Сварка металлоконструкций, начиная от составления технологической карты и заканчивая проверкой качества

4 Рекомендации по разработке технологических инструкций по сварке и технологических карт сварки

4.1 Разработка технологической инструкции по сварке

4.1.1 В соответствии с подразделом 4.1 СТО НОСТРОЙ 2.10.64-2012 , сварочные работы должны выполняться в соответствии с технологической документацией по сварке, оформленной в виде проекта производства сварочных работ (ППСР), раздела по сварке в проекте производства работ (ППР) или в виде технологической инструкции по сварке.

4.1.2 Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Требования к производству сварочных работ на опасных производственных объектах» устанавливают ПТД по сварке, включающую производственные инструкции и технологические карты сварки.

Основанием для разработки ПТД по сварке должны служить нормативные документы, определяющие общие требования к сварной конструкции, проект производства работ, чертежи с указаниями технических требований по сварке.

4.1.3 Технологические инструкции разрабатываются по определённому способу сварки или комбинации способов и для конкретной сварной конструкции.

Инструкции разрабатываются на основе стандартов, сводов правил, руководящих документов, технических условий и иной действующей нормативной документации.

Нормативные документы по сварке в зависимости от вида сварной конструкции приведены в приложении Г СТО НОСТРОЙ 2.10.64-2012 .

4.1.4. В технологической инструкции по сварке должны быть отражены все требования к применяемым сварочным технологиям, технике сварки, сварочным материалам и сварочному оборудованию, контролю сварных соединений.

4.1.5. Наименование технологической инструкции определяется организацией-разработчиком в соответствии с областью её применения.

Технологическая инструкция может быть разработана для конкретного объекта строительства, название которого отражается в наименовании инструкции.

Для обозначения (шифра) рекомендуется использовать буквенные и цифровые обозначения способа сварки, групп свариваемых материалов, видов деталей и т. д. Обозначение инструкции должно обеспечивать возможность её идентификации.

4.1.6 Технологическая инструкция по сварке должна содержать следующие разделы:

подготовка сварочного производства;

Для чего нужна технологическая карта сварочных работ

Реализация проектов в различных сферах производства (строительстве, машиностроении или любой другой сфере) сопряжена с необходимостью последовательного выполнения ряда технологических процедур.

Все условия и порядок выполнения каждой такой процедуры должны быть исчерпывающе описаны в рабочем проекте. Рабочий проект часто представляет собой многотомный документ, содержащий большой объем текстовой и графической информации. Поэтому составляют технологическую карту, которая помогает представить информацию более компактно, сжато и доходчиво.

Она, по сути, является заранее разработанной и утвержденной инструкцией по сварке конкретного изделия.

1 Назначение
2
3 Данные о сварных соединениях

Назначение

Работа исполнителей с проектной документацией оказывается затруднительной ввиду обилия информации и разрозненности сведений.

По этой причине возникает необходимость создания компактного и ёмкого документа, определяющего порядок выполнения той или иной технологической операции в конкретных условиях.

Применительно к сварочным процедурам составляется карта технологического процесса сварки.

Выполнение сварочных работ на производстве осуществляют рабочие бригады сварщиков под руководством мастеров.

При выдаче производственного задания на сварку, как правило, чётко документируется объём работ, подробно расписываются условия их выполнения, применяемое оборудование и материалы.

Это помогает рабочему персоналу соблюсти технологию операции сварки, а руководителю среднего звена легко контролировать процесс её выполнения.

Необходимые для этого данные содержит технологическая карта сварки, которая подготавливается технологами предприятия. В этом документе сконцентрирована вся необходимая информация, содержащаяся в рабочем проекте.

То есть, в карте может не указываться номер ГОСТа, требования которого необходимо выполнить, но подробно расписываются сами требования, касающиеся порядка выполнения сварки.

Единой формы технологической карты сварки, которой обязаны придерживаться все без исключения организации, не существует.

Поэтому, если предприятие столкнулось с потребностью в таком документе, а какие-либо отраслевые нормы вышестоящих организаций в этой части отсутствуют, технологическую карту сварки можно разработать и утвердить самостоятельно.

