Дефекты сварных соединений и причины их возникновения

В процессе образования сварных соединений в металле шва и зоне термического влияния могут возникать различные отклонения от установленных норм и технических требований, приводящие к ухудшению работоспособности сварных конструкций, снижению их эксплуатационной надежности, ухудшению внешнего вида изделия. Такие отклонения называют дефектами. Дефекты сварных соединений различают по причинам возникновения и месту их расположения (наружные и внутренние). В зависимости от причин возникновения их можно разделить на две группы. К первой группе относятся дефекты, связанные с металлургическими и тепловыми явлениями, происходящими в процессе образования, формирования и кристаллизации сварочной ванны и остывания сварного соединения (горячие и холодные трещины в металле шва и околошовной зоне, поры, шлаковые включения, неблагоприятные изменения свойств металла шва и зоны термического влияния).

Ко второй группе дефектов, которые называют дефектами формирования швов, относят дефекты, происхождение которых связано в основном с нарушением режима сварки, неправильной подготовкой и сборкой элементов конструкции под сварку, неисправностью оборудования, недостаточной квалификацией сварщика и другими нарушениями технологического процесса. К дефектам этой группы относятся несоответствия швов расчетным размерам, непровары, подрезы, прожоги, наплывы, незаваренные кратеры и др.

3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Расход сварочных материалов

В общем виде норма расхода электродов Нэ (в килограммах) при сварке может быть описана формулой, где М — масса наплавленного металла; Мо — масса технологических отходов и потерь (на угар, разбрызгивание, огарки, вспомогательные прихватки при сборке).

Есть две методики расчета нормативов расходов электродов:

По массе

В штуках

Методика расчета нормативов расхода покрытых электродов по массе Нормативный расход электродов на 1кг наплавленного металла в общем виде определяется по формуле:

где Кр – коэффициент расхода электродов данной марки. Этот коэффициент учитывает потери при сварке на угар и разбрызгивание, длину огарка не более 50мм

Значение Кр для некоторых наиболее часто применяемых электродов длиной 350 и 450мм приведены в таблице ниже.

3.2 Определение норм времени на сварку.

Нормой времени называется количество рабочего времени, необходимое на производство единицы доброкачественной продукции рабочим соответствующей квалификации, работающим в условиях правильной организации труда и производства ГУ.

Норма времени как при индивидуальной, так и при звеньевой работе когда она выражает собой общую затрату рабочего времени в зачет членов звена, измеряется в человеко-часах (чел.-час) или в человеко-днях (чел.-день).

Общее время на выполнение сварочной операции Тсв, час, состоит из нескольких компонентов и определяется по формуле:

Tсв=tо+ tп.з.+ tв+ tобс+tп, (1.15)

где Тсв - общее время на выполнение сварочной операции, час; tп.з. - подготовительно-заключительное время; tо - основное время; tв - вспомогательное время; tобс - время на обслуживание рабочего места; tп - время перерывов на отдых и личные надобности.

3.3 Определение расхода электроэнергии.

Расход электроэнергии — важная технико-экономическая характеристика процесса сварки. Обыкновенно расход электроэнергии выражают в квт-час на 1 кг наплавленного металла и определяют по уравнению:

где А — расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла в квт-час/кг; Uд — напряжение на дуге при сварке в в; Iсв — сила сварочного тока в а; η — коэффициент полезного действия сварочного поста; Т — полное время сварки в часах; t — время горения дуги за время Т в часах; Gн — вес наплавленного металла за время Т в кг; Wо — мощность холостого хода сварочного трансформатора или генератора в квт. В числителе правой части уравнения первое слагаемое представляет расход электроэнергии, имевший место при горении дуги в течение времени t, а второе слагаемое представляет потери энергии при холостом ходе источника питания дуги.

Вид сварки К. п. д. сварочного поста Мощность холостого хода источника тока в квт

Сварка на переменном токе 0, 8—0, 85 0, 2—0, 3

Однопостовая сварка на постоянном токе 0, 3—0, 6 2, 5—3

Многопостовая сварка на постоянном токе 0, 24—0, 43

Потери энергии во время холостого хода зависят от коэффициента использования сварочного поста.

