INGINERIA SUDĂRII MATERIALELOR AVANSATE – PROIECT DE DISERTAȚIE – Conducător științific, Absolvent, Sef lucr. dr. ing. Machedon-Pisu Elena ENACHE… [308577]

[anonimizat] –

[anonimizat]: [anonimizat]

2020

Universitatea TRANSILVANIA din Brașov

Facultatea de Știința și Ingineria Materialelor

Departamentul de Ingineria Materialelor și Sudură

Master: Ingineria Sudării Materialelor Avansate

ENACHE FLORIN IONUȚ

Soluții tehnologice de sudare a [anonimizat]-

2020

Capitolul 1. Introducere

Reprezentând o locație strategică în zona Mării Negre, S.C. Oil Terminal S.A. [anonimizat] a [anonimizat].

Noul mileniu reprezintă pentru Oil Terminal o [anonimizat]-un program de modernizare a infrastructurii.

În contextul extinderii tendinței de tranzitare a [anonimizat], infrastructura, [anonimizat]-un program de modernizare și actualizare a tehnologiei facilităților existente.

[anonimizat], acestea constituind preocuparea de bază a [anonimizat].

Oil Terminal S.A. a fost înființată în baza Legii 31/1990 prin Hotărârea nr.1200/12.11.1990 și este înregistrată la Oficiul Registrului Comerțului sub nr. J/13/512/1991. Durata de activitate a societății este nelimitată.

Tabel 1 STRUCTURA ACTIONARIAT

S.C. Oil Terminal. S.A. [anonimizat] a II-a și are simbolul OIL pe piața bursieră.

[anonimizat], [anonimizat], S.C. OIL TERMINAL

S.A. CONSTANȚA a proiectat, documentat, implementat și certificat un Sistem de Management al Calității în conformitate cu cerințele standardului SR EN ISO 9001:2008. Oil Terminal respectă prevederile Codul Internațional pentru Securitatea Navelor și Facilităților Portuare (Codul ISPS) fiind certificat în acest sens de către autoritatea portuară.

Oil Terminal realizează prestații de: [anonimizat];

descărcare produse produse petroliere și chimice lichide din cisterne CF în rezervoare;

descărcare produse produse petroliere și chimice lichide din cisterne CF în nave maritime/barje fluviale prin transbord direct;

[anonimizat]/barje fluviale;

descărcare dintr-o navă maritimă în altă navă/barje prin transhipment direct;

depozitare în rezervoare.

Dintre produsele manipulate se pot menționa: țțițeiul, păcura, motorina, benzina, [anonimizat], [anonimizat], metanolul, octanolul, o-xilenul, benzenul, toluenul, biodieselul, bioetanolul și probabil în viitorul apropiat și ulei vegetal din zona siguranței alimentare.

Oil Terminal este conectat prin conducte de transport țiței cu toate rafinăriile din România.

Oil Terminal deține depozite pentru stocarea produselor petroliere și un terminal petrolier situat în incinta Portului Constanța.

În ceea ce privește capacitatea totală de depozitare din Oil Terminal. S.A., aceasta este de circa 1,7 milioane metri cubi repartizată în trei depozite (Nord, Sud și Port). Principalele capacități de depozitare se află în Depozitul Sud (), construit la începutul anilor 1970, care este și cel mai mare din sud-estul Europei.

Fiecare depozit, funcție de specificul acestuia, este dotat cu:

rezervoare cu capacități cuprinse între și , de construcție metalică, cilindrice, verticale, prevăzute cu centuri de protecție, cu capace fixe sau flotante, cu instalații de măsurare automată și cu instalații de stingerea incendiilor;

instalații de încărcare-descărcare produse petroliere, petrochimice și chimice lichide formate din rampe CF cu o lungime totală de aproximativ cu o capacitate cumulată de circa 20.000 tone/24 ore;

instalații de încărcare motorină în autocisterne dotate cu instalații de contorizare volumetrice;

conducte de transport cu diametre între 100 și , pentru transvazări în cadrul depozitelor, legătura între depozite și conectarea depozitelor cu danele unde se operează navele petroliere;

case de pompe ce pot realiza debite între 300 și 2.500 m3/h;

instalații de stins incendiu compuse din conducte ce ajung la fiecare rezervor, case de pompe, materiale de stins incendiu specifice fiecărui produs, brigadă de pompieri dotate cu mașini de stins incendiu;

centrală termică pentru furnizare abur tehnologic;

laboratoare dotate cu aparatură pentru efectuarea încercărilor fizico-chimice specifice;

instalații de captare și epurare a apelor reziduale.

