Ремонт металлоконструкций грузоподъемных кранов

Особенности ремонта металлоконструкций грузоподъемных кранов

1 Особенности ремонта металлоконструкций грузоподъемных кранов В.В. Клементьев — начальник отдела экспертизы ГП и ГО, Красноярский филиал ФГУП ВО «Безопасность», г.красноярск С.С.Богданович — эксперт II категории, Красноярский филиал ФГУП ВО «Безопасность», г.красноярск М.В.Гапонов — эксперт II категории, Красноярский филиал ФГУП ВО «Безопасность», г.красноярск Н.Н.Мамонтов — эксперт II категории, Красноярский филиал ФГУП ВО «Безопасность», г.черногорск Аннотация В статье рассматривается основные требования к производству ремонта металлоконструкций грузоподъемных кранов Ключевые слова: сварной шов, сварка, ремонт, металлоконструкция, электрод, кран В настоящее время укоренилась следующая практика ремонт металлоконструкций кранов, производить без разработки проекта на ремонт (даже без эскизного проекта), без технической подготовки и организации. Качество таких ремонтов очень низкое и приводит к повторным более сложным ремонтам уже через несколько месяцев после первого ремонта, что крайне отрицательно влияет на металлоконструкции кранов. При разработке ремонтной документации необходимо руководствоваться следующими основными требования:

2 1. При ремонте трещин металлоконструкций кранов Определяют трещину ее границы по всей длине и отмечают ее концы В концах трещин на расстоянии равном половине диаметра сверла, просверливают сквозное отверстие диаметром не менее толщины основного металла По длине трещины производят разделку кромок (см. рисунок) Перед заваркой зону разделки трещины очищают от масла, окалины, грязи, со всех сторон на расстоянии мм В местах выхода трещины на край детали (элемента) приваривают заходные (выходные) планки Разделку заполняют сварными швами за несколько проходов во избежании перегрева основного металла и для обеспечения плавного перехода от основного к наплавленному металлу При ручной дуговой сварки первого прохода (корневого слоя) используют электроды диаметром 2 3мм После заварки зачищают начало и конец сварного шва Выводные планки удаляют механическим способом (допускается выводные планки удалить термической резкой) 2. При удалении дефектов сварных швов воздушно-дуговой строжкой 2.1. Воздушно-дуговую строжку в месте предполагаемого расположения дефекта производят последовательно по слоям. Толщина каждого вскрытого слоя не более -2мм.

3 2.2. Минимальная длина выплавляемого участка принимается в зависимости от толщины изделия. Толщина металла, мм Длина выплавляемого металла, мм от 3 до от 12 до от 24 до от 42 до В случае обнаружения дефектов выплавку производить дополнительно в обе стороны от обнаруженного дефекта на расстояние 50 мм. Исправление дефекта шва допускается не более 2-х раз 2.4. Для выплавки дефектных участков сварных швов допускается применение плазменно- и воздушно-дуговых процессов. Применение электрической дуги для удаления дефектных участков сварного шва ЗАПРЕЩАЕТСЯ. 3. При разработке ремонтной документации электроды для ручной дуговой сварки необходимо выбирать, учитывая материал свариваемых деталей, толщину, положение шва и другие факторы При ремонтах ответственных несущих элементов металлоконструкций кранов для сварки из углеродистых (типа 08, 20, 20Л, Ст3) и низколегированных (типа 09Г2, 14Г2, и др.) сталей, когда к металлу швов предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости, в частности, при работе в условиях пониженных температур, применяют в основном электроды для ручной дуговой сварки по ГОСТ

