ CU ELECTROD FUZIB IL POZIȚIA DE SUDARE: PF+PC conform ISO 6947
MATERIALE DE BAZĂ :
316L (X2CrNiMo17 -12-2) + S355J2+N
Otel inoxidabil +Oțel carbon MATERIALE DE ADAOS :
E309L T1 – ¼ conform AWS A5.22
T 23 12 L P C/ M 1 conform EN ISO 17633 -A
MATERIALUL DE
BAZĂ 1 Denumire: X2CrN iMo17 -12-2 Marca: INOXCORED 309LV
Norma: EN 10088 -3 Norma: EN ISO 17633 -A
Grupa: 8.1 Dimensiuni (mm): Ø1.2
Grosime (mm): 12 Diametru (mm): N/A Uscare Temp (C)/timp: N/A
MATERIALUL DE
BAZĂ 2 Denumire: S355J2+N Electrod
nefuzibil Tip: N/A
Norma: EN 10025 -2 Diametru (mm): N/A
Grupa: 1.2 Gaz/flux De protecție: M21 ( Ar+15-25%CO 2)
Grosime (mm): 12 Diametru (mm): N/A La rădăcină: N/A
Temp eratura de preîncălzire ( C): N/A Debitul
gazului De protecție: 15-20 l/min
Temperatura între straturi ( C): max. 150 °C La rădăcină: N/A
SCHEMA DE PREGĂTIRE A ÎMBINĂRII SUCCESIUNEA OPERAȚIILOR DE SUDARE
Rând Procedeu de
sudare Dimensiunea
metalului de
adaos
(mm) Intensitatea
curentului
(A) Tensiune
(V) Tip curent /
polaritate Poziție de
sudare Viteza de
sudare *
(cm/min ) Energie termică
introdusă *
(kJ/mm)
1 136 Ø1.2 168 23.3 DC+ PF 21.6 0.87
2 136 Ø1.2 192 24.5 DC+ PF 22.4 1.01
3 136 Ø1.2 190 24.6 DC+ PF 21.6 1.04
4 136 Ø1.2 180 24.6 DC+ PF 24.7 0.86
5 136 Ø1.2 174 24.8 DC+ PF 19.6 1.06
6 136 Ø1.2 170 24.7 DC+ PF 18.5 1.09
1 136 Ø1.2 170 25.0 DC+ PC 26.0 0.78
2 136 Ø1.2 192 25.5 DC+ PC 31.7 0.74
3 136 Ø1.2 195 25.6 DC+ PC 37.4 0.64
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
MASTERAT: C.C.C.S LUCRARE DE DISERTAȚIE Pag.
66
4 136 Ø1.2 205 25.6 DC+ PC 49.7 0.51
5 136 Ø1.2 203 25.6 DC+ PC 31.1 0.80
6 136 Ø1.2 198 25.6 DC+ PC 33.6 0.72
7 136 Ø1.2 185 25.8 DC+ PC 52.9 0.43
TRATAMENT TERMIC DUPĂ SUDARE TEHNICA DE SUDARE
Tip: N/A Pregătirea marginilor: Debitare plasmă / mecanică;
Rost curat și uscat
Temperatura: N/A Suport rădăcină: Suport ceramic
Timp menținere: N/A Pendulare: N/A
Răcire: N/A Scobirea rădăcini: N/A
Viteze încălzire/răcire * N/A Curățire între straturi: N/A
Detalii pentru sudare în impulsuri N/A Detalii pentru sudare cu plasmă: N/A
Distanța de meținere: N/A Unghi înclinare cap sudare: 70° – 90°
FIȘA DE OMOLOGARE A PROCEDURII DE SUDARE WPAR Nr. CA 01 / Rev. 0 / 30 .06.2019
REZULTATELE EXAMINĂRILOR ȘI ÎNCERCĂRILOR Pag.: 2 din 3
EXAMINARE VIZUALĂ
conform SR EN ISO 5817:2015 EXAMINARE CU RADIAȚII
PENETRANTE
Conform SR EN ISO 5817 Nivel
B; SR EN ISO 10675 -1 Level 1 EXAMINARE MACROSCOPICĂ
Conform SR EN ISO 17639:2014;
SR EN ISO 16060:2015; SR EN ISO
6520 -1:2007; SR EN ISO 5817:2015
Admis /Respins Buletin nr.: 01 / 30 .06.2019 Buletin nr.: 01 / 30 .06.2019
EXAMINARE LICHIDE PENETRANTE
Conform SR EN ISO 3452 -1; SR EN ISO
5817 Nivel B ; SR EN ISO 23277 EXAMINARE CU
ULTRASUNETE
EXAMINARE
MICROSCOPICĂ
Buletin nr.: 01 / 30.06.2019 Buletin nr.: N/A Buletin nr.: N/A
ÎNCERCĂRI LA TRACȚIUNE: Buletin nr:. 01 / 30 .06.2019 Temperatura ( C): N/A
Numărul
epruvetei Rp
(N/mm2) Rm
(N/mm2) A
(%) Z
(%) Localizarea ruperii Observații
T1 N.A 532.3 31 N.A MB (S355J2+N) Acceptat
T2 N.A 530.5 31.4 N.A MB (S355J2+N) Acceptat
T3 N.A 535.3 30.2 N.A MB (S355J2+N) Acceptat
T4 N.A 523.1 30.2 N.A MB (S355J2+N) Acceptat
ÎNCERCĂRI LA ÎNDOIRE : Buletin nr.: N/A
Numărul
epruvetei Unghiul de
îndoire Diametrul dorn ului
(mm) Rezultat
SB1 180 Ø40 Acceptat
SB2 180 Ø40 Acceptat
SB3 180 Ø40 Acceptat
SB3 180 Ø40 Acceptat
ÎNCERCĂRI LA ÎNCOVOIERE
PRIN ȘOC*) Buletin nr.: 01 / 30 .06.2019 Condiții (J/cm2)
Poziția
crestăturii Dimensiuni
(mm) Temperatura
(C) Valori Media
(J/cm2) Obs. 1 2 3
ZIT 10×10 -20 46 44 43 44,33 Acceptat
LF 10×10 -20 40 36 35 37 Acceptat
LF+2 10×10 -20 136 150 186 157,33 Acceptat
LF+5 10×10 -20 150 150 114 138 Acceptat
*) dacă este necesar
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
MASTERAT: C.C.C.S LUCRARE DE DISERTAȚIE Pag.
67
ÎNCERCĂRI DURITATE*)
Buletin nr.: 01 / 30.06.2019 Tip/sarcină: HV10
Metal de bază: 179 Poziția măsurătorilor (schița)*):
ZIT: 204
Sudură: 264
ALTE ÎNCERCĂRI: ÎNCERCAREA LA RUPERE Buletin nr.: N.A.
Rezultatele încercărilor sunt CORESPUNZĂTOARE /NECORESPUNZĂTOARE
Încercările au fost efectuate în prezența:
CÂRJA LI EROL
FIȘA DE OMOLOGARE A PROCEDURII DE SUDARE WPAR Nr. CA01 / Rev. 0 / 30.06.2019
DOMENIUL DE VALABILITATE AL OMOLOGĂRII Pag.: 3 din 3
Procedeul de sudare: 136 (MAG ) conform ISO 4063
Tipul îmbinării: BWW – cap la cap
Poziții de sudare: Toate pozițiile, expectând PG confom ISO 6947
Metal de bază Grupa: 8.1+1.2 confom ISO 15608
Domeniul de grosimi (mm): 3÷ 24
Domeniul calibrului (mm): Fără restricții
Domeniul diametrelor (mm): ≥ 500 țeavă fixă
≥ 150 țeavă rotită
Temperatura de preîncălzi re (C): N/A
Temperatura între straturi ( C): Max. 150
Tipul metalului de adaos: INOXCORED 309LV
E309LT1 – ¼ conform AWS A5.22
T 23 12 L P C/M 1 conform EN ISO 17633 -A
Gaz de protecție : M21 (Ar+15 -25%CO 2)
Tipul și polaritatea curentului de
sudare: DC+
Tratament termic după sudare: N/A
Energie termică introdusă: 0.43-1.09 kJ/mm
Alte date: N/A
UNITATEA: F.I.M.I.M
RESPONSABIL TEHNIC CU SUDURA,
COSTEA ALEXANDRU
INSPECTOR,
(nume, semnătură, ștampilă)
CÂRJALI EROL
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
MASTERAT: C.C.C.S LUCRARE DE DISERTAȚIE Pag.
