Analiza Constructiva a Sudurilor. Analiza Procedeului Optim de Sudare
Capitolul 1
Prezentarea produsului.
Caracteristicile tehnico-funcționale
ale produsului
Tema prezentului proiect este stabilirea tehnologiei de fabricație a unui recipient de transport al produselor petroliere realizat din K52.
Probleme care se propun a fi studiate :
– comportarea la sudarea a oțelului K52 ;
– tehnologiile de sudare utilizate in procesul de fabricație al produsului respectiv ;
– tehnologia de sudare va conține și studiul necesității anumitor tratamente termice pre și post sudare ;
– tehnologia de sudare va respecta prescripțiile tehnice cu privire la execuția si controlul îmbinărilor sudate ale construcțiilor mai sus menționate ;’
– omologarea procedeelor se face ținând cont de următorii factori : materialul de baza, materialul de adaos, tipul îmbinării sudate, poziția de sudare si tehnologia de sudare.
Caracteristici tehnico-funcționale ale structurii sudate și stabilirea clasei de execuție.
Recipientul este format din:
2 virole cilindrice;
2 funduri;
2 picioare de susținere.
Temperatura de funcționare… 330 ْ C
Temperatura de proiectare… 450 ْ C
Durata de funcționare… 20 ani/fără întrerupere
Presiunea de proiectare…35barr
Presiunea de încercare…52,5barr
Volumul recipientului… 22m3
Materialul folosit la construcția recipientului este un otel de tip K52 (este materialul folosit la realizarea tuturor parților componente ale recipientului).
Stabilirea clasei de execuție
Încadrarea îmbinărilor sudate intr-una din cele cinci clase de execuție se face funcție de :
calitatea otelului;
nivelul si tipul solicitărilor;
modul de solicitare a construcției sudate;
temperatura de exploatare;
presiunea de lucru;
agresivitatea mediului;
grosimea elementelor îmbinării;
Pentru realizarea recipientului am ales clasa de execuție II .
Clasele de execuție a îmbinărilor sudate prin topire a otelurilor sunt prezentate in STAS 9398-83. Acestea se notează prin cifre romane, conform STAS 735-79 si se prevăd in documentația de execuție.
In standard sunt prevăzute cinci clase de execuție (I…V), pentru care condițiile de calitate sunt stabilite funcție de :
Materiale de sudat, pentru care condițiile tehnice de calitate si verificări sunt:
uzuale pentru toate cele cinci clase, conform standardelor de materiale de sudare in vigoare;
suplimentare, pentru clasa II se verifica fisurabilitatea controlata prin încercări, conform STAS 10221-83 (la cald) si STAS 10882-84 (la rece)
Tipul îmbinării, conform tabelelor 1.2.1 si 1.2.2.
Tabel 1.2.1
Tabel 1.2.2.
c) Pregătirea pieselor in vederea sudarii, care se face conform standardelor si documentației tehnice a produsului.
Pregătirea rostului, care se face ținând cont de următoarele indicații:
debitarea si prelucrarea mecanica se admite pentru toate clasele;
pentru clasa II debitarea si tratamentul termic se admit cu condiția indepărtării zonei influențate termic (ZIT) prin prelucrare mecanica;
modul si condițiile de prindere provizorie in vederea sudarii se stabilesc in documentația de execuție;
este obligatoriu curățirea rostului de oxizi, bavuri sau alte defecte provenite de la executarea acestuia prin taiere.
Tehnologia de sudare, care se executa conform documentației tehnologice a produsului, pentru clasa II, neomițându-se următoarele prescripții tehnologice: ordinea de sudare, prevederea cu plăcute prelungitoare, tratamente termice, prelucrarea cusăturii sudate, energia lineara, temperatura intre straturi, numărul si grosimea straturilor, etc.
La controlul îmbinărilor sudate se va tine seama de următoarele considerente:
calificarea sudorilor se atesta in baza examinării, conform STAS 9532/1-74 si STAS 9532/2-74;
pentru clasa II, sudorul este obligat sa marcheze cusătura conform tehnologiei de execuție;
condițiile de încadrare in clasa de execuție se stabilesc pe baza controlului defectoscopic nedistructiv, conform tabelului 1.2.3.
Tabelul 1.2.3.
Capitolul 2
Analiza constructivă a sudurilor
2.1. Prezentarea îmbinărilor sudate. Materiale, forme geometrice,dimensiuni.
Recipientul, din prezentul proiect, contine :
suduri cap la cap longitudinale :V2, V4;
suduri cap la cap circulare :V1, V3, V5, V6, V7, V8,V9, V10, V11, V12, V13;
suduri de colt cu margini suprapuse : L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8 ;
suduri de colț : LI1, LI2, LI3, LI4, LI5, LI6, LI7, LI8;
suduri în T : T1, T2, T3, T4.
Îmbinările sudate necesare realizării recipientului vor fi prezentate în tabelul 1.1.
Pentru a obtine aceste suduri marginile pieselor trebuie prelucrate asfel incat arcul electric sa poata patrunde si la radacina imbinarii si nu numai. Rostul de sudare reprezinta spatiul dintre marginile pieselor pregatite penru sudare.
Dintre criteriile de alegere a rosturilor amintim:
fluxul de forte pe care cusatura il transmite celor 2 componente;
procedeul de sudare folosit;
poziția de sudare;
accesibilitatea arcului electric;
criteriul economic;
deformarea piesei sudate;
grosimea componentelor de sudat.
Elementele componente ale unei îmbinări sudate sunt prezentate în figura…..:
Fig. Elementele componente ale îmbinării sudate
2.2. Geometria rosturilor
Îmbinările sudate vor fi prezentate în tabelul de mai jos:
2.3. Semifabricate pentru elementele supuse sudării
Virole corp
– virolă 1 L1=2000 mm
– virolă 2 L2=1100 mm
NOTĂ:
1. Pe suprafața tablei nu se admit rizuri, exfolieri, adâncituri, urme de lovituri sau alte defecte de laminare care să depășească abaterea negativă la grosime.
2. Tabla utilizată va fi controlată complet US.
3. Execuție conform: COD ASME secțiunea VIII div1 Ed. 1998- U
Fund elipsoidal
NOTĂ:
1. Pe suprafața tablei nu se admit rizuri, exfolieri, adâncituri, urme de lovituri sau alte defecte de laminare care să depășească abaterea negativă la grosime.
2. Tabla utilizată va fi controlată complet cu US.
3. Dimensiuni conform: ASME CODE SECTION VIII div. 1, 1998 ED – U STAMP.
4. Condiții tehnice și abateri conform: ASME CODE
5. Grosimea minimă după ambutisare: 14mm
6. Diametrul discului desfășurat: Φ 1439,2 mm (teoretic).
Fund elipsoidal
NOTĂ:
1. Pe suprafața tablei nu se admit rizuri, exfolieri, adâncituri, urme de lovituri sau alte defecte de laminare care să depășească abaterea negativă la grosime.
2. Tabla utilizată va fi controlată complet cu US.
3. Dimensiuni conform: ASME CODE SECTION VIII div. 1, 1998 ED – U STAMP.
4. Condiții tehnice și abateri conform: ASME CODE
5. Grosimea minimă după ambutisare: 14mm
6. Diametrul discului desfășurat: Φ 1439,2 mm (teoretic).
4.Virolă gură de vizitare
NOTĂ:
1. Pe suprafața tablei nu se admit rizuri, exfolieri, adâncituri, urme de lovituri sau alte defecte de laminare care să depășească abaterea negativă la grosime.
2. Tabla utilizată va fi controlată complet US.
3. Execuție conform: COD ASME secțiunea VIII div1 Ed.
Capitolul 3
Analiza procedeului optim de sudare
Procedeul optim de sudare pentru realizarea îmbinărilor sudate îl vom determina prin metoda ELECTRE.
Notăm cu S={S1,S2,S3,S4,S5,S6} procedeele de sudare care se pot aplica în acest caz.
S1=SE; S2=SF; S3=MIG; S4=MAG; S5=WIG; S6=SBZ, unde:
SE= sudare manuală cu electrozi înveliți;
MIG= sudare în mediu de gaze inerte cu electrod fuzibil;
MAG= sudare în mediu de gaze active cu electrod fuzibil;
WIG= sudare în mediu de gaze inerte cu electrod nefuzibil;
SBZ= sudare în baie de zgură;
Pentru a se putea adopta decizia optimă se aleg următoarele criterii de apreciere, criterii pe care le notăm cu X:
X1=Calitate; X2=Posibilitate de sudare; X3=Productivitate;
X4=Automatizare/Mecanizare; X5=Costul procesului de sudare.
Acestor criterii li se atașează niște coeficienți de importanță:
K1=3; K2=2; K3=1; K4=3; K5=1
Se întocmește tabelul:
Pentru a obține decizia optimă, calculăm indicatorii de concordanță și discordanță.
Indicatorul de concordanță între două variante Sg și Sh se calculează cu relația:
Suma se face după acei indici j după care:.
C(S1,S2)=1/10=0,1 C(S2,S1)=3+2+1+3/10=0,9
C(S1,S3)=3+1+1/10=0,5 C(S2,S3)=3+2+1+3/10=0,9
C(S1,S4)=3+1+1/10=0,5 C(S2,S4)=3+2+1+3/10=0,9
C(S1,S5)=3+1+3+1/10=0,8 C(S2,S5)=3+2+1+3/10=0,9
C(S1,S6)=1/10=0,1 C(S2,S6)=3+2+1+3+1/10=1,0
C(S3,S1)=2+1+3/10=0,6 C(S4,S1)=2+1+3/10=0,6
C(S3,S2)=1/10=0,1 C(S4,S2)=1/10=0,9
C(S3,S4)=3+2+1+3+1/10=1 C(S4,S3)=3+2+1+3+1/10=1
C(S3,S5)=2+1+3/10=0,6 C(S4,S5)=2+1+3/10=0,6
C(S3,S6)=2+1/10=0,3 C(S4,S6)=2+1/10=0,3
C(S5,S1)=3+2+3/10=0,8 C(S6,S1)=3+2+3/10=0,8
C(S5,S2)=1/10=0,1 C(S6,S2)=2+3+1/10=0,6
C(S5,S3)=3+1/10=0,4 C(S6,S3)=3+2+3/10=0,8
C(S5,S4)=3+1/10=0,4 C(S6,S4)=3+2+3/10=0,8
C(S5,S6)=1+1/10=0,2 C(S6,S5)=3+2+3/10=0,8
Matricea coeficienților de concordanță este:
Indicatorul de discordanță între două variante Sg și Sh se calculează cu relația:
, pentru ahi < agi; j=1…m
max. (ahi – agi)/d.
Maximul se calculează pentru acei indici j pentru care: ahi>agi.
d= diferența maximă între valorile aij ale coloanelor j.
D(S1,S2)=7/8=0,815 D(S2,S1)=4/8=0,5 D(S3,S1)= 3/8=0,375
D(S1,S3)=5/8=0,625 D(S2,S3)=1/8=0,125 D(S3,S2)=3/8=0,375
D(S1,S4)=5/8=0,625 D(S2,S4)=1/8=0,125 D(S3,S4)=0/8=0
D(S1,S5)=1/8=0,125 D(S2,S5)=2/8=0,125 D(S3,S5)=1/8=0,125
D(S1,S6)=7/8=0,875 D(S2,S6)=0/8=0 D(S3,S6)=0,25
D(S4,S1)=3/8=0,375 D(S5,S1)=3/8=0,375 D(S6,S1)=7/8=0,875
D(S4,S2)=3/8=0,375 D(S5,S2)=7/8=0,875 D(S6,S2)=6/8=0,75
D(S4,S3)=0,8=0 D(S5,S3)=5/8=0,625 D(S6,S3)=5/8=0,625
D(S4,S5)=1/8=0,125 D(S5,S4)=5/8=0,625 D(S6,S4)=5/8=0,625
D(S4,S6)=2/8=0,25 D(S5,S6)=7/8=0,875 D(S6,S5)=4/8=0,5
Matricea de discordanță este:
Un procedeu de sudare Si, surclasează alt procedeu de sudare Sk dacă:
și
p,q= valori prag , arbitrar alese, cuprinse între 0 și 1.
Alegem: p=0,4 și q=0,6.
În urma comparării, se obțin variantele:
(1,5);
(2,1);(2,3);(2,4);(2,5);(2,6);
(3,1);(3,4);(3,5);
(4,1);(4,3);(4,5);
(5,1)
Se întocmește graful următor:
Din acest graf se observă că varianta S2 surclasează toate celelalte variante. Deci această variantă corespunde procedeului optim și ea reprezintă procedeul de sudare automată sub strat de flux.
Procedeul de sudare sub flux SF este mecanizat : atât deplasarea arcului electric in lungul rostului cât și aducerea metalului de adaos MA în arcul electric realizându-se cu mecanisme adecvate. Intervențiile sudorului sunt : pornirea și oprirea sudurii , menținerea parametrilor tehnologici primari PT1 la valorile prescrise și alte operații 8 umplerea rezervorului cu flux , schimbarea bobinei de sârmă etc. )
Desfășurarea proceselor de sudare la SF
arcul electric
sârma de sudare
metal de bază
baia de sudură
flux topit
strat de flux
acoperământ de zgură
cusătură
tub de aducerea fluxului
bobina cu sârmă de sudură
rezervorul de flux
contacte electrice
sursa de energie electrică
tablou de comandă și control
Pornirea și oprirea sudurii cu procedeul SF se face ori de câte ori este posibil , pe plăci terminale din același material , cu grosimi și cu același rost ca la componentele ce se sudează. Lungimea lor Lpt trebuie să fie suficient de mare pentru a stabiliza procesul când arcul electric trece la sudarea componentelor.
componentele de sudat
placi terminale
În mod obișnuit Lpt = 100….200 mm. La sudurile puternic solicitate s-au de mare importanță în structură , plăcile terminale se aleg mai lungi , pentru a extrage din ele epruvetele necesare încercărilor , respectiv se păstrează drept ,, martore “ ale sudurii componentelor.
Dirijarea procesului de sudare se efectuează de sudor , folosind tabloul de comandă și control pe care căruciorul pentru sudare SF îl are. Pe acest tablou trebuie să existe cel puțin următoarele : ampermetrul A , voltmetrul V , și vitezometrul S pentru controlul parametrilor tehnologici primari PT1: reostatul destinat reglării vitezei sârmei de sudură Ve , notat cu e și cu Rs ; butoanele de pornire –oprire P și O.
