книги / Пособие по техническому надзору за безопасной эксплуатацией грузоподъемных кранов
..pdfмок или 2,5 (S i-S ) при двустороннем превышении тонкого листа,
где Si — толщина толстого листа; S — тонкого листа. При подготовке деталей металлоконструкций к свархе
должна учитываться усадка, вызываемая наложением свар ных швов. Величина припуска, компенсирующего усадку, если она не указана в технической документации, при сварке листов встык должна быть 0,1 толщины свариваемых деталей на ка ждый стык.
Е с л и размеры листового или фасонного проката не позво ляют изготовить детали целиком, их изготавливают состав ными из нескольких частей. При разметке деталей под сварку расположение стыков, не предусмотренных чертежами, уста навливают исходя из следующих условий:
вкоробчатых и двутавровых сварных балках и стержнях стыки поясов должны быть смещены по отношению стыков стенок не менее чем на 200 мм; расстояние между поперечными сечениями, в которых располагаются стыки поясов, должно быть не менее 400 мм, стыки поясов и стенок должны отстоять от диафрагм или ребер жесткости не менее чем на 100 мм;
втавровых сварных стержнях стыки элементов поясов, со стоящих из листов и полос, могут располагаться как в пане
лях, так и в узлах; стыки элементов поясов, состоящих из угол ков и швеллеров, не контролируемых неразрушаемыми мето дами, должны находиться в пределах узловых косынок и от стоять от кромок косынок не менее чем на 200 мм, при этом они могут располагаться в одном поперечном сечении. Вер тикальные листы коробчатых и двутавровых сварных балок высотой 1200 мм и более при отсутствии листов необходимой ширины допускается стыковать по горизонтали (по ширине листа), располагая стык в растянутой (нижней) половине бал ки. Расстояние от стыка до нижнего пояса должно быть не менее 300 мм.
Обработка и подготовка деталей из труб для сварки метал локонструкций должны исключать коробление, появление тре щин, надрывов и других дефектов. Сплющивание концов труб производят в горячем состоянии призматическими матрицами с уклоном боковых граней 1:6 и радиусом сопряжения рабочих плоскостей не менее 5 мм. Допускается сплющивание концов труб другой формы, позволяющей получать качество не ниже, чем указанным способом. В исключительных случаях допус кается производить холодное сплющивание углеродистых го рячепрокатных труб, если при этом отсутствуют расслоения,
надрывы, изломы, трещины, сплющивания. Допускается про изводить как по нормальным, так и по косым сечениям. Обра ботка концов деталей из труб может производиться газоплаг менной резкой (с разделкой или без разделки кромок) или ме ханическим способом: фрезерованием, дисковыми пилами или абразивными дисками в одной или нескольких плоскостях, а также рубкой специальными штампами. При обработке детаг лей из труб под сварку предусматривают равномерный зазор, обеспечивающий полное проплавление корня шва. При толщи не стенок труб 10 мм и более производят разделку кромок под определенным углом (для получения по всей длине линии со пряжения труб угла раскрытия шва 45—50°) с притуплением 2 мм.
Детали, поступающие на сборку, должны быть тщательно выправлены и очищены от заусенцев, грязи, масла, стружки, сварочных брызг, коррозии и т. п. Проверку качества подго товки кромок и зачистку поверхностей деталей, поступающих на сборку, производят внешним осмотром, при необходимости с применением лупы и измерением на соответствие деталей размерам, указанным в чертежах.
При сборке деталей под сварку должна быть обеспечена точность сборки деталей в пределах размеров и допусков, уста новленных рабочими чертежами и техническими условиями. Для обеспечения требуемой точности сборки деталей приме няют специальные сборочно-сварочные кондукторы и приспо собления, которые исключают возможность деформаций и не затрудняют выполнение сварочных работ.