68
WELDING PROCEDURE Q UALIFICATION RECORD (WPQR) conform SR EN ISO 15614 -1:2017
FIȘA DE OMOLOGARE A PROCEDURII DE SUDARE NR: 2 WPAR Nr. CA 02 / Rev. 0 / 30.06.2019
DETALII PENTRU VERIFICAREA SUDURII Pag.: 1 din 3
UNITATEA: F.I.M.I.M. Sudor: C.A. Nr. poanson: 001
SPECIFICAȚIA PRELIMINARĂ A PROCEDURII DE SUDARE pWPS: 2 TIPUL ÎMBINĂRII: BW – Cap la cap
PROCEDEUL DE SUDARE: 136 (MAG ) conform ISO 4063
ÎN MEDIU DE GAZ CU ELECTROD FUZIBIL POZIȚIA DE SUDARE: PF+PC conform ISO 6947
MATERIALE DE BAZĂ :
316L (X2CrNiMo17 -12-2)
Otel ino xidabil MATERIALE DE ADAOS :
E316 LT1 – ¼ conform AWS A5.22
T 19 12 3L R M 1 conform EN ISO 17633 -A
MATERIALUL DE
BAZĂ 1 Denumire: X2CrNiMo17 -12-2 Marca: INOXCORED 3 16LV
Norma: EN 10088 -3 Norma: EN ISO 17633 -A
Grupa: 8.1 Dimensiuni (mm): Ø1.2
Grosime (mm): 12 Diametru (mm): N/A Uscare Temp (C)/timp: N/A
MATERIALUL DE
BAZĂ 2 Denumire: X2CrNiMo17 -12-2 Electrod
nefuzibil Tip: N/A
Norma: EN 10088 -3 Diametru (mm): N/A
Grupa: 8.1 Gaz/flux De protecție: M21 ( Ar+15-25%CO 2)
Grosime (mm): 12 Diametru (mm ): N/A La rădăcină: N/A
Temp eratura de preîncălzire ( C): N/A Debitul
gazului De protecție: 15-20 l/min
Temperatura între straturi ( C): max. 150°C La rădăcină: N/A
SCHEMA DE PREGĂTIRE A ÎMBINĂRII SUCCESIUNEA OPERAȚIILOR DE SUDARE
Rând Procedeu de
sudare Dimensiunea
metalului de
adaos
(mm) Intensitatea
curentului
(A) Tensiune
(V) Tip curent /
polaritate Poziție de
sudare Viteza de
sudare *
(cm/min ) Energie termică
introdusă *
(kJ/mm)
1 136 Ø1.2 165 22.3 DC+ PF 16.66 1.06
2 136 Ø1.2 175 22.8 DC+ PF 31.41 0.61
3 136 Ø1.2 170 22.9 DC+ PF 25.53 0.73
4 136 Ø1.2 180 23.5 DC+ PF 29.55 0.69
5 136 Ø1.2 170 23.5 DC+ PF 30.76 0.62
6 136 Ø1.2 173 23.d6 DC+ PF 25.42 0.77
1 136 Ø1.2 200 23 DC+ PC 17.85 1.24
2 136 Ø1.2 230 23.1 DC+ PC 45.11 0.57
3 136 Ø1.2 190 24.9 DC+ PC 31.91 0.71
4 136 Ø1.2 205 24.9 DC+ PC 37.5 0.65
5 136 Ø1.2 185 24.9 DC+ PC 41.95 0.53
6 136 Ø1.2 190 24.8 DC+ PC 26.31 0.86
7 136 Ø1.2 190 24.8 DC+ PC 28.16 0.80
TRATAMENT TERMI C DUPĂ SUDARE TEHNICA DE SUDARE
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
MASTERAT: C.C.C.S LUCRARE DE DISERTAȚIE Pag.
69
Tip: N/A Pregătirea marginilor: Debitare plasmă / mecanică;
Rost curat și uscat
Temperatura: N/A Suport rădăcină: Suport ceramic
Timp menținere: N/A Pendulare: N/A
Răcire: N/A Scobirea rădăcini: N/A
Viteze încălz ire/răcire * N/A Curățire între straturi: N/A
Detalii pentru sudare în impulsuri N/A Detalii pentru sudare cu plasmă: N/A
Distanța de meținere: N/A Unghi înclinare cap sudare: 70° – 90°
FIȘA DE OMOLOGARE A PROCEDURII DE SUDARE WPAR Nr. CA 02 / Rev. 0 / 30.06.2019
REZULTATELE EXAMINĂRILOR ȘI ÎNCERCĂRILOR Pag.: 2 din 3
EXAMINARE VIZUALĂ
conform SR EN ISO 5817:2015 EXAMINARE CU RADIAȚII
PENETRANTE
Conform SR EN ISO 5817 Nivel
B; SR EN ISO 10675 -1 Level 1 EXAMINARE MACROSCOPICĂ
Conform SR EN ISO 17639:2 014;
SR EN ISO 16060:2015; SR EN ISO
6520 -1:2007; SR EN ISO 5817:2015
Admis /Respins Buletin nr.: 02 / 30.06.2019 Buletin nr.: 02 / 30.06.2019
EXAMINARE LICHIDE PENETRANTE
Conform SR EN ISO 3452 -1; SR EN ISO
5817 Nivel B ; SR EN ISO 23277 EXAMINARE CU
ULT RASUNETE
EXAMINARE
MICROSCOPICĂ
Buletin nr.: 02 / 30.06.2019 Buletin nr.: N/A Buletin nr.: N/A
ÎNCERCĂRI LA TRACȚIUNE: Buletin nr:. 02 / 30.06.2019 Temperatura ( C): N/A
Numărul
epruvetei Rp
(N/mm2) Rm
(N/mm2) A
(%) Z
(%) Localizarea ruperii Observaț ii
T1 N.A 555 31 N.A MB Acceptat
T2 N.A 553 32 N.A MB Acceptat
T3 N.A 552 31.5 N.A MB Acceptat
T4 N.A 552 31.5 N.A MB Acceptat
ÎNCERCĂRI LA ÎNDOIRE : Buletin nr.: N/A
Numărul
epruvetei Unghiul de
îndoire Diametrul dornului
(mm) Rezultat
SB1 180 Ø40 Acceptat
SB2 180 Ø40 Acceptat
SB3 180 Ø40 Acceptat
SB3 180 Ø40 Acceptat
ÎNCERCĂRI LA ÎNCOVOIERE
PRIN ȘOC*) Buletin nr.: 02 / 30.06.2019 Condiții (J/cm2)
Poziția
crestăturii Dimensiuni
(mm) Temperatura
(C) Valori Media
(J/cm2) Obs. 1 2 3
ZIT 10×10 -20 46 44 43 44,33 Acceptat
LF 10×10 -20 40 36 35 37 Acceptat
LF+2 10×10 -20 136 150 186 157,33 Acceptat
LF+5 10×10 -20 150 150 114 138 Acceptat
ÎNCERCĂRI DURITATE*)
Buletin nr.: N.A. Tip/sarcină: HV10
Metal de bază: N.A. Poziția măsurătorilor (s chița)*):
ZIT: N.A.
Sudură: N.A.
*) dacă este necesar
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
MASTERAT: C.C.C.S LUCRARE DE DISERTAȚIE Pag.
70
ALTE ÎNCERCĂRI: ÎNCERCAREA LA RUPERE Buletin nr.: N.A.