Поскольку документ такого рода подлежит обязательному утверждению, карта должна содержать шапку, в которой указываются наименования предприятия и объекта, где планируются сварочные работы.

В разделе изложения технологии все однотипные сварочные швы для удобства следует объединить, снабдив их общим описанием, содержащим исчерпывающую технологическую информацию.

Кроме информации чисто технологического характера, карта может содержать некоторые нормативно-технические данные. К ним относятся количественный и качественный состав бригады, выполняющей работу, а также время выполнения операционного задания.

Также в карте могут быть указаны трудозатраты общего объема работ с разбивкой их на отдельные этапы и обозначением контрольных сроков их выполнения.

Отдельный раздел технологической карты может содержать сведения о мерах безопасности при выполнении сварки, мероприятиях по подготовке рабочих мест.

Данные о сварных соединениях

По каждой группе сварных соединений, выполняемых в процессе сборки объекта, должны указываться следующие технологические данные:

информация о материале, из которого изготовлены соединяемые части объекта, включающая марки сталей, их физические и химические особенности;
данные о необходимости предварительной подготовки деталей к сварке. Если должен быть применен скос кромок, необходимо привести точное описание геометрических характеристик, форму скоса и необходимые значения углов;
описание применяемой технологии электродуговой сварки и конкретных аппаратов, посредством которых должна быть выполнена сварка. Указывается режим выполнения сварного соединения, перечень применяемых расходных материалов. Например, при применении ручной дуговой сварки указывается марка и диаметр применяемых электродов, ток при котором осуществляется сваривание, если предусмотрена аргонодуговая сварка, приводится форма применяемого электрода, род и полярность тока, расход газа.

Технологическую карту составляют по результатам исследовательской работы, в которую входят расчеты, эксперименты, подбор оптимальных материалов и многое другое.

Существует огромное количество шаблонов, позволяющих упростить составление карты. Разработанная технология не должна противоречить всем существующим нормам и правилам.

Сварные узлы в металлоконструкциях

Все конструкции, выполненные из металла, держатся на основе из сварных узлов, являющихся основой стыковых соединений. При разработке проекта инженеры должны учитывать удобные условия для качественного проведения работ в этих узлах. К ним относятся:

Условие на то, чтобы узлы были сварены угловым ли стыковочным соединением.
Нижнее положение сварки является приоритетным.
В основном использовать механизированную или полностью роботизированную сварку, дабы гарантировать качество выполненной работы.

Среди соединительных узлов есть много подвидов, к большинству из которых заявлены различные требования. Как хороший пример послужит — балочный узел

В нем самое большое внимание сконцентрировано на расстоянии между сварочными швами, так как оно не должно быть короче толщины самого толстого стального элемента деленного на 10, входящего в состав данного узла

Для чего нужна технологическая карта сварочных работ

Она, по сути, является заранее разработанной и утвержденной инструкцией по сварке конкретного изделия.

1 Назначение
2
3 Данные о сварных соединениях

Назначение

Применительно к сварочным процедурам составляется карта технологического процесса сварки.

Данные о сварных соединениях

информация о материале, из которого изготовлены соединяемые части объекта, включающая марки сталей, их физические и химические особенности;
данные о необходимости предварительной подготовки деталей к сварке. Если должен быть применен скос кромок, необходимо привести точное описание геометрических характеристик, форму скоса и необходимые значения углов;
описание применяемой технологии электродуговой сварки и конкретных аппаратов, посредством которых должна быть выполнена сварка. Указывается режим выполнения сварного соединения, перечень применяемых расходных материалов. Например, при применении ручной дуговой сварки указывается марка и диаметр применяемых электродов, ток при котором осуществляется сваривание, если предусмотрена аргонодуговая сварка, приводится форма применяемого электрода, род и полярность тока, расход газа.