При сборке деталей под сварку допускаются следующие от клонения от проектного взаимного расположения собираемых деталей. В стыковых соединениях смещение сварных кромок относительно друг друга при толщине стыкуемых деталей не более 4 мм — 0,5 мм; при толщине от 4 до 10 мм — 1 мм; при толщине свыше 10 мм — 0,15 мм толщины стыкуемых дета лей, но не более 3 мм; уступ кромок в плоскости соединения для полок и других свободных по ширине деталей — не бо лее 3 мм для деталей шириной до 400 мм и не более 4 мм для деталей шириной более 400 мм; уступ кромок в соединениях замкнутого контура — не более 2 мм по всему периметру. В тавровых соединениях отклонение полки от заданного проек том положения — не более 1 100.
Соединение деталей при сборке сварных конструкций про изводят посредством прихваток, при помощи стяжных приспо соблений либо путем зажатия в кондукторах, скобах. При
хватки размещают в местах расположения сварных швов. Ко личество и размеры прихваток, а также последовательность их положения определяются чертежами.
Прихватки устанавливают только после того, как детали плотно стянуты. Во избежание неплотности из-за усадки шва каждая деталь должна быть, как правило, прихвачена с двух противоположных сторон. Сборочные прихватки конструкций должны выполняться сварочными материалами тех же марок, какие используются при сварке конструкции сварщиками, до пущенными к выполнению основных сварных швов. По окон чании сборочных работ швы прихваток и места под сварку должны быть зачищены от шлака, окалины, брызг. Прихват ки, имеющие дефекты, должны б ц т ь удалены и выполнены вновь.
Для защиты металла от сварочных брызг используют жид кий концентрат или другие защитные средства с аналогич ными свойствами, не влияющие на качество сварки. Концен трат разбавляют в горячей воде с температурой (323-333 К) (50-60° С) в отношении 1:4 по массе или 1:5 по объему. Полу ченную жидкость тонким слоем наносят на деталь шириной 100-150 мм с обеих сторон шва за 1-2 ч до начала сварки.
Детали, на которые наносится защитное покрытие, пред варительно очищают от масел, эмульсии и других жировых веществ. Сварку элементов металлоконструкций производят согласно технологическому процессу, в котором изложена по следовательность сборочно-сварочных работ, способы сварки, порядок наложения швов и режимы сварки, указаны диаметры и марки электродов и электродной проволоки, требования к другим сварочным материалам.
Технологию сварки разрабатывают специализированные организации или отделы сварки предприятий исходя из усло вий обеспечения высокого качества и надежности выполняе мых сварных соединений.
Технология сварки должна учитывать следующее: удобное расположение сварных швов для доступа и выпол
нения сварки стыков и их контроля; угловые швы тавровых соединений в сечении, как'правило,
должны иметь вогнутые или плоские очертания пбверхности с главным переходом к основному металлу;
наибольшую высоту углового шва, которая не должна пре вышать величины 0,75, где 5 — толщина более тонкого из соединяемых элементов (рис. 8.3,а);
угловые швы, которые могут выполняться с обеих сторон
SfSS
Рис. 8.3. Расположение сварных швов в угловых и тавровых соеди нениях
элемента,.если толщина S в 1,5 раза превышает высоту шва (рис. 8,3,<0;
при толщине элемента менее указанной швы должны быть смещены один относительно другого на расстояние 25 (рис. 8.3,е).
В решетчатых конструкциях из труб сварные стыки необ ходимо выполнять на подкладном кольце (рис. 8.4,а). Кольцо изготавливают из углеродистой стали толщиной 3—4 мм, ши риной 40-60 мм. При неполном использовании несущей способ ности сечения можно соединять трубы встык без подкладного кольца (ррс. 8.4,0). Сварные стыки трубчатых поясов в местах перелома их осей следует исполнять аналогично прямым на подкладном кольце (рис. 8.4,в) или через фланец (рис. 8.4,г), цилиндрическую (рис. 8.4,д) или шаровую (рис. 8.4,е) вставки. Узловые соединения трубчатых стержней нужно выполнять с центральными стержнями. Допускается установка раскосов с эксцентриситетом в плоскости узла.