Rezultatele încercărilor sunt CORESPUNZĂTOARE /NECORESPUNZĂTOARE
Încercările au fost efectuate în prezența:
CÂRJALI EROL
FIȘA DE OMOLOGARE A PROCEDURI I DE SUDARE WPAR Nr. CA 02 / Rev. 0 / 30.06.2019
DOMENIUL DE VALABILITATE AL OMOLOGĂRII Pag.: 3 din 3
Procedeul de sudare: 136 (MAG ) conform ISO 4063
Tipul îmbinării: BWW – cap la cap
Poziții de sudare: Toate pozițiile, expectând PG confom ISO 6947
Metal de bază Grupa: 8.1confom ISO 15608
Domeniul de grosimi (mm): 3÷ 24
Domeniul calibrului (mm): Fără restricții
Domeniul diametrelor (mm): ≥ 500 țeavă fixă
≥ 150 țeavă rotită
Temperatura de preîncălzire ( C): N/A
Temperatura între straturi ( C): Max. 150
Tipul metalului de adaos: INOXCORED 316 LV
E316LT1 – ¼ conform AWS A5.22
T 19 12 3L R M 1 conform EN ISO 17633 -A
Gaz de protecție : M21 (Ar+15 -25%CO 2)
Tipul și polaritatea curentului de
sudare: DC+
Tratament termic după sudare: N/A
Energie termică introdusă: 0.53-1.24 kJ/mm
Alte date: N/A
UNITATEA: F.I.M.I.M
RESPONSABIL TEHNIC CU SUDURA,
COSTEA ALEXANDRU
INSPECTOR,
(nume, semnătură, ștampilă)
CÂRJALI EROL
Conform 15614 -1:2017 calificarea unei proceduri de sudare cap la cap a coperă și sudarea de colț
în mai multe straturi. În cazul sudării sistemului de refulare , calibrul suduri este de a=7 mm ce se va suda
din 3 rânduri folosindu -se un WPS bazat pe aceeași procedură de sudare.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
MASTERAT : C.C.C.S LUCRARE DE DISERTAȚIE Pag.
71
CAPITOLUL VIII
SPECIFICAȚIA PROCEDURII DE SUDARE – WPS
SPECIFICAȚIA PROCEDURII DE SUDARE
WPS No. CA 01 / Rev.0 / 30.06.2019
Scope:
Aplicare: All projects
TOATE PROIECTELE Preparation and Cleaning:
Pregătire și curăț are: Plasma / Mechanical cutting;
Joint Clean and dry
PLASMĂ / MECANICĂ;
ROST CURAT ȘI USCAT
Support WPQR: 01 Assembly:
Prindere: Tack welds
PUNCTE DE PRINDERE
Shop / Site welding:
Sudare în atelier / pe
șantier: Shop or site with wind/elements protection
În atelier sau afară cu p rotecție la vânt și
intemperii Parent Material:
Material de bază: 316L (X2CrNiMo17 -12-2)+ S355J2+N
echivalent sau mai slab conform ISO
15608
Welding equipment:
Echipament de sudare: MAG equipment
Echipament MAG Material Thickness (mm):
Grosimea materia lului: 3-24 mm
Welding Process:
Procedeu de sudare: 136 (MAG ) according ISO 4063
ÎN MEDIU DE GAZ CU SÂRMĂ
RUTILICĂ Outside Diameter (mm):
Diametrul exterior: ≥500 mm țeavă fixă
≥150 mm țeavă rotită
Throat thickness (mm):
Calibru sudură: Fără restric ții
(Mai Multe straturi)
Joint type:
Tipul îmbinării: BW; FW
CAP LA CAP ; DE COLȚ Welding Position:
Poziția de sudare: All positions, except PG acc. ISO 6947
Toate, exceptâ nd vertical descendent
Joint Design / Schema de pregătire (Detalii rost) Welding Sequences / Succesiunea operațiilor de sudare
Welding Details / Detalii de sudare:
Run
Rând Process
Procedeul Size of Filler
Metal
Diam. M.A
(mm) Type of current /
Polarity
Tipul curentului /
polaritate Current
Intensitate
(A) Voltage
Tensiune
(V) Travel Speed /
Viteza de
sudare
(cm/min) Heat input
Energia
introdusă
(kJ/mm)
Rădăcină 136 Ø1.2 DC+ 170-190 23-26 16.5-25 0.80-1.44
Umplere și
Față 136 Ø1.2 DC+ 180-220 24.5-26.5 23-42.5 0.50-1.22
170-200 24-25.5 22-43 0.46-1.11
FW – de colț
136
Ø1.2
DC+ 175-195 25-26.5 21-43.5 0.43-1.18
190-220 25.5-27 24-47 0.49-1.19
180-215 25-27 25-54 0.4-1.11
Filler Metal Clasification and trade name:
Metal de adaos, codificare și marca de fabricație: INOXCORED 309LV; AWS A5.22 : E309LT1 – ¼; 17633 -A: T 23 12 L P M 1
Flux cored wire / Sârmă tubulară cu flux rutilic
Gas/Flux: shielding / de protecție: M21 (Ar+15 –
25%CO 2) Other informati on: N/A
Alte detalii: N/A backing / la rădăcină: N.A.
Gas Flow Rate: shielding / de protecție: 15-20 l/min Torch angle:
Unghiul de înclinare al capului de sudare : 70° – 90° backing / la rădăcină: N.A
Back Gouging/Backing:
Scobire/suport la rădăcină: N/A Tungsten Electrode Type/Size:
Tipul/Diametrul electrodului de wolfram: N/A
Preheat Temperature:
Temperatura de preîncălzire: N/A Interpass Temperature:
Temperatura între straturi : N/A
Producător:
Nume, dată și semnătură :
COSTEA ALEXANDRU Examinator sau organism de verificare:
Nume, dată și semn ătură:
EROL CÂRJALI
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
MASTERAT : C.C.C.S LUCRARE DE DISERTAȚIE Pag.
72
Scope:
Aplicare: All projects
TOATE PROIECTELE Preparation and Cleaning:
Pregătire și curățare: Plasma / Mechanical cutting;
Joint Clean and dry
PLASMĂ / MECANICĂ;
ROST CURAT ȘI USCAT
Support WPQR: 02 Assembly:
Prindere: Tack welds
PUNCTE DE PRINDERE
Shop / Site welding:
Sudare în atelier / pe
șantier: Shop or site with wind/elements protection
În atelier sau afară cu protecție la vânt și
intemperii Parent Material:
Material de bază: 316L (X2CrNiMo17 -12-2) echivalent sau
mai slab conform ISO 15608
Welding equipment:
Echipament de sudare: MAG equipment
Echipament MAG Material Thickness (mm):
Grosimea materialului: 3-24 mm
Welding Process:
Procedeu de sudare: 136 (MAG) according ISO 4063
ÎN MEDIU DE GAZ CU SÂRMĂ
RUTI LICĂ Outside Diameter (mm):
Diametrul exterior: ≥500 mm țeavă fixă
≥150 mm țeavă rotită
Throat thickness (mm):
Calibru sudură: Fără restricții
(Mai Multe straturi)
Joint type:
Tipul îmbinării: BW; FW
CAP LA CAP; DE COLȚ Welding Position:
Poziția de sudare: All positions, except PG acc. ISO 6947
Toate, exceptând vertical descendent
Joint Design / Schema de pregătire (Detalii rost) Welding Sequences / Succesiunea operațiilor de sudare
Welding Details / Detalii de sudare:
Run
Rând Process
Procedeul Size of Filler
Metal
Diam. M.A
(mm) Type of current /
Polarity
Tipul curentului /
polaritate Current
Intensitate
(A) Voltage
Tensiune
(V) Travel Speed /
Viteza de
sudare
(cm/min) Heat input
Energia
introdusă
(kJ/mm)
Rădăcină 136 Ø1.2 DC+ 170-195 22.5-23.5 18.2-24 0.77-1.21
170-210 22-24 20-35 0.51-1.26
Umplere și
Față 136 Ø1.2 DC+ 170-190 23-24.5 25-40 0.55-1.03
160-180 22-23.5 30-50 0.5-0.96
FW – de colț
136
Ø1.2
DC+ 190-210 22.5-24.5 20.5-26.5 0.77-1.21
185-220 23-24.5 30-35 0.56-0.86
165-190 23-25 31.5-45 0.4-0.73
Filler Metal Clasification and trade name:
Metal de adaos, codificare și marca de fabricație: INOXCORED 316 LV; AWS A5.22 : E316 LT1 – ¼; 17633 -A: T19 12 3LR M1
Flux cored wire / Sârmă tubulară cu flux rutilic
Gas/Flux: shielding / de protecție: M21 (Ar+15 –
25%CO 2) Other information: N/A
Alte detalii: N/A backing / la rădăcină: N.A.