Avantajele procedeului SF s2,5);(2,6);
(3,1);(3,4);(3,5);
(4,1);(4,3);(4,5);
(5,1)
Se întocmește graful următor:
Din acest graf se observă că varianta S2 surclasează toate celelalte variante. Deci această variantă corespunde procedeului optim și ea reprezintă procedeul de sudare automată sub strat de flux.
Procedeul de sudare sub flux SF este mecanizat : atât deplasarea arcului electric in lungul rostului cât și aducerea metalului de adaos MA în arcul electric realizându-se cu mecanisme adecvate. Intervențiile sudorului sunt : pornirea și oprirea sudurii , menținerea parametrilor tehnologici primari PT1 la valorile prescrise și alte operații 8 umplerea rezervorului cu flux , schimbarea bobinei de sârmă etc. )
Desfășurarea proceselor de sudare la SF
arcul electric
sârma de sudare
metal de bază
baia de sudură
flux topit
strat de flux
acoperământ de zgură
cusătură
tub de aducerea fluxului
bobina cu sârmă de sudură
rezervorul de flux
contacte electrice
sursa de energie electrică
tablou de comandă și control
Pornirea și oprirea sudurii cu procedeul SF se face ori de câte ori este posibil , pe plăci terminale din același material , cu grosimi și cu același rost ca la componentele ce se sudează. Lungimea lor Lpt trebuie să fie suficient de mare pentru a stabiliza procesul când arcul electric trece la sudarea componentelor.
componentele de sudat
placi terminale
În mod obișnuit Lpt = 100….200 mm. La sudurile puternic solicitate s-au de mare importanță în structură , plăcile terminale se aleg mai lungi , pentru a extrage din ele epruvetele necesare încercărilor , respectiv se păstrează drept ,, martore “ ale sudurii componentelor.
Dirijarea procesului de sudare se efectuează de sudor , folosind tabloul de comandă și control pe care căruciorul pentru sudare SF îl are. Pe acest tablou trebuie să existe cel puțin următoarele : ampermetrul A , voltmetrul V , și vitezometrul S pentru controlul parametrilor tehnologici primari PT1: reostatul destinat reglării vitezei sârmei de sudură Ve , notat cu e și cu Rs ; butoanele de pornire –oprire P și O.
Avantajele procedeului SF sunt : cusătura este mai omogenă și mai uniformă decât la alte procedee fiindcă intervenția sudorului în proces este minimă ; stropiri practic nu există , cantitatea de fum degajată la sudare este minimă ; gradul de folosire al metalului de adaos GMA este foarte aproape de unitate ; la o bobină de sârmă se prind numai cele două capete.
Productivitatea este mare fiindcă rata depunerii Ap este înaltă și procedeul mecanizat , se pot folosi curenți de sudare Is mult mai mari la aceleași !!!! de față de SE fiindcă Is parcurge o porțiune mică din sârma de sudură și fiindcă sudorul nu participă efectiv.
Dezavantajele: Sudarea SF se poate face numai orizontal și la suduri de colț și lateral ; se pot suda în mod eficient numai suduri drepte și circulare , a căror lungime depășește 1 m ; productivitatea procedeului este mare mai ales la sudarea cu o trecere ; pe cusătură rămâne zgura ce trebuie îndepărtată , ceea ce implică cheltuieli suplimentare și reduce eficiența sudurii în mai multe straturi.
Se sudează: oțeluri înalt aliate cu puțin carbon și slab aliate , unele oțeluri inoxidabile și dintre materialele neferoase : nichelul , cuprul și aliaje de tip Monel , îndeosebi placarea automată cu bandă sub strat de flux.
Sudarea celorlalte componente
KI = 20
Se calculeaza coeficientii de concordanta:
Calculăm coeficientii de discordanță:
Se realizeaza graful de ordonare al multimilor conform noilor limite:
Din graf se observa ca procedeul optim este (5) adica sudarea prin procedeul MAG.
MIG- Sudarea in mediu protector de gaz activ
Procedeul MAG (Metal Activ Gas) este un procedeu de sudare prin topire la care arcul electric se formeaza intre un electrod sarma si piesa de sudat, iar atmosfera protectoare in care arde arcul electric este formata dintr-un gaz activ insuflat in zona de sudare.
Procedeul MAIG, se poate utiliza in varianta mecanizata, automatizata sau robotizata.
Sudarea se realizeaza in curent continuu, polaritatea inversa, sursa de sudare avand caracteristica externa rigida. Controlul arcului electric la sudare se realizeaza prin mecanismul de autoreglare (reglare interna), viteza de introducere a sarmei in baia de metal lichid fiind constanta.
Procedeul are un inalt grad de universalitate atat sub aspectul materialelor de baza sudabile cat si ca pozitie de sudare.
Procedeul se remarca printr-o rata mare a depunerii.
In functie de diametrul sarmei utilizate, rata depunerii poate ajunge la circa 10kg/h la o calitate suficienta a imbinarii sudate.
10
R 8
a
t 6
a
4
d
e 2
p
s
a 0 100 200 300 400 500
[kg/h] Is [A]
Dependenta rata depunerii functie de diametrul
sarmei si a curentului de sudare.
Procesul de sudare se caracterizeaza printr-un grad inalt de utilizare a materialuui de adaos si cantitate redusa de fum. Sudura nu este acoperita cu zgura. Procedeul ridica cerinte relativ scazute penru pregatirea sudorului.
Procedeul ofera însa o flexibilitate mai redusa decat sudarea cu electrozi inveliti, pentru efectuarea sudurii fiind necesar un spatiu de acces mai mare. In acelasi timp, distanta dintre pistoletul de sudare si sursa este limitata la valori de circa 4 m, ea putand fi marita prin utilizarea unor sisteme speciale de antrenare a sarmei pana la cca 16m. Utilajul de sudare este mai complicat si deci mai scump.
Procedeul prezinta o sensibilitate la defecte de legatura la inceputul sudarii, ca urmare a faptului ca avansul sarmei demareaza simultan cu inceperea procesului de degajare a energiei. In timpul procesului pot aparea improscari (stropi).
Procedeul se poate utilza la sudarea unor piese cu grosimi de peste 1 mm.
Tabelul 2.1.2.1 Domenii uzuale ale parametrilor de sudare la procedeul MIG
Se pot suda orice fel de materiale, dar de regula procedeul MIG se folosește pentru sudarea otelurilor aliate si a metalelor neferoase. Sarma de sudare se livrează in bobine la diametre standardizate, diametrele uzuale fiind de 0.8; 1.0; 1.2; 1.6. Suprafata sarmei trebuie sa fie curata. Pentru imbunatatirea contactului electric sarma se poate cupra.azul de protectie folosit la sudaea MăG este un gaz inert (Ar în combinație cu CO2).
Insusirile chimice ale gazului de protectie influenteaza comportarea metalurgica a acestuia, precum si suprafata sudurii.
O comparatie a efectelor gazului de protectie asupra unor caracteristici ale procesului de sudare si ale imbinarii sudate sunt indicate in tabelul următor :
Capitolul 4
Prezentarea materialului de bază și celui de adaos
4.1. Prezentarea și analiza materialului de bază. Compoziție chimică, caracteristici fizico – mecanice, analiza sudabilității, criterii de evaluare.
Compoziție chimică
Materialul din care este fabricat recipientul, este K 52 un oțel destinat tablelor de cazane și recipiente sub presiune pentru temperatură ambiantă și ridicată.
Conform STAS 2883/3 – 80 oțelul marca K 52 are următoarea compoziție chimică:
OBSERVAȚII:
1. conținutul elementelor reziduale: Cr, Ni, Cu nu va depăși 0,30% pentru fiecare element în parte, iar suma lor va fi max. 0,70%.
2. Conținutul de As va fi max. 0,08%.
3. Conținutul de Al metalic va fi limitat la max. 0,40% fiind permisă dezoxidarea suplimentară cu Ti, în care caz conținutul acestuia pe produs va fi de max. 0,03%.
Caracteristici fizico-mecanice
Conform aceluiași STAS 2883/3 – 80 oțelul marca K 52 are următoarele proprietăți fizico-mecanice:
Tabelul
Observație: valorile caracteristicilor mecanice prezentate în tabel sunt valori minime.
Temperatura de utilizare: 0-6500C;
Structură: ferito-perlitică;
Stare de livrare: tablă laminată.
Analiza sudabilității, criterii de evaluare
Comportarea la sudare este influențată de:
– materialul de bază;
– tehnologia de sudare;
– concepția structurii sudate.
Considerând legătura între două din cele trei elemente menționate rezultă trei noțiuni derivate:
– comportarea metalurgică la sudare, definită ca reacția materialului de bază față de procesul de sudare care i se aplică;
– comportarea tehnologică la sudare sau posibilitatea de a realiza suduri în mod corespunzător cu o anumită tehnologie de sudare;
– comportarea constructivă la sudare determinată de capacitatea de a realiza o structură sudată dintr-un anumit material care să funcționeze corespunzător în condițiile de exploatare.
Comportarea metalurgică la sudare a unui material este cu atât mai bună cu cât factorii de material au o influență mai mică la stabilirea tehnologiei de sudare pentru o anumită structură sudată. Comportarea metalurgică la sudare este influențată de următorii factori ce caracterizează materialul de bază: compoziția chimică, structura metalografică, grosimea materialului și însușirile fizice.
Comportarea tehnologică la sudare se apreciază prin ansamblul caracteristicilor ce se obțin la suduri realizate cu o tehnologie dată. Comportarea tehnologică la sudare este influențată de următorii factori:
– pregătirea pentru sudare (procedeul de sudare, materiale de adaos, tipuri de îmbinări, preîncălzire);
– realizarea sudurilor (cantitatea de căldură introdusă, modul de introducere al ei în piesă, ordinea de sudare);
– tratament termic după sudare.
Comportarea constructivă la sudare este cu atât mai bună cu cât factorii constructivi intervin mai puțin la alegerea materialului de bază în condițiile unei anumite tehnologii de sudare. Ea este influențată de:
– concepția constructivă a structurii (fluxul de forțe, distribuția sudurilor în structură, grosimea materialului);
– starea de tensiuni (mărimea și felul tensiunilor, temperatura de exploatare).
Determinarea comportării metalurgice
Aprecierea comportării metalurgice la sudare a unui material se face cu ajutorul unui ansamblu de încercări care pot fi grupate în:
– încercări pentru caracterizarea materialului de bază;
– încercări pentru aprecierea transformărilor din zona influențată termic;
– încercări pentru evaluarea efectelor factorilor fragilizanți.
Structura metalografică depinde de compoziția chimică și se determină prin analiză microscopică. Aceasta trebuie să ofere informații referitoare la:
– componentele structurale, cantitatea lor, mărimea granulației, defectele de structură;
– incluziuni, segregații, structuri dendritice de turnare, structuri specifice de laminare.
Caracteristicile mecanice sunt condiționate de compoziția chimică și de structura metalografică. Este necesară determinarea cel puțin a următoarelor caracteristici:
– rezistența la rupere, limita de curgere, alungirea și contracția transversală, determinate prin încercări de tracțiune,
– energia de rupere prin șoc, la diferite temperaturi, determinată prin încercări de încovoiere prin șoc pe epruvete de reziliență cu crestătură în V sau U;
– unghiul de încovoiere statică fără apariția fisurilor, determinat prin încercarea la îndoire.
Aprecierea susceptibilității la ruperea fragilă
Procesele de sudare pot provoca fragilizarea materialului de bază și a structurii sudate, prin fragilizare înțelegându-se pierderea plasticității. Pierderea plasticității, adică fragilizarea, poate să fie reversibilă sau ireversibilă. Temperatura materialului, viteza de solicitare sunt factori care produc o pierdere reversibilă a plasticității. Fragilizarea ireversibilă poate fi produsă de o anumită structură metalurgică (constituenți fragili – martensită, bainită, granulație mare), de deformarea plastică la rece (ecruisarea), de prezența hidrogenului.
Pentru reducerea pericolului de rupere fragilă se recomandă:
– realizarea unor structuri cu grosime cât mai mică;
– reducerea tensiunilor interne produse prin alegerea unei tehnologii de sudare corespunzătoare, respectiv detensionare după sudare;
– evitarea efectelor de crestătură.
Sudabilitatea este o noțiune complexă care caracterizează aptitudinea unui material de a fi sudabil fără precauții speciale, printr-un anumit procedeu și pentru un anumit scop, respectiv dacă într-o construcție constituită din mai multe elemente poate asigura, împreună cu îmbinările sudate, caracteristicile locale și generale prescrise pentru construcția sudată.
Comportarea la sudare, sudabilitatea, este influențată de:
materialul de bază;
tehnologia de sudare;
concepția structurii sudate.
Fisurarea la cald:
indicele de fisurare la cald
Avem: există risc scăzut de fisurare la cald.
Fisurarea la rece:
– calculul parametrului de fisurare
Avem: pericol scăzut de fisurare la rece
calculul temperaturii de preîncălzire:
unde PC reprezintă parametrul de fisurare definit de relația
Fisurare prin destrămare lamelară
Defecte ce apar în zonele influențate termic la suduri din table laminate cu grosime mai mare de 15mm.
Tablele folosite in construcția recipientului ce face obiectul acestui proiect, sunt sub 15mm grosime.
Fisurarea la reîncălzire (la detensionare)
Se produce , de regulă, la temperaturi de 500-6000C.
Susceptibilitatea unui material față de fisurare la reîncălzire se poate aprecia pe baza compoziției chimice prin următoarele mărimi:
– parametrul de fisurare la reîncălzire
Avem: și deci când materialul nu prezintă susceptibilitate la fisurare la preîncălzire.
Aprecierea susceptibilității la îmbătrânire
Îmbătrânirea conduce la o pierdere a plasticității materialului. Fenomenul poate sa apară la structuri sudate mai ales dacă se produc deformații plastice în timpul procesului de fabricație.
Testele se fac prin încercarea la încovoiere prin șoc cu crestătura în U a unor epruvete supuse unui tratament termic de îmbătrânire artificială în prealabil (deformare plastică 10%, urmată de o încălzire la cca. 3000C, cu menținere timp de 1,5 ore).
Se consideră că materialul are sensibilitate spre îmbătrânire dacă raportul dintre reziliența în stare îmbătrânită și ce în starea de livrare este mai mic decât 0,5.
Pentru a elimina pericolul de îmbătrânire a unor structuri sudate se recomandă, dacă acestea au fost deformate plastic la rece în timpul fabricației (la o deformare de peste 5%), structurile respective să fie supuse unui tratament termic de normalizare.