Функциональная схема сварочного процесса

Стержневой электрод (диаметр 1,5-10 мм) закреплен в электрододержателей. Соприкосновение электрода с поверхностью металла вызывает электрозамыкание цепи и разогрев торца электрода. При отодвигании электрода на 3-5 мм от металла возникает дуговой разряд, который поддерживает электрический ток. Происходит интенсивный локальный разогрев, вызывающий плавление детали. К этому расплаву добавляется металл с торца электрода. Образуется совместная «сварочная ванна». Метод сварки, форма электродов и сварного шва, а также все тонкости процесса фиксируются в заранее составленной карте технологического процесса сварки.

Аттестованный сварщик, строго следуя технологической карте, отслеживает неизменность дугового зазора при соединении свариваемых краев, а также создающийся при кристаллизации расплавленного металла валик-шов.

Здесь 1.Ориентация сварочного процесса; 2.Экранирующая оболочка электрода; 3.Проволока, добавляемая в качестве плавящегося материала; 4.Газ, защищающий от воздушной атмосферы; 5.Сварочная ванна; 6.Шов, возникающий в процессе работы; 7.Свариваемая деталь.

Работа с неплавящимся вольфрамовым электродом часто требует добавку присадки из проволоки. В рабочую область для защиты от примесей из воздуха вводится инертный газ. Этот метод характеризуется возможностью точного контроля и для ручной сварки, и для механизированного процесса.

Сварка металлоконструкций допускает различные виды соединений деталей: встык, угловое, с напуском и тавровое.

Группы из разных видов сварных швов различают:

По позиции в пространстве – снизу, горизонтально, вертикально и на потолке.
Касательно к прикладываемому напряжению – с флангов, с торцов, в комбинации, наклонное.
По протяженности – непрерывные или нет.
По степени округлости – ровные, выпуклые или вогнутые.
По типу сочленения – в стык или углом (валиком).

Все это многообразие учитывается при написании технологической карты для сварки металлоконструкций.

Карта начинается с описания возможной сферы применения. В ней подробно указываются типы металлоконструкций, по отношению к которым применима данная технология, расписывается расположение деталей и углы креплений. Определяется температурный режим.

Ядром техкарты выступает сварочный маршрут и его технические характеристики. Он подразделяется на разделы:

Начальная подготовка работ и правила их проведения.
Типы работ.
Последовательность этапов.
Схемы, конструкторские чертежи, их описание по каждому процессу.
Техника безопасности и условия труда.
Численность и квалификация аттестованных работников, длительность работы.
Расходные материалы, их количество.

Четко проработанный маршрут технологического процесса дает возможность заранее оценить технические и материальные расходы, сроки работ и экономическую эффективность.

Завершающим разделом техкарты является экономический расчет необходимых материальных и людских ресурсов.

Технологическая карта на сварку стальных труб идентична вышеприведенной карте по форме, но несколько отличается по информации.

В этот документ включены следующие данные:

Область применимости техкарты, для каких объектов она работает.
Общие положения и рекомендации по проведению работ.
Описание технологии и требования по организации рабочего процесса.
Контроль качества работ.
Условия для проведения работ и техника безопасности.
Перечень используемой нормативной документации и ГОСТов.
Техкарты по каждому виду сварки.

Инструкции готовятся по каждой операции в отдельности, по всей их совокупности и последовательности, по предварительному контролю свариваемых объектов на предмет неисправностей, чистоты и дефектов. Обязательно следование технике безопасности работ и противопожарным, требованиям охраны труда при подготовке рабочей площадки.

Все действия необходимо исполнять согласно операционным техкартам, входящим в технологическую карту процесса в целом. Качественность выполнения работ определяется по перечисленным там же методикам проверки швов.

В качестве примера приведем техкарту сварки трубопровода.

Вспомогательное оборудование

Процесс сварки металлических заготовок предполагает их объёмную фиксацию в заданном положении, что удаётся сделать лишь с помощью дополнительных приспособлений особой конструкции (кондукторов).

Кондуктор может выполняться в виде стенда или станины произвольной формы, обеспечивающей приём и крепление очередной заготовки, входящей в состав монтируемой металлоконструкции.

В зависимости от условий и технологических особенностей каждого конкретного процесса сварки кондукторы могут иметь самые различные исполнения. В упрощённом виде эти приспособления имеют форму, позволяющую сформировать прямой угол в зоне стыка металлических изделий.

