Технический контроль качества и исправление брака

Качество сварных соединений в значительной мере определяют эксплуатационную надежность и экономичность конструкции. Наличие в сварном соединении дефектов – отклонений от заданных свойств, формы и сплошности шва, свойств и сплошности околошовной зоны, может привести к нарушению герметичности, прочности и других эксплуатационных характеристик изделия, а при некоторых обстоятельствах вызвать аварию его в процессе изготовления, монтажа или работы.

Дефекты появляющиеся в сварном соединении, различаются по месту расположения: наружные (нарушение размеров и формы шва, подрезы, поверхностное окисление металла шва, прожоги наплывы, свищи незаверенный кратер) и внутренние (трещины, непровары, поры, шлаковые включения, окисные включения). В процессе сварки необходимо осуществлять предварительный и пооперационный контроль, а также контроль качества изделия.

Предварительный контроль включает проверку сборочно-сварочных приспособлений, качество основных и сварочных материалов. Операционный контроль сварочных работ выполняется производственными мастерами службы сварки и контрольными мастерами службы технического контроля (СТК). Перед началом сварки проверяется:

• наличие у сварщика допуска к выполнению данной работы;

• качество сборки или наличие соответствующей маркировки на собранных элементах, подтверждающих надлежащее качество сборки;

• состояние кромок и прилегающих поверхностей;

• наличие документов, подтверждающих положительные результаты контроля сварочных материалов;

• состояние сварочного оборудования или наличие документа, подтверждающего надлежащее состояние оборудования;

• температура предварительного подогрева свариваемых деталей (если таковой предусмотрен НТД или ПТД).

В процессе сварки проверяется:

• режим сварки;

• последовательность наложения швов;

• размеры накладываемых слоев шва и окончательные размеры шва;

• выполнение специальных требований, предписанных ПТД;

• наличие клейма сварщика на сварном соединении после окончания сварки.

Контроль готовых сварных конструкций выполняют внешним осмотром с проверкой геометрических размеров и формы швов в объеме 100% и неразрушающими методами (радиографированием или ультразвуковой дефектоскопией) в объеме не менее 0,5% длины швов по ГОСТ 7512-82 и ОСТ 36-59-81,механическими испытаниями по ГОСТ 9454-78, ГОСТ 6996-80 и ГОСТ 14997-84. Увеличение объема контроля неразрушающими методами или контроль другими методами проводится в случае, если это предусмотрено чертежами КМ или НТД (ПТД). Результаты контроля качества сварных соединений должны отвечать требованиям СНиП 3.03.01—87 (пп. 8.56—8.76).

Контроль размеров сварного шва и определение величины выявленных дефектов следует производить измерительным инструментом, имеющим точность измерения ± 0,1 мм, или специальными шаблонами для проверки геометрических размеров швов. При внешнем осмотре рекомендуется применять лупу с 5—10-кратным увеличением.

Трещины всех видов и размеров в швах сварных соединений конструкций не допускаются и должны быть устранены с последующей заваркой и контролем. Контроль швов сварных соединений конструкций неразрушающими методами следует проводить после исправления недопустимых дефектов, обнаруженных внешним осмотром. Выборочному контролю швов сварных соединений, качество которых согласно проекту требуется проверять неразрушающими физическими методами, должны подлежать участки, где наружным осмотром выявлены дефекты, а также участки пересечения швов. Длина контролируемого участка не менее 100 мм.

В швах сварных соединений конструкций, возводимых или эксплуатируемых в районах с расчетной температурой ниже минус 40°С до минус 65°С включительно допускаются внутренние дефекты, эквивалентная площадь которых не превышает половины значений допустимой оценочной площади. Расстояние между дефектами должно быть не менее удвоенной длины оценочного участка. В соединениях, доступных сварке с двух сторон, а также в соединениях на подкладках суммарная площадь дефектов (наружных, внутренних или тех и других одновременно) на оценочном участке не должна превышать 5% площади продольного сечения сварного шва на этом участке. В соединениях без подкладок, доступных сварке только с одной стороны, суммарная площадь всех дефектов на оценочном участке не должна превышать 10% площади продольного сечения сварного шва на этом участке. Сварные соединения, контролируемые при отрицательной температуре окружающего воздуха, следует просушить нагревом до полного удаления замерзшей воды.