Для расчетного определения расхода электроэнергии при заданных режимах и условиях сварки можно пользоваться уравнением (9),

где ан — коэффициент наплавки в г\а-час; к — коэффициент использования сварочного поста.

В уравнении первое слагаемое представляет расход энергии в квт-час/кг при горении дуги (без учета потерь холостого хода), а второе слагаемое — расход энергии при холостом ходе, приходящийся на 1 кг наплавленного металла. Для случаев определения расхода энергии без учета потерь холостого хода уравнение имеет вид:

4. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА

Максимальное количество сварочных операций целесообразно производить с помощью прогрессивных высокопроизводительных видов сварки (полуавтоматической и автоматической под слоем флюса, в среде защитных газов неплавящимся электродом и др.), имеющих гигиенические преимущества, так как они сопровождаются образованием меньших, по сравнению с ручной сваркой, количеств аэрозоля и газов. Эти виды сварки проводят, как правило, на постоянных местах, что существенно облегчает задачу устройства наиболее эффективной местной вытяжной вентиляции. В соответствии с требованием ГОСТ 12.3.003—75 необходимо применение сварочных материалов (электродов, флюсов, проволок и др.) с минимальным содержанием и выделением при сварке вредных веществ. Для ручной сварки стальных изделий взамен электродов с руднокислым покрытием марок ЦМ-7, ОММ-5 разработаны и успешно применяются электроды с рутиловым покрытием ОЗС-З, ОЗС-4, ОЗС-6, выделяющие в 1, 5—2 раза меньше аэрозоля и в 4 раза меньше высокотоксичных окислов марганца по сравнению с электродами с руднокислым покрытием [1, 10]. Электроды АН0-1 с рутиловым покрытием, АНО-3 с рутилокарбонатным покрытием и др. обеспечивают требуемое качество сварного шва при минимальном загрязнении воздушной среды.

Не рекомендуется во избежание повышенного образования вредных веществ превышать режимы сварки (например, силу тока), особенно при сварке цветных металлов, сплавов, легированных сталей и изделий с антикоррозионным покрытием Для сварочных операций там, где возможно, должны быть выделены фиксированные участки, что упрощает устройство вентиляции и подъемно-транспортных устройств.

Сварку мелких и средних деталей следует производить в кабинах без потолка, оборудованных местной вытяжной вентиляцией. К отдельным видам сварки предъявляются специальные требования, например к организации технологического процесса сварки под слоем флюса предъявляются дополнительные санитарно-гигиенические требования Флюс должен быть сухим, не загрязненным посторонними веществами, он должен иметь строго определенный гранулометрический состав. Технологическое требование о необходимости отделения в циклонах-сепараторах мелких, некондиционных фракций оборотного флюса, образующихся при истирании частиц при его транспортировках, имеет и большое санитарно-гигиеническое значение, так как мельчайшие частицы наиболее летучи и опасны для здоровья. пневмотранспорта флюса должны иметь герметичные соединения трубопроводов и матерчатые фильтры для очистки воздуха, выбрасываемого в атмосферу.

Плазменную обработку металлов производят в специальных помещениях или на изолированных участках. Плазменное напыление на крупногабаритные изделия выполняют в герметичных камерах с контролируемой атмосферой, в которую поступают пары и аэрозоли наплавляемых металлов, окислы азота и других токсичных веществ в значительных количествах и с большой скоростью.

Электросварочные цехи не

Электросварочные работы следует, как правило, производить в отдельных помещениях или на участках (в пролетах), изолированных от несварочных легкими подвесными шторами. Расположение в одном пролете сварочных и несварочных участков допускается только в исключительных случаях.

В одном производственном помещении со сваркой не должны размещаться гальванические, малярные и другие более вредные производства. Остекление здания должно предусматривать возможность естественного проветривания его в теплый период года, а объемно-планировочные решения — возможность размещения вентиляционного оборудования и прокладки воздуховодов.

5. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Окружающая среда – совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов, а также антропогенных объектов (ст. 1 ФЗ «Об охране окружающей среды»).

Загрязнение окружающей среды – поступление в окружающую среду вещества и (или) энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

То есть, загрязнение – это всё то, что находится не в том месте, не в то время, не в том количестве, какие естественны для природы, которые выводят её экосистемы из состояния равновесия и отличается от обычно наблюдаемой нормы.

Загрязнения подразделяются на:

- антропогенные;

- естественные;

- биологические;

- биотические;

- механические;

- физические;

- химические.

Загрязнение нефтью – это антропогенное (произошедшее по вине человека) и химическое (произошедшее с изменением химического состава и свойств) загрязнение окружающей среды.

В соответствии с требованиями природоохранного законодательства ОАО «АК «Транснефть» и дочерние компании разрабатывают и осуществляют комплекс мероприятий по снижению сбросов, выбросов загрязняющих веществ окружающую среду, образования отходов, предусмотренных Программой охраны окружающей среды, программами обеспечения экологической безопасности и разрешительной документацией на осуществление деятельности (лицензиями и разрешениями).

ОСОБЕННОСТИ НЕФТИ КАК ЗАГРЯЗНЯЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА

В настоящее время большинство объектов магистральных нефтепроводов характеризуются большой протяжённостью, высокой пропускной способностью, но эксплуатируются свыше 25 лет и являются потенциально опасными для окружающей среды. Экологическая опасность предприятий трубопроводного транспорта заключается в следующих свойствах перекачиваемых продуктов, как:

- легкая воспламеняемость, низкие температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенениями, т. е. пожароопасные свойства;

- способность накапливать электрические разряды;

- выделение токсичных, пожара и взрывоопасных углеводородных газов, которые в 3-4 раза тяжелее воздуха и накапливаются в низинах (котлованах, колодцах, приямках, оврагах и т.п.) и удерживаются там продолжительное время.

КЛАССИФИКАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Источники загрязнений окружающей среды на предприятиях трубопроводного транспорта нефти можно классифицировать по объектам загрязнения:

- загрязнения вод (поверхностных и подземных);

- загрязнения атмосферного воздуха;

- загрязнения почвы;

Загрязнение поверхностных и подземных вод возможно при аварийных разливах нефти на линейной части МН и на участках подводных переходов.

Загрязнение атмосферного воздуха возможно как при испарении нефти (из резервуаров, нефтеловушек, амбаров временного хранения и др.), так и при возгорании разлитой нефти продуктами сгорания (оксидами серы, азота, углерода, сажей и др.).

Причиной загрязнений продуктами сгорания также являются: пожары в производственных и административно-бытовых помещениях.

Загрязнение почвы происходит при выходе нефти на линейной части МН на территории НПС, на территории резервуарных парков из технологических трубопроводов и запорной арматуры, из резервуаров, при отказах технологического оборудования.

Причиной загрязнений продуктами сгорания также являются: пожары в производственных и административно-бытовых помещениях.

Загрязнение почвы происходит при выходе нефти на линейной части МН на территории НПС, на территории резервуарных парков из технологических трубопроводов и запорной арматуры, из резервуаров, при отказах технологического оборудования.

Причины загрязнений окружающей среды и на объектах МН.

Основными причинами загрязнений окружающей среды на объектах МН являются:

- выбросы нефти при авариях;

- нарушение норм и правил проектирования и строительства объектов;

- «дыхания» резервуаров;

- испарения нефти из открытых емкостей (нефтеловушки, амбары временного хранения);

- разгерметизация насосов и др. неисправности в помещениях насосных, арматуры, не плотности сварных швов и резьбовых соединений;

- нарушение условий землепользования при проведении плановых и аварийных работ;

- нарушение правил эксплуатации производственных объектов;

- пожары и возгорания при ликвидации разливов нефти;

- эксплуатация котельных установок и дизельных электростанций (продукты сгорания топлива);

- образование сточных вод (с последующей очисткой и без неё);

- потери на сливо-наливных эстакадах;

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ВЫПОЛНЕННОЙ РАБОТЕ

Роль трубопроводного транспорта в системе нефтегазовой отрасли промышленности чрезвычайно высока. Он является основным и одним из дешевых видов транспорта нефти от мест добычи на нефтеперерабатывающие заводы и экспорт. Магистральные трубопроводы, обеспечивая энергетическую безопасность страны, в тоже время позволяют разгрузить железнодорожный транспорт для народного хозяйства грузов.

