- •Предисловие
- •Нормативные ссылки
- •Используемые сокращения
- •Введение
- •1 Экономика компании (отрасли)
- •1. Оао «ак «Транснефть», ее основные цели, задачи, функции, структура управления
- •2. Организационная структура оао «ак «Транснефть»
- •3. Экономика нефтепроводного транспорта и Компании на современном этапе, перспективы развития
- •2 Основы технического черчения
- •1. Форматы
- •2. Основная надпись
- •3. Масштабы
- •4. Линии
- •5. Основы проекционного черчения. Расположение проекций на чертеже
- •6. Основные правила нанесения размеров на чертеже
- •7. Разрезы
- •8. Сечения
- •9. Выносные элементы
- •10. Выполнение эскизов деталей
- •11. Сборочный чертеж
- •12. Выполнение спецификации к сборочному чертежу
- •13. Выполнение схем
- •3 Материалы трубопроводного транспорта
- •3.1 Металлы и сплавы, их свойства и обозначения
- •3.1.1 Чугуны
- •1. Серые литейные чугуны
- •2. Высокопрочные чугуны
- •3. Ковкие чугуны
- •3.1.2 Конструкционные стали
- •3.1.2.А Углеродистые стали
- •2.1.2.Б Легированные стали
- •3.1.2.В Классификация сталей
- •3.1.3 Инструментальные стали и сплавы
- •3.1.4 Коррозионностойкие (нержавеющие) стали
- •3.1.5 Стали для труб нефтепроводов
- •3.1.6 Цветные металлы и сплавы
- •1. Медь и ее сплавы
- •2. Алюминий и его сплавы
- •3.2 Другие материалы для трубопроводного транспорта
- •3.2.1 Крепежные соединения
- •3.2.2 Прокладочные набивочные и уплотнительные материалы
- •3.2.2.А Резины: классификация, состав и области применения
- •3.2.2.Б Паронит, электронит
- •3.2.2.В Терморасширенный (гибкий) графит
- •3.2.2.Г Войлок
- •3.2.2.Д Асбестовые материалы
- •3.2.2.Е Эбонитовые изделия
- •3.2.2.Ж Бумажные материалы
- •3.2.2.З Лакокрасочные покрытия
- •3.2.2.И Незамерзающие жидкости
- •3.2.2.К Смазочные материалы
- •3.2.2.Л Рукава и шланги резиновые их применение и условное обозначение
- •4 Основы гидравлики
- •5 Основы электротехники и оборудование
- •5.1 Применение электроэнергии на трубопроводном транспорте нефти
- •1. В линейной части:
- •2. На нефтеперекачивающих станциях:
- •3. На резервуарных парках:
- •4. Во вспомогательных системах и системах управления и защиты:
- •5.2 Электрическое поле, ток и его источники
- •5.3 Соединение проводников. Превращение электрической энергии
- •5.4 Электрические машины. Трансформаторы и выпрямители
- •5.5 Электродвигатели синхронные и асинхронные. Основные правила эксплуатации электродвигателей
- •5.5.1 Синхронные электродвигатели
- •5.5.2 Асинхронные электродвигатели
- •5.5.3 Эксплуатация электродвигателей
- •5.6 Воздушные электролинии. Опоры воздушных линий. Провода и тросы
- •5.7 Монтаж кабельных линий. Прокладка кабелей
- •5.8 Распределительные устройства и подстанции.
- •5.9 Электрическое освещение
- •5.10 Заземление электроустановок
- •5.11 Основные правила обслуживания электроустановок
- •6 Сварка и резка металлов
- •6.1 Физические основы сварки
- •6.2 Классификация способов сварки.