Comportarea la sudare
Comportarea oțelurilor din aceasta clasă, având o utilizare destul de largă, este determinată de compoziția chimică.. Ea este apreciată în mod uzual pe baza carbonului echivalent (Ce).
Există un număr foarte mare de formule de determinare a Ce. Voi folosi formula IIW (a Institutului Internațional de Sudură, Deaderden-O’Neill) deoarece avem un conținut de carbon relativ ridicat (>0,18%) și o rezistență la rupere cuprinsă între 400 și 700N/mm2 :
Avem:
În cazul în care carbonul echivalent depășește o valoare critică, dependentă și de grosimea pieselor și tipul îmbinării sudate, sudarea trebuie să se facă cu precauții speciale. Acestea se referă în primul rând la preîncălzire, sudare cu energie liniară mare, tratament termic după sudare.
Tabelul indică valorile maxime ale carbonului echivalent IIW respectiv ale conținuturilor unor elemente de aliere și grosimea maximă la depășirea cărora sunt necesare astfel de precauții. Deci aici sunt prezentate valori limită ale compoziției chimice și grosimii materialului pentru sudarea cu precauție.
Tabelul
La Ce>0,45 rezultă următoarele recomandări tehnologice pentru sudare:
electrozi/fluxuri nebazice și preîncălzire la 100-2000C
electrozi/fluxuri bazice cu conținut scăzut de hidrogen.
Temperatura de preîncălzire trebuie determinată ținând seama de condițiile de constrângeri și rezistența materialului.
Metodele recente de prevenire a fisurării la rece a îmbinărilor sudate se bazează pe stabilirea unor criterii care să ia în considerare câmpul termic la sudare, în special prin următoarele mărimi:
timpul de răcire t8/5 între 800 și 5000C, care cuantifică efectul ciclului termic asupra structurii;
timpul de răcire până la 1000C (t100) sau între 300 și 1000C (t3/1), care exprimă posibilitatea de difuziune a hidrogenului din sudură.
Determinarea tendinței de fisurare la rece
Fisurarea la rece este periculoasă fiindcă are loc după un timp mai lung sau mai scurt de la terminare operației de sudare. Fisurile sunt localizate de regulă in zona de influență termică.
Factorii principali care produc fisurarea la rece sunt:
– fragilizarea Z.I.T. -ului datorită formării constituenților structurali duri
– tensiunile interne care apar în structura sudată
STAS 10882-77, cuprinde metodele și condițiile tehnice de încercare pentru determinarea tendinței de fisurare la rece a îmbinărilor de oțel carbon și aliaje sudate cu arc electric și material de adaos.
Funcție de tipul îmbinării sudate, prezentul standard se referă la următoarele metode de încercare:
– metoda de încercare cu probă sudată cap la cap
– metoda de încercare cu probă sudată în colț cu eclisa
– metoda de încercare cu probă sudată în colț în cruce
Pentru proiectul de față ne interesează primele două metode.
Pentru fiecare metodă în parte se supun încercării min. 3 probe, iar încercările se execută în condițiile atmosferei ambiante de încercare conf. STAS 6300-34.
a) Metoda de încercare pe îmbinări sudate cap la cap
a.1. Sudarea probelor
Încercarea se execută pe probe sudate din table, având forma și dimensiunile din figură:
a.2. Examinarea probelor:
– După sudare probele se păstrează 24 de ore în atmosfera ambiantă, dacă nu se prevede astfel în standardul sau în documentația tehnică a produsului.
– Dacă acest interval de timp, pe suprafața probelor se aplică lichide penetrante și se supun unei examinări vizuale, folosind o lupă de 10X în vederea evidențierii prezenței fisurilor.
– Probele se prelucrează prin așchiere pe fața inferioară, folosind lichide de răcire pånă la nivelul rădăcinii cusăturii după care se aplică lichide penetrante în vederea evidențierii fisurilor la rădăcină
Suprafețele probelor de încercare se supun unui atac metalografic in soluție de 2-4% acid azotic in alcool etilic si apoi se examinează la o mărime de cel puțin 100X.
a.3.Aprecierea rezultatelor
Tendința de fisurare la rece se apreciază prin:
– indicele de fisurare la suprafața I. prin relația:
I.. =
– indicele de fisurare la rădăcină prin relația:
I.. =
– indicele de fisurare in secțiunea transversala
I.. =
Unde: lfsi – lungimea unei fisuri oarecare la suprafața (mm)
lfri- lungimea unei fisuri oarecare la rădăcină (mm)
hc – înălțimea cordonului de sudura (mm)
b)Metode de încercare pe îmbinare sudata in colt cu eclisa
b.1. Sudarea probelor
Încercarea se executa pe probe sudate din table având forma si dimensiunile probelor din figura:
b.2. Examinarea probelor
– După sudare, probele se păstrează cel puțin 72 ore în atmosferă ambiantă dacă nu se prevede altfel în standardul sau documentația tehnică a produsului.
– După acest interval de timp, pe suprafețele probelor se aplică lichide penetrante și se supun unei examinări, folosind o lupă de mărire 10X în vederea evidențierii fisurilor.
– Probele se prelucrează prin așchiere, folosind lichide de răcire, conform figurii în 3 secțiuni transversale pe cusăturile de încercare 3 și 4 după liniile uu; vv; ww după ce în prealabil s-au decupat epruvetele după liniile xx, yy, zz.
Suprafețele probelor prelucrate se supun unui atac metalografic în soluție de 2-4% acid azotic în alcool etilic și apoi se examinează la o mărime de cel puțin 100X.
b.3. Aprecierea rezultatelor
Tendința de fisurare la rece se apreciază prin indicele de fisurare I.F. calculat cu relația:
I.F. =
unde lfi – lungimea unei fisuri oarecare (mm)
d – cateta cusăturii (mm)
Apariția fenomenelor de coroziune.
Precipitarea carburilor de crom si coroziunea intercristalină
La aceste oteluri, rezistenta la coroziune este condiționată de prezenta in soluția solida a unei concentrații de Cr. Diminuarea rezistentei la coroziune este determinata de reducerea conținutului de crom ca urmare a fenomenului de formare a carburii de crom la limita dintre cristale. In timpul menținerii la temperaturi relativ ridicate, cromul din aceste zone se leagă cu carbonul fata de care are o mare afinitate. Acest fenomen are loc in domeniul de temperaturi intre 400…8000 C si in mod deosebit intre 600…7000 C.
Zona sărăcita de carbon poate fi atacata mai ușor de agenții corozivi decât interiorul cristalului intact (vezi figura 2.1.1.4)
Înlăturarea sau ameliorarea acestui fenomen se face printr-o încălzire la o temperatura cuprinsa intre 1100… 12000 C si apoi o răcire rapida.
La otelurile stabilizate cu titan, fenomenul este înlăturat datorita faptului ca acesta are o afinitate mai mare fata de carbon decât cromul. Carbonul este consumat pentru formarea carburilor de titan, iar cromul rămâne liber.
Sens înaintare coroziune
1
a) b)
Formarea zonei de precipitare a carburilor si acțiunea de corodare intercristalină
a – 1= zone de precipitare intercristalină intr-un otel inoxidabil stabilizat;
b – schema micrografiei unui otel inoxidabil supus coroziunii intercristaline
Tipuri de coroziune intercristalină.
Forma cea mai des întâlnita este cea localizata pe zona relativ larga, la o anumita distanta de linia de topire(figura 2.1.1.5) Aceasta zona corespunde unor porțiuni încălzite in procesul de sudare intr-un interval critic de temperatura.
l
c
B
Localizare coroziune
Coroziunea intercristalină in ZIT
Unde : l=linia de fuziune
c= cusătura
B= metalul de baza.
l
c
B
Localizare coroziune
Coroziunea intercristalină în cusătură
In figură este redata cea de-a treia forma de coroziune intercristalină, care este localizata in imediata apropiere a liniei de topire. Ea se mai numește si coroziunea intercristalină in forma de cuțit.
l
c
B
Localizare coroziune
Coroziunea in forma de cuțit
Pentru asigurarea comportării in exploatare a cusăturilor sudate in ceea ce privește sensibilitatea la acțiune de corodare intercristalină, se fac o serie de probe conform STAS 7114-80.
Coroziunea generala
Aceasta apare ca rezultat al dizolvării metalului in medii agresive, ca urmare a unor acțiuni de natura chimica sau electrochimica pe seama apariției unor cupluri galvanice.
După configurația geometrica si amplasarea zonei corodate se deosebesc mai multe tipuri de coroziune :
a) b)
c) d)
e)
Tipuri de coroziune
a=uniforma;
b= in cusătura;
c= zonala;
d= pe linia de fuziune;
e= prin fuziune;
4.2. Prezentarea și analiza materialului de adaos
În această secțiune a proiectului, vom alege materialele de adaos pentru fiecare procedeu de sudare folosit.
Am folosit, pentru alegerea acestor materiale, un catalog de materiale de adaos, echipamente și consumabile ale firmei suedeze ESAB.
Alegerea materialului de adaos pentru procedeul de sudare MAG
Pentru sudarea MIG/MAG se utilizează ca materiale de sudare sârma de sudare și gazul de protecție. Clasificarea și simbolizarea materialului depus prin sudare în mediu de gaz protector este standardizată.
Sârma de sudare se livrează în bobine la diametrele standardizate. Suprafața ei trebuie să fie curată. Pentru îmbunătățirea contactului electric, de obicei, sârma se cuprează.
Compoziția chimică a sârmei pentru sudarea MAG, trebuie astfel aleasă, încât să conțină elemente dezoxidante și în primul rând, mangan și siliciu.
Gazul de protecție se alege având în vedere influența sa asupra procesului de sudare. Însușirile fizice ale gazului influențează transferul de material prin arcul electric, procesul de umectare al materialului topit, forma sudurii și mărime pătrunderii, viteza de sudare utilizabilă, ușurința de amorsare și stabilitatea arcului electric.
Marca comercială : OK Autorod 12.50 GMAW (Gas metal arc welding)
Certificări: AWS, 3SA, 3YSA.
Compoziție chimică: C – 0,08%
Si – 0,9%
Mn – 1,5%
Proprietăți mecanice: A5= 25%
Gazul de protecție este recomandat tot de firma ESAB ca fiind: amestec Ar/20 CO2 fapt ce conduce la o îmbunătățire a stabilității procesului de sudare și la reducerea împroșcărilor prin stropi, comparativ cu folosirea CO2 pur.
Alegerea materialului de adaos pentru procedeul de sudare sub flux
Ca materiale de sudare la acest procedeu se utilizează sârme și fluxuri. Clasificarea sârmelor și fluxurilor și cuplurilor sârmă flux este standardizată SR EN 756.
Sârmele pentru sudarea sub flux se livrează în sârme sa în colaci, având diametrul sârmei în domeniul 2-8 mm, uzual 3-5 mm.
Compoziția chimică a sârmei se adaptează compoziției chimice a materialului de bază, luând în considerare și efectele metalurgice ale fluxului.
De cele mai multe ori sârmele sunt cuprate pentru a îmbunătăți contactul electric și protejarea față de oxidare.
Fluxurile au funcția principală de a asigura protecția băii topite. În același timp, fluxul are efecte favorabile prin stabilizarea arderii arcului, alierea metalului depus și micșorarea vitezei de răcire a sudurii prin intermediul stratului de zgură pe care îl produce.
Marca comercială: Arosarc 51 FCAW (Flux covered arc welding)
– sârmă tubulară cu flux rutilic în miez, special proiectată pentru sudarea automată. Protecție de CO2 dacă se sudează în mediu de gaz protector. Are o pătrundere foarte bună și creează suprafață convexă a cusăturii.
Curent de sudare: DC+
Poziția de sudare: orizontală
Clasificare: AWS A5 20-79; E 70T-1
Certificare: TUV
Compoziție chimică: C – 0,05%
Si – 0,5%
Mn – 1,5%
Proprietăți mecanice: A5 = 28%
Tot firma ESAB recomandă pentru acest tip de sârmă, fluxul:
Marca comercială: OK Flux 10.80
Tip: neutru
Densitate: 1,1 Kg/dm3
Indice de bazicitate: 1,1
Alegerea materialului de adaos pentru procedeul WIG
Marca comercială: OK Tigrod 13.32 GTAW
Certificări: AWS,DIN
Compoziție chimică: C – 0,07%
Si – 0,4%
Mn – 0,5%
Ni – 0,2%
Mo – 0,6%
Proprietăți mecanice: A5=20%
Rm=680MPa
Capitolul 5
Tehnologia de sudare
5.1. Pregătirea semifabricatelor, prelucrarea marginilor, așezarea componentelor în vederea sudării
La fabricarea recipientului, semifabricatelor li se aplica urmatoarele operatii:
curatirea si deconservarea;
indreptarea;
trasarea;
taierea si prelucrarea marginilor;
roluirea (curbarea ) tablelor;
asezarea componentelor in vederea sudarii;
pregatirea suprafetelor pentru sudare;
verificarea corectitudinii;
prinderea in puncte de sudura a componentelor.
Deconservarea si curatirea semifabricatelor.
Semifabricatele au de regula, suprafetele acoperite cu staturi de rugina, uleiuri, oxizi, impuritati mecanice (rezultate in timpul transportului sau depozitarii lor inainte de folosire) sau straturi din produse specifice aplicate pentru protectia suprafetelor.
Toate acestea au influente negative asupra calitatii imbinarii sudate iar din acest motiv ele trebuie indepertate.
Rugina produsa ca urmare a coroziunii fierului in prezenta oxigenului si a apei, se formeaza frecvent pe semifabricatele din otel. In timpul sudarii, datorita disocierii apei din rugina, sub actiunea arcului electric, se formeaza H2 si O2 ce se dizolv in cusatura.
Prezenta H2 produce porozitati la solidificare sau degajarea lui sub forma atomica in microporozitatile otelului solid. H atomic degajat in microporozitati, se recombina in molecule ce nu mai pot difuza, generand microfisuri. Acest fenomen determina scaderea plasticitatii si cresterea tendintei spre rupere fragila a imbinarii sudate.