Terminalul petrolier este amplasat în molul 4 din incinta Portului Constanța, danele 69-79. Acesta are în exploatare 7 dane operative dintre care 6 au adâncimi de și lungime de – danele 69-76, iar dana 79 are adâncimea de și lungimea de , permițând operarea navelor cu o capacitate de până la 150.000 tdw.

Danele sunt dotate cu instalații de cuplare la nave pentru încărcare descărcare, acționate hidraulic, cu diametre de de tip WOODFIELD în danele 70-76 și de diametrul de tip FLEXIDER, în dana 79.

Furtunuri flexibile de și sunt disponibile în fiecare dană petrolieră.

Fiecare dană este echipată cu instalații de stins incendiu cu apă și spumă. Danele 69-73 au montate pe cheu tunuri cu apă/spumă. Danele75, 76 și 79, în afara tunurilor montate pe cheu, au în dotare tunuri de stins incendiu cu apă/spumă situate în turnuri la înălțimea de cu comandă electrică de la distanță. De asemenea, există instalație pentru formare perdea de apă între navă și instalațiile Oil Terminal.

În Portul Constanța sunt disponibile servicii de pilotaj și remorcaj pentru toate tipurile de nave, furnizare combustibil ușor și greu la nave, livrare apă potabilă, preluare rezidii, colectare gunoi menajer, asigurare servicii medicale.

Portul Constanța este conectat la țțările din centru și Vestul Europei prin canalul Dunăre- Marea Neagră și fluviul Dunărea. Astfel, se pot primi/expedia o mare varietate de mărfuri prin barje fluviale.

Figura 1.1. S.C. OIL TERMINAL S.A. CONSTANȚA – AMPLASAMENT

Oil Terminal poate efectua o gamă variată de operațiuni speciale, dintre care se pot enumera:

Oil Terminal are în dotare singura dană petrolieră din vestul Mării Negre cu pescaj ce poate asigura descărcarea/încărcarea navelor de capacitate 150 mii tdw. Costul transportului pe mare fiind influențat de capacitatea navelor, această facilitate de operare a navelor de mare tonaj, este în beneficiul traderilor/clienților Oil Terminal.

Se pot descărca nave de capacitate mare, iar ulterior marfa să se încarce în vapoare mai mici, funcție de posibilitățile de primire din alte porturi.

rețeaua de conducte ce leagă cele 7 dane petroliere între ele asigură posibilitatea efectuării de transborduri de marfă între două nave acostate la două dane diferite;

prin montarea de pompe pe cheul unei dane, se pot descărca barje fluviale încărcate cu benzină;

după descărcare benzină și spălarea barjelor, acestea se încarcă cu motorină și expediază pe Dunăre către țțări riverane. Astfel barjele circulă tot timpul pline, ceea ce este în avantajul proprietarilor acestora;

Capitolul 2. Prezentarea Generală a Secției Platformă Port și Sud

2.1. Secția Platformă Port

Este amplasată în partea de sud a portului Constanța, începând cu Dana 69 și până la Dana 79, exclusiv danele 77, 78.