Механические испытания проводят для проверки соответствия механических свойств основного металла, металла шва и сварного соединения требованиям государственных отраслевых стандартов, а т.ж. для контроля качества материалов, оценки правильности выбранной технологии и квалификации сварщика.

При обнаружении в швах дефектов, металл в месте дефекта удаляется механическим путем, газопламенной строжкой и после зачистки подваривается.

Во время сварки могут возникнуть наружные дефекты. Это нарушение размеров и формы шва, подрезы, наплывы, свищи. Также могут появиться и внутренние (трещины, непровары, поры и т.д.), поэтому после сварки осуществляется внешний осмотр, и измерение сварных швов согласно ГОСТ 3242-79. При обнаружении внешним осмотром отклонений это место подвергается неразрушающему контролю (радиографическому). При выходе параметров за границы допуска дефектный участок вырезается и заваривается заново.

Нормирование технологического процесса

Технические нормы времени (нормы выработки) устанавливаются в соответствии с техническими и эксплуатационными возможностями оборудования, указанными в его паспорте. Составными частями обоснованной нормы времени является.[9, с.230]

• подготовительно заключительное время;

• основное время;

• вспомогательное время;

• время на обслуживание рабочего места;

• время на отдых и личные надобности (время регламентированных перерывов в работе).

Таблица 18 Нормы на подготовительно-заключительное время t_п.з

Наименование	Значение
Получение задания, документации, инструктажа от мастера, получение инструмента и его сдача, мин	6
Ознакомление с работой, мин	6
Установка, настройка и проверка режимов, мин	6
Подготовка рабочего места и приспособлений к работе, мин	5
Сдача работы, мин	3
Итого	26

таблица 19 – нормативы на сборку двутавра

Номер п/п	Элементы работы	Время, мин
1	Сборка тавра, с помощью прихваток РДС с шагом 50/100 (с двух сторон) длиной 600 мм	9-10
2	Кантование изделия	1,5
3	Сборка двутавра прихватками, с помощью прихваток РДС с шагом 50/100 (с двух сторон) длиной 600 мм	9-10
Всего		19,5-21,5

Продолжительность времени на обслуживание рабочего места, отдух и естественные надобности при сборочных работах составляет в среднем 10% от оперативного времени.

Таким образом, штучное время будет равно:

Размер партии n, изготовляемой с однократными затратами подготовительно – заключительного времени определим по формуле:

,

где - продолжительность одной рабочей смены.

Тогда .

Штучно калькуляционное время в этом случае будет равно

Таблица 20 – нормативы на приварку ребер в углекислом газе

Номер п/п	Элемент работы	Время, мин
1	Приварка центральных рёбер жесткости (2 штуки)	30
2	Приварка рёбер жесткости (4 штуки)	30
3	Приварка опорных рёбер (2 штуки)	40
Всего		100

Продолжительность времени на обслуживание рабочего места, отдух и естественные надобности при сборочных работах составляет в среднем 10% от оперативного времени.

Таким образом, штучное время будет равно:

Размер партии n, изготовляемой с однократными затратами подготовительно – заключительного времени определим по формуле:

,

где - продолжительность одной рабочей смены.

Тогда .

Штучно калькуляционное время в этом случае будет равно

Нормирование автоматической сварки под флюсом

Нормирование автоматической сварки под слоем флюса проводим в соответствии с методикой изложенной в [3.c.148].

Нормирование автоматической сварки под слоем флюса в условиях серийного и массового производства для дуговой сварки норма времени рассчитывается по формуле:

t_шк=[(t₀+t_в.ш.)L+t_в.из]k_об + ,

Основное время для автоматической сварки под слоем флюса в расчете на один погонный метр шва рассчитывается по формуле

t₀ = ,

t₀ =

В таблице 21 указаны операции и время при определении вспомогательного времени, связанного со швом t_в.ш .

