4 Контроль качества сварных соединений
4.1 Швы сварных соединений стальных строительных конструкций по окончании сварки должны быть очищены от шлака, брызг наплавленного металла и натеков. Приваренные сборочные приспособления следует удалять без применения ударных воздействий и повреждения основного металла, а места их приварки должны быть зачищены до основного металла с удалением всех дефектов.
4.2 Произвести контроль качества всех выполненных сварных соединений.
4.3 В зависимости от конструктивного оформления, условий эксплуатации и степени ответственности швы сварных соединений разделяются на I, II и III категории, которые определяют высокий, средний и низкий уровень качества. Характеристики категорий и уровней качества приведены в таблице 4.1.
| Категория и уровень качества сварных соединений | Тип швов сварных соединений и характеристика условий их эксплуатации |
| I — высокий | 1 Поперечные стыковые швы, воспринимающие растягивающие напряжения σр ≥ 0,85 Ry (в растянутых поясах и стенках балок, элементов ферм и т.п.). |
| 2 Швы тавровых, угловых, нахлесточных соединений, работающие на отрыв, при растягивающих напряжениях, действующих на прикрепляемый элемент σр ≥ 0,85 Ry , и при напряжениях среза в швах τуш ≥ 0,85 Rwf. | |
| 3. Швы в сварных конструкциях либо их элементы, работающие в особо тяжелых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок (подкрановые балки; балки рабочих площадок; элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающих нагрузку от подвижных составов; фасонки ферм; пролетные строения транспортных галерей; сварные специальные опоры больших переходов линий электропередач (ВЛ) высотой более 60 м; элементы оттяжек мачт и оттяжных узлов; балки под краны гидротехнических сооружений и т.п.), а также в конструкциях в климатических районах строительства с расчетной температурой ниже минус 40°С (кроме случаев, отнесенных к типам 7-12). | |
| II — средний | 4. Поперечные стыковые швы, воспринимающие растягивающие напряжения 0,4 Ry ≤ σр < 0,85 Ry , а также работающие на отрыв швы тавровых, угловых, нахлесточных соединений при растягивающих напряжениях, действующих на прикрепляемый элемент σр ≥ 0,85 Ry , и при напряжениях среза в швах τуш ≥ 0,85 Rwf. (кроме случаев, отнесенных к типу 3). |
| 5. Расчетные угловые швы, воспринимающие напряжения среза τуш ≥ 0,75 Rwf. , которые соединяют основные элементы, работающие при статической нагрузке (фермы; ригели рам; прожекторные мачты; элементы комбинированных опор антенных сооружений; колонны; стойки; элементы настила перекрытий; вертикальные связи по колоннам с напряжением в связях свыше 0,4 Ry; элементы стволов и башен антенных сооружений; прогоны покрытий и другие сжато-изгибные элементы). | |
| 6. Продольные стыковые швы, воспринимающие напряжения растяжения или сдвига 0,4 R ≤ σ ≤ 0,85 R. | |
| 7.Стыковые и угловые швы, прикрепляющие к растянутым зонам основных элементов конструкций узловые фасонки, фасонки связей, упоры и т.п. и т.п | |
| III — низкий | 8 Поперечные стыковые швы, воспринимающие сжимающие напряжения. |
| 9 Продольные стыковые швы и связующие угловые швы в сжатых элементах конструкций. | |
| 10 Стыковые и угловые швы, прикрепляющие фасонки к сжатым элементам | |
| 11 Стыковые и угловые швы во вспомогательных элементах конструкций |
σр — растягивающее напряжение металла шва;
Ry — расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию и изгибу по пределу текучести;
τуш — касательное напряжение металла шва;
Rwf — расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва;
σ — напряжение металла шва;
R — расчетное сопротивление металла шва
4.4 Методы и объемы контроля применяются в соответствии с указаниями настоящего документа, если в проектной документации не даны другие требования. По согласовании с проектной организацией могут быть использованы другие эффективные методы контроля взамен или в дополнение к указанным (см. таблицу 4.2).