- •6.3 Виды дуговой сварки
- •6.4 Электрическая сварочная дуга
- •6.5 Источники питания сварочной дуги
- •6.6 Сварочная проволока и электроды
- •6.7 Ручная дуговая сварка плавящимся электродом
- •6.8 Дуговая сварка под слоем флюса
- •6.9 Дуговая сварка в защитных газах
- •6.10 Дуговая сварка неплавящимся электродом
- •6.11 Электрическая контактная сварка
- •6.12 Сварка сосудов и трубопроводов
- •6.13 Термическая резка металлов
- •7 Основы слесарного дела
- •7.1 Общие понятия
- •7.2 Разметка
- •7.3 Рубка металла
- •7.4 Правка и гибка металла
- •7.5 Резка металлов и труб
- •7.6 Опиливание металлов
- •7.7 Сверление, развертывание и зенкование отверстий
- •7.8 Нарезание резьбы
- •7.9 Шабрение плоскостей
- •7.10 Притирка
- •7.11 Паяние и лужение
- •7.12 Ремонт запорной арматуры
- •7.13 Соединение и разъединение труб
- •7.14 Склеивание
- •8 Грузоподъемные машины и механизмы
- •8.1 Основные сведения о грузоподъемных машинах, используемых на трубопроводном транспорте
- •8.1.1 Грузоподъемные краны
- •8.1.2 Трубоукладчики
- •8.1.3 Краны-манипуляторы
- •8.2 «Основные сведения о съемных грузозахватных приспособлениях»
- •8.2.1 Стропы и захваты
- •8.2.2 Стропы-полотенца и троллейные подвески
- •8.2.3. «Правила эксплуатации съемных грузозахватных приспособлений»
- •8.3 Правила эксплуатации грузоподъемных машин
- •9 Свойства нефти
- •9.1 Общие сведения о составе и свойствах нефти
- •9.1.1 Пожаровзрывоопасные свойства нефти
- •9.2 Требования к нефти
- •10 Магистральные нефтепроводы
- •10.1 Основные понятия
- •10.2 Линейные сооружения магистрального нефтепровода
- •10.3. Автоматизация и телемеханизация магистральных нефтепроводов.
- •10.3.1. Автоматизация магистральных нефтепроводов и нефтеперекачивающих станций
- •10.3.2. Телемеханизация магистральных нефтепроводов
- •10.3.3. Производственно-технологическая связь
- •10.3.4. Обслуживание боксов и узлов кип и асу тп линейной службой эксплуатации.
- •11 Оборудование нпс
- •11.1 Основное оборудование нпс
- •11.1.1 Резервуары нпс
- •11.1.2 Насосы
- •11.1.3 Узел предохранительных устройств
- •11.1.4 Фильтры-грязеуловители
- •11.1.5 Система измерения контроля нефти - сикн
- •11.1.6 Система сглаживания волн давления, шланговые клапаны
- •11.1.7 Блок регуляторов давления
- •11.2 Вспомогательные системы нпс
- •11.2.1 Система пожаротушения
- •11.2.2 Система вентиляции
- •11.2.3 Система канализации.
- •11.2.4 Система водоснабжения
- •12 Трубы и арматура нефтепроводов
- •12.1 Трубы
- •12.2 Виды соединений трубопроводов
- •12.3 Трубопроводная арматура
- •12.3.1 Классификация трубопроводной арматуры
- •12.3.2 Условные обозначение трубопроводной арматуры
- •12.3.3 Запорная арматура
- •12.3.4 Предохранительные клапаны и устройства
- •12.3.5 Обратные клапаны
- •12.3.6 Регулирующая арматура
- •12.3.7 Эксплуатация арматуры
- •13 Линейная часть магистрального нефтепровода Факторы, влияющие на выбор трассы.
- •13.1 Схемы прокладки нефтепроводов
- •13.2 Линейные сооружения мн
- •13.3 Переходы через естественные и искусственные препятствия
- •13.3.1 Надземные переходы
- •13.3.2 Устройство и способы сооружения подводных переходов
- •13.3.3 Прокладка трубопроводов через болота и обводненные участки
- •13.3.4 Переходы через автомобильные и железные дороги
- •13.4 Устройство камер приема, пуска, пропуска сод
- •14 Обслуживание линейной части магистрального нефтепровода
- •14.1 Организация обслуживания линейной части магистральных нефтепроводов.