Gas Flow Rate: shielding / de protecție: 15-20 l/min Torch angle:
Ungh iul de înclinare al capului de sudare: 70° – 90° backing / la rădăcină: N.A
Back Gouging/Backing:
Scobire/suport la rădăcină: N/A Tungsten Electrode Type/Size:
Tipul/Diametrul electrodului de wolfram: N/A
Preheat Temperature:
Temperatura de preî ncălzire: N/A Interpass Temperature:
Temperatura între straturi: N/A
Producător:
Nume, dată și semnătură:
COSTEA ALEXANDRU Examinator sau organism de verificare:
Nume, dată și semnătură:
EROL CÂRJALI
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
73
CAPITOLUL IX
VERIFICAREA PROCEDURILOR DE SUDARE CONFORM SR EN ISO 15614 -1
Verificarea procedurilor de sudare carcasei pompei constă în efectuarea unor încercări
nedistructive și distructive în conformitate cu SR EN ISO 15614 -1:2017 .[16]
Sudorul sau oper atorul sudor care realizează probele ce conduc la calificarea procedurii de sudare
în conformitate cu SR EN ISO 15614 -1:2017 , este calificat pentru domeniul corespunzător de calificare
conform cu prEN ISO 9606 -1 sau EN ISO 9606 -4 sau EN 1418, în măsura în care cerințele
corespunzătoare ale verificării sunt satisfăcute.
9.1. PROBE
9.1.1. GENERALITĂȚI
Îmbinarea sudate căreia ii se aplică procedura de sudare în fabricație trebuie să fie reprezentată
prin realizarea uneia sau mai multor probe standardizate în conf ormitate cu cele precizate la 9 .1.2. Dacă
probele standardizate conform acestui standard nu sunt reprezentative pentru cerințele privind
producția/geometria îmbinării trebuie să se ceară utilizarea EN ISO 15613.
10.1.2. FORMA ȘI DIMENSIUNILE PROB ELOR
Lungimea sau numărul probelor trebuie să fie suficiente pentru a permite realizarea tuturor
încercărilor cerute.
Pentru eventuale încercări suplimentare și/sau pentru repetarea încercărilor pot fi pregătite probe
suplimentare sau mai mari decât cel e cu dimensiunea minimă (7.6.)
Pentru toate probele, cu excepția racordurilor ( figura 9.4.) și sudurile în colț (9.3.), grosimea
materialului, t, trebuie să fie aceeași pentru ambele table/țevi care se sudează.
Dacă se cere, prin standardul de aplicație, ca încercările la încovoiere prin șoc să fie efectuate în
zona influențată termic (ZIT), direcția de laminare trebui e să fie marcată pe probă.
Forma și dimensiunile minime ale probe lor trebuie să fie următoarele:
9.1.2.1. Îmbinarea cap la cap la table , cu pătrundere completă
Proba trebuie să fie pregătită conform figurii 9 .1.
9.1.2.2. Îmbinarea cap la cap la țevi, cu pătrundere completă
Proba trebuie să fie pregătită conform figurii 9 .2.
NOTĂ – termenul „țeavă” , singur sau în combinație, are semni ficație „țeavă” , „tub” sau „secțiune
tubulară” .
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
74
9.1.2.3. ÎMBINARE ÎN T
Proba trebuie să fie pregătită conform figurii 9 .3.
9.1.2.4. RACORD LA ȚEVI
Proba trebuie să fie pregătită conform figurii 9 .4.
Unghiul α este unghiul minim utilizat în producți e.
Proba se poate utiliza pentru îmbinări complet pătrunse (racord pe țeavă sau în țeavă prin ț eavă) și
pentru suduri în colț.
9.1.3. SUDAREA PROBELOR
Pregătirea și sudarea probelor de calificare trebuie să se efectueze în conformitate cu pWPS și în
condițiile generale de sudare din producție pe care acestea trebuie să le reprezinte. Pozițiile de sudare și
limitele pentru unghiul de înclinare și de rotire al probei trebuie să fie conform EN ISO 6947. În cazul în
care se execută suduri de prindere topite în sudura finală, acestea trebuie incluse în probă.
Sudarea și încercarea probelor de calificare trebuie să fie asistate de un examinator sau de un
organism de examinare.
Fig. 9 .1. Probă pentru o sudură cap la cap cu pătrundere completă, la table
Fig. 9.2. Probă pentru o sudură cap la cap cu pătrundere completă, la țevi
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
75
Fig. 9 .3. Probă pentru o îmbinare în T
Fig. 9 .4. Probă pentru un racord
1 – Pregătirea și curățirea marginilor conform specificației preliminare a procedurii de sudare
(pWPS)
a – valoarea minimă 150 mm
b – valoarea minimă 350 mm
α – unghiul racordului
D1 – diametrul exterior al țevii
t1 – grosimea peretului țevii
D2 – diametrul exterior al racordului
t2 – grosimea peretului racordului
t – grosimea materialului
D – diametru l exterior al țevii
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
76
9.2. EXAMINĂRI ȘI ÎNCERCĂRI
9.2.1. VOLUMUL ÎNCERCĂRILOR
Încercările cuprind atât examinări nedistructive (END) cât și examinări distructive, care trebuie să
fie în conformitate cu tabelul 9 .1.
Un standard de aplicație poate prescri e încerc ări suplimentare ca de exemplu:
– Încercarea la tracțiune longitudinală a sudurii;
– Încercarea la îndoire a metalului depus;
– Încercări la coroziune;
– Analize chimice;
– Examinare microstructurală;
– Determinarea conținutului de ferită delta;
– Încercarea în cruce;
NOTĂ – Condițiile specifice de serviciu, de materiale sau de producție pot cere încercări mai
extinse decât cele menționate în acest standard în vederea obținerii mai multor informații și pentru
evitarea repetării încercărilor de calificare mai tâ rziu numai pentru obținerea unor date de încercare
suplimantare.
Tabelul 9 .1. Examinările și încercările probelor
Proba de calificare Tipul încercării Volumul Notă
Îmbinare cap la cap cu
pătrundere – Figura 1 și Figura
2 Examinare vizuală 100 % –
Examin area radiografică și cu ultrasunete 100 % a
Detectarea fisurilor de suprafață 100 % b
Încercarea la tracțiune transversală 2 epruvete –
Încercarea la îndoire transversală 4 epruvete c
Încercarea la încovoiere prin șoc 2 seturi d
Încercarea de dur itate Se cere e
Îmbinarea în T cu pătrundere
completă – Figura 3
Racord la țeavă cu pătrundere
completă – Figura 4 Examinare vizuală 100 % b
Detectarea fisurilor de suprafată 100 % b și f
Examinarea cu ultrasunete sau radiografică 100 % a, f și g
Încercarea de duritate Se cere e și f
Examinare macroscopică 2 epruvete F
Suduri în colț – Figura 3 și 4 Examinare vizuală 100 % f
Detectarea fisurilor de suprafață 100 % f și f
Încercarea de duritate Se cere e și f
Examinare macroscopică 2 epruvete f
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
77
a. Examinarea ultrasunete nu trebuie utilizată t < 8 mm și pentru materiale din grupele 8, 10, 41 la
48.
b. Examinare cu lichide penetrante sau pulberi magnetice. Pentru materiale nemagnetice,
examinare cu lichide penetrante.
c. Pentru încercările de îndoire a se vedea 7.4.3.
d. 1 set în sudură și 1 set în ZIT pentru materiale cu grosimi t ≥ 12 mm și având caracteristicile de
tenacitate specificate. Standardele de aplicație pot cere încercarea la încovoiere prin șoc sub
grosimea de 12 mm. Temperatura de încercare trebuie aleasă de producător, în funcție de
aplicație sau de standardul de aplicație, dar nu mai mică decât cea specificată pentru materialul
de bază. Pentru încercări suplimentarea a se vedea 7.4.5.
e. Nu se cere pentru materiale de bază: – subgrupa 1.1. și grupere 8, 41 la 48.
f. Examinările astfel detaliate nu furnizează informații privind caracteristicile mecanice ale
îmbinării. Când aceste caracteristici sunt relevante pentru aplicație, trebuie realizată și o
calificare suplimentară, de exemplu, pentru o su dură cap la cap.
g. Examinarea cu ultrasunete nu se cere pentru diametre exterioare ≤ 50 mm.