| Методы контроля | Тип контролируемых швов по таблице 4.1 | Объем контроля | Примечание |
| Внешний осмотр | Все | 100% | Результаты контроля швов типа 1-5 по таблице должны быть оформлены протоколом |
| Ультразвуковой или радиографический | 1 и 2 | 100% | — |
| 3 | 100% | Без учета объема, предусмотренного для швов типа 1 и 2 | |
| 4 | 5% | То же | |
| 5-8 | 1% | — | |
| Механические испытания | — | — | Тип контролируемых соединений, объем контроля и требования к качеству должны быть оговорены в проектной документации |
4.5 Контроль должен осуществляться на основании требований соответствующих методических инструкций и нормативно-технической документации. Заключение по результатам контроля должно быть подписано дефектоскопистом, аттестованным на уровень не ниже 2-го разряда.
4.6 Сварные швы, для которых требуется контроль с использованием физических методов (ультразвукового, радиографического, капиллярного, механических испытаний и др.) и объем такого контроля, должны быть указаны в проектной документации в соответствии с требованиями стандарта предприятия, разрабатывающего чертежи.
Выборочному контролю в первую очередь должны быть подвергнуты швы в местах их взаимного пересечения и в местах с признаками дефекта. Если в результате выборочного контроля установлено неудовлетворительное качество шва, контроль должен быть продолжен до выявления фактических границ дефектного участка.
4.7 При внешнем осмотре сварные швы должны удовлетворять следующим требованиям:
а) иметь гладкую или равномерно мелкочешуйчатую поверхность без резких переходов к основному металлу (требование главного перехода к основному металлу должно быть специально обосновано и обеспечено дополнительными технологическими приемами);
б) швы должны быть плотными по всей длине и не иметь видимых прожогов, сужений, перерывов, наплывов, а также недопустимых по размерам подрезов, непроваров в корне шва, несплавлений по кромкам, шлаковых включений и пор;
в) металл шва и околошовной зоны не должен иметь трещин любой длины и ориентации;
г) кратеры шва в местах остановки сварки должны быть переварены, а в местах окончания шва — тщательно заварены.
4.8 По результатам неразрушающего контроля швы сварных соединений должны удовлетворять требованиям, указанным в таблице 4.3.
| Вид дефекта | Категория шва по таблице 4.1) | Допустимые размеры и расположение дефекта |
| Трещины | Все | Не допускаются трещины любой длины и ориентации |
| Поры и шлаковые включения | I | Не допускаются скопления и цепочки дефектов. Допускаются единичные дефекты максимального размера: |
| стыковой шов d ≤ 0,2S; | ||
| угловой шов d ≤ 0,25K, | ||
| но не более 3 мм | ||
| III | Одиночные дефекты максимального размера: | |
| стыковой шов d ≤ 0,25S; | ||
| угловой шов d ≤ 0,25K, | ||
| но не более 4 мм | ||
| стыковой шов d ≤ 0,3S; | ||
| угловой шов d ≤ 3K, | ||
| но не более 5 мм | ||
| Скопление пор | I | Максимальная суммарная площадь дефектного участка шва не более 4% от толщины проката при толщине проката свыше 25 мм. При этом количество дефектов не должно превышать четырех на участке 400 мм, а расстояние между ними должно быть не менее 50 мм. Максимальный размер одной поры не более 2 мм |
| II | Суммарная площадь не более 5% площади продольного сечения шва на участке длиной 50 мм, при этом расстояние между близлежащими концами цепочки должно быть не менее 400 мм. Единичные дефекты диаметром не более 3 мм в количестве не более шести на участке длиной 400 мм при расстоянии между ними не менее 10 мм | |
| III | Скопление и цепочки дефектов протяженностью не более 20% длины шва. Единичные дефекты диаметром не более 4 мм в количестве не более шести на участке длиной 400 мм |
|
| Подрезы. Несплавления по кромкам | I | Не допускаются, за исключением дефектов глубиной не более 0,5 мм, расположенных вдоль усилий |
| I и III | Не допускаются дефекты, расположенные поперек усилий. Допускаются дефекты, расположенные вдоль усилий глубиной не более 1 мм при ширине до 2 мм при плавных очертаниях |