- •14.1.1. Охранная зона нефтепровода
- •14.1.2. Оформление трассы нефтепровода
- •14.1.3. Работы по техническому обслуживанию и ремонту объектов мн
- •14.2. Очистка внутренней полости линейной части нефтепроводов и проведение диагностики
- •14.2.1. Проведение очистки и диагностики мн
- •14.2.1.А. Очистка внутренней полости нефтепроводов. Скребки.
- •14.2.1.Б. Диагностика мн и технологических нефтепроводов
- •4. Дефектоскопы внутритрубные ультразвуковые типа уск-02. 19.02.11
- •14.3. Основная техническая документация мн
- •14.4. Обслуживание технологических трубопроводов нпс и резервуаров.
- •15 Капитальный ремонт магистрального нефтепровода
- •15.1 Общие положения
- •15.2 Организационно-техническая подготовка капитального ремонта
- •15.2.1 Организационные мероприятия
- •15.2.2 Подготовительные работы
- •15.3 Капитальный ремонт нефтепровода с полной заменой труб
- •15.3.1 Последовательность технологических операций при капитальном ремонте с полной заменой труб
- •15.4 Капитальный ремонт нефтепровода с полной заменой изоляционного покрытия
- •15.4.1 Последовательность технологических операций при капитальном ремонте полной заменой изоляционного покрытия
- •15.5 Выборочный ремонт нефтепровода
- •15.5.1. Технологические операции при выполнении выборочного ремонта
- •15.6 Виды работ, проводимые при всех типах капитального ремонта
- •15.6.1. Земляные работы при капитальном ремонте нефтепровода
- •15.6.1.А Рекультивация плодородного слоя почвы
- •15.6.1.Б. Разработка траншеи и ремонтного котлована 310/1 29.01.11
- •15.6.1.В. Засыпка траншей
- •15.6.2. Очистка внешней поверхности трубопровода
- •15.6.3. Сварочно-восстановительные работы при капитальном ремонте нефтепровода
- •15.6.4. Изоляционные работы при капитальном ремонте нефтепровода.
- •15.6.5 Подъем, поддержание и уклада нефтепровода при капитальном ремонте
- •15.6.5.А. Особенности подъема, поддержания и укладки трубопровода при капитальном ремонте с заменой труб
- •15.6.5.Б Особенности подъема, поддержания и укладки трубопровода при ремонте с заменой изоляционного покрытия
- •15.6.5.В Особенности подъема, поддержания и укладки трубопровода при выборочном ремонте
- •15.6.5.Г. Укладка изолированного нефтепровода в траншею.
- •15.6.6. Очистка внутренней полости и испытание нефтепровода на прочность и герметичность после капитального ремонта. Сдача нефтепровода в эксплуатацию
- •15.6.6.А Очистка полости нефтепровода
- •15.6.6.Б. Испытание нефтепровода на прочность и герметичность
- •15.6.6.В. Сдача нефтепровода в эксплуатацию
- •15.7 Машины, механизмы и приспособления, применяемые при капитальном ремонте нефтепровода
- •16 Ремонт дефектов магистрального нефтепровода
- •16.1 Типы дефектов и методы ремонта
- •16.2 Методы ремонта дефектных участков мн без вырезки
- •16.2.1 Шлифовка
- •16.2.2 Заварка дефектов
- •16.2.3 Установка ремонтных муфт
- •16.3 Технология замены поврежденного участка нефтепровода методом вырезки
- •16.3.1 Земляные работы
- •16.3.2 Вскрытие нефтепровода и сооружение ремонтного котлована
- •16.3.3 Устройство амбара для приема нефти
- •16.3.4 Врезка вантузов в нефтепровод
- •16.3.5 Остановка перекачки нефти по нефтепроводу и отключение участка
- •16.3.6 Откачка нефти из отключенного участка
- •16.3.7 Вырезка дефектных труб, «катушек»
- •16.3.8 Герметизация полости нефтепровода
- •16.3.9 Сварочно-монтажные работы
- •16.3.10 Заполнение трубопровода нефтью после окончания работ и пуск нефтепровода
- •16.3.11 Вывод нефтепровода на заданный режим
- •16.3.12 Изоляция врезанной катушки
- •17 Аварийно-восстановительные работы
- •17.1 Методы обнаружения разрывов мн
- •17.2 Планы ликвидации возможных аварий
- •17.2.1 Классификация и характеристика аварий
- •17.2.2 Оперативная часть плана
- •17.2.3 Техническая часть плана 310/1 4.03.11
- •17.3 Организация работ по ликвидации аварий
- •17.3.1 Методы ликвидации аварий
- •17.3.2 Ликвидация аварий на участках магистральных нефтепроводов
- •1. Сооружение земляного амбара. Сбор нефти.