Pentru un diametru exterior > 50 mm și când examinarea cu ultrasunete nu este tehnic posibilă,
trebuie realizată o examinare radiografică dacă configurația îmbinării permite obținerea unor
rezultate semnificative.
9.2.2. Ampla sarea și prelevarea epruvetelor
Epruvetele trebui e prelevate conform figurilor 9.5., 9.6., 9.7. și 9 .8.
Epruvetele trebuie prelevate după examinarea nedistructivă (END), dacă rezultatele examinăr ii au
satisfăcut criteriile relevante ale examinării pentru metoda(ele) END utilizată(e).
Se admite prelevarea epruvetelor de încercări înafara zonelor în care au imperfecțiuni în limitele
admise de metoda(ele) END utilizată(e).
Fig. 9 .5. Amplasarea epru vetelor pe o sudură cap la cap, la table
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
78
Legendă:
1 – Adaos de 25 mm
2 – Direcția de sudare
3 – Zona pentru:
– 1 epruvetă de tracțiune;
– Epruvete de îndoire.
4 – Zona pentru:
– Epruvete pentru încovoiere prin șoc și încercări suplimentare.
5 – Zona pentr u:
– 1 epruvetă tracțiune;
– Epruvete de îndoire.
6 – Zona pentru:
– 1 epruvetă examinare macroscopică;
– 1 epruvetă încercare de duritate.
Fig. 9 .6. Amplasarea epruvetelor pe o sudură cap la cap, la țevi
1 – Partea superioară a țevii fixe
2 – Zona pentru:
– 1 epruvetă de tracțiune;
– Epruvete de îndoire.
3 – Zona pentru:
– Epruvete pentru încovoiere prin șoc și încercări suplimentare.
4 – Zona pentru:
– 1 epruvetă tracțiune;
– Epruvete de îndoire.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
79
5 – Zona pentru:
– 1 epruvetă examinare macroscopică;
– 1 epruvetă încerc are de duritate.
Fig. 9 .7. Amplasarea epruvetelor pentru o probă în T
1 – adaos de 25 mm
2 – epruvetă de examinare macroscopică
3 – epruvetă de examinare macroscopică și pentru încercarea la duritate
4 – direcția de sudare
Fig. 9 .8. Amplasarea e pruvetelor pentru un racord pe țeavă sau sudură în colț pe țeavă
1 – epruvetă pentru examinarea macroscopică și încercare de duritate (zona A)
2 – epruvetă pentru examinarea macroscopică (zona B)
α – unghiul racordului
NOTĂ – desenele nu sunt la scar ă.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
80
9.2.3. EXAMINĂRI NEDISTRUCTIVE
Toate examinările ned istructive în conformitate cu 9.2. și tabelul 9 .1. trebuie efectuate pe probele
de calificare, înainte de prelevarea epruvetelor. Orice tratament termic după sudare specificat trebuie
efectuat înai ntea examinărilor nedistructive.
Pentru materiale mai sensibile la fisurarea sub efectul hidrogenului difuzibil și pentru care nu se
specifică nici o postîncălzire sau nici un tratament termic post sudare, examinările ar trebui amânate.
În funcție de for ma geometrică a îmbinării, de materiale și de condițiile de fabricație, END trebuie
să se efectueze, în af ară de cerințele dint tabelul 9 .1., în conformitate cu EN 970 (examinare vizuală), EN
1435 (examin are radiografică), EN 1714 (examinare cu ultrasunete), EN 571 -1 (examinare cu lichide
penetrante) și EN 1290 (examinare cu pulberi magnetice)
9.2.4. ÎNCERCĂRI DISTRUCTIVE
Volumul încercărilor trebuie să fie conform cerițelor din tabelul 9 .1.
Încer carea la tracțiune transversală
Epruvetele și modul de efectuare a încercării la tracțiune transversală pentru îmbinări cu sudură
cap la cap trebuie să fie în conformitate cu EN 895.
În cazul țevilor cu diametrul exterior > 50 mm, trebuie să se îndepărteze supraînălțarea sudurii pe
ambele fețe, pentru a se obține o epruvetă cu grosimea egală cu cea a peretelui țevii.
În cazul țevilor cu diametrul exterior ≤ 50 mm, și când se utilizează țevii subțiri cu diametru mic,
supraînălțarea sudurii poate fi lăsată ne prelucrată pe suprafața interioară a țevii.
Rezistența la tracțiune a epruvetei nu trebuie să fie mai mică decât valoarea minimă
corespunzătoare, specificată pentru materialul de bază, dacă nu există prevederi contrare specificate
înaintea încercării. Pentru îmbinări din materiale de bază diferite, rezistența minimă la tracțiune nu trebuie
să fie mai mică decât valoarea minimă pentru materialul de bază cu rezistența la tracțiune mai mică.
Încercarea la îndoire
Epruvetele și încercarea la îndoire pentru îmbinări cu sudură cap la cap trebuie să fie în
conformitate cu EN 910.
Pentru grosimi < 12 mm, trebuie încercate 2 epruvete cu rădăcină comprimată și 2 epruvete cu
rădăcină întinsă . Pentru grosimi ≥ 12 mm se recomandă 4 epruvete de îndoire laterală în l ocul celor cu
rădăcină întinsă și rădăcină comprimată.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
81
Pentru îmbinări din materiale diferite sau îmbinări eterogene prin sudură cap la cap, pot fi utilizate
o epruvetă de îndoire longitudinală cu rădăcină întinsă și una cu rădăcină comprimată în locul a 4
epruvete de îndoire transversală. Diametrul dornului sau al rolei interioare de îndoire trebuie să fie 4 · t și
unghiul de îndoire trebuie să fie de 180ș pentru metale de bază cu alungirea A ≥ 20 %.
În timpul încercării nu trebuie să apară pe epruve tă o fisură > 3 mm în nici o direcție. La evaluare
fisurile care apar în timpul încercării pe muchiile epruvetei se ignoră.
Examinare macroscopică
Proba pentru examinare macroscopică se prelucrează și se atacă chimic în conformitate cu EN
1321 pe o față , pentru a observa clar linia de topire , ZIT și dispunerea rândurilor.
Examinarea macroscopică trebuie să includă materialul de bază neinfluențat termic și trebuie să fi
înregistrată cel puțin printr -o reproducere macro pentru o probă. Nivelurile de acc eptare trebuie să fie
conform 9 .2.5.
Încercarea la încovoiere prin șoc
Epruvetele și modul de efectuare a încercărilor la încovoiere prin șoc trebuie să fi în conformitate
cu acest standard în ceea ce privește poziția epruvetelor și temperatura de încerc are și conform EN 875, în
ceea ce privește dimensiunile acestora și încercarea.
Se utilizează epruvetele tip VWT (V: Charpy cu crestătură în V – W: cu crestătură în sudură – T:
cu crestatură perpendiculară pe suprafața exterioară) pentru sudură și epruvet e tip VHT (V: Charpy cu
crestătură în V – H: cu crestătură în ZIT – T: cu crestătură perpendiculară pe suprafața exterioară) pentru
zona influențată termic. Pentru fiecare amplasare specificată, fiecare set trebuie să cuprinde 3 epruvete.
Trebuie utilizat e epruvete Charpy cu crestătură în V, prelevate la maxim 2 mm sub suprafața
exterioară a metalului de bază și transversal pe sudură. În ZIT crestătura trebuie să fie la 1 -2 mm față de
linia de topire iar în sudură crestătură trebuie să fie pe axa sudurii.