|
| Непровары в корне шва | I | Не допускаются, кроме угловых швов нахлесточных и тавровых соединений, в которых полный провар не предусмотрен в проектной документации |
| II (тип 4) | Допускаются непровары высотой не более 5% толщины свариваемых элементов и длиной не более 50 мм при расстоянии между концами дефектных участков не менее 400 мм. (Возможность установления более мягких требований должна быть согласована с проектной организацией в зависимости от условий эксплуатации конструкции) |
|
| Межваликовые впадины в многопроходных швах | I | Допускаются глубиной не более 0,5 мм |
| II (тип 4) | Допускаются глубиной не более 1 мм | |
| II (тип 5) | Допускаются: глубиной не более 1,5 мм для угловых швов с катетом 10-12 мм и не более 2 мм при размерах катета 14-20 мм | |
| Линейное смещение кромок (де-планация) | I | h ≤ 0,1t макс. 3 мм |
| II | h ≤ 1,5t макс. 4 мм | |
| III | h ≤ 0,25t макс. 5 мм |
d- диаметр поры, мм;
S — номинальная толщина стыкового шва, мм;
K — номинальная величина катета углового шва, мм;
Требования к сварным швам металлоконструкций
Изготовление стальных металлических конструкций невозможно без сварки. Она выполняется в соответствии с проектом производства данных работ или с технологическим процессом. Эти нормативные документы представляют собой специальные или типовые инструкции. Качество сварных соединений регламентируется ГОСТ 23118-99.
Требования к механическим свойствам металла шва
К механическим свойствам металла сварного соединения предъявляются следующие требования:
- показатель относительного удлинения должен быть не менее 16%;
- при среднесуточной температуре окружающей среды в наиболее холодную 5-дневку показатель ударной вязкости металла должен составлять не меньше 29 Дж/см2;
- показатель временного сопротивления разрыву металла соединения не должен быть ниже требований, указанных для основного металла;
- при сварке элементов в заводских условиях показатель твердости металла соединения не должен быть более 350 НV для конструкций 1 группы и не более 400 НV – для конструкций других групп по классификации СНиП II-23;
- при сварке элементов в процессе монтажа показатель твердости металла должен быть не более 400 HV.
Требования к качеству шва
В зависимости от уровня качества швы подразделяются на 3 категории.
I категория – высокий уровень качества
К ней относят следующие виды швов:
- поперечный стыковой шов, который воспринимает растягивающие напряжения, например, в элементах ферм, растянутых стенках и поясах балок;
- шов нахлесточного, углового или таврового соединения, работающий на отрыв, при напряжении среза в шве и при растягивающих напряжениях, которые действуют на присоединяемый элемент;
- шов в металлоконструкциях, которые по классификации СНиП II-23 относятся к 1 группе, а также в конструкциях 2 группы, если расчетная температура в климатической зоне строительства составляет ниже -40°С.
II категория – средний уровень
К ней относят следующие виды швов:
- расчетный угловой шов, воспринимающий напряжения среза, который соединяет основные элементы металлоконструкций 2 и 3 групп;
- продольный стыковой шов, который воспринимает напряжения сдвига либо растяжения;
- связующий (продольный) угловой шов в основных элементах металлоконструкций 2 и 3 групп, который воспринимает растягивающие напряжения;
- угловой или стыковой шов, который соединяет фасонки со сжатыми элементами металлоконструкции;
- угловой или стыковой шов, который соединяет растянутые зоны основных элементов металлоконструкции с узловыми фасонками, фасонками связей, упорами и т.д.
III категория – низкий уровень качества
К ней относят следующие виды швов:
- поперечный стыковой шов, который воспринимает сжимающие напряжения;
- продольный стыковой шов и связующий угловой шов в сжатых элементах металлоконструкции;
- угловой или стыковой шов, соединяющий фасонки со сжатыми элементами;
- угловой или стыковой шов во вспомогательных элементах металлоконструкции.