- •2. Подготовка ремонтной площадки и размещение технических средств.
- •3. Вскрытие нефтепровода и сооружение ремонтного котлована.
- •4. Освобождение аварийного участка нефтепровода от нефти.
- •5. Вырезка дефектного участка.
- •6. Контроль качества сварных швов.
- •7. Засыпка ремонтного котлована.
- •17.3.3 Ликвидация аварий на особых участках магистральных нефтепроводов
- •17.3.4 Ликвидация последствий аварии
- •17.4 Подразделения службы ликвидации аварий
- •18 Устройство и эксплуатация основных приспособлений и механизмов для ремонта магистральных нефтепроводов
- •18.1 Устройство для холодной врезки ухв-150, ухв-300
- •1. Назначение устройства.
- •2. Технические характеристики устройства.
- •3. Конструкция устройства.
- •4. Порядок вырезки отверстия в нефтепроводе через вантуз.
- •5. Действия при нештатных ситуациях.
- •6. Транспортирование и хранение устройства.
- •7. Меры безопасности при эксплуатации устройств.
- •8. Ограничения применения устройств ухв-150, ухв-300.
- •18.2 Прорезное устройство акв-103 «Пиранья»
- •1. Назначение устройства.
- •2. Технические характеристики.
- •3. Комплектность устройства.
- •4. Конструкция устройства.
- •5. Порядок вырезки отверстия в нефтепроводе через вантуз.
- •6. Действия при нештатных ситуациях.
- •7. Транспортирование и хранение устройства.
- •8. Меры безопасности при эксплуатации устройства.
- •9. Ограничения применения устройства «Пиранья – 2с».
- •18.3 Приспособление для перекрытия патрубков типа «пакер-м»
- •1. Назначение приспособления.
- •2. Технические характеристики приспособления.
- •3. Конструкция приспособления.
- •4. Порядок проведения работ по герметизации патрубка и ликвидации вантуза.
- •5. Хранение и транспортирование приспособления.
- •6. Меры безопасности при эксплуатации приспособления типа «Пакер».
- •7. Ограничения применения технологии «Пакер».
- •18.4 Машина для безогневой резки труб мрт 325…1420 мм «Волжанка - 2»
- •1. Назначение машины.
- •2. Технические характеристики труборезной машины.
- •3. Конструкция труборезной машины.
- •4. Порядок вырезки «катушки» нефтепровода.
- •5. Действия при нештатных ситуациях.
- •6. Хранение и транспортирование приспособления.
- •7. Меры безопасности при эксплуатации машин безогневой резки труб.
- •18.5 Устройство для перекрытия внутренней полости магистральных нефтепроводов «Кайман»
- •1. Назначение устройства.
- •2. Технические характеристики устройства.
- •3. Конструкция устройства.
- •4. Порядок установки герметизатора во внутреннюю полость нефтепровода.
- •5. Хранение и транспортирование герметизатора.
- •6. Меры безопасности при эксплуатации герметизаторов «Кайман».
- •18.6 Герметизатор резинокордный для временного перекрытия внутренней полости магистральных нефтепроводов «грк»
- •1. Назначение устройства.
- •2. Технические характеристики устройства.