Pentru grosimi > 50 mm, trebuie să fie prelevate două seturi suplimentare, unul în sudură și unul
în ZIT, situate la jumătatea grosimii sau la rădăcinii. Energia absorbită trebuie să fie în conformitate cu
standardul materialul de bază corespunzător dacă nu a fost modificată prin standardul de aplicație.
Valoarea medie a celor 3 epruvete trebuie să fie conform cerințelor specificate. Pentru fiecare
amplasare a crestăturii, o valoarea individuală poate să fii inferioară valorii minime medii specificată, dar
nu mai puțin de 70 % din aceasta. Pentru îmbinări din materiale diferite, trebuie să se efectueze încercări
la încovoiere prin șoc pe epruvete din fiecare ZIT corespunzător materialelor de bază. La calificarea mai
multor procedee de sudare singură o prob ă, epruvetele de încovoiere prin șoc trebuie prelevate din sudură
și din ZIT pe ntru fiecare procedeu de sudare.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
82
Încercarea de duritate
Încercarea de duritate Vickers cu sarcina HV10, trebuie să se efectueze conform EN 1043 -1
Măsurarea durității trebui e să se efectueze în sudură, în zonele influențate termic și în metalul de
bază în vederea evaluării nivelurilor durității în întreaga îmbinare sudată. Pentru materiale cu grosimi mai
mici sau egale cu 5 mm se realizează un singur șir de amprente. care treb uie să fie la maxim 2 mm sub
suprafața superioară a îmbinării sudate. Pentru materiale cu grosimi mai mari de 5 mm se realizează 2
șiruri de amprente care trebuie să fie la maxim 2 mm sub suprafața exterioară superioară, respectiv
inferioară a îmbinării su date. Pentru sudurile din ambele părți, sudurile în colț și sudurile cu pătrundere
completă în T, trebuie să se realizeze un șir de amprente suplimentare lângă suprafața rădăcinii. Exemple
tipice de amplasar e sunt prezentate în figurile 9.3. și 9 .4.
Pentr u fiecare tip de amprente trebuie să se realizeze trei amprente individuale în fiecare din
următoarele zon e:
– Sudură;
– Ambele zone influențate termic;
– Cele două metale de bază.
Pentru ZIT, prima amprentă trebuie amplasată, pe cât posibil, cât mai aproape de linia de topire.
Rezultatele încercării de duritate trebuie să satisfacă cerințele din tabelul 10.2. În orice caz,
cerințele pentru grupele 6 (netratate termic) 7, 10 și 11 și toate îmbinările din materiale diferite, trebuie
specificate înainte de sudare.
Tabelul 9 .2. Valorile maxime admisibile pentru duritate (HV10)
Grupe de oțeluri
CR ISO 15608 Netratate termic Tratate termic
1ͣ, 2 380 320
3ᵇ 450 380
4, 5 380 320
6 – 350
9.1.
9.2.
9.3. 350
450
450 300
350
350
a – Dacă încercarea de duritate se cer e
b – Pentru oțeluri cu limita de curgere > 890 N/mm² trebuie specificate valori speciale
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
83
9.2.5. NIVELURI DE ACCEPTARE
O procedură de sudare este calificată dacă imperfecțiunile probei de calificare sunt în limitele de
calitate B , din EN 25817 cu excepț ia următoarelor tipuri de imperfecțiuni: îngroșare excesivă, convexitate
excesivă, grosime excesivă a sudurii în colț și exces de pătrundere, pentru care trebuie ap licat nivelul C .
9.2.6. REPETAREA ÎNCERCĂRII
Dacă o probă de încercare nu satisface oricar e din cerințele v izuale sau END specificate în 9 .2.5., o
altă probă de calificare trebuie să fie sudată și supusă aceleiași examinări. Dacă proba de calificare nu
satisface cerințele, verificare procedurii de sudare este eșuată.
În cazul în care oricare epruvetă nu îndeplinește cerințele pentru în cercările distructive conform
9.2.4. dar numai dator ită imperfecțiunilor din sudură, alte 2 epruvete trebuiesc supuse încercării pentru
fiecare epruvetă necorespunzătoare. Aceste epruvete suplimentare se pot prelev a din aceeași probă, dacă
există suficient material disponibil sau din altă probă nouă de calificare. Fiecare epruvetă suplimentară de
încercare trebuie să fie supusă acelorași încercări ca și epruveta de încercare inițială care a fost
necorespunzătoare. Dacă oricare din epruvetele suplimentare de încercare nu satisface cerințele, verificare
procedurii de sudare este eșuată.
Dacă o epruvetă de tracțiune nu satisface cerințele încercării la tracțiune transversală, alte două
epruvete trebuie să fie încercate în locul epruvetei necorespunzătoare. Aceste 2 epruvete trebuie să
satisfacă cerințele încercării la tracțiune transversală.
Dacă valorile individuale de duritate în diferite zone supuse încercării se situează pest e valorile
indicate în tabelul 9 .2., pot f i efectuate încercări de duritate suplimentare (pe partea opusă a epruvetei sau
după o polizare suficientă a suprafețelor supuse încercării). Nici valoarea suplimentară de duritate nu
trebuie să depășească valorile maxime de duritate indicate în tabelul 9 .2.
Pentru încercările de încovoiere prin șoc Charpy, dacă rezultatele pentru un set de 3 epruvete nu
corespund cu cerințele, cu numai o valoarea sub 70 %, trebuie prelevate 3 epruvete suplimentare.
Valoarea medie a 3 epruvete împreună cu rezultatele iniția le trebuie să nu fie inferioare mediei cerute.
Omologarea procedurii de sudare
Însă, pentru finalizarea omologării procedurii de sudare trebuie completată fișa de omologare a
procedurii de sudare. WPQR -ul procedurii de sudare ce se folosește la sudarea carcasei pompei acest a
fiind prezentat în capitolul 7 .
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
MASTERAT : C.C.C.S LUC RARE DE DISERTAȚIE Pag.
84
CAPITOLUL X
NORME DE TEHNICA A SECURITĂȚII MUNCII
ȘI PROTECȚIA MEDIULUI
Norme specifice de securitate a muncii pentru sudarea și tăierea metalelor
1. Încadrarea și repartizarea personalului la locul de muncă
(1) Lucrările pot fi executate numai de pe rsoane având vârsta peste 18 ani, care cunosc instalațiile,
aparatura și procedeele de lucru și care au fost instruite din punct de vedere al securității muncii și au
calificarea necesară;
(2) Persoanele care nu sunt calificate în meseria de sudor sau nu au împlinit vârsta de 18 ani pot fi
admise la lucru în condiții normale ca ajutor de sudor numai sub supravegherea directă a cadrelor
calificate în aceste lucrări și numai după însușirea instructajului de securitate a muncii.
Persoanele sub 18 ani nu v or fi admise la lucrările la care pot apărea pericole specifice de
accidentare, ca de exemplu: lucrări executate în spații închise cu degajări puternice de căldură, lucrări
asupra unor piese zincate acoperite cu plumb, , beriliu sau vopsite cu vopsele ce c onțin plumb. Prin spații
închise se înțeleg: rezervoare, cazane, portbagaje, spații dublu fund la vase, aparate din industria chimică,
puțuri și similare. Prin lucrări cu degajări puternice de căldură se înțeleg, de exemplu, sudarea cu
preîncălzire a piese lor mari de fontă.
2. Instruirea personalului
Instructajul de securitate a muncii se va face pe faze, în conformitate cu prevederile Normelor
Generale de Securitate a Muncii în vigoare.
3. Dotarea cu echipament individual de protecție
Sudorii și ajutoa rele de sudori sunt obligați să utilizeze echipamentul individual de protecție
adecvat conform "Normativului cadru de acordare a echipamentului de protecție".
Lucrările de sudare se execută numai cu aprobarea conducătorului procesului de producție, dup ă
cunoașterea documentației tehnice în legătură cu respectivele lucrări și după efectuarea instructajului cu
privire la modul de exploatare a echipamentului și cu privire la securitatea muncii.
Înainte de începerea lucrului, persoana însărcinată cu sup ravegherea operațiilor va verifica dacă au
fost luate toate măsurile de securitate necesare pentru prevenirea accidentelor și îmbolnăvirilor.