În principal Secția Platformă PORT asigurã urmãtoarele servicii:

import țiței;

export – import produse petroliere;

export – import produse petrochimice și chimice lichide;

tranzit produse petroliere, petrochimice și chimice lichide;

depozitare, condiționare și livrare produse petroliere, petrochimice și chimice lichide;

epurare ape uzate;

activitate de încãrcare descãrcare vagoane ( cisterna CF);

asigurare apã incendiu și intervenții în caz de incendiu;

Pentru realizarea procesului de manipulare produse Secția Platformă Port are în componența sa, următoarele echipamente și instalații: conducte de transport, rezervoare, electropompe, cu case de pompe, rampe de descărcare CF dotate cu colectoare, claviaturi de vane, dane care sunt echipate cu instalații de încărcare / descărcare. Aceste instalații asigură operațiunile de manipulare pentru produse petroliere în general dar ca element de particularitate, pentru produsele petrochimice și chimice lichide. Pentru majoritatea acestor produse, la finalizarea manipulării lor în vederea asigurării traseelor, este necesar să se efectueze suflarea cu azot. Din acest motiv la celelalte echipamente descrise pentru manipulare un rol deosebit de inportant îl ocupă și instalația de Azot Tehnic.

În continuare vor fi prezentate sumar câteva dintre instalații și tehnologii de manipulare ale unora dintre produsele consumatoare de azot, precum și a caracteristicilor de capabilitate a instalației pentru asigurarea manipulării.

Conductele de legatura la rezervoare, au următoarele capacității :

Figura 2.1. Fascicol de conducte în terminalul petrolier

2.2. Date generale ale S.P. Sud – Amplasamentul S.P. Sud

Secția Platformă Sud este situată în partea de Sud-Est a orașului Constanța la Sud de cartierul Faleză Sud, fiind cuprinsă între Șoseaua Mangaliei la Vest și rada sudică a Portului Constanța la Est. Secția Platformă Sud este amplasată pe un promontoriu cu altitudinea de cca. 30 – . De pe perimetrul secției, terenul coboară în pantă lină spre Lacul Agigea, abrupt spre mare și taluzat spre linia ferată situată la Nord.

Construcția Secției Platformă Sud a început în anul 1972 concomitent cu construcția fascicolului de conducte care leagă Secțiile Platformă Nord și Sud, realizându-se în final o capacitate de depozitare de 900.000 mc, cel mai mare depozit din sud-estul Europei.

Depozitul este construit într-o cuvă prin excavarea unei cantități enorme de pământ în zona denumită Movila Sara unde în timpul războiului era amplasată o baterie de coastă nemțească cu o mare putere de foc.

Secția Platformă Sud este cea mai mare și modern depozit din OIL TERMINAL având 8 rezervoare de câte 50.000 mc (400.000mc) și 6 rezervoare de câte 31.500 mc (189.000 mc).

In celelalte capacități se depozitează benzină, motorină, păcură și alte produse petrochimice.

Secția este dotată cu o antestatie de primire a navetelor sosite de la rafinării, o rampă de descărcare cu patru fronturi operative unde se pot realiza operațiuni de descărcare și încărcare a produselor albe (benzine – motorine) pe o lungime de putându-se opera navete de până la 1.600 tone fiecare. Rampa este complet betonată, descărcarea realizându-se prin cădere liberă, cu un debit de circa 400 tone.

Manevra navetelor se realizează cu locomotive proprii și partide de manevră ale societății.

Cantitatea din cisternele CF care alcătuiesc naveta se stabilește automat pe fiecare cazan în parte cu ajutorul cântarelor automate tip “FLINTAP”.

În Secția Platformă Sud lucrările de investiții de mare amploare au fost realizate între anii 1973 – 1983 fiind nominalizate 3 etape de dezvoltare, iar în prezent se desfășoară o etapă de modernizare și retehnologizare adaptându-se instalațiile tehnologice pentru noile situații create de economia românescă după anul 1990.

Intre Secția Platformă Nord si Secția Platformă SUD existã un fascicul de conducte, subteran, îngropat la cca. adâncime, format din mai multe conducte de țțiței (1), pãcurã (2), motorinã (3) și una de rezervă, cu diametre cuprinse între 350 și . Fascicolul de conducte este prevãzut cu trei cãmine de vane de secționare, din beton, acoprite cu capace metalice.

În depozitul SUD sunt conducte subterane și supraterane de benzinã, motorinã, pãcurã, țțiței și MTBE cu diametre cuprinse între 200 – .