- •Основные технические характеристики герметизатора грк
- •3. Конструкция герметизатора.
- •4. Порядок герметизации внутренней полости нефтепровода.
- •5. Хранение и транспортирование герметизатора.
- •6. Меры безопасности при эксплуатации герметизаторов «грк».
- •19 Защита магистральных нефтепроводов от коррозии
- •19.1 Виды и механизмы коррозии стальных трубопроводов. Методы защиты мн от коррозии
- •19.2 Защита магистральных нефтепроводов изоляционными покрытиями
- •19.3 Электрохимическая защита
- •20 Промышленная, пожарная безопасность и охрана труда
- •20.1 Ростехнадзор, Министерство здравоохранения и социального развития.
- •20.2 Федеральный Закон «о промышленной безопасности опасных производственных объектов»
- •20.2.1 Общие положения
- •20.2.2 Основы промышленной безопасности
- •20.3 Информация об обстоятельствах и причинах несчастных случаев на объектах мн
- •20.4 Содержание территории насосных станций
- •20.5 Правильное содержание рабочего места. Мероприятия, проводимые при введении аварийного режима
- •20.5.1 Мероприятия, проводимые при введении аварийного режима
- •20.6 Основные правила безопасности при эксплуатации электрооборудования
- •20.7 Организационные и технические мероприятия по организации безопасному проведению огневых работ, газоопасных и других работ повышенной опасности
- •20.8 Меры безопасности при проведении обслуживания линейной части магистрального нефтепровода
- •20.9 Меры безопасности при проведении ремонтных и аварийно-восстановительных работ на линейной части мн и технологических трубопроводов нпс
- •20.10 Меры безопасности при эксплуатации средств механизации, ручных машин, инструмента и приспособлений
- •20.11 Безопасный способ ведения сварочных работ при ремонте емкостей из-под горючих веществ
- •20.12 Правила хранения, использования и транспортировки баллонов с горючими газами и кислородом
- •20.13 Характеристики пожарной безопасности нефти и нефтепродуктов
- •20.14 Пожарная безопасность объектов мн
- •Назначение, содержание и местонахождение на объекте первичных средств пожаротушения.
- •20.15 Промышленная санитария на предприятии
- •20.16 Оказание первой доврачебной помощи при различных видах травм
- •20.16.1 Оказание первой помощи при поражении электрическим током
- •1. Освобождение пострадавшего от действия электрического тока
- •2. Оказание первой помощи при поражении электротоком
- •20.16.2 Оказание первой помощи при ранении
- •20.16.3 Оказание первой помощи при кровотечении
- •20.16.4 Оказание первой помощи при переломах, вывихах, ушибах и растяжениях связок
- •20.16.5. Оказание первой помощи при ожогах
- •20.16.6 Оказание первой помощи при обморожениях
- •20.16.7 Оказание первой помочи при попадании инородных тел
- •20.16.8 Оказание первой помощи при обмороке, тепловом и солнечном ударах и отравлениях
- •20.17 Меры безопасности при передвижении дорожно-строительной техники
- •20.18 Меры безопасности при выполнении земляных работ
- •20.18.1 Требования к выполнению земляных работ
- •20.18.2 Выполнение земляных работ в горных условиях
- •20.18.3 Земляные работы в многолетнемерзлых грунтах
- •20.18.4 Земляные работы на заболоченных участках
- •20.18.5 Земляные работы на переходах через водные преграды
- •20.18.6 Рекультивация земель
- •20.19 Меры безопасности при выполнении изоляционных работ
- •20.20 Меры безопасности при вырезке монтажу участков мн
- •20.21 Меры безопасности при герметизации мн
- •20.22 Меры безопасности при герметизации патрубков вантузов
- •20.23 Меры безопасности при работе с грузоподъемными устройствами и механизмами
- •21 Охрана окружающей среды
- •21.1 Понятия экологии как научной дисциплины
- •21.2. Антропогенное воздействие на окружающую среду
- •21.3. Экологический кризис. Глобальные экологические проблемы
- •21.4. Природные ресурсы
- •21.5. Загрязнение окружающей среды
- •21.5.1. Нефть и нефтепродукты как загрязнители окружающей среды
- •21.5.2. Причины загрязнения окружающей среды в процессе эксплуатации нефтепроводов