При бесфасочных соединениях трубчатых стержней в зави симости от соотношения диаметров и углов пересечения осей труб элементы решетки можно присоединять к поясам без вза имного пересечения или с пересечением между собой в узле. При недостаточной несущей способности стенки поясной тру бы следует усиливать бесфасочные узлы накладкой седла. В соединении из уголков расстояние между торцами стыкуемых уголков должно быть не менее 50 мм.
Контроль за соблюдением установленного технологическо го процесса сварки возложен на мастера ОТК и специалиста
Рис. 8.4. Схема расположения сварных швов при сварке труб
по сварке ремонтного предприятия. Сварку элементов метал локонструкций, как правило, производят в помещениях, ис ключающих влияние на качество сварных соединений неблаго приятных атмосферных осадков (дождь, снег, сильный ветер). Выполнение сварочных работ на открытом воздухе допускает ся при условии применения соответствующих приспособлений (укрытий) для защиты мест сварки от атмосферных осадков и сильного ветра. Положение свариваемых конструкций долж но обеспечивать наиболее удобные и безопасные условия для работы сварщика и получение надлежащего качества шва.
Сварочные работы при ремонте выполняют, как правило, при положительной температуре окружающего воздуха. Воз можность и порядок производства сварочных работ при темпе ратуре воздуха ниже нуля устанавливаются технологически ми указаниями на сварку конкретных узлов и деталей с учетом определенных требований.
При ручной и полуавтоматической сварке зажигать дугу на основном металле стенок и поясов вне границ шва и выводить кратер на основной металл запрещается, если это не оговорено на чертеже.
Для повышения качества сварки начало и конец стыкового шва выводят на приставные планки той же толщины, что и свариваемые элементы. Места примыкания выводных планок перед сваркой очищают от конденсационной влаги, при этом продукты очистки не должны оставаться в зазорах между со бранными деталями. Приставные планки укрепляют прихват-
нами и срубают или срезают газовым резаком по окончании сварки. Кромки сваренных листов после снятия приставных планок тщательно зачищают заподлицо с основным металлом. Прямые стыки фасонных профилей (уголков, швеллеров, дву тавров) без применения накладок выполняют ручной сваркой с применением приставных планок.
Во избежание создания в металлоконструкциях при свар ке реактивных напряжений рекомендуется, в первую очередь, выполнять в свободном состоянии стыковые швы, расположен ные перпендикулярно силовому потоку, затем — остальные стыковые швы и в последнюю очередь — угловые и тавровые швы. Сварочные работы, как правило, должны обеспечивать выполнение сварных швов в нижнем положении. Выполнение вертикальных и потолочных швов допускается в случаях, ко гда металлоконструкция по своим габаритам не может быть установлена в проектное положение или если это предусмотре но технологическим процессом.
Для крупногабаритных сборочных единиц применяют ма нипуляторы, позиционеры, кантователи и другие операцион ные приспособления.
Ручную сварку вертикальных швов производят с примене нием электродов диаметром не более 5 мм, потолочных швов— диаметром не более 4 мм.
Полуавтоматическую сварку в углекислом газе выполняют с применением проволоки диаметром не более 1,6 мм, верти кальных и потолочных швов — проволокой диаметром 0,8— 1,2 мм. Сварку вертикальных и потолочных швов выполняют порошковой проволокой диаметром 1,8-2,0 мм.
Каждый слой шва при многослойной сварке должен быть перед наложением последующего слоя очищен от шлака и брызг металла. Перед наложением шва с обратной стороны и для стыковых соединений при ручной подварке и при дву сторонней ручной или полуавтоматической сварке корень шва должен быть вырублен или выплавлен с помощью специаль ного резака и очищен. В процессе выполнения сварки при слу чайном перерыве в работе сварку разрешается возобновлять после очистки концевого участка шва длиной не менее 50 мм и кратера от шлака.