Oxizii ce se formeaza de obicei pe suprafetele semifabricatele din otel sunt de tipul Fe3O4. In timpul sudariii, odata cu topirea, au loc si reactii de reducere a acestor oxizi, cu formarea FeO, ce se distribuie intre cusatura nesolidificata si zgura. Prezenta FeO in cusatura micsoreaza sensibil caracteristicile de plasticitate a inbinarilor. Aceasta influenta negativa poate fi eliminata sau diminuata prin utilizarea la sudare a unor materiale de adaos cu continuturi corespunzatoare a elementelor dezoxidande(Si,Mn,Al).
Impuritatile mecanice (pamant, nisip, argila,etc. ) aflate pe suprafetele semifabricatelor, pot modifica intr-o anumita masura si caracteristicile cusaturii, motiv pentru care trebuie indepartate.
Acoperile de conservare, aplicate pe unele semifabricate in scopul protejarii lor impotriva coroziunii, fiind in majoritatea cazurilor de provenienta organica ( unsori, hartie impregnata, etc.), pot avea la sudare influentele negative.
Metode de deconservare si curatire.
Necesitatea eliminarii influentei nocive ale straturilor mentionate anterior, asupra calitatii imbinarii sudate, impune curatirea si deconservarea semifabricatelor inainte de sudare.
Operatia de curatire si deconservare trebuie sa asigure indepartarea completa a ruginei, oxizilor, impuritatilor, defectelor superficiale si acoperirilor de protectie, din zonele adiacente locurilor de amplasare a cusaturilor sudate.
Marimea acestor zone conform ISCIR C4-78 se recomanada a fi de cel putin 20 mm.
Metode de deconservare si curatare.
In cazul recipeintului nostru nu se recomanda a se utiliza procedee de curatire termice datorita naturii materialului de baza, otel inoxidabil.
Indreptarea semifabricatelor
Din cauza formelor si dimensiunilor mari pe care le au semifabricatele, rigiditatea acestora este scazuta, astfel ca, in urma diverselor manipulari, a transportului si depozitarii se pot deforma capatand abateri de diverse forme si dimensiuni de la forma naturala.
Utilizarea lor in aceasta stare, conduce la imprecizie in fabricarea elementelor componente ale utilajului tehnologic si, ceea ce este mai important, afecteaza stabilitatea acestuia in exploatare.
Astfel, se impune ca, inainte de utilizare, semifabricatele sa fie supuse indreptarii.
Indreptarea se poate face astfel:
la presa; pe masini cu role ( pentru indreptarea profilelor) sau cilindrii (pentru indreptarea tablelor);
F
2
1
Shema de principiu a indreptarii la presa.
Indreptarea la presa se face asezand semifabricatul pe reazemele 1, cu portiunea de indreptat intre aceste reazeme si apasandu-l cu berbecul 2 pana se obtine deformatia remanenta necesara. Deoarece pe masura ce se produce indreptarea, pasul ondulatiilor se micsoreaza, reazemele 1 sunt prevazute cu posibilitatea de a se apropia sa departa dupa necesitate.
Dezavantajele acestui procedeu sunt productivitatea scazuta, precizie scazuta, puternice deformari ale materialului in zona de contact cu reazemele si cu berbecul presei.
Indreptarea pe masini cu cilindrii consta in aceea ca, semifabricatul este indoit elesto-plastic, in sensuri diferite, la trecerea printre 2 randuri orizontale de cilindrii dispusi in zig-zag
a 2 4 6 b
1 3 5 7 semifabricat
Indreptarea pe masini cu cilindrii.
a,b – cilindrii de ghidaj; 1,2…..7 – cilindriii de indreptare.
Ca urmare a indoirilor succesive si in sensuri diferite, se obtine deformarea plastica a materialului corespunzator indreptarii.
Cilindrii se executa din otel si sunt caliti superficial la 50….60 HRC sau din fonta speciala cu suprafata dura.; ei sunt in numar impar n=5…17 si au diametrul D=(0.9..,.0.95)p, unde p=pasul cilindrilor.
Pentru indreptarea semifabricatelor din acest proiect se alege acest procedeu de indreptare si masina de indreptat de tip 7/150.In tabelul 2.1.6.3. sunt date caracteristicile tehnice ale acestei masini.
.Caracteristicile tehnice ale masinii de indreptat tip 7/150
Trasarea semifabricatelor
Trasarea reprezinta transpunerea si marcarea conturului piesei finite pe semifabricat.
In cazul in care din aceeasi foaie de tabla se executa mai multe piese, prin decupare, la trasare, se urmareste ca, prin croire, consumul de material sa fie minim (deseuri minime).
La trasare se pot folosi doua metode :
trasarea pe baza desenelor desfasuratelor elaborate de seviciul tehnologic, care dau toate elementele necesare efectuarii trasajului;
trasarea pe baza desenelor de executie elaborate de constructor.
Tehnica trasarii
Trasarea se face pornind de la o linie de referinta. Linia de referinta este constituita din totalitatea liniilor sau punctelor in raport cu care se determina celelalte linii sau puncte. Ca prima linie dereferinta (baza bruta ) la trasarea tablei se foloseste una dintre marginile acesteia. Se traseaza apoi bazele constructive si de masurare ( axa de simetrie, centre ale gaurilor,etc.) fata de care se traseaza conturul desfasuratelor.
Trasajul se executa dupa metodologia clasica:
acoperiri cu vopsea alba;
trasarea conturului;
punctarea;
trasarea reperelor de control care raman dupa decupare.
Tolerantele de trasare :+(-)1…3 mm pentru lungimi de pana la 10 m.
Nu trebuie omis ca timpii pierduti la trasare sunt timpi nepruductivi, tocmai din acest motiv se pot folosi instalatii automate de taiere, ce ghideaza scula direct dupa desen sau sablon.
Taierea si prelucrarea marginilor
Taierea semifabricatelor se realizeaza prin:
aschiere;
forfecare;
folosind o sursa termica.
Se opteaza pentru debitarea prin forfecare pura.
F
.
F
Schema debitarii prin forfecare.
Dupa forfecare, materialul prezinta aspectul redat in figura:
a
b
c
b’
a’
Aspectul suprafetei materialului dupa forfecare
Zonele a, a’ sunt zonele exterioare si contin straturi comprimate. Zonele b, b’ sunt zonele intermediare si au un aspect lucios si contin straturi in care s-au in care s-au produs deformatii plastice de alunecare. Zonele c este zona din mijloc are un aspect grauntos, datorita forfecarii propriu-zise a materialului.
Grosimea zonelor deformate plastic creste cu cat valoarea tenacitatii materialului este mai mare. Trebuie avut in vedere ca modificarile de structura produse in zona de debitare inrautatesc proprietatile materialului.
Pentru debitarea tablelor, care vor constitui semifabricate pentru virole, se foloseste debitarea prin forfecare cu cutite drepte de tip inchis.
Foarfecele cu cutite drepte de tip inchis sau ghilotinele, au o larga utilizare;pot debita table groase cu grosimea s=1…60 mm .
Prelucrarea rostului se face prin taiere cu plasma si apoi prin prelucrare mecanica pe strunguri carusel. Tipurile de rosturi alese au fost prezentate in cap. “Analiza sudurilor”.
Roluirea (curbarea) tablelor.
Roluirea tablelor se poate face la cald sau la rece.
In timpul roluirii la rece materialul, semifabricatului este deformat. Procesul roluirii la rece poate fi aplicat atunci cand materialul semifabricatului este deformat la un grad de deformatii mai mic decat gradul critic; daca aceasta conditie nu este indeplinita roluirea se face la cald.
Pentru realizarea virolelor din cadrul acestui proiect se foloseste masina de roluit cu trei cilindrii (valturi), masina folosita atat la realizarea virolelor cilindrice cat si a celor tronconice.
Cilindrii acestei masini au partea activa de diferite lungimi. In cazul in care partea activa a acestora depaseste 3m, pentru micsorarea sagetii cilindrilor laterali, sub acestia se instaleaza role de reazem. Cilindrii sunt dispusi conform figurii :
Varianta de deplasare a cilindrilor masinii de roluit.
Aceasta varianta da posibilitatea micsorarii latimii marginilor plane (la capetele tablei la intrarea intre cilindrii si la iesire ramane o zona necurbata). Pentru ca virolele incheiate (roluite complet si eventual prinse in puncte de sudura) sa poata fi scoase de pe masina de curbat,cilindrul superior al masinii este prevazut cu lagar rabatabil.
Roluirea tablelor pentru obtinerea virolelor pe masini cu trei cilindrii dispusi simetric se realizeaza in 2 faze. Intr-o prima faza se executa precurbarea capetelor tablei, iar in a doua faza se realizeaza roluirea propriu-zisa. Etapele roluirii sunt redate in figura :
a) b) c)
d) e) f)
1
cilindrii
g)
Etapele roluirii tablelor pe masina cu trei cilindrii,
cu reglare pe orizontala.
a, b, c-indoirea unui capat;
d, e, f- indoirea celuilat capat;
g- roluirea cilindrica.
Curbarea conica pe masina cu 3 cilindrii dispusi simetric se realizeaza prin asezarea inclinata in plan vertical a cilindrului superior
Ds H1
H
Di
L1 l
Lo
Pozitia cilindrilor la curbarea (roluirea) conica pe masina cu trei
cilindrii dispusi simetric.
In timpul roluirii atunci cand raza de curbura este prea mare in raport cu grosimea, apare pericolul pierderii stabilitatii.
Pentru a se evita acest lucru, se vor folosi dispozitive speciale de sustinere atat lateral cat si in partea superioara.
Defectele care pot la roluirea tablelor, cauzele dar si metodele de evitare sunt indicate in tabelul următor:
Calibrarea virolelor se aplica, virolelor rigide care nu se indoaie sub greutatea proprie, in scopul eliminarii abaterilor de la forma cilindrica a acestora.
Alegerea clasei de calitate a imbinarilor
In faza de proiectare a unei constructii sudate, stabilirea clasei de calitate pentru alegerea marci de otel care sa asigure fiabilitate in exploatare se realizeaza cu urmatoarele metode: metoda clasificarii factorilor de infuenta si metoda analitica.
In cazul de fata vom folosi metoda analitica. Metoda a fost elaborata, de Institutul International de Sudura pe stabilirea indicelui de periculozitate la rupere fragila G, sub influenta factorilor determinati de forma geometrica, modul de solicitare, tehnologia de executie, conditiile de exploatare, grosimea elementelor etc.
G = K*S*B unde:
K -factor constructiv
B -factor
S -coeficient de avarie
G = 2*1*1 = 2
Conform graficului pentru alegerea clasei de calitate a otelurilor din “Constructii sudate” rezulta ca pentru recipientul A2 clasa de calitate este clasa 2 .
.Asezarea componentelor pentru sudare
In timpul sudarii din diferite motive, componentele pot sa-si schimbe pozitiile una fata de alta. De aceea trebuie ca ele sa fie fixate astfel incat rostul, unde se face sudarea, sa nu se modifice. Daca deschiderea rostului se mareste apare pericolul ca baia de sudura sa se scurga (strapungere), iar daca se micsoreaza, patrunderea cusaturii scade.
Evitarea acestor situatii se poate face in doua moduri:
a) prin fixarea cu suduri de prindere la distanta de 20…50mm sau suduri asezate la distante de 300…500mm unele fata de altele. La aceasta operatie se vor efectua suduri ca cele folosite la realizarea imbinarii folosind aceleasi materiale de sudare si tehnologie ca la sudarea de imbinare.
componentele se introduc intr-un dispozitiv care le tine in pozitia dorita si nu le permite sa se deplaseze una fata de alta.
Pregatirea suprafetelor pentru sudare
In aceasta etapa va avea loc curatirea componentelor folosind aceeasi metoda utilizata si la curatirea si deconservarea semifabricatelor.
Verificarea corectitudinii asamblarii
Aceasta etapa are la baza ideea, unanim recunoscuta, ca timpul consumat pentru pregatirea in cat mai bune conditii a imbinarilor sudate e recuperat in timpul executiei intregului produs. Practica a dovedit ca executia in bune conditii a imbinarilor sudate este conditionata de realizarea formei si dimensiunilor rosturilor si cusaturilor sudate intre anumite limite. Depasirea acestor limite inrautateste conditiile de executie si comportarea in exploatare a imbinarilor realizate.
Prinderea cu sudura la asamblarea componentelor de sudat
Prinderea cu sudura se face pentru a asigura precizia de asamblare si rigidizarea pieselor impotriva deformatiilor.
De obicei, sudurile de prindere sunt incluse in cordonul de sudura, rezulta ca se vor efectua cu regimul si materialele utilizate la sudarea primului strat de sudura.
Datorita sudurilor de prindere, materialul de baza este supus unei incalziri locale de scurta durata si unei raciri locale rapide. Din aceasta cauza sudurile de prindere vor fi controlate foarte atent pentru detectarea eventualelor defecte. Sudurile de prindere la care se identifica fisuri vor fi indepartate prin polizare.
Operatia de sudare are urmatoarele reguli generale:
– amorsarea arcului electric se face intotdeauna intr-un punct care urmeaza sa fie acoperit cu sudura; este interzisa amorsarea arcului in afara imbinarii, pe materialul de baza.
– craterul de inchidere va fi in mod obligatoriu umplut prin intoarcerea arcului si mentinerea lui pe loc timp de cateva secunde, astfel incat sa ajunga acolo o cantitate suficienta de metal;
– sarma utilizata pentru sudarea de prindere, trebuie sa permita o apropiere suficienta de partea inferioara a rostului, in asa fel incat sa se obtina o patrundere completa la radacina;
– intrucat sudura propriu-zisa se executa fara preinncalzire, pentru suduara de prindere, nu se va face preincalzirea in vederea realizarii sudurilor de prindere.
Sudura de prindere se va executa de la mijloc spre capete sudand alternativ in stanga si dreapta sau plasandu-le dupa cum o cere miscarea tablelor.
5.2. Necesitatea preîncălzirii și a tratamentelor termice finale
Datorită grosimii de perete mici, nu se recomandă aplicarea tratamentelor termice de detensionare, mai ales că sudarea se va face pe ambele părți în cazul cusăturilor cap la cap.
Verificarea temperaturii de preîncălzire
Pentru verificarea valorii temperaturii de preîncălzire se folosește metoda IIS sau metoda SEFERIAN [1].
Metoda SEFERIAN se bazează pe determinarea temperaturii de preîncălzire prin calcularea carbonului echivalent (Cech) cu relația:
360 Cech = 360C + 40(Mn + Cr) + 20Ni + 28Mo
Temperatura de preîncălzire se determină cu relația:
Tpr = 350 Ct – 0,25
în care
Ct = Cech + Cs 2.6
Cs este un coeficient al carbonului echivalent care ține cont de efectul grosimii componentelor Cs = 0,005. Cech, s fiind grosimea tablelor sudate.