Трубопроводный транспорт нефти имеет ряд преимуществ по сравнению с водными и железнодорожными транспортом: минимальная дальность транспортировки, ритмичность работы поставщиков и потребителей, наименьшие потери нефти, наибольшая автоматизация технологических процессов.

В своей работе я привел примеры использования различного сварочного оборудования и могу смело выделить следующее:

7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Маслов В.И. Сварочные работы: учебник для начального профессионального образования. - М.: ОИЦ «Академия», 2008.

2.Юхин Н.А. «Газосварщик»- учебное пособие для НПО.- М.: ОИЦ «Академия», 2009 В.Н.Галушкина Технология производства сварных конструкций.- учебник для НПО.- М.: ОИЦ «Академия», 2010.

3. В.В. Овчинников. Охрана труда при производстве сварочных работ: учебное пособие.- М.: ОИЦ «Академия», 2008

Дополнительные источники:

1. Чернышов Г.Г., Полевой Г.В. Справочник электрогазосварщика и газорезчика: учебное пособие для начального профессионального образования.- М.: ОИЦ «Академия», 2010.

2. Юхин Н.А. Механизированная дуговая сварка плавящимся электродом в защитных газах- иллюстрированное пособие сварщика.- М.: издательство СОУЭЛО, 2008.

3. ГОСТ 5264-80, ГОСТ 11534-75, ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75, ГОСТ 5190-78, ГОСТ 13861-89, ГОСТ 9356-75, ГОСТ 1077-79Е, ГОСТ 15150-69, ГОСТ 95-77, ГОСТ 12-77,

Электронные ресурсы (форма доступа):

1. Информационный сайт «О сварке»: https://www.osvarke.com/mma.html 2. Справочник по технике ручной дуговой сварки: https://build.novosibdom.ru/

3. Информационный сайт «Svarkainfo.ru»: http: / /www.svarkainfo.ru/rus/technology/dugsvar/

8. СПИСОК РЕГЛАМЕНТОВ

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

Основными задачами ЦРC являются:

· Оперативное и качественное проведение аварийно-восстановительных работ при ликвидации отказов, аварий, несанкционированных врезок и их последствий на линейной части МН и технологических трубопроводах НПС полным составом ЦРС

· Проведение плановых и ремонтных работ по устранению дефектов на линейной части МН и технологических трубопроводах НПС, подключению вновь построенных участков, откачке нефти из трубопроводов по утвержденным планам согласно заявкам ЛПДС (НПС)

· Разработка перспективных и текущих планов работ ЦРС и отчетность по их выполнению

· Привлечение персонала, автотракторной и специальной техники участка аварийно-восстановительных работ на плановые работы на линейной части МН и не относящиеся к выполнению возложенных на участок функций - запрещается.

Функции ЦРС:

В соответствии с основными задачами на ЦРС возложены следующие функции:

· 3.1. Локализация и ликвидация отказов, аварий и несанкционированных врезок.

· 3.2. Откачка нефти из трубопроводов при проведении плановых и аварийно-восстановительных работ.

· 3.3. Проведение плановых работ на линейной части МН и технологических трубопроводов НПС по выборочному ремонту дефектов, замене дефектных участков, запорной арматуры, фасонных изделий.

· 3.4. Выполнение основных видов работ, направленных на предупреждение аварий по заявкам ЛПДС (НПС) и служб РНУ (УМН), заданиям, графикам и распоряжениям ОАО МН.

· 3.5. Обеспечение постоянной готовности автотракторной и спецтехники, оборудования к проведению и выполнению возложенных на ЦРС задач.

· 3.6. Планирование работ и отчетность по выполненным работам