Кратер должен быть полностью перекрыт швом. В случаях невозможности подварки в недоступных местах должен быть обеспечен полный провар и приняты меры против вытекания расплавленного металла из сварочной ванны.
Для придания угловым швам вогнутого профиля и плавно-
го перехода к основному металлу сварку стыковых швов без усиления, если это предусматривается рабочими чертежами, как правило, выполняют подбором режимов сварки и соответ ствующим расположением свариваемых деталей. В необходи мых случаях производят обработку швов механическим спо собом, не оставляющим на их поверхности зарубок, надрезов и других дефектов. Валики прямых стыковых швов, растяну тых поясных листов и растянутых стержней как одиночных, так и сварочных составных сечений (верхние пояса гуськов, стрел, нижние пояса главных балок мостов и рам и т. п.) долж ны быть сняты фрезой или шлифовальным камнем заподлицо с основным металлом. При механической обработке валиков инструмент располагают так, чтобы плоскость вращения его была параллельна продольной оси элемента. Например, при снятии валиков прямого стыкового шва поворотной рамы кра на КС-3575А риски от обработки должны располагаться вдоль пояса (поверх шва).
По окончании сварки конструкций все вспомогательные сборочные приспособления должны быть удалены, сварные швы, прикрепляющие эти приспособления, зачищены до основ ного металла, а конструкции очищены от шлака, брызг и на теков металла. Сварные швы соединения должны иметь клей мо, позволяющее установить фамилию сварщика. Маркиров ку выполняют методами, обеспечивающими ее сохранность в процессе эксплуатации крана, но не ухудшающими качество детали. Клеймение сварных швов клеймом сварщика произво дят на местах, свободных от окалины, на расстоянии не более 100 мм от швов ударным способом.
В различных узлах (стрела, башня, рама, опора, балка, фермы и пр.) металлоконструкций грузоподъемных машин в процессе эксплуатации возникают опасные дефекты — тре щины всевозможных конфигураций и направлений. Появле ние трещин в металлоконструкции объясняется рядом фак торов: неудачной конструктивной формой элемента, вызыва ющей концентрацию напряжений; действием переменных на пряжений; остаточными напряжениями от сварки; дефектами металла и т. д. Своевременное обнаружение и ликвидация тре щин значительно уменьшают объем ремонта и являются га рантией безаварийной работы грузоподъемной машины.
В сварных конструкциях ремонт трещин осуществляют за варкой. При этом используют два вида ремонта: простая за варка трещин и заварка трещин с последующей установкой усиления элемента (накладки). Для препятствия дальнейшему
распространению трещины, проходящей по листовым элемен там или поперечному сечению стержней ферменных элемен тов (уголков, швеллеров и т. п.), ограничивают отверстиямиловителями. Такие ловители, во-первых, ликвидируют окончат ния трещины, во-вторых, позволяют осуществить полный про вар окончания шва. Зазор на трещинах в листовом и профиль ном металле без отверстий-ловителей может привести вновь к появлению трещины по наплавленному металлу или к даль нейшему ее распространению в детали. Диаметр отверстияловителя при засверловке элемента в конце трещины зависит от толщины листа, например, для металла толщиной 5-25 мм достаточно выполнить отверстие диаметром 20-30 мм.
При незначительной длине трещины по сравнению с раз мерами элемента, если она расположена в сжатой зоне, или при наличии трещины, вызванной силовым, технологическим фактором (трещины от стыков рельса, при сварке креплений рельса и т. п.), ее ограничивают сверлением без заварки. Сле дует учесть, что своевременно обнаруженная и засверленная в конце трещина, как правило, дальше не распространяется.