Conductele exterioare (fascicol suprateran ce leagã depozitul SUD de depozitul PORT) sunt grupate astfel:

– conducte de benzinã B1, B2 de diametru ;

fostele conducte de acetonã (în prezent motorină – M3) și toluen (benzină – B3), de diametru ;

fosta conductã de xilen (în prezent goală, se pregătește pentru ape uzate), de diametru ;

fosta conductã de metanol (în prezent MTBE), de diametru ;

fostele conducte de ulei: U1 (în prezent pentru combustibil IFO), U2 (pentru benzină) de diametre 300 – și U3 prin care se transportă în prezent apele uzate preepurate de la separatorul Sud si care se va înlocui cu conducta de xilen. U3 va primii altã destinatie.

conductele de motorinã M1 și M2 și de pãcurã P1 și P2 de la depozitul SUD la depozitul PORT, cu diametre de ;

conductele de țțiței (T1, T2, T3) de diametru , T4 are diametru de .

Figura 2.2. Intervenția la conductele de țiței

Capacitățile conductelor interioare și exterioare sunt :

Capitolul 3. Proiectarea tehnologiei de sudare și ordinea succesiunii operațiilor

Pentru a elabora o tehnologie de sudare se presupune stabilirea condițiilor în care are loc execuția îmbinării sudate, pornind de la pregătirea pentru sudare, alegerea materialelor de adaos, stabilirea parametrilor de sudare, stabilirea prelucrărilor post-sudare, alegerea echipamentelor de sudare și a dispozitivelor, etc.

Elaborarea unei tehnologii de sudare urmărește asigurarea calității impuse îmbinării sudate, și un preț de cost cât mai redus. Aceasta presupune cunoașterea performanțelor procesului de sudare utilizat, a parametrilor tehnologici de sudare și a recomandărilor tehnologice specifice, cunoașterea aparatelor și a potențialului de exploatare a acestora.

În vederea realizării tehnologiei de sudare pentru conducte magistrale, s-au ales ca echipamente de sudare un Invertec STT II pentru stratul de rădăcină, iar pentru stratul de umplere Piper Bug-O.

Pentru sudarea conductelor magistrale fabricate din L 360 NB conform SR EN 10208/2 – 1998, se vor folosi ca materiale de adaos, sârmă plină de sudură G3Si1 SupraMIG (figura 3.1) AWS A5.18-93 ER70S-6 iar ca și gaz de protecție 100% CO2. La straturile de umplere se va folosi sârma tubulară OUTERSHIELD 71E-H (figura 2.2)AWS A5.20 E71T-1M-JH4 și gazul de protecție C18(Corgon-82% CO2, 18%Ar).

În tabelele de mai jos sunt prezentate caracteristicile mecanice și compoziția chimică a sârmei de sudură SupraMIG (tabelul 3.1 și 3.2) și OUTERSHIELD 71E-H (tabelul 3.3 și 3.4) cu diametrul de 1,2mm.

Tabelul 3.1Compoziția chimică a sârmei G3Si1(%)

Tabelul 3.2 Caracteristicile mecanice ale sârmei G3Si1

Figura 3.1. Sârmă sudură Lincoln G3Si1

Tabelul 3.3Caracteristicile chimice ale sârmei de sudură OUTERSHIELD 71E-H(%)

Tabelul 3.4Caracteristicile mecanice ale sârmei de sudură OUTERSHIELD 71E-H(%)

Conducta magistrală care urmează să fie sudată cu materialele de adaos prezentate anterior, este fabricată dintr-un oțel cu marca L360NB conform SR EN 10208/2 cu un diametru de 610 mm și o grosime de 7,2 mm, și are caracteristicile mecanice respectiv compoziția chimică evidențiată în tabelele de mai jos:

Tabelul 3.5 Proprietăți mecanice a materialului de bază L360NB

Tabelul 3.6Comoziție chimică a materialului de bază L 360NB (%)

Figura 3.2. Sârmă sudură OUTERSHIELD 71E-H

3.1. Operațiile premergătoare în vederea sudării conductelor magistrale

Înaintea începerii sudării conductelor, există unele operații care se execută pentru asigurarea unei suduri de calitate.