- •21.5.3. Пути устранения загрязнения при авариях на мн
- •21.6. Классификации выбросов нефти, оценка их количества
- •21.7. Система экологического менеджмента
- •21.7.1. Основные термины и определения сэм оао «ак «Транснефть»
- •21.7.2. Документ «Экологическая политика оао «ак «Транснефть»»
- •Список использованных источников
6.7 Ручная дуговая сварка плавящимся электродом
Рабочее место сварщика со всеми необходимыми приспособлениями и подводом сварочного тока называется сварочным постом. Изделия небольших размеров укладывают для сварки на сварочный стол высотой 500-700 мм, рабочей поверхностью которого служит стальная или чугунная плита. Очень часто организуется передвижное рабочее место сварщика, огражденное переносными щитами. Это практикуется при сварке изделий больших размеров в заводских условиях, а так же в условиях строительно-монтажных и ремонтных площадок.
Основным рабочим инструментом сварщика является держатель электродов, от которого в значительной мере зависит удобство работы. Держатель должен прочно удерживать электрод, обеспечивать надежный контакт и допускать быструю и удобную смену электродов без прикосновения к токоведущим и нагретым металлическим частям держателя. Держатель должен иметь минимальный вес и удобный захват. Ток к держателю подводится гибкими проводами, не стесняющими движения руки сварщика.
Спецодежда сварщика: брезентовый комбинезон, брезентовые рукавицы, голову защищает специальная шапка. Лицо сварщика защищается щитком со смотровым окошком со специальным цветным стеклом. Снаружи цветное стекло защищается бесцветным сменным стеклом, воспринимающим брызги металла.
Для очистки металла сварщик пользуется щетками из стальной проволоки, зубилами и специальными молоточками для отбивания шлака. Для проверки размеров шва и подготовки кромок сварщик пользуется калибрами и шаблонами. Для замера сварочного тока каждый сварочный пост должен иметь амперметр, расположенный удобно для сварщика.
Зажигание дуги. В начальный момент воздух между концом электрода и основным металлом не ионизирован и не проводит электрического тока. Зажигание дуги может быть осуществлено двумя приемами. Первый - можно повышать напряжение между электродом и изделием, пока не произойдет пробой газового промежутка (требуется примерно 1000В на 1 мм.). В этом случае для зажигания используется вспомогательный ток высокого напряжения и высокой частоты. Второй- при ручной электродуговой сварке, обычно дуга зажигается предварительным замыканием электрода на изделие (замыкается накоротко сварочная цепь, в которой возникает ток замыкания). Одновременно при замыкании происходит разогрев и оплавление металла в точках соприкосновения электрода с изделием.
В установившейся сварочной дуге конец электродного стержня и поверхность изделия расплавлены, так что дуга горит между жидкими электродами. Столб дуги имеет обычно коническую или сферическую форму, расширенную от электродного стержня к изделию (рисунок 6.5.а). Пламя имеет значительные размеры и содержит главным образом пары материалов электродов, реагирующие с окружающим атмосферным воздухом. Поверхность жидкой ванны на изделии из-за так называемого дутья дуги вдавливается. Образующееся углубление или ямка в жидком металле называется кратером. Длина дуги в нормальных условиях сварки должна быть малой, обычно она равняется или меньше диаметра применяемого электрода. Действием дуги металл расплавляется на глубину, называемую глубиной расплавления, или глубиной провара.
Плавление и перенос металла. В процессе сварки происходят потери жидкого металла вследствие его окисления воздухом и через шлак, а также вследствие испарения и разбрызгивания за пределы ванны. Все эти процессы создают так называемые потери металла на угар и разбрызгивание. Приращение массы изделия в результате сварки, или вес наплавки, равняется весу расплавленного электродного металла за исключением потери на угар и разбрызгивание.
Основная часть электродного металла переходит на изделие в форме капель, причем наблюдаются две формы переноса: крупнокапельная и мелкокапельная или струйная. При крупнокапельном переносе на конце электрода образуется капля жидкого металла, которая быстро увеличивается, затем быстро движется вперед, вытягиваясь по направлению к изделию. При этом происходит или полное замыкание дугового промежутка мостиком жидкого металла, или заметное его укорочение. Затем мостик жидкого металла разрывается так, что большая часть металла остается на изделии, меньшая - на электроде, и дуга приобретает нормальную длину. Процесс повторяется с довольно правильной периодичностью и сопровождается переносом на изделие 20-50 капель в секунду, приблизительно одинакового размера.
Наряду с переносом более или менее крупных капель происходит также перенос очень мелко раздробленного расплавленного жидкого металла – мелкокапельный или струйный перенос.
Металл электрода, попадая в ванну, перемешивается с основным металлом, образуя металл шва. Дутье газов дуги оказывает механическое давление на металл шва и отбрасывает его со дна на поверхность (рисунок 6.5.б). Отбрасывание происходит пульсациями, что придает поверхности наплавленного металла чешуйчатость. Крупнокапельный перенос дает грубую и крупную чешуйчатость, а мелкокапельный - более гладкую и почти не заметную чешуйчатость шва.
Сварка и наплавка металла на изделие возможна как в нижнем положении, когда поверхность изделия горизонтальна и перенос металла с электрода на изделие происходит сверху вниз в направлении действия силы тяжести, так и в вертикальном или в потолочном положении. При потолочном положении сварки расплавленный металл должен переноситься с электрода в ванну снизу вверх против направления действия силы тяжести. Возможность вертикальной и в особенности потолочной сварки доказывает, что процесс переноса металла в сварочной дуге не является простым падением капель под действием силы тяжести. Перенос металла всегда происходит от изделий малых размеров к большим.
Нагрев металла дугой. Интенсивность нагрева металла дугой определяется в первую очередь мощностью дуги. Она зависит и от ряда других факторов, таких, как род и полярность тока, материал электрода, расположение дуги по отношению к металлу и др. Не вся мощность дуги используется для нагрева металла, неизбежны потери мощности на излучение, теплообмен с окружающей средой, потери вместе с испаряющимся и разбрызгиваемым металлом, на нагрев шлаков и т. д.
Электрод прогревается по всему объему, в основном, за счет проходящего по электроду тока.
Рисунок 6.7 -Наплавление металла
Вследствие быстроты охлаждения наплавленный металл бывает засорен неметаллическими включениями и газом. Вследствие значительного перегрева металл теряет легко испаряющиеся и окисляющиеся составные части: марганец, углерод и кремний. Вредные примеси (фосфор и сера) практически не выгорают. Металл окисляется и азотируется атмосферным воздухом. Улучшение состава наплавленного металла достигается введением присадок в состав обмазки электродов.
К наплавленному металлу прилегает переходная зона, лежащая между наплавленным металлом и неизмененным основным металлом. Эта зона называется зоной термического влияния. В зоне находится не расплавившийся основной металл, сохранивший свой химический состав, но изменивший свою структуру и механические свойства вследствие термической обработки. Для некоторых сталей свойства металла в зоне нормализации могут быть лучше свойств основного металла, т.е. зона улучшения металла. Для термообрабатываемых сталей, характерным является изменение твердости в зоне влияния соответственно снижение пластичности.
При нарушениях процесса сварки могут возникать различные дефекты валика.
Непровар - образуется при отсутствии сплавления расплавленного и основного металла возникает при неправильном процессе сварки, недостаточном токе, большой скорости движения электрода и т.д.
Подрез - углубление, возникает от неправильного процесса сварки или чрезмерной силы тока.
Трещины - причины их образования - повышенное содержание серы, фосфора и особенно углерода, а также большой сварочный ток и объем жидкой ванны.
Включения - это окислы, шлаки и газовые пузырьки не успевшие всплыть на поверхность, зависит в основном от скорости затвердевания жидкой ванны.
Сварные соединения и швы.
Сварное соединение – это неразъемное соединение, выполненное сваркой. Сварной шов – это участок сварного соединения, образовавшегося в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением. Виды сварных соединений и швов показаны на рисунке 6.8.
Сварка стыковых соединений
Стыковое соединение — это соединение двух деталей их торцевыми поверхностями, которые могут различаться по толщине. Такие соединения получили широкое распространение в машиностроении, при сварке трубопроводов и различных резервуаров.
Особенности сварки таких швов и подготовки кромок под сварку определяется толщиной основного металла. При толщине до 6 мм кромки не требуют особой подготовки, надо обеспечить только постоянство зазора на всем протяжении сварного шва. Для равномерного расплавления кромок электроду сообщается поперечное колебательное движение. Основной трудностью сварки стыкового соединения является правильное формирование обратной стороны шва.
Сварка угловых соединений.
Угловое соединение представляет собой соединение двух плоскостей, которые находятся под углом друг к другу. Особенно широко такие соединения применяются в строительстве
Объем шва для заполнения наплавленным металлом представляет собой двугранный угол, образованный поверхностями соединяемых элементов. Кромки углового шва несимметричны в отношении отвода тепла: одна из кромок отводит тепло примерно в два раза интенсивнее, чем другая, которая нагревается значительно быстрее. Наибольшие трудности представляет выполнение первого слоя, обеспечение полного провара, т.е. расплавление вершины угла.
По очертанию швы делят на усиленный, нормальный и ослабленный. Эти термины относятся к геометрической форме и не связаны с его прочностью. Очертание шва определяется материалом электродов, в зависимости от поверхностного натяжения расплавленного металла.
С помощью угловых швов получают два вида сварных соединений: нахлесточные и тавровые (ГОСТ 2601-84).
Нахлесточный шов — соединение, в котором один лист металла накладывается на другой, частично перекрывая его. Такие швы есть в конструкциях различных ферм, мачт, резервуаров.
Тавровый шов это соединение, в котором торец одного изделия приваривается к боковой поверхности другого изделия (элемента). Схематически такие соединения имеют вид буквы Т. Так же как и в угловом соединении, тавровое предполагает соединение как под прямым углом, так и любым другим углом.
А – стыковое соединение ,В – угловое соединение , В – нахлесточное соединение , Г – тавровое соединение
Рисунок 6.8 - Типы сварных соединений
Режимы ручной электродуговой сварки плавящимся электродом.
Режимы сварки зависят от многих факторов - размеров изделия, формы сварных швов, пространственного положения и др. Преимущественно режимы сварки определяются типом и диаметром электрода и величиной сварочного тока. Диаметр электрода колеблется от 2 до 7 мм, и применяются для следующих толщин сталей.
Толщина стали, мм. |
1 - 2 |
3 - 5 |
4 - 10 |
12 - 24 |
30 - 60 |
Диаметр электрода, мм. |
2 - 3 |
3 - 4 |
4 - 5 |
5 - 6 |
6 - 7 |
При толщинах металла свыше 6 мм. швы выполняются в несколько слоев (проходов). По принятому диаметру электрода подбирают сварочный ток. Сила тока растет быстрее, чем его диаметр и медленнее чем его площадь. На практике пользуются упрощенной зависимостью I= k*d
где k - постоянный коэффициент, принимается от 40 до 50
d - диаметр электрода, мм.
Эта зависимость применима для узкого интервала диаметров (2 - 3, 4 - 6, и т.д.) т.е. на каждый интервал свой коэффициент “k”.Существуют и более точные формулы I=d(20+5d) = 20d+5d2. Эти данные нельзя рассматривать как неизменные для всех случаев т. к. на силу тока влияют тип покрытия, толщина металла, длина дуги, скорость перемещения и др.