4 1 — тип; 2 — марка; 3 — диаметр, мм; 4 — обозначение назначения электродов; 5 — обозначение толщины покрытия; 6 — группа индексов, указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва по ГОСТ , ГОСТ , или ГОСТ ; 7 — обозначение вида покрытия; 8 — обозначение допустимых пространственных положений сварки или наплавки; 9 — обозначение рода применяемого при сварке или наплавке тока, полярности постоянного тока и номинального напряжения холостого хода источника питания сварочной дуги переменного тока частотой 50 Гц; 10 — обозначение настоящего стандарта; 11 — обозначение стандарта на типы электродов Необходимо помнить: — Режим термообработки электродов перед сваркой (сушка, прокаливание) С, в течение 1,5 ч. — Электроды УОНИ 13/45 чувствительны к образованию пористости при наличии ржавчины и масла на кромках свариваемых деталей, а также при удлинении длины дуги. — Прямая полярность минус (-) на электроде — Обратная полярность плюс (+) на электроде — При ручной дуговой сварке в основном используется подключение электрода обратной полярности. — Наибольшая стабильность существования электрической дуги у электродов с рутиловым видом покрытия, а наименьшая с основным Основные типы электродов применяемых при ремонтах металлоконструкций кранов УОНИ-13/45; УОНИ-13/55; УОНИ-13/65; УОНИ-13/ Вид покрытия на электроде и механические свойства сварного шва

5 Вид электродного Относит. удлинение, Поперечн. сужение Ударная вязкость при T С, Дж/см 2 Температура перехода в покрытия δ, % хрупкое Ψ, % состояние, С Кислое Рутиновое Целлюлозное Основное Примечание: Сварочные материалы, ранее не применявшиеся для изготовления, ремонта и реконструкции крановых металлоконструкций и отсутствующие в нормативных документах, регламентирующих их применение, могут быть использованы только по рекомендации головной организации и согласованию с Ростехнадзором. 4. Соединения листов разной толщины встык при ремонте металлоконструкций кранов Для ручной дуговой сварки Толщина S, мм Разность толщин, мм 6 2 3,9 1, , ,0 40 6,0 Для механизированной дуговой сварки порошковой проволокой и в углекислом газе Толщина S, мм Разность толщин, мм 3 3,9 1, , , , ,0 >40 5,0 Примечание: При разности толщин, превышающих табличные, на листе, имеющем большую толщину, должен быть сделан сгон (скос) с одной или двух сторон листадлиной L = 5 (S1 S) при одностороннем превышении кромки, L = 2,5 (S1 S) при двухстороннем превышении кромок по отношению к тонкому листу.

7 5. Допускаемые отклонения поверхностей и разделки кромок при ремонте металлоконструкций кранов Для ручной дуговой сварки (ГОСТ ) α/2 =25 +/-2 Для механизированной дуговой сварки порошковой проволокой и в среде углекислого газа α/2 = 20 +/-2 Для автоматической и механизированной дуговой сварки под слоем флюса (ГОСТ ) α/2 = 30 +/-3 Отклонения поверхностей кромок при их разделке:

8 Для стыковых соединений без скоса кромок и тавровых соединений Для соединений в нахлестку 6. Рациональная последовательность и условия выполнения сварных швов 6.1. Поперечные швы сваривают перед продольными ( 1; 2; 3; ), затем ( 4; 5; ) 6.2. Параллельные швы предпочтительно сваривать в противоположном направлении; Последующие швы должны вызывать деформацию противоположного знака по отношению к предыдущему;

9 6.3. Первыми сваривают между собой детали, имеющие наибольшую площадь сечения Первыми сваривают стыковые швы, затем угловые; 6.5. Выбранная последовательность не должна ограничивать податливость соединяемых элементов; 6.6. В тавровых соединениях последовательность сварки должна осуществляться крест на крест ( 1; 2; 3; 4; ) 6.7. Стыковые швы поясов балок и вертикалов должны быть в разных плоскостях поперечных сечений с разбежкой минимум 150 мм; 6.8. Ребра жесткости внутри балок и снаружи должны устанавливаться на расстоянии не менее 50мм от стыковых швов поясов и вертикалов, и наоборот стыковые сварные швы не должны располагаться вблизи ребер жесткости на расстоянии менее 50 мм; 6.9. Стыковые швы в решетчатых металлоконструкциях также должны располагаться не в одной поперечной плоскости сечения (опоры, стрелы, башни), с разбежкой минимум 150 мм; При многослойной сварке каждый слой шва должен быть перед наложением последующего слоя очищен от шлака и брызг металла. Участки слоев шва с порами и недопустимыми дефектами (раковинами и трещинами) должны быть вырублены до чистого металла;