Таблица 21 - Нормы на операции вспомогательного времени t_в.ш

Наименование	Значение
Сбор флюса и засыпка его в бункер, мин/м	0,3
Проверка правильности установки головки автомата по центру шва с прокатом автомата вхолостую, мин/м	0,2
Зачистка перед сваркой свариваемых кромок от налета и ржавчины, мин/м	0,2
Очистка шва от шлака, мин/м	0,2
Возврат сварочного трактора в исходное положение, мин/м	0,1
Осмотр и промер шва, мин/м	0,2
Итого	1,2

В таблице 22 указаны нормы на вспомогательное время связанное с изделием и типом оборудования t_в.и.

_{Таблица 22 - Нормы на операции вспомогательного времени t}в.и

Наименование	Значение
Установка, снятие, транспортировка изделия краном, мин	10
Закрепление и открепление, мин	0,5
Подготовка флюсовой подушки, мин	2,4
Установка автомата в начале шва, засыпка флюса в бункер, установка проволоки, прижатие ролика подающего проволоку, нажатие на пуск, мин	3,5
Отключение автомата после сварки, мин	0,5
Клеймение шва, мин	0,1
Итого	17

Нормы на подготовительно-заключительное время t_п.з указаны в таблице 23.

Таблица 23 - Нормы на подготовительно-заключительное время t_п.з

Наименование	Значение
Получение задания, документации, инструктажа от мастера, получение инструмента и его сдача, мин	6
Ознакомление с работой, мин	6
Установка, настройка и проверка режимов, мин	6
Подготовка рабочего места и приспособлений к работе, мин	5
Сдача работы, мин	3
Итого	26

Штучное время для сварки продольного шва равно:

t_шт = [(2,4+1,2)24+17]1,15 = 119 мин.

Размер партии равен , примем n = 4.

Штучно-калькуляционное время для сварки изделия равно:

t_шт.к = 119 +26/4 ≈ 125,5 мин.

Оценка технологичности конструкции

Технологичность сварных конструкций – одно из главных условий ускорения научно-технического прогресса в сварочном производстве, снижение металлоёмкости, трудоёмкости, энергоёмкости и себестоимости машин и оборудования из сварных элементов, с приданием им таких размеров и форм, с применением таких марок и видов материала, технологии, оборудования, оснастки, которые при заданном объёме выпуска обеспечивают её простое и экономическое изготовление(риморов с 114).

Оценка технологичности может быть качественной и количественной (правила выбора показателей для количественной оценки технологичности производится в соответствие с ГОСТ 14.201-83 «Общие правила отработки конструкции на технологичность»).

Коэффициент механизации и автоматизации сварочных работ по протяженности сварных швов

К_мпш=L_{св. а.м}/L_св, где

L_{св. а.м} -длина сварных швов, выполненных механизированной и автоматической сваркой;

L_св- общая протяженность сварных швов.

В нашем случае К_мпш=1, так как ручной сварки в проекте не применяем.

Коэффициент использования металла

К_исп= , где

G_ч – вес металла заготовок;

G_чер – вес листов из которых изготовляют конструкцию.

К_исп=0,95

Коэффициент соотношения длины сварных швов и массы конструкции

К_пм=L_св/G_ч, К_пм=24/1,11=21.62 м/тон.

Коэффициент использования оборудования по току: К_у=I_св/I_н

Для сварки под флюсом К_у= 550/630=0,873

Для сварки в СО2 К_у= 350/500=0,7

Коэффициент повторяемости конструктивных элементов деталей сварной конструкции: К_пов=N_пов/N₀,

где: N_пов-число наименований деталей с повторяющимся конструктивным элементом; N_пов=8+2(ребра и 2 пояса);

N₀-общее количество наименований деталей сварной конструкции; N₀=11

K_пов=10/11=0,91