La locurile de muncă permanente se vor afișa în mod obligatoriu instrucțiunile de folosire ale
utilajului și indicatoare de securitate conform STAS 297/1 -88 și STAS 297/2 -88, în vigoare, iar sudorii
vor avea la dispoziție scaune reglabile în înălțime, dispozitive de fixare, rotire și înclinare a pieselor de
sudat, dispozitive pentru aprinderea arzătoarelor, dispo zitive pentru agățarea arzătorului sau a
portelectrodului etc…; pentru a se putea asigura o poziție cât mai comodă de lucru.
Locurile de muncă în care se execută lucrări de sudare pot fi permanente sau temporare, fixe sau
mobile. Locurile de muncă fi xe se organizează în întreprinderile existente, în încăperi special dotate sau
în spații deschise. Locurile de muncă mobile se organizează în întreprinderile care se construiesc sau în
întreprinderile existente – la efectuarea lucrărilor temporare de const rucții -montaj și alte lucrări cu
caracter temporar.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
MASTERAT : C.C.C.S LUC RARE DE DISERTAȚIE Pag.
85
Zona de lucru va fi îngrădită cu paravane sau pereți netezi, care vor fi prevăzuți cu tăblițe
avertizoare.
La efectuarea lucrărilor de sudare într -o încăpere în care se desfășoară și alte activit ăți vor fi luate
măsuri care să excludă posibilitatea de acțiune a factorilor periculoși și nocivi asupra lucrătorilor.
(1) La locurile de muncă unde există pericolul de cădere de la înălțime, începerea lucrului este
permisă numai după atestarea scrisă că sudorul este apt din punct de vedere medical să lucreze la
înălțime;
(2) Când lucrările de sudare se execută la înălțimi mai mari de 1 m, se vor folosi schele rezistente,
asigurate împotriva incendiilor;
(3) Sudorii și ajutoarele lor vor purta centuri de siguranță pentru prevenirea căderii de la înălțime,
asigurate cu frânghie de elementele fixe ale construcției;
(4) Este interzisă staționarea și trecerea oricărei persoane în zona de lucru care va fi semnalizată
prin tăblițe avertizoare.
În locurile de mu ncă unde există pericol de intoxicare cu diverse gaze sau asfixiere, începerea
lucrărilor este permisă numai după ventilația forțată a spațiului și verificarea prin probe a atmosferei din
spațiul respectiv.
4. Depozitare, manipulare, transport
La toate a telierele și secțiile de sudare, la generatoarele și stațiile de acetilenă, depozitele de
carbid, depozitele sau magaziile de butelii sub presiune se vor respecta prevederile normelor în vigoare
privind manipularea, depozitarea, transportul și folosirea bu teliilor sub presiune (PSI și ISCIR).
5. Amplasarea echipamentelor de muncă
La locul de muncă al sudorului, gruparea și amplasarea diverselor organe de comandă manuală
(pârghii, întreruptoare etc.) și a mijloacelor de transmitere a informației vor sat isface cerințele de ordin
ergonomic.
Furtunurile din circuitele de alimentare cu aer comprimat, cu agenți hidraulici, cu acetilenă, gaze
combustibile, apă și cablurile de alimentare cu energie electrică vor fi protejate împotriva acțiunilor
mecanice și termice.
6. Protecția împotriva incendiilor și exploziilor
(1) Locurile în care urmează a se executa lucrări de sudare sau tăiere se vor curăți de materiale
inflamabile;
(2) În cazul în care se sudează sau se taie piese acoperite cu vopsea, care pri n ardere produc gaze
nocive, înaintea începerii operației respective, stratul de vopsea se va îndepărta pe o lățime de cel puțin
100 mm de fiecare parte, a tăieturii sau cusăturii.
Se interzice sudarea instalațiilor aflate sub tensiune și a recipientel or aflate sub presiune.
Pentru evitarea răsturnării și deplasării pieselor în timpul executării lucrărilor de sudare și tăiere se
vor folosi suporturi rezistente, din materiale necombustibile. Folosirea butoaielor de carbid sau a altor
recipiente pline sau goale pentru susținerea pieselor în timpul lucrului nu este permisă.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
MASTERAT : C.C.C.S LUC RARE DE DISERTAȚIE Pag.
86
La executarea lucrărilor de sudare și tăiere a metalelor în apropierea elementelor de construcție
combustibile (grinzi de lemn, pardoseală de lemn) se vor lua măsuri, pentru prev enirea incendiilor, prin
acoperirea acestora cu tablă sau plăci de azbest și pregătirea unor vase cu apă, stingătoare cu praf inert și
bioxid de carbon și cu spumă carbonică, pentru stingerea unui eventual început de incendiu. Locul de
muncă și zonele înve cinate periculoase vor rămâne sub observație atentă până când temperatura coboară
în toate punctele la valorile mediului ambiant.
În spațiile și încăperile în care se prelucrează sau se depozitează substanțe ușor inflamabile sau
unde există pericol de explozie, executarea lucrărilor de sudare și tăiere a metalelor nu este permisă decât
în cazul în care a fost înlăturată în prealabil orice posibilitate de pericol de incendiu sau de explozie.
Lucrările de sudare la care poate să apară pericolul de inc endiu sau explozie vor fi executate
numai după ce au fost luate toate măsurile pentru prevenirea acestora și se vor face în baza unui program
întocmit de conducătorul de secție (sector), aprobat, de conducătorul tehnic al unității și avizat de șeful
protec ției muncii. În acest program se vor înscrie toate detaliile privind operațiile ce se vor executa și
măsurile de securitate a muncii. Programul devine dispoziție de lucru și va fi sem nat de luare la
cunoștință de persoanele care efectuează lucrările și de cei care au sarcina de supraveghere și control.
Măsurile de securitate a muncii care se impun a fi luate în astfel de cazuri sunt:
a) Sudorii, pe lângă calificarea profesională, vor fi autorizați special pentru aceste lucrări de către
conducerea unității, în baza verificării cunoștințelor asupra modului de lucru și a măsurilor de
tehnică securității;
b) Locul de muncă va fi supravegheat tot timpul desfășurării lucrărilor;
c) Se va preveni f ormarea de amestecuri explozive de gaze, vapori sau pulberi în spații, de lucru
prin măsuri adecvate;
d) Se va asigura un grad de securitate sporită în apropierea locului de muncă (raza de acțiune și
amănuntele vor fi stabilite de conducătorul procesului tehn ologic) prin oprirea aparatelor care
conțin lichide, gaze sau pulberi ușor inflamabile. Se vor etanșa perfect toate recipientele sub
presiune care conțin substanțe ușor inflamabile prin izolarea și montarea de flanșe oarbe. Se
vor introduce gaze protectoar e împotriva focului (bioxid de carbon sau azot) în recipientele ce
conțin sau au conținut substanțe ușor inflamabile;
e) Se interzice accesul persoanelor a căror prezență nu este absolut necesară la locul de muncă;
f) Va fi pregătită o echipă PSI precum și dispo zitivele de stingere necesare;
g) Se va îndepărta întreagă aparatură de sudare din încăperi, după terminarea lucrului.
Combaterea incendiului apărut în cadrul sau în apropierea unei instalații electrice de sudare aflată
sub tensiune va începe numai după c e instalația respectivă a fost deconectată și s -a primit confirmarea
orală a efectuării acestei deconectări de către un lucrător specialist.
În cazul în care scânteile sau, stropii de metal topit împroșcați pot produce incendii sau explozii în
încăperi le aflate deasupra, lângă sau dedesubtul locului de muncă, se vor lua măsuri de izolare
corespunzătoare a acestor încăperi prin etanșare, acoperirea deschiderilor din ziduri, respectându -se
prevederile normelor PSI în vigoare;
După terminarea lucrului, se vor supraveghea prin salariați nominalizați încăperile unde se
efectuează lucrări de sudare timp de cel puțin 8 ore, pentru a preîntâmpina eventualele declanșări de
incendiu provocate de stropii de metal topit împroșcați.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
MASTERAT : C.C.C.S LUC RARE DE DISERTAȚIE Pag.