Мы рекомендуем также ознакомиться:
- Требования к изготовлению металлоконструкций
- Требования к антикоррозийной защите металлоконструкций
III. Категории сварных соединений (наплавленных поверхностей)
16. Категории сварных соединений назначаются конструкторской (проектной) организацией согласно критериям, приведенным в пунктах 17 — 23 настоящих Правил, и указываются в конструкторской (проектной) документации.
17. Для сварных соединений оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок с водо-водяными реакторами и реакторами канального типа устанавливаются следующие категории сварных соединений:
а) I категория — сварные соединения оборудования и трубопроводов группы A;
б) II категория — сварные соединения оборудования и трубопроводов группы B, работающие в контакте с радиоактивным теплоносителем;
в) III категория — сварные соединения оборудования и трубопроводов группы B, не работающие в контакте с радиоактивным теплоносителем, а также сварные соединения оборудования и трубопроводов группы C.
18. Сварные соединения II и III категорий оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок с водо-водяными реакторами и реакторами канального типа в зависимости от рабочего давления подразделяются на следующие подкатегории:
а) подкатегория IIа — сварные соединения, работающие под давлением свыше 5 МПа;
б) подкатегория IIв — сварные соединения, работающие под давлением до 5 МПа включительно;
в) подкатегория IIIа — сварные соединения, работающие под давлением свыше 5 МПа;
г) подкатегория IIIв — сварные соединения, работающие под давлением свыше 1,7 МПа до 5 МПа включительно;
д) подкатегория IIIс — сварные соединения, работающие под давлением от 1,7 МПа и ниже атмосферного (под вакуумом).
19. Для сварных соединений оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок с реакторами на быстрых нейтронах с жидкометаллическим натриевым теплоносителем устанавливаются следующие категории сварных соединений:
а) Iн категория — сварные соединения оборудования и трубопроводов группы A, а также группы B при наличии требований в конструкторской документации;
б) IIн категория — сварные соединения оборудования и трубопроводов группы B, работающие в контакте с жидкометаллическим теплоносителем и газом (за исключением относящихся к Iн категории);
Под газом понимается аргон, используемый для наддува, и (или) пары теплоносителя.
в) II категория — сварные соединения оборудования и трубопроводов группы B, не работающие в контакте с жидкометаллическим теплоносителем и газом;
г) III категория — сварные соединения оборудования и трубопроводов группы C.
20. Сварные соединения IIн и II категорий оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок с реакторами на быстрых нейтронах с жидкометаллическим натриевым теплоносителем в зависимости от условий эксплуатации подразделяются на следующие подкатегории:
а) подкатегория IIна — сварные соединения, находящиеся в контакте с жидкометаллическим теплоносителем и (или) газом, работающие при температуре свыше 350 °C независимо от давления;
б) подкатегория IIнв — сварные соединения, находящиеся в контакте с жидкометаллическим теплоносителем и/или газом при температуре до 350 °C включительно независимо от давления (за исключением сварных соединений, относящихся к подкатегории IIнс);
в) подкатегория IIнс — сварные соединения, находящиеся в контакте с газом и работающие при давлении до 0,07 МПа включительно и температуре до 150 °C включительно;
г) подкатегория IIа — сварные соединения, не находящиеся в контакте с жидкометаллическим теплоносителем и газом, работающие при рабочем давлении свыше 2 МПа;
д) подкатегория IIв — сварные соединения, не находящиеся в контакте с жидкометаллическим теплоносителем, работающие при рабочем давлении до 2 МПа включительно.
Сварные соединения III категории подразделяются на подкатегории IIIа, IIIв и IIIс, идентичные подкатегориям, указанным в подпунктах «в» — «д» пункта 18 настоящих Правил.
21. Для сварных соединений приварки, не нагруженных давлением деталей с оборудованием и трубопроводами, категория назначается в соответствии с пунктами 17 — 20 настоящих Правил.
Требования настоящего пункта не распространяются на сварные соединения оборудования и трубопроводов с деталями, используемыми в техническом обслуживании (настилы, лестницы) и в системах измерений (кронштейны). Необходимость и объем контроля указанных сварных соединений устанавливается конструкторской документацией.