Aceste operații sunt:

Preîncălzirea. În funcție de condițiile meteo (temperatură, umiditate), capetele conductelor ce urmează a fi sudate se vor usca sau se vor preîncalzi. Preîncalzirea se aplică când temperatura este scăzută (sub +5˚C….-5˚C), temperatura de preîncălzire stabilindu-se în funcție de compoziția chimică a materialului de bază. Pentru preîncălzire se folosesc arzătoare alimentate cu propan. Pentru determinarea necesității preîncălzirii se folosește formula Cechivalent:

Cechiv L290NB=0,49% (L360NB)

Deoarece carbonul din materialul de bază este mai mare de 0,40%, preîncălzirea este necesară.

Figura 3.3. Sudor executând preîncălzirea

Polizarea șanfrenului conductei se realizează cu un polizor unghiular manual și are drept scop pregătirea geometriei optime a șanfrenului, îndepărtarea ruginii, oxizilor și a tuturor imperfecțiunilor. Se polizează și se curăță cel puțin 30 mm conducta în interior și în exterior, și implicit suprafața șanfrenului care urmează a fi sudat.

Figura 3.4. Lăcătuș executând șanfrenul conductei

Figura 3.5. Șanfren pregătit pentru sudare

Centrarea conductelor în vederea sudării se va efectua cu ajutorul unui centrator special, care poate fi interior sau exterior, în funcție de diametrul conductei. Aceste centratoare pot fi cu acționare mecanică, hidraulică, pneumatică, cel mai bun randament avându-l centratoarele interioare acționate pneumatic. În urma centrării, conductele sunt apropiate conform tehnologiei, lăsându-se luftul necesar în funcție de grosimea peretelui conductei (t) și procedeul de sudare care se folosește. Luftul este realizat cu ajutorul unor cale conice de grosimi egale.

Figura 3.6. Centrarea conductelor

Heftuirea nu mai este necesară ca în cazul centratoarelor manuale, deoarece centratorul menține luftul necesar sudorului pentru executarea stratului de rădăcină.

Curenții de aer crează probleme la sudurarea conductelor de transport gaze naturale mai ales la stratul de rădăcină, și de aceea se folosesc la capetele țevilor capace pentru combaterea acelor curenți de aer(figura 3.7).

Figura 3.7 Capac contra curenților de aer

3.2. Executarea stratului de rădăcină

Pentru executarea stratului de rădăcină trebuie să se țină cont de mai mulți parametri de sudare și reglaje ale aparatului de sudură.

Principalii parametri de care trebuie să se țină cont sunt:

Natura și polaritatea curentului;

Viteza de avans a sârmei electrod;

Tensiunea arcului electric;

Viteza de sudare;

Diametrul sârmei electrod;

Debitul de gaz.

3.3. Natura și polaritatea curentului

Sudarea MIG-MAG se desfășoară exclusiv în CC-, deoarece utilizarea polarității inverse are următoarele avantaje: pătrunderea bună a cusăturii sudate, geometrie mai bună a cusăturii, stabilitate bună a arcului electric.

Figura 3.8 Influența polarității la sudarea MAG

3.4. Viteza de avans

Viteza de avans a sârmei electrod prin implicațiile ei se poate considera parametrul principal, deoarece modificarea vitezei de avans stă în strânsă relație cu curentul de sudare. Ea variază în general între 2 m/min și 20 m/min în funcție de performanțele aparatului de sudură și a dispozitivului de avans a sârmei, și se reglează în funcție de nivelul curentului de sudare necesar din punct de vedere tehnologic.

Figura 3.9 Relația dintre viteza de avans a sârmei și curentul de sudare pentru oțel carbon

3.5. Tensiunea arcului

Tensiunea arcului (Ua) este determinată de doi factori importanți: gazul de protecție și tipul de transfer utilizat la sudare (în situația noastră prin scurtcircuit).