Помимо этих фиксирующих элементов сварочные работы с металлоконструкциями предполагают использование специальных подающих механизмов, называемых стапелями.

Сварочный стапель представляет собой сооружение в виде Г-образного подъёмного приспособления, используемое для размещения заготовок, над которыми располагается площадка с оператором.

Таким образом, установленный порядок работы со стапелями, значительно облегчающий труд сварщика, предписывает использование их в качестве опорных конструкций, предназначенных для укладывания свариваемых балок или пролётов.

Непосредственно над ними по проложенным вдоль стапелей рельсам перемещается сварочный портал (площадка) с находящимся в нём сварщиком.

Также отметим, что при фиксировании небольших заготовок посредством углового кондуктора допускается нормируемое отклонение от предполагаемой линии стыковки (в пределах, предусмотренных технологическим процессом).

Карта технологического процесса сварки

Сварка – сложный процесс, выполнение которого должно производится в строгой последовательностью определенных действий, которые связаны с подготовкой металла, выполнением сварного соединения и последующим контролем. Сварной шов, если не уделить ему должного внимания, является уязвимым местом в любой сварной конструкции. Причиной этому может послужить недостатки в разработке технологии сварки или вообще ее отсутствие, недостаточный контроль, неудачный выбор сварочного оборудования и материалов. Как результат — большое количество брака и убытки понесенные организацией для его устранения. Предотвратить убытки можно корректно разработав инструкцию на выполнение сварочных работ и проконтролировав ее исполнение.

Так что же такое технологическая карта на сварку? Карта технологического процесса сварки или как ее еще называют технологическая карта сварки — это документ, который является результатом разработки технологии сварки конкретного соединения, в котором прописаны самые важные технологические параметры создания сварного соединения, по сути это инструкция по сварке соединений. Технологическая карта сварки была утверждена и введена в активное действие первого января 1984 года, более 30 лет назад. При разработке технологии сварки металлоконструкций каждое сварное соединение должно быть изготовлено в соответствии с разработанной для нее технологической картой сварки.

Технологическая карта по сварке должна содержать следующие данные:

1. Сведения о основном металле.

2. Сведения о качестве и подготовке соединения под сварку: данные о разделке (величина зазора, величина притупления, угол наклона разделки и т.д.), о количестве и расположении прихваток, данные о предварительной очистке кромок, размеры шва.

3. Данные о фиксации свариваемого изделия и о возможном подогреве. А также последовательность выполнения проходов в сварном шве.

4. Сведения об используемом сварочном оборудовании и сварочных материалах. Подбор сварочных материалов и оборудования основывается на различных сведениях, полученных из литературы, в том числе профессиональной сварочной (журналы, статьи), на собственном опыте, а также на отзывах организаций.

5. Сведения о режиме сварки в зависимости от способа сварки могут включать: сварочный ток, напряжение дуги, скорость сварки, полярность при сварке, расход защитного газа, скорость подачи проволоки и др. Нарушение рекомендованных режимов сварки может привести к охрупчиванию металла шва и околошовной зоны.

6. Сведения о форме сварного соединения, способах и объемах контроля качества сварного соединения.

Разработка карты технологического процесса сварки начинается с анализа свариваемого материала и подбора способа сварки. После этого производится анализ условий, при которых будет работать сварная конструкция и определяется, какими нормативными документами нормируется изготовление и работа этой конструкции. Далее по данным нормативной литературы и по расчетным данным определяется режим сварки, рассчитывается необходимое количество проходов, геометрия сварного соединения и другие параметры.

Каждая технологическая карта по сварке получает свой идентификационный номер, который в дальнейшем используется для указания в технической документации и спецификациях проекта. Визирует карту технологического процесса сварки сам разработчик, он же ставит свою подпись внизу формуляра.

При строительстве объекта на производстве должен находиться комплект

На каждом предприятии, при организации сварочного производства обязательно составляются карты технологического процесса сварки, иначе сложно выдержать параметры, предъявляемые к качеству выполняемой работы. Некоторые предприятия не могут позволить себе содержание дорогостоящего инженерного состава сварочного производства. Инженерный центр «Mavego» минимизирует Ваши затраты на содержание инженерно-технических работников и на основании договора и технического задания, в кратчайшие сроки разработает комплект технологических карт сварки, а также подберет оборудование и материалы.

Для получения качественного результата проделанной работы при производстве сварочных работ, сварщик должен руководствоваться документом, в котором корректно описаны все этапы выполнения сварки на объекте строительства. Несоблюдение рекомендаций приведенных в технологической карте может привести к разрушению сварного соединения при эксплуатации, что может повлечь за собой необратимые последствия.

Зачем нужно заказывать индивидуальный ППСР?

Каждый ППСР разрабатывается индивидуально под конкретный объект строительства, с учетом всех требований нормативно-технической документации, требований технического надзора и пожеланий Заказчика. В ППСР учитываются особенности каждой сварочной конструкции, подбирается оптимальная технология сварки, сварочное оборудование, сварочные материалы и приспособления для выполнения сварочных операций. Прорабатывается технология термической обработки после сварки при необходимости. Разрабатываются мероприятия по снижению напряжений, возникающих при сварке, а также необходимость предварительного подогрева свариваемых кромок. Индивидуально разработанный ППСР поможет качественно выполнить сварочные работы на объекте и уберечь от возможных дополнительных работ по исправлению конструкции после проведения сварочных работ.

Контроль качества

Качеству сварки металлоконструкций в процессе их сборки уделяется особое внимание, поскольку малейшее отклонение от технологических требований способно привести к нежелательному результату (браку). Основным документом, регламентирующим порядок контроля качества сварных конструкций, является руководство (свод рекомендаций или инструкций) под обозначением РД 34 15.132-96

Основным документом, регламентирующим порядок контроля качества сварных конструкций, является руководство (свод рекомендаций или инструкций) под обозначением РД 34 15.132-96.

Этот нормативный документ помимо перечня требований к сварке конструкций определяет технологические нормы оценки качества образуемых сварных соединений.

Кроме того, он предписывает порядок проведения сварочных работ при укрупнении существующих или монтаже новых металлоконструкций. В этом руководящем документе определяются требования к уровню квалификации операторов сварочного процесса и контролёров, а также общий порядок организации работ.

Техника сварки металлоконструкций

Для швов различной протяженности необходимо применять специальные методы сварки.

Короткие швы протяженностью >250 мм выполняются «напроход». Это когда сварщик зажигаю дугу ведет ее от одного края изделия к другому без остановки в процессе сварки.

Швы протяженностью 1000 мм называются средними. Такие швы правильно выполнять от центра изделия и перемещаться к краям. Наилучший способ осуществлять 2 сварщикам параллельно. При таком подходе два сварщика ведут работу к краю шва, стараясь выполнять ее с одинаковой скоростью.

Длинными называются швы протяженность которых превышает 1000 мм. Для соединения столь протяженных швов используется несколько различных методов. Первым является обратноступенчатый способ. При его использовании шов делиться на участки, которые заваривают путем провара 150-200 мм шва. Останавливаясь и выполняя следующий шов так, чтобы его конец пришел в начало предыдущего. Сварка идет в одном направлении, а расположение нового участка в противоположном. Это легко понять посмотрев на картинку ниже.

Аналогично обратноступенчатым методом можно произвести сварки от середины изделия к краям. Два сварщика выполняют работу на своей половине изделия. Этим способом можно заварить, как и за один проход изделие малой толщины, так и толстые, несколькими проходами. Участок каждого сварщика делится на более мелкие участки.

Процесс, как и в предыдущем случае идет в одну сторону, а наложение новых швов в другую.

Еще один способ – вразброс. Шов делиться на равные участки количеством 5-6 участков. Далее варят участок по центру. Также накладывая швы небольшой протяженности в противоположном направлении от направления сварки. Далее варятся наиболее удаленные участки по краям и завершают процесс средних участков шва. Каждый из этих методов значительно сократит деформации конструкции после сварки.