22. Категория стыковых сварных соединений незаменяемых элементов внутрикорпусных устройств, расположенных в зоне облучения при проектном флюенсе нейтронов свыше 1,5·1025 нейтр/м2 (E 0,1 МэВ), должна быть установлена равной:
а) II — для водо-водяных реакторов;
б) IIн — для реакторов на быстрых нейтронах с жидкометаллическим натриевым теплоносителем.
23. Категория IIIс устанавливается для сварных соединений:
а) оборудования и трубопроводов, работающих под избыточным или вакуумметрическим давлением и отнесенных к элементам третьего класса безопасности, на которые не распространяется действие федеральных норм и правил в области использования атомной энергии;
б) деталей опор и подвесок оборудования и трубопроводов, указанных в пунктах 17 — 20 настоящих Правил и в подпункте «а» настоящего пункта;
в) металлоконструкций бассейнов выдержки, бассейнов перегрузки и хранения отработавшего ядерного топлива атомных энергетических установок.
Действие подпункта «б» настоящего пункта не распространяется на сварные соединения, указанные в пункте 21 настоящих Правил.
24. Объем неразрушающего контроля металла наплавленной поверхности кромок под сварку и нормы оценки качества по результатам контроля устанавливаются по категории соответствующего сварного соединения.
25. При проведении неразрушающего контроля металла уплотнительных и антикоррозионных наплавленных поверхностей категории не назначаются.
26. Конструкторская (проектная) организация вправе назначать категории сварных соединений, к которым предъявляются более высокие требования для обеспечения безопасности, чем установленные в пунктах 17 — 23 настоящих Правил (за исключением подпункта «а» пункта 17 и подпункта «а» пункта 19 настоящих Правил).
27. Для оборудования и трубопроводов, которые не указаны в пунктах 17 — 20, 22 и 23 настоящих Правил, категории сварных соединений настоящими Правилами не устанавливаются. Методы и объемы контроля металла устанавливаются конструкторской (проектной) организацией в конструкторской документации, а нормы оценки качества должны соответствовать нормам, установленным для сварных соединений категории III.
Типы сварных соединений и виды сварных швов
Соединение металлических деталей сварки давно и прочно вошло в производство, широко применяется в быту и продолжает развиваться в направлениях повышения качества и снижения себестоимости. У этой популярности есть свои плюсы и минусы. Плюс в доступности технологии для широких народных масс. Минус в том, что большое количество непрофессионалов вносит неопределенности в терминологию и описание сварочных процессов. Действующий ныне ГОСТ 5264 – 80 говорит о характеристиках и типах сварных соединений, а также видах сварных швов.
Что представляет собой сварочное соединение
Сварочное соединение — это соединение двух или более металлических деталей или материалов с использованием процесса сварки.
Сварка представляет собой технологический процесс, при котором металлические поверхности деталей плавятся или размягчаются, а затем соединяются путем охлаждения и застывания материала, образуя прочное и устойчивое соединение. Сварочные соединения широко применяются в промышленности, строительстве, автомобилестроении и других областях для создания жестких и надежных соединений металлических компонентов. Они могут иметь различные формы, типы и размеры в зависимости от конкретных требований и условий применения.
Типы сварных соединений
В сварочной технологии рассматривают следующие типы:
- стыковое – этот тип соединения предполагает сваривание торцевых поверхностей деталей;
- нахлесточное – в этом случае детали располагают параллельно, с частичным заходом одной на другую;
- угловое – детали устанавливают под углом и сваривают вдоль линии примыкания;
- тавровое – торец одной детали приваривают к боковой поверхности другой детали;
- торцевое – сваривание производится по примыкающим боковым поверхностям.
Наибольшее распространение имеет стыковое . Оно не требуют высокой квалификации сварщика, отличается надежностью и качеством. Выполняются с разделкой кромок или без, в зависимости от толщины металла.
Преимущество нахлесточного соединения состоит в том, что отпадает необходимость подготовки свариваемой поверхности. Этот тип наиболее актуален для листов толщиной 8 – 12 мм. Чаще всего встречается при точечной, контактной и роликовой сварке.
При необходимости сваривания деталей под некоторым углом применяют угловые соединения . Надежный провар соединения возможен только при наличии скосов кромок. Выполнение скосов более трудоёмкая операция, чем сама сварка.