Rezultă
Ct = (1 + 0,005s)Cech
Operația de preîncălzire trebuie corelată cu procedeul de sudare utilizat pentru a nu se introduce în material o cantitate de căldură prea mare. În cazul de față rezultă următoarele valori calculate ale temperaturii de preîncălzire.
Cech = 0,38; Ct = 0,29; Tpr = 1800C. Verificarea practică a temperaturii de preîncălzire se poate face cu ajutorul probei CTS, standardizate.
Calculul parametrilor de sudare și consumul de materiale pentru sudarea sub flux
S1=S2=13mm
sudarea cap la cap longitudinală și transversală a virolelor.
Se va folosi:
un strat de rădăcină WIG
următoarele straturi sudare sub flux
WIG cu material de adaos OK Tigrod 13.32
SAF – flux OK Flux 10.80
– sârmă Arosarc 51
Stratul de rădăcină:
OK Tigrod 13.32 4
Poziția de sudare: orizontală
Gaz de protecție: Ar (15 l /min) (Tip A)
Electrod: Wolfram cu thoriu
Is=180 – 250 A Is=200A
Ua= 10 – 0,04Is= 10+8=18V
Straturi de completare
OK Flux 10.80 4
Poziție de sudare: orizontală
Flux: OK Flux 10.80 (neutru)
Is=6,5*de2+157,74*de-138,5=596 Is=600A
Us=2,125*10-2*Is+16,5=13V
=38 cm/min=0,6 cm/sec
Aria rostului: Ar= 37 mm2
Consum de MA și flux la 1m de sudură:
OK Tigrod 13.32 – 0,5Kg/m
OK Flux 10.80 – 0,4 Kg/m
Calculul parametrilor de sudare și consumul de materiale pentru sudarea MAG
S1=S2=10,97mm
Material de adaos: OK Autorod 12.50
Gaz de protecție: Ar/20 CO2
Is= 129,4*de-35,25=115,23A Is=120A
Lungime liberă: 15 – 20 mm
Poziția de sudare: orizontală
Debit gaz de protecție: 18 l /min
Temperatura între straturi: 200oC
va= 4 m/min
Ua=0,05Is+13,34= 20V
vs=100m/min
Consum de MA la 1m de sudură: :
OK Autorod 12.50 22,3 Kg/m
Aria rostului: Ar=61 mm2
Aria primului strat:
Istrat= 6*de=6*1,2=7,2 mm2
IIstrat=8*de=8*1,2=9,2 mm2 6 straturi pentru umplerea rostului
Întocmirea documentației tehnologice
Aptitudinea de utilizare a produselor sudate este determinata in mare parte de proprietatile imbinrii sudate. Tehnologia de sudare utilizata in procesul de fabricatie, incluzand pregatirea si tratamentele ulterioare, este un factor important pentru proprietatile imbinarilor sudate, deci si pentru aptitudinea de utilizare a intregului produs.
Specificatiile tehnologiilor de sudare sunt necesare in scopul punerii la dispozitie a unei baze clar definite pentru planificarea operatiilor de sudare si pentru controlul calitatii in timpul sudrii.
Specificatia este un document care stabileste conditiile carora trebuie sa li se conformeze un produs, proces sau serviciu.
Elaborarea unei specificatii a tehnologiei de sudare constituie o baza necesara, dar, in sine, nu asigura ca sudurile indeplinesc conditiile impuse. Anumite abateri, in special imperfectiunile si deformatiile, pot fi evaluate prin examinari nedistructive pe produsul finit.
Standardul EN 288-1/1992/100 stabileste reguli generale pentru specificarea si aprobarea tehnologiilor de sudare prin topire a materialelor metalice. Acest standard stabileste definitiile a 30 de termeni dintre care amintim:
Tehnologia de sudare – succesiune specificata de actiuni care trebuiesc efectuate in vederea realizarii unei suduri, incluzand referiri la materialele de pregatit, preincalzire, metoda si controlul sudurii, tratamentul termic post-sudare si echipamentul necesar utilizat.
Specificatie preliminara a tehnologiei de sudare(pWPS) – proiect de specificatie a unei tehnologii de sudare, considerat ca adecvat de productor, dar care nu a fost aprobat. Sudarea probelor de incercare, necesare pentru aprobarea unei specificatii a tehnologiei de sudare, trebuie efectuat pe baza unei specificatii preliminare a tehnologiei de sudare(pWPS).
Specificatia tehnologiei de sudare(WPS) –document prevazand in detaliu factorii de influenta ceruti pentru o aplicatie specifica, in scopul asigurarii repetabilitatii.
Proces verbal de aprobarea tehnologiei de sudare(WPAR) – proces verbal continand toate datele relevante referitoare la sudarea unei probe de incercare necesare pentru aprobarea unei specificatii a tehnologiei de sudare, precum si toate rezultatele incercarilor efectuate asupra sudurii de incercare.
Toate operatiile de sudare trebuie sa fie planificate in mod adecvat inainte de inceperea productiei, planificarea incluzand prevederea de specificatii ale tehnologiilor de sudare pentru toate imbinrile sudate. Nivelul specificatiei trebuie sa fie compatibil cu metoda de aprobare aleasa.
Datele care trebuie cuprinse intr-o specificatiea unei tehnologii de sudare cu arc electric sunt prezentate in standardul european EN 288-2:1992/101/. Specificatia cuprinde toate informatiile relevante privind operatia de sudare si se poate referi la un anumit domeniu de grosimi ale pieselor imbinate sau la un domeniu de metale de baza si chiar de metale de adaos. Informatiile mentionate in standard sunt adecvate majoritatii tehnologiilor de sudare.
Autorizarea sudorilor pentru realizarea produsului
Sudorii care urmează să execute construcții sudate de răspundere (cazane de abur și apă fierbinte, recipiente sub presiune, conducte, rezervoare, ascensoare, macarale, nave, echipamente nucleare etc.) trebuie să fie calificați pentru categoriile de lucrări pe care le vor executa, iar ulterior examinați și autorizați sau atestați.
Sudorii care trebuie să fie autorizați în conformitate cu prescripțiile tehnice – colecția ISCIR- trebuie să îndeplinească o serie de condiții, respectiv să fie calificați în meserie și specializați pentru operațiile în care urmează să fie autorizați, să aibă vârsta minimă de 18 ani și să fie apți din punct de vedere medical pentru meseria de sudor.
Sudorii care se autorizează conform prescripțiilor RNR trebuie să aibă o vechime în specialitatea în care urmează să fie autorizați de cel puțin un an. Pentru obținerea autorizațiilor de a execut lucrări de sudare la elementele din oțel ale instalațiilor sub presiune și ale instalațiilor de ridicat, funcție de natura lucrărilor pe care le vor executa, sudorii vor fi examinați din punct de vedere practic și teoretic.
Ca regulă generală, proba sudată autorizează sudorul nu numai pentru condițiile folosite la autorizare, ci și pentru toate îmbinările care se consideră mai ușor de sudat.
Fiecare autorizare corespunde unui procedeu. O schimbare de procedeu necesită o nouă autorizare. De aceea este posibil ca pentru un sudor să se facă verificări cu mai multe procedee.
Domeniul sudurilor pentru care sudorul este autorizat în funcție de probă este indicat în tabelul 8; sunt aplicabile următoarele criterii:
Autorizarea pentru suduri cap la cap la țevi include sudurile cap la cap la table;
Autorizarea pentru suduri cap la cap la table într-o anumită poziție include sudurile cap la cap la țevi cu diametrul ≥500 mm în poziția corespondentă; pentru țevi în rotație se aplică c)
Autorizarea pentru suduri cap la cap la table sudate în poziție orizontală (PA) sau orizontal pe perete vertical (PC) include autorizarea pentru suduri cap la cap la țevi cu diametrul ≥150 mm;
Sudarea dintr-o parte fără suport include sudurile dintr-o parte cu suport și sudurile din ambele părți cu sau fără scobire la rădăcină;
Sudarea la table sau la țevi cu suport include sudurile realizate din ambele părți, dar nu și sudurile fără suporți;
Sudurile cap la cap includ sudurile în colț pentru condiții similare de sudare;
În cazul în care în producție predomină sudurile în colț, se recomandă ca sudorul să fie autorizat printr-o probă de sudură în colț adecvată;
Sudarea din ambele părți fără scobire include sudurile dintr-o parte cu suport și sudurile din ambele părți cu scobire;
Autorizarea pentru suduri cap la cap la țevi fără suport include autorizarea pentru racorduri în limitele domeniilor.
Pentru o sudură de racord domeniul de autorizare se bazează pe diametrul racordului;
În cazul în care în producție predomină racordurile sau implică un racord complex, se recomandă ca sudorul să primească instruire specială. În ambele cazuri autorizarea se face pe un racord.
ANEXA
ROMANIA
INSPECTIA DE STAT PENTRU CONTROLUL CAZANELOR,
RECIPIENTELOR SUB PRESIUNE SI INSTALATIILOR DE RIDICAT
I.S.C.I.R.
AUTORIZATIA DE SUDOR
NOTARI: …………………
…………………
NUMELE: …………………
PRENUMELE:
DATA NASTERII: …………………
LOCUL NASTERII: …………………
UNITATEA: …………………..
POANSON NR. : …………………
PROCES VERBAL NR. : ………………….
PROCEDURA DE SUDARE (WPS): …………………
Alte date: ………………..………………..………………..………………..
Data emiterii: …………………….
Nr.: …………………….
Valabil pana la: …………………….
Unitatea eminescenta ISCIR………………….. Inspectorul ISCIR care a
Semnatura si stampila examinat sudorul
…………………….. Numele:………………..
Semnatura si stampila
PRELUNGIREA VALABILITATII AUTORIZATIEI
ANEXA B
COMPARATIE INTRE GRUPELE DE OTELURI
Comparatie intre grupele de oteluri din prescriptiile tehnice CR 9–96, colectia ISCIR pentru autorizarea sudorilor si presriptiile tehnice CR 7-96, colectia ISCIR, pentru omologarea procedurilor de sudare.
ANEXA C
Unitatea…………….. INSPECTOR ISCIR
Nume, semnatura, stampila
Proces verbal Nr. …………….
Referitor la autorizarea sudorilor conform CR 9-96
Data sustinerii examenului:
ANEXA D
Unitatea: …………………
Localitatea: ………………
Str……………….nr………
Jud…………………………
ADEVERINTA DE SPECIALIZARE
Nr…………..din…………….
Domnul ………………salariat al unitatatii de la data de……………………………….
nascut la data de …………..in localitatea ……………….judetul ………………………………
a absolvit cursul de specializare pentru sudori in specialitatea ………………………………….
…………………………………..
Cursul s-a desfasurat la data de ………………..pana la data de ………………………..
In decursul perioadei de scolarizare domnul ………………………………..si-a insusit in bune
conditii notiunile teoretice predate, iar la pregatirea practica, rezultatele incercarilor de laborator effectuate asupra epruvetelor prelevate din probele executate a fost corespunzatoare.
Prezenta adeverinta s-a eliberat pentru a-l servi la examenul de autorizare ca sudor.
DIRECTOR, RESPONSABILUL CURSULUI
Tabelul 1 –Proba (tabla sau teava) si domeniul de valabilitate al autorizari
Tabelul 2 – Diametrul probei si domeniul de valabilitate al autorizari
Tabelul 3 –Domeniul de valabilitate pentru verificari pe imbinari cap la cap
(Detaliile tipului de sudura)
Tabelul 4 – Domeniul de valabilitate al autorizarii pentru metalul de baza
Tabelul 5 – Domeniul de valabilitate al autorizarii pentru imbinari din diferite materiale
Capitolul 6
Tehnologia de control
Prezentarea principalelor categorii de defecte care pot apărea la sudare
Organizarea controlului în funcție de fluxul de fabricație
În scopul realizării unor îmbinări de calitate corespunzătoare vasul va fi controlat înaintea execuției pe parcursul execuției și în faza finală cu privire la:
– calitatea materialelor de bază și de adaos în ce privește corespondența acestora cu proiectul, condițiile tehnice din proiect, norma de produs și caracteristicile de calitate.
– dimensiunile elementelor (virole, racorduri, suporți) și încadrarea acestora în abaterile admise prin proiect și norma de produs;
– starea suprafețelor elementelor (corp / plăci / racorduri) și încadrarea în prevederile proiectului și norma de produs;
respectarea tehnologiei de sudare pentru îmbinările: suduri longitudinale ale virolelor, suduri circulare (manta-virole), sudarea elementelor interioare.
Reglementările referitoare la execuția structurii sudate privesc în special:
– omologarea tehnologiei și a procedeelor de sudare și control;
– autorizarea sudorilor;
– pregătirea (dimensiuni, aspecte) rostului în vederea sudării;
– respectarea parametrilor de sudare (intensitate-tensiune);
– depunerea straturilor, temperatura materialelor de bază în timpul sudării, temperatura electrozilor, curățirea între straturi etc;
– respectarea tehnologiei de tratament termic (dacă este cazul), temperaturile, timpul de menținere, condițiile de răcire, dotarea cuptorului cu aparate de măsurare;
– efectuarea controlului pe parcursul realizării sudurilor, aspect, dimensiuni, examinări nedistructive;
– asigurarea lipsei unor defecte și a reducerii de grosime a materialului înzonele în care au fost executate suduri de prindere, a unor piese după îndepărtarea acestora.
– evidența marcajelor, numărul și anul fabricației, marca, șarja și / sau lotul materialelor, norma de produs, indicativele sudărilor;
– încercarea la presiune hidraulică;
– verificarea documentației de garanție a produsului(cartea tehnică); – existența și instruirea personalului specializat pentru executarea examinărilor nedistructive și a operațiilor de control uzuale (materiale, aspect, dimensiune etc);
În detaliu operațiile de control, documentele pe baza cărora se execută acestea, fazele în care se realizează procesul, metodele și mijloacele utilizate cât și documentele care trebuiesc emise sunt prezentate în "Planul de control".
Se recomandă ca unitatea să fie autorizată (ISCIR, ASME, TUV, etc.) pentru a executa o lucrare din acest domeniu.
Se menționează faptul că în cazul în care lucrarea nu se va executa de o unitate autorizată ISCIR se impune ca, înainte de începerea lucrării, unitatea care urmează să execute lucrarea să fie verificată în ceea ce privește capacitatea tehnică (utilaje, aparatură de control, personal de execuție) de a realiza utilajul ținând seama și de condițiile prevăzute în prezenta lucrare.