Pentru obținerea unei corelații între curentul de sudare și tensiune, este recomandată aplicarea următoarei formule:

Ua = 14 + 0,05 Is [V]

Cunoscând intensitatea curentului care este luat din tabelul de mai jos, aproximativ 115A, putem calcula tensiunea arcului electric:

Is =115A

astfel rezultă tensiunea arcului electric:

Ua = 14 + 0,05 115A

Ua = 19,75 [V]

Relația dintre tipul de transfer și parametrii tehnologici al transferului prin scurtcircuit este prezentată în tabelul de mai jos.

Tabelul 3.7 Relația dintre tipul de transfer și parametrii tehnologici

3.6. Viteza de sudare

Viteza de sudare este caracterizată prin putere de topire mare și o rată de depunere ridicată, această viteză putând varia între 10 și 150 cm/min. Dacă viteza de sudare este foarte mare, poate să afecteze calitarea sudurii și poate duce la lipsa de pătrundere, lipsa de topire sau pori în cusătura sudurii. Energia liniară (El) este controlată de viteza de sudare (vs), iar calculul acestei energii introduse la sudarea prin topire cu arcul electric este determinat prin următoarea formulă de calcu:

El (J/cm)

Unde:

Is – curentul de sudare (A);

Ua – viteza de sudare (V);

vs – viteza de sudare (cm/min);

Viteza de sudare depinde de următorii parametri:

Puterea arcului;

Tehnica de sudare;

Metalul de bază;

Caracterul trecerii;

Varianta de sudare;

Geometria rostului.

Pentru calcularea energiei liniare (El) trebuie calculată viteza de sudare(vs), care are următoarea formulă de calcul, cea a ratei de depunere (AD):

(cm/min)

Unde:

AD = rata depunerii [gr/min]; AD = m vae;

At = aria trecerii [mm2];

= densitatea [gr/cm3]; pentru oțel = 7,8 gr/cm3

Vae = viteza de avans a sârmei [m/min].

m = masa unitară a sârmei [gr/m]

Tabel 3.8Masa unitară a sârmei

În vederea calculării vs, trebuie calculată AD și aria trecerii:

AD = mvae

Cu viteza sârmei de 3.0 m/min

AD = 8,9 gr/m 3,0 m/min

AD = 26,7 gr/min

Cu At = 16 mm2 viteza de sudare este următoarea:

vs = 21,39 cm/min

Știind viteza de sudare (vs) putem calcula energia liniară (El) la rădăcină (la sudarea cu transfer prin scurtcircuit – STT):

El = (J/cm)

El =

El = 6370,96 J/cm

Figura 3.10. Grafic pentru determinare vitezei de sudare

Diametrul sârmei electrod. Grosimea componentelor care se sudează este principalul factor în alegerea sârmei electrod, iar pe locul doi este curentul de sudare necesar din punct de vedere tehnologic. Gama de diametre variază de la 0,6 la 1,6 mm, cel mai folosit diametru în sudare fiind cel de 1,2 mm.

În figura de mai jos este prezentată influența diametrului electrodului asupra ratei depunerii (AD)

Figura 3.11 Influența diametrului sârmei electrod asupra ratei depunerii AD

Debitul de gaz. La sudarea oțelurilor cu sârmă plină, debitul de gaz poate varia între 8-20 l/min în funcție de puterea arcului și de locația unde se desfășoară sudura.

Practic pentru calcularea debitului de gaz se poate folosi relația empirică:

Q = (8÷15) ds [l/min]

În cazul nostru debitul de gaz va fi următorul:

Q = 18 (l/min)

Capitolul 4. Reglajul aparatului de sudură Invertec STT II și realizarea sudurii

Înaintea operației de sudare se reglează aparatul Invertec STT II. Aparatul lucrează cu doi curenți și anume unul de vârf și altul de bază.

Pentru executarea stratului de rădăcină aparatul se va regla cu un curent de bază de început cu valoarea de 60A, deoarece baia este mai rece și se reduce riscul de exces de pătrundere, și un curent de vârf de 385A.