Заварку трещин в листовом и профильном металле осуще ствляют в следующей последовательности: вначале определя ют концы трещины с применением в случае необходимости соответствующих способов дефектоскопии (смачивание керо сином с последующим вытиранием насухо и покрытие поверх ности мелом; травление; магнитная дефектоскопия и др.); за тем засверливают отверстия-ловители, отступив на 10—15 мм от видимого конца трещины в сторону целого металла; произ водят разделку кромок трещины под сварку; заваривают тре щину, оставляя при этом отверстие; зачищают конец и нача ло шва, снимают усиление шва свыше 1 мм. При установке по проекту ремонта дополнительной накладки шов зачищают заподлицо с плоскостью элемента.
Если трещина обнаружена в сварном шве, то ремонт ее сво дят к восстановлению шва с созданием непрерывного перехода к сохранившемуся участку шва. Дефектный шов вырубают на длин£ 50—100 мм и заваривают вновь. При выполнении свар ки обеспечивают минимально возможный провар соединения в плавный переход к основному металлу.
При заварке трещин в условиях жесткого контура долж ны быть приняты технологические меры, снижающие напря жения от сварки, и применены сварочные материалы, обес печивающие повышение пластических свойств наплавленного металла.
Рис. 8.5. Ремонт буксового узла мостового крана
Примеры ремонта металлоконструкций кранов с трещина ми описаны ниже.
Пример 1. Установка накладного листа на вертикальную стенку буксового узла мостового крана (рис. 8.5).
В начале ремонта все имеющиеся в зоне опорного узла ре бра срезают, остатки сварных швов зачищают шлифоваль ной машинкой заподлицо с основным металлом. Угловые швы основного листа также обрабатывают шлифовальной машин кой. Имеющиеся на вертикальном листе трещины ограничи вают рассверловкой и заваркой. Трещины по сварным швам соединений вертикального листа с поясами вырубают, зава ривают и зачищают. Накладной лист вырезают по контуру буксовой части с зазором не более 2 мм. Затем краску снима ют с внутренней и наружной сторон по контуру накладного листа в местах его прилегания к угловым швам. Толщина на кладного листа принимается равной толщине верхнего пояса концевой балки, но не менее 10 мм. При сварке сначала на кладывают сварные швы в зоне гнутого листа, затем в зоне нижнего и верхнего пояса концевой балки, вырезав отверстия под болты крепления, и вертикальные швы накладного листа. В последнюю очередь приваривают элементы окантовок выре зов. В зоне гнутого листа стараются обеспечить выполнение сварного соединения хорошего качества так, чтобы шов имел плавный переход к основному металлу.
Пример 2. Ремонт узла соединения вертикальной стенки главной балки мостового крана (рис. 8.6).
Вертикальные стенки элементов в местах примыкания главных балок соединяют с помощью промежуточных элемен-
Рис. 8.6. Ремонт узла соединения вертикальной стенки главной бал ки мостового крана
тов — компенсаторов, имеющих различное конструктивное ис полнение. Трещины возникают в основном на внутренних вер тикальных стенках. При ремонте трещины сначала ограни чивают сверлением и заваривают, а затем перекрывают до полнительным листом (компенсатором), установленным вме сто существовавшего (рис. 8.6, а). Трещины по вертикально му сварному шву компенсатора вырубают и вновь заваривают усиленным швом (рис. 8.6,5). Трещины ^вертикальных стенок в месте изменения сечения ремонтируют наложением допол нительного листа на ограниченную засверловкой и заварен ную трещину (рис. 8.6,б). Дополнительным листом перекры вают зону повреждения на 100-150 мм с каждой стороны. При трещине, проходящей по сварному шву диафрагмы или в не посредственной близости от стыкового шва, дополнительным листом перекрывают всю высоту балки (рис. 8.6, г).
Пример 3. Ремонт трещины в трубе нижнего пояса стрелы гусеничного крана КС-7163.
Технологией ремонта предусмотрено: засверлить концы трещины сверлом диаметром 10 мм, обработать фаски под шов; удалить шов, сбединяющий косынку с поясом, на длину 150-200 мм; удалить часть косынки; зачистить шов заподлицо