Se recomandă ca la realizarea capacității tehnice să fie avute în vedere și prevederile STAS 11595-83 și cele ale prescripțiilor tehnice CR 2-86. Vom aborda în continuare aspecte legate de controlul asamblării realizate prin sudarea virolelor în vederea obținerii corpului recipientului.
Controlul va decurge în următoarele etape:
– Controlul înaintea sudării;
– Controlul în timpul sudării;
– Controlul după sudare.
Controlul înaintea sudării
În cadrul acestei etape se efectuează controlul nedistructiv al tuturor elementelor care intră în componența ansamblului sudat. Aceasta presupune controlarea dimensiunilor, a geometriei și a caracteristicilor mecanice (conform documentelor de livrare a materialului) ale materialelor de bază și de adaos. Se controlează starea suprafețelor, se verifică existența unor defecte interioare datorate procesului de elaborare. După realizarea rosturilor pentru sudare se verifică geometria acestora, se verifică tehnologia de sudare, de preîncălzire și prindere în puncte în vederea sudării.
Controlul în timpul sudării
Această etapă demarează în momentul în care semifabricatele sunt instalate la locul de sudare. Se execută de către personalul operator și continuă cu inginerul tehnolog, personalul de control și eventual reprezentantul unui organism de control independent. Se realizează:
– controlul parametrilor regimului de sudare;
– parametrii geometrici ai sudurii (lățime, supraînălțare, pătrundere), folosind instrumente specifice: rigle, șublere, șabloane etc;
– în cazul sudării multistrat, se va aplica operația de control nedistructiv după efectuarea fiecărui strat (control optico-vizual, controlul cu lichide penetrante a primului strat, 100%);
– se va acorda o atenție deosebită îndepărtării zgurii, stropilor sau impurităților rezultate după sudare.
Controlul dupa sudare
În cadrul acestei etape se urmărește verificarea formei și dimensiunilor construcției, poziția reciprocă a elementelor, deformațiile sau rupturile apărute. Se execută prin tehnici specifice controlului optico-vizual și prin măsurători.
Se trece la efectuarea controlului defectelor îmbinărilor sudate în cadrul căruia se urmăresc: defecte exterioare(de suprafață – control optico-vizual, cu lichide penetrante, cu pulberi magnetice, cu curenți turbionari) și defecte interioare (cu radiații penetrante, cu ultrasunete).
După montarea integrală se execută controlul global al etanșeității (proba hidraulică, pneumatică, cu gaze trasoare etc.)
Stabilirea metodelor posibile de control
Controlul optico-vizual (OV)
Constituie cea mai simplă formă de control defectoscopic nedistructiv. Controlul se poate efectua cu ochiul liber (control optic) sau cu ajutorul unor aparate optice (control optic).
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 satisfăcătoare, 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. Aparatele optice folosite sunt: lupele de diferite tipuri și puteri de mărire, microscoapele, endoscoapele etc.
Controlul cu lichide penetrante (LP)
Controlul defectoscopic nedistructiv cu lichide penetrante se bazează pe proprietatea unor lichide de a umecta suprafețele corpurilor solide și de a pătrunde în cavitățile defectelor acestor suprafețe. Intrucât pătrunderea lichidelor în interiorul defectelor are loc prin capilaritate, metodele de control cu lichide penetrante sunt cunoscute și sub denumirea de metode capilare.
In principiu controlul cu lichide penetrante comportă mai multe etape:
1- pregătirea suprafeței supusă controlului
2- depunerea penetrantului
3- îndepărtarea excesului de penetrant
4- developarea
5- examinarea
Operația de pregătire a suprafeței are 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 defectelor, 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 locurile 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 deschise, 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.
Controlul cu pulberi magnetice (PM)
Se aplică pieselor confecționate din materiale feromagnetice, în scopul detectării defectelor de suprafață sau a defectelor aflate în imediata vecinătate a suprafeței. Orice discontinuitate existentă într-o piesă magnetizată va produce o perturbare a câmpului magnetic, liniile de forță ale câmpului ocolind discontinuitatea deoarece ea reprezintă un obstacol cu permeabilitate magnetică mică. În condiții de laborator, cu materiale și aparatură de calitate, sensibilitatea metodei de control este ridicată.
Controlul cu radiații penetrante (RP)
Prin radiografiere se înțelege o metodă de defectoscopie nedistructivă cu radiații penerante la care rezultatul conversiei imaginii radiante în imagine vizibilă constituie un document al controlului.
Radiația penetrantă poate fi radiație electromagnetică sau corpusculară, a cărei lungime de undă este mai mică decât distanțele interatomice din materiale.Radiațiile electromagnetice pot fi: radiații roentgen(X), al cărei spectru de lungimi de undă este cuprins între10-13…10-19 mm și radiații gama(γ) al cărei spectru de lungimi de undă este cuprins între 10-13…10-10mm.
Principalele proprietăți ale radiațiilor de care trebuie să se țină seama la folosirea lor în controlul nedistructiv sunt: penetrabilitatea , atenuarea, absorbția și variația intensității.
Obiectul radiografiei îl constituie obținerea imaginii structurii macroscopice a materialului cu ajutorul radiațiilor și înregistrarea acestei imagini pe film. Astfel, pe film apare imaginea internă a materialului controlat, având la bază atenuarea diferită a radiațiilor care l-au străbătut în funcție de neomogenitatea macroscopică a acestuia.
Pentru punerea în evidență a conformației interioare a unui corp este necesar ca acesta să fie astfel aranjat încât proiecția porțiunii interne care interesează să fie orientată perpendicular pe direcția de propagare a radiațiilor.
Controlul cu ultrasunete (US)
Este o metodă de control cu sensibilitate bună, care se aplică în cazul exigențelor mari și care oferă rezultate în timp real. Se utilizează în special pentru detectarea defectelor interioare de toate tipurile. Personalul care execută controlul trebuie să aibă o pregătire specială.
Principiul metodei de control cu ultrasunete: aparatul (defectoscop ultrasonic), compus dintr-un generator de impulsuri de înaltă frecvență, trimite, prin intermediul unui bloc de emisie, impulsuri electrice palpatorului (dispozitiv folosit pentru producerea ultrasunetelor). Palpatorul transformă impulsurile electrice în oscilații mecanice ce se transmit piesei controlate. Undele ultrasonice care se reflectă pe suprafața opusă piesei sau pe defecte ajung după un timp la palpator care le recepționează, le transformă în semnale electrice și le transmite unui bloc de amplificare. Vizualizarea impulsurilor se face pe un tub catodic.
Imbinările de colț se controlează mai greu cu ultrasunete decât îmbinările sudate cap la cap.
Controlul trebuie efectuat cu frecvențe cu atât mai joase cu cât grosimea este mai mare. De asemenea, defectoscoapele trebuie să asigure o amplificare cât mai ridicată, de peste 90 – 100 dB, un nivel de suprimare a zgomotului de fond de cel puțin 12 dB, precum și posibilități de conectare prin transmisie. În vederea asigurării unei pătrunderi suficiente a undelor în cusătură, fasciculul trebuie anume orientat față de marginea cusăturii și față de direcția de cristalizare. Această condiție implică controlul pe distanța (domeniul de adâncime) corespunzătoare unui semipas de examinare, p/2, de pe ambele părți și de pe ambele suprafețe ale îmbinării.
Controlul etanșeității (PH)
Se realizează utilizând proba hidraulică. Presiunea de încercare este de 4,375 kg/cm2g.
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 variații ale mărimilor măsurate. In cazul în care apar scăderi ale presiunii, se determină cauzele acestora, se remediază defectele și se reface proba de încercare.
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 barcm3/s.
Încercarea constă în creșterea presiunii până la presiunea de 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.
Se va întocmi matricea metode posibile de control/defecte
Tabel : Matricea metode posibile de control nedistructiv/defecte
Legendă:
OV – examinare optico vizuală
LP – lichide penetrante
R – radiații penetrante
CT – curenți turbionari
US – ultrasunete
D – recomandabilă
L – limitată funcție de grosimea materialului, mărimea, orientarea și poziția defectului
N – nu poate fi aplicată
1 – numai pe suprafață
3.5 Prezentarea tehnicilor de examinare
UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREȘTI
LABORATORUL DE DEFECTOSCOPIE
PROCEDURĂ SPECIFICĂ DE LUCRU PENTRU EFECTUAREA CONTROLULUI CU LICHIDE PENETRANTE
COD: CAT – S – 01
Exemplar Nr.: Proprietar: Laboratorul de Defectoscopie UPB
Acest exemplar este difuzat în regim:
Notă:
1. Prezenta procedură de lucru este destinată utilizării exclusive pentru propriile cerințe.
2. Utilizarea integrală sau parțială a acestei proceduri în orice scop sau activitate sau reproducerea parțială / integrală în orice publicație și prin orice procedeu (electronic, mecanic, fotocopiere, microfilmare etc.) este interzisă fără acordul scris al autorului/elaboratorului.
Acest exemplar este difuzat în regim:
Notă:
1. Prezenta procedură de lucru este destinată utilizării exclusive pentru propriile cerințe.
2. Utilizarea integrală sau parțială a acestei proceduri în orice scop sau activitate sau reproducerea parțială / integrală în orice publicație și prin orice procedeu (electronic, mecanic, fotocopiere, microfilmare etc.) este interzisă fără acordul scris al autorului/elaboratorului.
NOTE EXPLICATIVE
Toate paginile acestei proceduri aparțin ediției menționate pe pagina de gardă.
Procedura este supusă reviziilor parțiale, ori de câte ori este cazul.
Revizia aplicabilă este cea menționată pe fiecare pagină în parte și în cadrul “indicatorului reviziilor”.
Data reviziei reprezintă data de aplicare a respectivei revizii.
Difuzarea în regim controlat a procedurii și a fiecărei revizii se face pe bază de listă de difuzare, listă aprobată concomitent cu aprobarea procedurii.
Listele de difuzare se gestionează de către responsabilul calității și nu se anexează la exemplarele de lucru ale procedurii.
Indicatorul reviziilor se ține la zi, se gestionează de către responsabilul calității și nu se anexează la exemplarele de lucru ale procedurii.
LISTĂ DE DIFUZARE
INDICATORUL REVIZIILOR
CUPRINS
1. Scop
Prezenta procedură:
– se referă la examinarea cu lichide penetrante
– precizează condițiiile tehnice și criteriile de admisabilitate la efectuarea controlului cu lichide penetrante la îmbinările sudate cap la cap și de colț
2. Domeniu
Procedura de examinare cu lichide penetrante a îmbinărilor sudate cap la cap și de colț se poate aplica:
– după fiecare strat desudură
– la finalul îmbinării sudate
Prezenta procedură se aplică conform proiectului de execuție sau altor innstrucțiuni tehnice sau conform normelor ISCIR CR6-82
3.Documente de referință
– STAS 10214 – 84 Defectoscopia cu lichide penetrante
– STAS 12589 – 87
– codurile ASME
– CR6 – 82 Prescripții tehnice, Colecția ISCIR
– SR EN 571 – 99
4. Definiții și prescurtări
Terminologia utilizată este conform STAS 10041 – 75. Se mențin definițiile specificate în "Manualul de asigurarea calității".
Controlul calității – totalitatea acțiunilor dedeterminare a caracteristicilor calitative ale produselor și compararea acesstora cu cerințele specificate, în vederea conformității lor.(Inspecția calității -în ISO 8402).
Criteriu – principiu, normă la care se fac referiripentru definirea, aprecierea si clasifi-
carea situațiilor sau obiectelor în scopul luării unei decizii.
5. Condiții preliminare
Laboratorul pentru examinarea cu lichide penetrante trebuie să fie echipat cu materiale necesare bunei desfășurări a controlului: set de lichide penetrante, agent emulgator, developant, bloc de control, sursă de lumină albă.
Personalul care efectuează examinări cu lichide penetrante trebuie să fie calificat și autorizat de către organe competente.
Suprafața de examinat și zonele adiacente pe o distanță de 25 mm se curăță de oxizi și alte straturi neaderente: zgură, stropi, grăsimi, uleiuri, vopsea, acoperiri de protecție și orice alt material străin.
După curățire, suprafața de examinat se spală cu apă, se șterge și se usucă prin evaporare naturală sau forțată. Se admite folosirea aerului cald sau rece sub presiune numai cu condiția filtrării lui de impurități uleioase.
Utilizatorul lichidelor penetrante efectuează verificări la recepția lichidelor penetrante și periodic, în timpul utilizării acestora, conform STAS 12589 – 87. Pentru asigurarea obținerii unor rezultate concludente și reproductibile la controlul nedistructiv cu lichide penetrante, se recomandă verificarea eficacității aparaturii și a materialelor utilizate. Verificarea sensibilității lichidelor se face prin comparare cu un bloc de control, conform STAS 10214 – 84. Se verifică intensitatea surselor de lumină albă și luminiscența penetranților , conform STAS 10214 – 84.
6. Materiale și aparate
Se folosesc lichide penetrante în contrast de culoare, îndepărtabile cu solvent, produse în sistem de asigurare a calității.
Se folosesc penetranți colorați sau fluorescenți, conform normelor MIL, AECL, ADF, ASME, care nu conțin substanțe toxice, produși de firma Namicon.
7.Procedura de examinare
7.1 Definirea temei
Să se întocmească tehnologia de control cu lichide penetrante a structurii sudate "TAMBUR"
7.2 Alegerea tipului de penetrant
Pentru realizarea controlului se va utiliza metoda colorării la care penetrantul este un lichid colorat(de obicei roșu), iar examinarea se face în lumină albă , obișnuită . Indicațiile de defect apar ca pete de culoare roșie pe fondul alb al developantului.
7.3 Pregătirea suprafețelor controlate
Operația de pregătire a suprafețelor cntrolate are un rol deosebit de important pentru buna desfășurare a controlului. O suprafață bine pregătită va permite o penetrare foarte bună a defectelor și implicit detectarea acestora ca urmarea obținerii unor indicații de defect bine conturate. Suprafețele ce urmează a se examina se curăță de oxizi, zgură, substanțe grase, vopsea etc. O atenție deosebită se va acorda prezenței uleiurilor și unsorilor, care, prin influențarea nefavorabilă a tensiunii superficiale a penetrantului, va împiedica pătrunderea acestuia în cavitățile defectelor.