Figura 4.1. Reglarea aparatului Invertec STT II în vederea sudării

Acest curent este menținut până în jurul ”orei două” când este schimbat la o valoare mai mică de 50A, și care nu se mai modifică păstrându-se același curent de vârf de 385A.

Figura 4.2. Reglarea aparatului Invertec STT II în vederea sudării

Dispozitivul de avans al sârmei LF 37 poate fi setat pe o plajă a vitezei între 3,0, 3,1, 3,2, setare ce rămâne la latitudinea sudorului.

Figura 4.3. Reglarea dispozitivului de avans al sârmei

Debitul de gaz pentru sudare va fi reglat la o valoare de 18 l/min, dar acest reglaj este arbitrar deoarece el poate crește dacă condițiile meteo sunt nefavorabile.

Figura 4.4. Reglarea debitului de gaz

Deoarece sudura conductei nu se află într-un mediu controlat, iar sudarea în mediu gaz protector este pretențioasă, lipsa gazului poate cauza pori și alte defecte în sudură. Pentru protecția sudurii de intemperii se va folosi un tractor de sudură cu cort.

Figura 4.5.Tractor sudură

În continuare mai rămâne de făcut sudura propriu-zisă cu Invertec STT II.

Figura 4.6. Sudor executând sudura de rădăcină cu Invertec STT II

Figura 4.7. Înainte și după operațiile de polizare și curățare a stratului de sudură

Odată cu terminarea stratului de rădăcină, urmează straturile de umplere. În imaginea de mai sus, s-a putut vedea pregătirea pentru straturile de umplere care vor fi sudate mecanizat de aparate de sudură orbitale.

După executarea stratului de rădăcină,lăcătușii vor monta calea de rulare a orbitalelor.

Figura 4.8. Lăcătuși montând calea de rulare a orbitalelor

După montarea căii de rulare a orbitalelor, sudorii se pot apuca de efectuarea straturilor de umplere, două la număr, ținând cont de grosimea conductei magistrale de numai 7.1 mm.

Figura 4.9. Sudori executând primul strat de umplere

Între straturile de sudură este necesară o curățare a zgurii, deoarece se sudează cu o sârmă rutilică. Această operație este foarte rapidă, fiind necesară doar o ușoară trecere cu polizorul unghiular peste zgură.

Figura 4.10. Primul strat de umplere înainte și după ce a fost curățat de zgură

Figura 4.11. Al doilea strat de sudura înainte și după ce a fost curățată

După terminarea sudurii, tractorul de sudură care execută straturile de umplere se mută la următoarea rădăcină. Pentru a nu exista ”timpi morți” între tractoarele de sudură, lăcătușii curăță și polizează stratul de rădăcină pregătindu-l pentru cele de umplere. Numărul de suduri pe zi care poate fi executat este puternic influențat de starea vremii, într-o zi ploioasă putându-se înjumătății.

Principalele avantaje ale sudării mecanizate sunt: calitatea sudurii, incomparabil mai bună față de cea manuală, viteza mare cu care se poate suda, o rată a defectelor scăzută (sub 2%), și durata mică a școlarizării operatorilor, de o lună, în comparație cu sudura manuală unde un sudor se formează după aproximativ doi ani.

Capitolul 5. Concluzii

Prin sudare se înțelege îmbinarea nedemontabilă a semifabricatelor/pieselor, realizată, de regulă, prin topirea locală a lor, urmată de solidificarea zonei respective, ce va forma sudura/cordonul de sudură. Procesul poate avea loc cu sau fără material de adaos. Există și procedee de sudare care nu presupun topirea materialului, ci se realizată în anumite condiții de temperatură și presiune, prin aducerea atomilor din stratul superficial al uneia din piesele în sfera de atracție a atomilor celeilalte piese (de exemplu sudarea prin frecare, sudarea cu ultrasunete). Materialul pieselor care se sudează formează metalul sau aliajul de bază, în timp ce materialul care ajută la formarea cusăturii și care are o compoziție chimică apropiată cu cea a materialului de bază, constituie metalul de adaos. Față de alte metode de îmbinare, sudarea prezintă o serie de avantaje ca: – economie de material; – reducerea prețului de cost; – calitate superioară; – productivitate mărită; dar și dezavantaje ca: – necesită muncitori calificați de o calificare deosebită; – în îmbinările sudate apar tensiuni, care le influențează mult calitatea, etc.