87
7. Protecția împotriva electroc utării
Echipamentul electric al instalațiilor pentru sudare va respecta măsurile de protecție generale din
standardele de condiții generale ale echipamentului electric pentru mașinile industriale (STAS 8138/83).
(1) Părțile active ale echipamentul ui pentru sudare se vor afla în interiorul unor carcase.
Deschiderea carcaselor (ușilor, capacelor etc.) se va face numai prin utilizarea unor chei, scule speciale,
prin interblocări mecanice și/sau electrice între ușile de acces și întreruptorul principal , în așa fel încât să
nu fie posibilă deschiderea fără deconectarea întrerupătorului principal, sau, în cazul deschiderii ușii, să se
deconecteze întrerupătorul principal (STAS 8138/83 și STAS 11051/1 -84);
(2) Gradul minim de protecție care este asigurat de carcasele echipamentelor de sudare va fi de
minimum IP 2x (STAS 5325 -79).
Părțile active accesibile, cu excepția circuitelor de sudare, vor fi complet acoperite cu o izolație
care să reziste la eforturi mecanice, electrice și termice la care poate f i solicitată în timpul funcționării și
care să le protejeze împotrivă atingerilor accidentale.
Pentru protecția împotrivă electrocutării la atingerea electrodului sau a altei părți a circuitului de
sudare, instalațiile de sudare în curent alternativ vo r fi prevăzute cu un dispozitiv care să întrerupă
funcționarea în gol a instalației.
Este strict interzis a se atinge electrodul sub tensiune. Schimbarea electrodului se va face numai cu
utilizarea mănușilor de sudor, care vor fi complet uscate.
Pentr u protecția împotriva electrocutării prin atingere indirectă, datorată tensiunii de alimentare, se
va asigura legarea la nul, drept protecție principală, suplimentată prin legare la pământ, suplimentată de
utilizarea unui dispozitiv pentru protecția automa tă la curenții de defect (PACD), în funcție de protecția
adoptată în respectiva unitate industrială.
Legarea la pământ sau la conductorul de nul se va executa în conformitate cu prescripțiile în
vigoare, conform STAS 12604/4 -89.
Instalațiile de sudare vor fi prevăzute cu cel puțin două conductoare de protecție: unul cuprins în
cablul de alimentare legat la borna de protecție aflată lângă bornele de alimentare și al doilea prin care se
leagă vizibil la borna de legare la pământ, protecție aflată în exte rior pe carcasă și marcată vizibil cu
simbolul grafic conform STAS 11200/19 -79.
Circuitul de sudare al instalației de sudare va fi separat galvanic de circuitul de alimentare de la
rețea. Izolația dintre cele două circuite va rezista la o tensiune de înce rcare de 4.000 Vef – 50 Hz, aplicată
timp de 1 minut între bornele de legare la rețea și bornele de sudare.
Rezistența de izolație între circuitul de alimentare de la rețea și circuitul de sudare va fi de
minimum 2 M , măsurarea făcându -se cu un megohm etru.
Fixarea bornelor de alimentare va fi asigurată astfel încât să nu se desfacă sau să nu se rotească
atunci când mijloacele de prindere sunt strânse sau destrânse în mod repetat. Verificarea fixării se va face
prin 10 strângeri și destrângeri ale unui conductor cu secțiunea maximă și cu secțiunea minimă specificată
pentru borna respectivă.
Folosirea cablurilor de alimentare a circuitului de sudare cu izolația deteriorată este strict interzisă.
Starea izolației și a legăturilor la priza de pământ se va verifica de fiecare dată, înainte de începerea
lucrului.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
MASTERAT : C.C.C.S LUC RARE DE DISERTAȚIE Pag.
88
Reparațiile, reglajele sau simpla deschidere a dulapului de comandă se vor face numai după
întreruperea alimentării cu energie electrică, de către electricienii de întreținere instruiți și autoriz ați
corespunzător.
Pentru comanda de la distanță a surselor pentru sudare și a echipamentelor pentru sudare se vor
utiliza tensiuni reduse.
Se interzice pe timp de ploaie executarea lucrărilor de sudare sub cerul liber, fără acoperiși.
8. Condiții ale medi ului de muncă
(1) La toate locurile de muncă se vor lua măsuri pentru ca, în încăpere să nu fie depășite
concentrațiile maxime admise stabilite pentru gaze, vapori și pulberi nocive; conform normelor elaborate
de Ministerul Sănătății – Direcția de Medi cină Preventivă;
(2) Periodic, se vor face determinări de gaze ori de câte ori se execut ă lucrări cu caracter deosebit;
(3) În cazul în care instalația de ventilație nu funcționează normal, nu se pot efectua lucrări de
sudare și tăiere a metalelor.
Încăp erile în care se execută permanent lucrări de sudare și tăiere a metalelor vor fi bine aerisite,
prin ventilație naturală și prin ventilație mecanică, fără a permite formarea de pungi de aer neventilate. În
încăperile în care aceste lucrări nu se execută î n mod permanent, gazele, vaporii și aerul ce se degajă în
timpul lucrului se vor îndepărta pri ntr-o aerisire corespunzătoare.
(1) Iluminatul natural și artificial al secțiilor de sudare va corespunde valorilor stabilite prin
Normele Ge nerale de Securitate a Muncii;
(2) Pentru iluminatul cu lămpi portative se vor utiliza lămpi electrice în bună stare; alimentate la
tensiunea de maxim 24 V.
UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTAN ȚA
FACULTATEA: I.M.I.M.
SPECIALIZAREA: I.S. PROIECT DE DIPLOMĂ Pag.
89
BIBLIOGRAFIE
[1] *** https://www.ksb.com/ – Detalii privind coturile de relare (descărcare)
[2] Bormambet M. – Tehnologia Constucțiilor sudate, Curs.
[3] *** SR EN ISO 5817: 2015 – Sudare. Îmbinări sudate prin topire din oțel, nichel, titan și
aliajele acestora (cu excepția sudării cu fascicule de energie). Niveluri de calitate pentru
imperfecțiuni
[4] SR EN 10025 -2:2004 – Produse laminate la cald din oțeluri de construcții. Partea 2:
Condiții tehnice de livrare pentru oțeluri de construcții nealiate
[5] SR EN 10088 -3:2015 ver.eng. – Oțeluri inoxidabile. Partea 3: Condiții tehnice de livrare
pentru semifabricate, bare, sârme laminate, sârme trase, profil e și produse formate la rece
din oțeluri rezistente la coroziune pentru utilizări generale
[6] Cârjali E. – Analiza avariilor structurilor sudare, Editura Virom Constanța, 2009.
[7] Sălăgean T. – Sudarea cu arcul eletric, Editura Fada, Timișoara, 1977.
[8] Sălăgean T . – Tehnologia sudării metalelor cu arc, Editura Tehnică, București, 1985.
[9] *** Catalog SAF -RO – Sârme tubulare pentru sudarea MIG -MAG.
[10] *** EN ISO 9692 -1 – Recomandări pentru pregătirea îmbinărilor, British Standard, 2004.
[11] Duplex Stainless Steel, Outokumpu, North American Version, Imperial Units.
[12] Practical guideline for the Fabrication of Duplex Stainless Steel, IMOA.
[13] Duplex Stainless Steel, Edited by Iris Alvarez -Armas, Suzanne Degallaix -Moreuil, 2009.
[14] SR EN ISO 4063 – 2011 Sudare și procedee conexe. Nomenc latorul procedeelor și numere
de referință
[15] https://www.kemppi.com
[16] SR EN ISO 15614 -1:2017 – Specificați a și calificarea procedurilor de sudare pentru
materiale metalice. Verificarea procedurii de sudare în vederea calificării. Partea 1: Sudarea
cu arc electric și cu gaze a oțelurilor și sudarea cu arc electric a nichelului și aliajelor de
nichel
[17] *** NSSM 2 – Norme specifice de securitate a muncii pentru sudarea și tăierea metalelor
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: SPECIALIZAREA : INGINERIA SUDĂRII PROIECT DE DIPLOMĂ CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC CONF. DR. ING. E. CÂRJALI ABSOLVENT COSTEA ALEX ANDRU CONSTANȚA, 2019… [626385] (ID: 626385)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.