Curățirea suprafețelor se va efectua printr-o curățire chimică prin decapare fiind cel mai sigur mod de curățare a suprafeței piesei fără a denatura defectele acesteia.
Vom alege compoziția chimică a băii de decapare, în funcție de natura materialului decapat și anume 230g/l de acid clorhidric. Regimul de lucru recomandat este: temperatura de lucru 18-200C, durata de menținere 5 min.
In timpul procesului de decapare acidă, acțiunea reactivilor utilizați nu se rezumă numai la îndepăratrea straturilor de oxizi de la suprafața piesei ci se extinde și asupra metalului de bază, corodându-l, de aceea în soluții se vor adăuga limitatori de decapare care inhibă reacțiile nedorite.
Acești inhibatori sunt în general substanțe organice cu masă moleculară mare : amidon, gelatină, cleiuri etc.
Pentru ca decaparea în baie acidă să dea rezultate bune se va executa, în prealabil, o degresare a suprafețelor piesei cu solvenți organici.
Curățirea prin decapare va cuprinde deci următoarele operații: degresare – neutralizare – decapare – spălare cu apă – uscare.
Neutralizarea urmelor de acizi de pe suprafața pieselor și din cavitățile defectelor se face în circa 1…3min și va fi urmată de o spălare cu apă caldă și uscare cu aer cald, astfel încât să se elimine apa din cavitățile defectelor
7.4 Aplicarea penetrantului
Are drept scop depunerea unui strat subțire și uniform de penetrant pe suprafața ce urmează a se controla, după pregătirea prealabilă a acestora.
Penetrantul va fi aplicat prin pulverizare, această metodă asigurând cea mai mare sensibilitate, datorită depunerii penetrantului într-un strat uniform.
Pulverizarea se va face cu aerosoli(spray) folosind freon sau altă substanță volatilă. Datorită împrăștierii picăturilor foarte fine de penetrant în spațiul înconjurător este necesară o bună ventilație a locul de muncă
7.5 Penetrarea
Stratul de penetrant depus pe suprafața controlată este menținut un timp, astfel încât să poată pătrunde cât mai adânc în cavitățile defectelor.
Principalul parametru ce caracterizează această etapă este timpul de penetrare. Acesta va fi conform STAS 10214 – 75, pentru penetranții solubili în apă, de 60min.
Respectarea întocmai a regimului de lucru prescris are o importanță deosebită în asigurarea sensibilității ridicate a controlului.
7.6 Indepărtarea excesului de penetrant
După scurgerea timpului de penetrare, excesulde penetrant se va înlătura cât mai bine de pe suprafața controlată. In urma acestei operații trebuie să mai rămână penetrant numai în cavitățile defectelor.
Penetrantul ales fiind solubil în apă, se va îndepărta prin clătire sau stopire cu jetde apă și ștergere prin tampoane din materiale textile fără scame. Se va folosi apă calddă la 500C la o presiune de 2…2,5bar.
7.7 Uscarea suprafeței
Suprafața examinată se va usca prin evaporare naturală accelerată(suflare cu aert cald)
interval de maximum 15 min dela îndepărtarea excesului de penetrant. Temperatura suprafeței
sau a aerului insuflat nu trebuie să depășească 500C.
7.8 Developarea
Constă în depunerea unui strat subțire de developant pe suprafața controlată. Se va utiliza un developant pulbere aplicat, pe suprafața controlată, prin pulverizare.
Developantul trebuie să asigure :
– depunerea unui strat cât mai uniform pe suprafața controlată
– extragerrea cât mai bună a penetrantului din cavitățile defectelor
– asigurarea unui bun contrast între indicația de defect și fond
– îndepărtarea ușoară după control prin spălare sau ștergere.
Se va utiliza, ca developant, oxidul de magneziu sub formă de pulbere umedă.
Pentru obținerea unor rezultate bune se vor respecta condițiile impusede producătorul developantului în special cea referitoare la timpul dedevelopare.
Totodată acest timp poate fi determinbat curelația:
td =(0,5-1)tp , td =,5*60 = 30min ; unde:
tp – timp de penetrare
td – timpde developare
7.9 Examinarea
Examinarea optică se va realiza în lumină albă. Pentru o mai bună edificare asupra defectului depistat se va îndepărta stratul de developant, locul defect examinându-se cu lupa sau cu microscopul. Rezultatele controlului vor fi trecute în buletinul de examinare.
Curățirea finală se va face, după efectuarea controlului, prin spălare cu apă sau solvenți și apoi se usucă.
7.10 Responsabilități
Personalul care execută examinarea, interpretarea și înregistrarea examinării cu lichide penetrante este responsabil pentru respectarea întocmai a prezentei proceduri.
Atelierele care solicită examinarea cu lichide penetrante sunt responsabile pentru pregătirea suprafețelor de examinat și respectarea fazelor tehnologice din documentație.
Șeful laboratorului este responsabil de modul în care este realizată examinarea cu lichide penetrante, interpretarea rezultatelor, modul în care sunt întocmite documentele de control, asigurarea calității controlului, calificarea personalului.
7.11 Inregistrări
– înregistrarea datelor și rezultatelor examinării cu lichide penetrante a îmbinărilor sudate se va face în "Registrul de evidență a controalelor cu lichide penetrante"
– rezultatul examinării va fi consemnat în "Buletinul de examinare cu lichide penetrante"
8. Măsuri de aigurare a calității
Toate piesele care se vor prezenta pentru examinarea cu lichide penetrante vor fi însoțite de o cerere de examinare care va fi înregistrată.
Operatorul care a făcut interpretarea rezultatelor va marca piesele promovate în poansonul personal.
Se va elibera un buletin de examinare cu lichide penetrante în care sunt înscrise rezultatele examinării.
Se va face avizarea fișei de examinare nedistructivă de către factorii de avizare, aceiași cu cei care întocmesc procedura de examinare.
In cazul depistării unor defecte remediabile, se va emite o fișă de remediere a defectelor. După remediere, CTC va emite o cerere de reexaminare.
9.Măsuri de protecția muncii
Materialele folosite la controlul cu lichide penetrante pot fi volatile, toxice și chiar inflamabile.
Lichidele penetrante trebuie manevrate și depozitate cu grijă în încăperi aerisite sau ventilate, departe de surse de căldură și foc și astfel încât să nu fie supuse acțiunii directe a razelor solare.
UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREȘTI
LABORATORUL DE DEFECTOSCOPIE
BULETIN DE EXAMINARE
CU LICHIDE PENETRANTE
Beneficiar…………………………………………………..Adresa…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Comanda nr. …………………………………………………………
Data efectuării examinării
Proba nr………………………….. Materialul : 16Mo5
Procedeul de obținere: SUDARE MAG
Metoda de examinare: lichide penetrante(metoda colorării)
Modul de pregătire a produsului pentru examinare: curățire chimică prin decapare
Standardul de metodă folosit: STAS 10214 – 75
Criteriul: Admis/Respins
Condițiile tehnice de efectuare a examinării
Tipul lichidului penetrant(producătorul): NAMICON
Temperatura mediului ambiant: 150C
Temperatura piesei examinate: 150C
Timpul de penetrare: 60min
Timpul de emulsionare: –
Timpul de developare: 30min
Modul de spălare(îndepărtare a excesuluide penetrant): apă caldă
Tipul și puterea lămpii : 125W
Distanța dintre lampă și piesă: 500mm
Examinarea s-a efectuat INAINTE / DUPĂ tratamentul termic:
Examinarea în cazul sudurilor s-a efectuat: în stare finală, după primul strat și pe stratul de rădăcină
Rezultatele examinării
Defecte constatate(denumire / simbol): nus-a constatat nici un defect
Decizia: ADMIS
UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREȘTI
LABORATORUL DE DEFECTOSCOPIE
PROCEDURĂ SPECIFICĂ DE LUCRU PENTRU EFECTUAREA
CONTROLULUI CU RADIAȚII PENETRANTE
COD: CAT – S – 01
Exemplar Nr.: Proprietar: Laboratorul de Defectoscopie UPB
Acest exemplar este difuzat în regim:
Notă:
1. Prezenta procedură de lucru este destinată utilizării exclusive pentru propriile cerințe.
2. Utilizarea integrală sau parțială a acestei proceduri în orice scop sau activitate sau reproducerea parțială / integrală în orice publicație și prin orice procedeu (electronic, mecanic, fotocopiere, microfilmare etc.) este interzisă fără acordul scris al autorului/elaboratorului.
Acest exemplar este difuzat în regim:
Notă:
1. Prezenta procedură de lucru este destinată utilizării exclusive pentru propriile cerințe.
2. Utilizarea integrală sau parțială a acestei proceduri în orice scop sau activitate sau reproducerea parțială / integrală în orice publicație și prin orice procedeu (electronic, mecanic, fotocopiere, microfilmare etc.) este interzisă fără acordul scris al autorului/elaboratorului.
NOTE EXPLICATIVE
Toate paginile acestei proceduri aparțin ediției menționate pe pagina de gardă.
Procedura este supusă reviziilor parțiale, ori de câte ori este cazul.
Revizia aplicabilă este cea menționată pe fiecare pagină în parte și în cadrul “indicatorului reviziilor”.
Data reviziei reprezintă data de aplicare a respectivei revizii.
Difuzarea în regim controlat a procedurii și a fiecărei revizii se face pe bază de listă de difuzare, listă aprobată concomitent cu aprobarea procedurii.
Listele de difuzare se gestionează de către responsabilul calității și nu se anexează la exemplarele de lucru ale procedurii.
Indicatorul reviziilor se ține la zi, se gestionează de către responsabilul calității și nu se anexează la exemplarele de lucru ale procedurii.
LISTĂ DE DIFUZARE
INDICATORUL REVIZIILOR
CUPRINS
1) Scop
Examinarea cu radiații penetrante gama a îmbinărilor sudate, prin topire, cap la cap a tablelor și a sudurilor de colț.
2) Domeniul de aplicare
Prezenta procedură stabilește condițiile tehnice pentru efectuarea examinării prin radiografiere cu radiații penetrante a îmbinărilor sudate, prin topire, cap la cap la table și de colț în conformitate cu normativele în vigoare.
3) Documente de referință
– SR EN- 444/96
– SR EN – 473/94
– SR EN 25580/93
– SR ISO2919/66
– CR 20 – 85
4) Definiții și prescurtări
Se mențin definițiile specificate în "Manualul de asigurarea calității".
Defect – neconformitatea unui produs cucerințele impuse pentru una din caracteristicile sale.
Criteriu de acceptabilitate – criteriu folosit la luarea deciziei admis/respins (sau "bun pentru exploatare").
5) Condiții preliminare
Laboratorul pentru examinarea cu radiații penetrante trebuie să fie echipat cu materiale necesare bunei desfășurări a controlului.
Personalul însărcinat cu executarea examinărilor cu radiații penetrante va fi autorizat ISCIR conform prevederilor ISCIR CR11.
Se va verifica completarea integrală cu toate informațiile a programului de control radiografic.
Se va întocmi, pe baza informațiilor primite, nota de lucru.
6) Aparate și materiale utilizate
Se va utiliza o sursă de radiații gama (Ir 192).
Filmul utilizat este tip GAMAGRAF G2, materialul din care este făcut fiind Pb.
Indicatorii de calitate ai imaginii(ICI) folosiți sunt cu fire.
Sensibilitatea Φmin conform DIN 54109 este egală cu 0,125%.
7) Procedura de examinare
7.1) Definirea temei
Să se întocmească tehnologia decontrol cu radiații penetrante a structurii sudate "TAMBUR".
7.2) Controlul vizual și pregătirea suprafețelor
Se face pentru a avea certitudinea că radiografia obținută redă detaliile din interiorul piesei. Suprafața piesei de controlat trebuie să fie curată, fără defecte vizibile ca fisuri, cratere, denivelări exagerate etc. Suprafețele sudurilor se vor curăța de stropi și de straturile de zgură de pe ambele fețe.
7.3) Pregătirea filmelor și a tuturor accesoriilor
Filmele vor fi livrate în casete perfect opace la acțiunea luminii dar care lasă radiațiile să treacă. Dacă filmul nu este livrat în casete pregătirea casetei o va face operatorul în camera obscură. In acest caz se va acorda o atenție mare
înlăturării oricărei posibilități de murdărire, pătare cu substanțe chimice a filmelor, zgârierea ecranelor, umezirea filmelor etc deoarece aceste neajunsuri influențează calitatea radiografiei sau pot duce la interpretări greșite.
Dimensiunile filmelor vor fi alese direct din seturile de dimensiuni existente în funcție de suprafața care trebuie radiografiată.
Iradierea se va executa în camere de expunere special amenajate în concordanță cu prevederile legale de funcționare a instalațiilor nucleare.
7.4) Identificarea locului radiografiat
Pentru identificarea locului radiografiat se vor folosi repere, simboluri și indicative. Reperele sunt sub formă de semne(săgeată) care indică zone de interes deosebit. Simbolurile sunt litere sau cifre ce se așează pe piesă, astfel încât imaginea lor pe radiografie să permită identificarea fără echivoc a porțiunii examinate.
Suprafața controlată va fi marcată prin poansonare în cel puțin două locuri, astfel încât să se identifice poziția radiografiei în vederea localizării defectelor.
Plasarea simbolurilor se va face ținându-se cont de numărul pereților străbătuți de radiații.
7.5) Amplasarea și stabilirea numărului indicatorilor de calitate(ICI)
ICI aleși vor fi cei cu fire. Așezarea lor se face pe suprafața piesei dinspre sur sa de radiații, transversal pe cordonul de sudură, la marginea filmului.cu firele mai subțiri amplasate spre exterior.
Deoarece sunt folosite mai multe casete pentru o expunere, pe fiecare radiografie trebuie să apară câte un ICI.
Dacă sursa se va amplasa în interior(în centru) și întreaga circumferință este radiografiată dintr-o singură expunere vor fi suficienți cel puțin 3 ICI egal distribuiți.
La intersecția sudurilor(noduri) este obligatoriu să apară câte un ICI pe fiecare ramură a nodului.
7.6) Stabilirea geometriei de expunere și a timpului de expunere
Calitatea imaginii este mult influențată de alegerea corectă a geometriei expunerii. Plasarea filmului cât mai aproape posibil de piesă, paralel cu aceasta și perpendicular pe direcția radiațiilor penetrante trebuie să fie în atenția operatorului.
Timpul de expunere este unul dintre factorii de cea mai mare importanță pentru obținerea imaginii radiografice de calitate.