Sudabilitatea unui material reprezintă capacitatea unui metal sau aliaj de a putea fi îmbinat printr-un procedeu de sudare, astfel încât îmbinarea obținută să satisfacă toate condițiile tehnice de exploatare. Pentru ca un material supus operației de sudare să fie corespunzător, el trebuie să aibă aptitudini de sudare și siguranță la sudare. Aptitudinea de sudare este determinată de compoziția chimică, modul de elaborare și turnare, prelucrările termice ulterioare, etc., iar siguranța la sudare depinde atât de proprietățile materialului, cât și de condițiile tehnologice de sudare și soluțiile constructive alese. Factorii care influențează sudabilitatea unui oțel sunt de natură complexă: metalurgică (compoziție chimică, procedeu de elaborare, conținut de gaze și de elemente stabilizatoare, etc.), tehnologică (modul de asamblare și succesiunea de prindere, procedeul și regimurile de sudare utilizate, etc.),constructivă (grosimea materialului de sudat, lucurile unde sunt amplasate cusăturile, etc.) și de exploatare. În esență, se poate remarca că oțelurile au sudabilitate bună dacă au un conținut de carbon sub 0,3%, pentru oțelurile carbon, sau un conținut de carbon echivalent (ce include, după o formulă de calcul, și conținutul de Mn, Cr, Ni, Mo, Cu, P și grosimea materialului de sudat) sub 0,5%, în cazul oțelurilor aliate. Celelalte tipuri de oțeluri sunt greu sudabile, necesită măsuri speciale de sudare (preîncălzire, mediu de gaz protector, tehnici speciale). Fonta este nesudabilă în condiții obișnuite. Sudarea ei se face dificil, la cald, după încălzire la roșu (600…700°), cu o răcire lentă a cusăturii sudate după realizarea ei. Aliajele neferoase sunt greu sudabile, din cauza conductivității termice mari și a tendinței de oxidare. Aliajele de aluminiu și cupru se sudează cu surse puternice de sudare, în mediu de gaz protector, sau cu flacără oxiacetilenică.

BIBLIOGRAFIE

[1] GEORGE RĂZVAN BUICAN, Cercetări privind fabricarea prin topire selectivă cu laserul a pieselor din oțel inox 316 L, 14-33, 2019

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing

[3] https://www.universfarmaceutic.ro/orizonturi/imprimarea-3d-fabricatia-aditiva

[4] Ian Gibson · David Rosen Brent Stucke, Second Edition Additive Manufacturing Technologies 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing

[5] https://printello.ro/directed-energy-deposition-cu-imprimanta-3d/

[6] Bharat Bhushan, Matt Caspers, An overview of additive manufacturing (3D printing) for microfabrication

[7] https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/what-is-additive-manufacturing

[8] William E. Frazier, Metal Additive Manufacturing: A Review William E. Frazier, 2014

[9] https://www.zspotmedia.ro/blog/printare-3d/

[10] Drd. Ing. Cosma Sorin Cosmin, Balneo-Research Journal Vol.3, Nr.3, , Fabricarea implanturilor prin topire selectivã laser, 2012

[11] Cosma Sorin Cosmin1 ,Leordan Dan1, Balneo Research Journal, Vol.6, No.4, Decembrie, Research on Improving the Manufacturing of Titanium Medical Implants, by SLM, 2015

[12] I. Kroonenburgh, I. Lambrichts, J. Poukens, Doctor and engineer creating the future for 3D printed custom made implants, Digital Dental News, Pp. 60-65, 2012.

[13] H. Rotaru, R. Schumacher, S. Kim, C. Dinu, Selective laser melted titanium implants: a new technique for the reconstruction of extensive zygomatic complex defects, Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery