Экзаменационный билет № 12

1. Сварка в среде защитных газов. Сущность процесса и область применения.

При сварке в защитном газе электрод, зона дуги и свароч­ная ванна защищены струей защитного газа.

В качестве защитных газов применяют инертные газы (аргон и гелий) и активные газы (углекислый газ, азот, водород и др.), иногда — смеси двух газов или более. Аргонодуговой сваркой можно сваривать неплавящимся и плавя­щимся электродами. Сварку неплавящимся электродом применяют, как правило, при соединении металла толщиной 0,5—6 мм; плавя­щимся электродов — от 0,5 мм и более. В аргоне неплавящимся вольфрамовым электродом (Т_гп = 3370 С) можно сваривать с рас­плавлением только основного металла (толщиной до 3 мм), а при необходимости получения усиления шва или заполнения разделки кромок (толщина более 3 мм) и присадочного материала (прутка или проволоки).

Сварка в атмосфере защитных газов в зависимости от степени механизации процессов подачи присадочной или сварочной проволоки и перемещения сварочной горелки может быть ручной, полу­автоматической и автоматической.

По сравнению с ручной сваркой покрытыми электродами и автоматической под флюсом сварка в защитных газах имеет следующие преимущества: высокую степень защиты расплавленного металла от воздействия воздуха; отсутствие на поверхности шва при приме­нении аргона оксидов и шлаковых включений; возможность ведения процесса во всех пространственных положениях; возможность визу­ального наблюдения за процессом формирования шва и его регули­рования; более высокую производительность процесса, чем при руч­ной дуговой сварке; относительно низкую стоимость сварки в угле­кислом газе.

Области применения сварки в защитных газах охватывают широ­кий круг материалов и изделий (узлы летательных аппаратов, эле­менты атомных установок, корпуса и трубопроводы химических аппаратов и т. п.). Аргонодуговую сварку применяют для цветных (алюминия, магния, меди) и тугоплавких (титана, ниобия, ванадия, циркония) металлов и их сплавов, а также легированных и высоко­легированных сталей.

2 Антикоррозионные, гидроизолирующие газо-нефтенепроницаемые герметики.

Билет №13

1. Ультразвуковая сварка пластмасс. Сущность процесса. Область применения.

Ультразвуковая сварка относится к процессам, в которых используют давление, нагрев и взаимное трение свариваемых по­верхностей. Силы трения возникают в результате действия на за­готовки, сжатые осевой силой механических колебаний с ультра­звуковой частотой. Для получения механических колебаний высокой частоты используют магнитострикцнонный эффект, основанный на изменении размеров некоторых материалов под действием перемен­ного магнитного поля. Изменения размеров мапштострикниониых материалов очень незначительны, поэтому для увеличения амплитуды и концентрации энергии колебаний и для передачи механиче­ских колебаний к месту сварки используют волноводы, в боль­шинстве случаев сужающейся формы.

При ультразвуковой сварке свариваемые заготовки размещают на опоре . Наконечник рабочего инструмента соеди­нен с магнитострикциониым преобразователем через трансформа­тор продольных упругих колебании, представляющих собой вместе С рабочим инструментом волновод. Нормальная сжимающая сила Р создается моментом М в узле колеба­ний. В результате ультразвуковых колебаний в тонких слоях контакти­рующих поверхностей создаются сдвиговые деформации, разруша­ющие поверхностные пленки.

Тонкие поверхностные слои металла нагреваются, металл в этих слоях немного размягчается и под действием сжимающего усилия пластически деформируется. При сближении поверхностей на рас­стояние действия межатомных сил между ними возникает прочная связь. Сравнительно небольшое тепловое воздействие на сваривае­мые материалы обеспечивает минимальное изменение их структуры, механических и других свойств.

Ультразвуковой сваркой можно получать точечные и шовные соединения внахлестк, а также соединения по замкнутому контуру. При сварке по контуру, например, по кольцу, в волновод вставляют конический штифт, имеющий форму трубки. При равномерном под-жатии заготовок к свариваемому штифту получают герметичное со­единение по всему контуру. Ультразвуковой сваркой мо­жно сваривать заготовки толщиной до 1 мм и ультратонкие заготовки толщиной до 0,001 мм, а также приваривать тонкие листы и фольгу к заготовкам неограниченной толщины. Снижение требований к ка­честву свариваемых[поверхностей позволяет сваривать плакированные и оксидированные поверхности и металлические изделия, покрытые различными изоляционными пленками. Этим способом можно сва­ривать металлы в однородных и разнородных сочетаниях, например алюминий с медью, медь со сталью и т. п. Ультразвуковым способом сваривают и пластмассы, однако в отличие от сварки металлов к заготовкам подводятся поперечные ультразвуковые колеба­ния.

Ультразвуковую сварку применяют в приборостроении, радио­электронике, авиационной промышленности и других отраслях.

2 Стальные футерованные трубы. Технология футеровки стальных труб полимерными материалами..

Трубы стальные, футерованные полиэтиленом, фторопластом, другими полимерными материалами, чаще всего применяются в химической промышленности для создания трубопроводов. Такие трубопроводы обеспечивают успешную транспортировку химически агрессивных сред. Исключение составляют лишь трехфтористый хлор, расплавленные щелочные металлы и фтор. Максимальное давление среды при ее транспортировке не может превышать 1,6 МПа.

Футерующий слой в таких трубах надежно защищает сталь как от наружной коррозии, которая возникает от длительного воздействия на нее влаги, так и от внутренних коррозийных процессов, от воздействия транспортируемой среды.

Технология футеровки аппаратов зависит от толщины вини-пластового материала. При нанесении на металл пленок толщиной до 0 3 мм покрываемую поверхность подвергают обработке песком, обезжиривают бензином БР-1, наносят три слоя перхлор-винилового клея ( каждый слой обязательно сушат), нагревают склеиваемую поверхность до 140 - 150 С, приклеивают вини-пластовую пленку и прижимают ее к поверхности аппарата для удаления воздушных пузырьков. При использовании толстых листов винипласта сначала изготовляют вкладыши по форме аппарата, которые затем вставляют в него.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 15

1. Влияние углерода и постоянных примесей на свойства сталей.

С ростом содержания углерода в структуре стали увеличивается количество цементита, при одновременном снижении доли феррита. Изменение соотношения между составляющими приводит к уменьшению пластичности, а также к повышению прочности и твердости. Прочность повышается до содержания углерода около 1%, а затем она уменьшается, так как образуется грубая сетка цементита вторичного.

На свойства железоуглеродистых сплавов влияет наличие в них постоянных примесей (вредных — серы, фосфора, кислорода, азота, водорода; полезных — кремния, марганца и др). Эти примеси могут попадать в сплав из природных соединений (руд), например, сера и фосфор; из металлического лома — хром, никель и др.; в про­цессе раскисления — кремний и марганец.

Влияние серы. Сера является вредной примесью. Она образует легкоплавкую эвтектику. При кристаллизации сплава легкоплавкая эвтектика располагается по границам зерен и при повторном нагреве расплавляется, в результате чего нарушается связь между зернами, что приводит к образованию трещин и надры­вов. Это явление носит название красноломкости. Допускается со­держание серы до 0,06 %.

Влияние фосфора. Фосфор растворяется в у- и а-железе, иска­жает кристаллическую решетку и ухудшает пластические свойства сплава Фосфор вызывает явление хладноломкости. Фосфор — вред­ная примесь, и его содержание в сталях не должно превышать 0,08%. В чугуне допускается до 0,3 % Р.

Влияние азота, кислорода и водорода. Эти элементы присут­ствуют в сплавах или в составе хрупких неметаллических включений, например оксидов FeO, SiO₂, A1₂O₃, нитридов Fe₄N, или в свободном состоянии, при этом они располагаются в дефектных местах в виде молекулярного и атомарного газов. Неметаллические включения служат концентраторами напряжений и могут понизить механические свойства (прочность, пластичность).

Водород поглощается сталью в атомарном состоянии. При охла­ждении сплава растворимость водорода уменьшается, и в молеку­лярной форме он накапливается в микропорах под высоким давле­нием. Таким образом, водород может стать причиной образования внутренних надрывов в металле (флокенов).

Влияние кремния и марганца. Кремний и марганец попадают в железоуглеродистый сплав при его выплавке в процессе раскисления. Оксиды кремния (SiO.) связывают закись железа (FeO) в силикаты (FeO SiO₂) и удаляются вместе со шлаками.

Кремний, растворяясь в феррите, повышает предел текучести и уменьшает склонность к хладноломкости.

Марганец образует твердый раствор с железом и немного повы­шает твердость и прочность феррита. В присутствии серы он частично связывается с серой в сернистый марганец и переходит в шлак. При содержании марганца более 1,5 % снижаются пластические свойства стали. В сталях содержится обычно не более 0,4 % Si и 0,8 % Мп.

2 Технология восстановления изношенных подземных трубопроводов методом протаскивания пластмассовых труб.

«труба в трубу» - протаскивание во внутреннюю полость ремонтируемого

трубопровода новой плети трубопровода из полиэтилена. При этом наружный

диаметр трубопровода из полиэтилена меньше внутреннего диаметра

ремонтируемого трубопровода;

«труба в трубе» – 68-72 %;

«труба в трубе» с разрушением старого трубопровода – 8-10 %;

Цель проведения футерования и состояние ремонтируемого трубопровода:

a) Использование остаточной несущей способности трубопровода, когда по

причине коррозии внутренней поверхности стенки труб возникла опасность

разрушения или появления сквозных свищей, а, следовательно, нарушение

герметичности трубопровода;

Ликвидация нарушения герметичности трубопровода при отсутствии доступа

к месту разгерметизации с наружной стороны трубопровода;

c) Использование трубопровода по другому назначению; например,

использование нефтепровода для подачи питьевой или технической воды и др.

d) Отсутствие возможности переукладки трубопровода, например, подводный

переход, густозаселённый район и др.

4. Вид взаимодействия стенки трубопровода и футерующей оболочки:

a) Непосредственный контакт футерующей оболочки с трубопроводом;

b) Межтрубный зазор (оболочка – трубопровод) заполнен жидкостью;

c) Межтрубный зазор заполнен отверждающейся композицией.

Наиболее прогрессивным методом восстановления трубопровода является

метод протаскивания в трубопровод секций из пластмассовых труб, который

включает в себя операции вскрытия и вырезки концевых участков трубопровода,

протаскивание троса в стальной трубопровод по средствам пробок с подачей

сжатого воздуха или воды, шаблонирование канала трубопровода, сварку секций

пластмассового трубопровода, заливку межтрубного пространства тампонажным

раствором и соединение футерованных участков между собой.

Билет №16