Metoda de calcul a timpului de expunere este cea cu ajutorul riglei sau pe baza diametrelor de expunere. Rigla de calcul constă dintr-o riglă cu două scări logaritmice, pe cea de jos fiind trecută doza de expunere în R, iar pe cea de sus timpul de expunere.Citirea timpului se face cu ajutorul a două riglete cu câte două scări fiecare, pe o parte pentru surse de iridiu 192, iar pe cealaltă pentru cobalt 60, scările rigletelor fiind gradate cu timpul de înjumătățire, grosimea piesei de radiografiat în mm echivalent oțel, activitatea sursei în Cibelli, distanța sursă – film.
7.7) Executarea radiografiilor
Echipa de operatori își va însuși toate informațiile primite în vederea executării controlului radiografic prin nota(documentația) de lucru.
Mișcarea surseide radiații se va trece în registrul de mișcare a surselor de radiații.
Se va controla buna funcționare a instalației de radiografiere, iarcu ajutorul mijloacelor de dozimetrie existența sursei de radiații în container la ieșirea din depozitul de surse radioactive, în timpul lucrului pe teren și la intrarea în depozitul de surse radioactive.
Se verifică existența tuturor materialelor necesare expunerii: filme, ICI, indicative, metru de plumb, plăcuțe avertizoare etc
Se verifică în teren sudurile care vor fi controlate.
Se pregătește îmbinarea sudată pentru radiografiere
Se execută marcarea și împrejmuirea zonei periculoase a câmpului de radiații
Se realizează geometria și condițiile de expunere conform notei de lucru primite și se efectuează expunerile necesare, răspunzând decalitatea lucrării prestate.
După executarea notei de lucru operatorii vor întocmi "Raportul de activitate al operatorului".Va urma prelucrarea fotografică urmată decompletarea"Plicului port – film".
Rezultatele obținutevor fi interpretate, în conformitate cu normativul prevăzut în proiect și comunicat în programul de control radiografic, decătre personalul autorizat în condițiile legii. Rezultatele interpretate se vor marca în programul de control și pe schemele izometrice primite, rezultate care se transmit sub semnătura executantului prin "Raportul de examinare nedistructivă".
8. Măsuri de aigurare a calității
Toate piesele care se vor prezenta pentru examinarea cu radiații penetrante vor fi însoțite de o cerere de examinare care va fi înregistrată.
Operatorul care a făcut interpretarea rezultatelor va marca piesele promovate în poansonul personal.
Se va elibera un buletin de examinare cu radiații penetrante în care sunt înscrise rezultatele examinării.
Se va face avizarea fișei de examinare nedistructivă de către factorii de avizare, aceiași cu cei care întocmesc procedura de examinare.
In cazul depistării unor defecte remediabile, se va emite o fișă de remediere a defectelor. După remediere, CTC va emite o cerere de reexaminare.
9) Protecția muncii
Pentru a evita pe cât posibil pericolul iradierii operatorilor, aceștia vor trebui să respecte limitele de distanță specifice fiecărei instalații și să reducă la minim durata de staționare în preajma instalației.
Personalul operator va fi special instruit, examinat periodic și autorizat să execute astfel de lucrări.
Se va face periodic un control medical, iar persoanele cu contraindicații nu vor fi acceptate să execute astfel de operații.
UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREȘTI ANEXA1
LABORATORUL DE DEFECTOSCOPIE
BULETIN DE EXAMINARE
CU RADIAȚII PENETRANTE
Nr………/……….
Beneficiar………………………………………………Adresa………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………….
Comanda nr. ………………………………………………………………
Proba nr. …………………………..Materialul 16Mo5
Procedeul de obținere…….SUDARE MAG…………………………………………….
Modul de pregătire a produsului pentru examinare: sudare
Standardul de metodă folosit…………………………………………
Criteriul Admis / Respins
Condiții tehnice de efectuare a examinării
Examinarea s-a efectuat INAINTE / DUPĂ tratamentul termic
Rezultatele examinării sunt prezentate în fișa tehnică anexată prezentului buletin de examinare, conținând………file.
RESPONSABILITĂȚI
ANEXĂ LA BULETINUL DE EXAMINARE
CU RADIAȚII PENETRANTE
1) – conform planului
2) – conform STAS 8299 – 78
3) – în conformitate cu criteriul deacceptabilitate a defectelor adoptat, specificat în buletinul de examinare
4) – grupa de încadrare a defectelor după recomandările I.I.S.
UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREȘTI
LABORATORUL DE DEFECTOSCOPIE
PROCEDURĂ SPECIFICĂ DE LUCRU PENTRU EFECTUAREA
CONTROLULUI ETANȘEITĂȚII
COD:
Exemplar Nr.: Proprietar: Laboratorul de Defectoscopie UPB
Acest exemplar este difuzat în regim:
Notă:
1. Prezenta procedură de lucru este destinată utilizării exclusive pentru propriile cerințe.
2. Utilizarea integrală sau parțială a acestei proceduri în orice scop sau activitate sau reproducerea parțială / integrală în orice publicație și prin orice procedeu (electronic, mecanic, fotocopiere, microfilmare etc.) este interzisă fără acordul scris al autorului/elaboratorului.
Acest exemplar este difuzat în regim:
Notă:
1. Prezenta procedură de lucru este destinată utilizării exclusive pentru propriile cerințe.
2. Utilizarea integrală sau parțială a acestei proceduri în orice scop sau activitate sau reproducerea parțială / integrală în orice publicație și prin orice procedeu (electronic, mecanic, fotocopiere, microfilmare etc.) este interzisă fără acordul scris al autorului/elaboratorului.
NOTE EXPLICATIVE
Toate paginile acestei proceduri aparțin ediției menționate pe pagina de gardă.
Procedura este supusă reviziilor parțiale, ori de câte ori este cazul.
Revizia aplicabilă este cea menționată pe fiecare pagină în parte și în cadrul “indicatorului reviziilor”.
Data reviziei reprezintă data de aplicare a respectivei revizii.
Difuzarea în regim controlat a procedurii și a fiecărei revizii se face pe bază de listă de difuzare, listă aprobată concomitent cu aprobarea procedurii.
Listele de difuzare se gestionează de către responsabilul calității și nu se anexează la exemplarele de lucru ale procedurii.
Indicatorul reviziilor se ține la zi, se gestionează de către responsabilul calității și nu se anexează la exemplarele de lucru ale procedurii.
LISTĂ DE DIFUZARE
INDICATORUL REVIZIILOR
CUPRINS
1) Scop
Prezenta procedură:
– se referă la controlul etanșeității unui recipient
– oferă posibilitatea întocmirii tehnologiei de control a etanșeității unui ansamblu obținut prin sudare.
2) Domeniul de aplicare
Prezenta procedură este desstinată punerii în evidență a defectelor care străbat piesa, pe grosimea ei, în urma procesului de fabricație(obținerea tablelor prin laminare și îmbinarea prin sudare a părților recipientului).
3) Documente de referință
– cod ASME 1980
– presripții tehnice ISCIR C4 – 83
– notițe curs "Controlul Imbinărilor Structurilor Sudate"
– "Incercarea materialelor"(vol III) de D. MATEESCU și VOICU SAFTA
4) Definiții și prescurtări
Lipsă de etanșeitate – existența unor scăpări de fluid care străbat prin pereții obiectului controlat sau prin îmbinări.
Sensibilitatea metodei de control – debitul minim al scăpărilor sesizabil prin metoda respectivă.
5. Condiții preliminare
Spațiul pentru controlul etanșeității trebuie să fie echipat cu materiale necesare bunei desfășurări a controlului.
Personalul care efectuează controlul etanșeității trebuie să fie calificat și autorizat de către organe competente.
Inainte de începerea probei, toate racordurile sau orificiile funcționale ale produsului ce urmează să fie probat trebuie să fie închise etanș, folosind dopuri, capace cu garnituri, lacuri de etanșare, chituri sau alte materiale potrivite care pot fi repede și complet îndepărtate după efectuarea operației de control a etanșeității.
Pentru succesul probei sunt necesare operații de curățire a produsului de vaselină, ulei, urme de lichide sau alte impurități.
Controlul se execută în urma tratamentului termic și examinării nedistructive a îmbinărilor sudate.
După încercarea la presiune – etanșare, se interzice orice iintervenție, care ar putea influența materialul, rezistența sau etanșeitatea produsului.
6. Procedura de examinare
6.1 Definirea temei
Să se întocmească tehnologiade control al etanșeitățăii al TAMBURULUI
6.2 Rezolvarea temei
Pentru realizarea controlului se va utiliza "Proba hidraulică".
Pentru obținerea unor rezultate reale în urma controlului de etanșeitate, este necesar să se ia o serie de măsuri, care să asigure înlăturarea influențelor negative din exterior. Aceste măsuri se referă la:pregătirea locului pentru efectuarea probei, pregătirea produsului și pregătirea instrumentelor și aparatelor.
Pregătirea locului constă în alegerea unui spațiu curat, fără posibilități de contaminare a atmosferei cu praf care poate astupa temporar un por de pe produs, fără pericolul apariției în zonă a unor degajări de gaze care pot influența sensibilitatea aparatelor și departe de sursele de vibrații produse de utilajele din apropiere care pot provoca reacții eronate ale apraturii fine de control.
Pregătirea produsului – experiența a arătat că, pentru succesul probei, sunt necesare operații de curățirea produsului de vaselină, ulei, urme de lichide sau alte impurități. Tratamentele mecanice superficiale, cum ar fi sablarea sau polizarea, se vor evita, deoarece pot duce la o trasare superficială a materialului sau la apariția prafului în zonă, având drept rezultat obturarea temporară a orificiilor.
Proba de rezistență a produsului se va face cu apă deoarece apa pătrunsă în fisurile mici se poate elimina prin evaporare.
Pentru a avea certitudinea obținerii unor rezultate reale, în special la cerințe severe de etanșeitate, se impune efectuarea încălzirii utilajului. Pentru evitarea apariției depunerilor de rugină, se recomandă evaporarea prin încălzire în vid. Durata de uscare este în funcție de sensibilitatea de detectare impusă, temperatura de uscare și grosimea piesei.
Pregătirea instrumentelor și aparatelor de măsură
Marea majoritate a aparaturii de control folosesc elemente sensibile la detectarea scăpărilor, care își pot pierde sensibilitatea după o anumită perioadă de folosire sau din cauza utilizării necorespunzătoare. Pentru reglarea sau etalonarea detectoarelor de scăpări, se folosește un aparat ce permite simularea unor scăpări de o anumită mărime. Mărimea acestor scăpări poate fi reglată prin varația presiunii și temperaturii fluidului sau utilizând duze cu orificii calibrate, de diverse diametre, ce stimulează o eventuală fisură sau por.
Proba hidraulică constă în introducerea sub presiune a unui lichid(apă) în incinta controlată. Este esențial ca în timpul umplerii să se asigure eliminarea completă a aerului, pentru evitarea formării unor pungi în recipient sau în racordurile acestuia.
Presiunea la care este supus lichidul este indicată de către proiectant fiind aleasă ca o presiune de încercare, care va fimai mare ca presiunea de exploatare. In lipsa unor normative precise pentru un anumit tip de instație sau utilaj, presiunea de încercare se ia în limitele
Pp = (1,2…1,5)Pc, unde: Pp = 1,5*2,5 = 3,75 barr
– Pc – presiunea de calcul
– Pp – presiunea de probă
Presiunea trebuie aplicată progresiv, fără șocuri, în minimum 3 trepte de încărcare, până la atingerea presiunii de calcul și în minimum încă 3 trepte de încercare, până la atingerea presiunii maxime de probă. In timpul aplicării treptelor de presiune și suprapresiune , se măsoară variațiile de diametre, se urmăresc eventualele variații de formă în vederea evitării atingerii limitei de instabilitate.
Presiunea de probă se menține până când nu se mai înregistrează variații ale mărimilor măsurate, dar nu mai puțin de 10 minute.
Dacă controlul la etanșare nu poate fi terminat în acest timp, presiunea se coboară la presiunea de calcul și se menține până când se termină controlul.
Dacă în timpul încercării scade presiunea, se stabilesc cauzele și se operează remedierile necesare, după care încercarea se reia.
Dacă în timpul încercării se constată scăderea temperaturii sub valoarea admsiă se vor lua măsuri de oprire imediată a încercării.
Atmosfera exterioară a utilajului probat va fi cât mai uscată posibil, pentru a se evita condensarea vaporilor de apă.
7. Responsabilități
Personalul care execută examinarea, interpretarea și înregistrarea examinării etanșeității este responsabil pentru respectarea întocmai a prezentei proceduri.
Atelierele care solicită examinarea etanșeității sunt responsabile pentru pregătirea suprafețelor de examinat și respectarea fazelor tehnologice din documentație.
Șeful laboratorului este responsabil de modul în care este realizat controlul etanșeității, interpretarea rezultatelor, modul în care sunt întocmite documentele de control, asigurarea calității controlului, calificarea personalului.
8. Inregistrări
– înregistrarea datelor și rezultatelor examinării etanșeității recipientului se va face în "Registrul de evidență a controalelor etanșeității".
9. Măsuri de aigurare a calității
Ansamblele care se vor prezenta pentru examinarea etanșeității vor fi însoțite de o cerere de examinare care va fi înregistrată.
Operatorul care a făcut interpretarea rezultatelor va marca piesele promovate în poansonul personal.
Se va elibera un buletin de examinare în care sunt înscrise rezultatele examinării.
Se va face avizarea fișei de examinare de către factorii de avizare, aceiași cu cei care întocmesc procedura de examinare.
In cazul depistării unor defecte remediabile, se va emite o fișă de remediere a defectelor. După remediere, CTC va emite o cerere de reexaminare.
10.Protecția muncii
Una din problemele importante, care se ridică la operațiile de control al etanșeității , este aceea a asigurării măsurilor de securitate pentru evitarea accidentelor.
Teoretic această probă e nepericuloasă însă pentru evitarea unor situații care s-ar putea solda cu pierderi de vieți omenești se vor amplasa paravane metalice în jurul spațiului unde se efectuează controlul.
In general este recomandabil să se realizeze staduri de probă acolo unde este posibil.In anumite cazuri se va încerca, ca organizarea acestor controale, să se execute în afara orelor de program a celorlalți muncitori, cu măsuri de securitate numai pentru personalul ce execută probele.
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: Analiza Constructiva a Sudurilor. Analiza Procedeului Optim de Sudare (ID: 161439)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.