Тавровое соединение — это способ соединения двух деталей, при котором одна из них присоединяется к другой через плоскую поверхность, создавая два внутренних угла.
Этот тип соединения обычно применяется в сборке несущих конструкций. Для успешного соединения необходимо заранее подготовить край соединяемой детали. Край может быть абсолютно прямым или иметь двусторонний скос. Во время сварки происходит глубокое проплавление материала в корне соединения. Особенностью таврового соединения является необходимость выполнения скосов и использования большого количества наплавляемого металла, что увеличивает расход электродов и стоимость производства.
Форма соединения напоминает букву «Т».
В случае отсутствия разделки торцов можно выполнять односторонние швы на металле толщиной не более 4 мм.
Классификация сварных швов
Чаще всего встречается следующая классификация сварных швов:
- по положению в пространстве;
- по конфигурации;
- по степени выпуклости;
- по количеству проходов;
- по направлению действующего усилия и вектору действия внешних сил;
- по виду сварки;
- по протяженности.
От пространственного положения шва зависит технология и сложность его выполнения.
Виды сварочных швов
Выделяют несколько основных видов сварных швов:
- нижние,
- горизонтальные,
- вертикальные,
- потолочные.
Нижние – это азбука всех сварщиков. Они наиболее просты в исполнении и не требуют высокой квалификации сварщика. Самый сложный вид – потолочный. Кроме сложности он неудобен и опасен, возможностью попадания на сварщика капель расплавленного металла.
Разделение по конфигурации не требует особых разъяснений и не отличается особыми приемами. По этому признаку их делят на следующие виды:
- прямолинейные,
- криволинейные,
- кольцевые.
Сварные швы получаются вогнутыми, выпуклыми или плоскими. На этом признаке создали еще одно разделение: по степени выпуклости. Этот признак имеет существенное значение потому, что от него зависят физико-механические свойства. Плоские и вогнутые более гибкие и экономные, по сравнению с выпуклыми. А выпуклые более прочные, но при чрезмерной выпуклости склонны к концентрации напряжений.
С количеством проходов и вектором действия внешних сил все понятно, а вот по виду сварки сварные соединения разделяют по методу:
- дуговой сварки;
- автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом;
- дуговой сварки в защитных газах;
- электрошлаковой сварки;
- электрозаклепочные;
- контактной электросварки;
- паяных соединений.
По признаку протяженности различают сплошные и прерывистые швы. У прерывистых есть свои преимущества – сниженное тепловложение и низкая стоимость. Они, в свою очередь, делятся на цепные и шахматные. Встречаются крайне редко в связи с тем, что не имеют должной прочности и непроницаемости. На стороне сплошных главные козыри – качество, прочность и непроницаемость.
Требования к сварным швам
К разным швам предъявляют разные требования, но есть и общие положения, применимые ко всем. Швы должны обладать определенными механическими свойствами и соответствовать их основным показателям:
- относительное удлинение в пределах 14 – 16%;
- предел прочности не менее чем у свариваемого металла;
- показатель твердости не менее чем у свариваемого металла.
Технологические требования сводятся, в основном, к обеспечению полного провара. Иначе трудно гарантировать надежную работу изделия. От внешнего вида шва требуется отсутствие прожогов, наплывов, непроваров и подрезов. Также требуют наличие плавных переходов к основному металлу.
Что влияет на качество сваривания
На этот вопрос можно ответить легко и сложно одновременно. Простым ответом может быть слово «всё». Возьмите любой из множества параметров технологического процесса сваривания, нарушьте его и вы не получите приемлемого качества.
Единственно верным подходом для получения надежной сварки можно считать следующий: технологи готовят полноценное технологическое описание процесса, менеджеры обеспечивают условия, материалы, специалистов, в соответствии с описанием; а сварщики выполняют работу без отклонения от техпроцесса. Только так можно получить изделие, которому можно доверять.
Наши товары
Артикул: Горелка к п/а КЕДР MIG-550DC EXPERT (евро адаптер) с цифровым управлением двойной контур жидк охл 5м 66 400 руб.