10 6.11. Перед наложением шва с обратной стороны стыкового соединения при ручной подварке и двухсторонней сварке корень шва должен быть вырублен (или выплавлен) и очищен от шлака до чистого металла; При ремонте крановых несущих конструкций, сварка стыковых соединений с доступом только с одной стороны должна выполняться с минимальным притуплением кромок от 0,5 до 0,7 мм При перерыве в процессе сварки, возобновлять его разрешается только после очистки концевого участка шва длиной не менее 50 мм и кратера от шлака. Кратер должен быть заплавлен (заварен) Сварка, металлоконструкций из углеродистых и низколегированных сталей должна производиться при температуре окружающего воздуха не ниже указанной в таблице, с обеспечением необходимых условий защиты от осадков, ветра и сквозняков. Температура окружающего воздуха металлоконструкций Толщина, мм Из углеродистой стали Из низколегированной стали решетчатые сплошностенчатые решетчатые сплошностенчатые До 16 включ. минус 20 С минус 20 С минус 20 С минус 20 С Св 16 до 30 вкл. минус 20 С минус 20 С минус 10 С 0 Примечание: — Выполнение прихваток элементов конструкций при сборке перед варкой с применением электродов или электродной проволоки, более низких варок, чем применяемые для сварки, запрещается. — Прихватки при сборке перед сваркой, накладываемые на ремонтные расчетные элементы металлоконструкций, должны выполнять сварщики, имеющие удостоверения на право производства указанных работ. 7. Методы уменьшения напряжений и деформаций в сварных металлоконструкциях кранов при ремонте

11 При ремонте металлоконструкций кранов часто на практике не учитываются вопросы уменьшения напряжений и деформаций, что вызывает повторное образование трещин в тех же ремонтных соединениях и узлах, ведет к более сложным дефектам и сложным ремонтам, через короткие промежутки времени после выполненного ремонта. Чтобы этого не происходило необходимо выполнять следующие рекомендации при выполнении ремонтов: — избегать размещения сварных швов близко друг к другу или к жесткостям; — избегать скопления сварных швов на ограниченном участке; — избегать размещения сварных швов вблизи геометрических изменений, переходов, соединений, сочленений; — не производить усиление сварных швов дополнительным валиком сварного шва; — располагать сварные швы ближе к оси центров тяжести сечения конструкции, в нейтральных зонах напряжений ближе к осям сечений; — располагать сварные швы симметрично; — расчленять конструкции (если это возможно) с симметрично расположенными швами; — обеспечивать свободу протекания сварочных деформаций, не напрягая конструкции; — предусматривать припуск на предполагаемые деформации; — применять гофрирование тонколистовых элементов; — обеспечивать доступность швов для выполнения операций правки; — при выполнении ремонтов использовать материалы соответствующие паспортным данным крана или рекомендованные руководящими документами; 8. Возникновение холодных трещин при сварке Факторы, способствующие возникновению холодных трещин: 8.1. Содержание водорода в основном металле и шве

12 — источники водорода: это масляные загрязнения, окалина, грязь, ржавчина, влага на поверхности металла и в сварочных материалах; 8.2. Напряженно-деформированное состояние — причины: это жесткое закрепление деталей, собственные и реактивные напряжения, большая толщина стенки, насыщенность узла швами, неудачная геометрия элемента или узла, различные концентраторы напряжений; 8.3. Образование хрупких закалочных структур. — причины: высокая скорость охлаждения сварного шва (малая погонная энергия, большая толщина, низкая температура среды), высокое эквивалентное содержание углерода(сэкв.) 9. Предотвращение холодных трещин 9.1. Для снижения содержания водорода необходимо: — выбрать способы сварки и сварочные электроды с низким содержанием водорода; — производить прокаливание сварочных материалов и просушку кромок перед сваркой; — производить зачистку кромок от окалины, ржавчины, масел, загрязнений, влаги; — защищать место сварки от атмосферных осадков; При содержании углерода Сэкв менее 0,4% — подогрев не требуется, если применять сварочные материалы с низким содержанием водорода или толщину стенки менее мм; При содержании углерода 0,4 13 Примечание: Если подогрев осуществить невозможно, рекомендуется использовать аустенитные электроды. 10. Критерии браковки сварных соединений при ремонте кранов Сварные соединения металлоконструкций грузоподъемных кранов при ремонте должны быть ЗАБРАКОВАНЫ, если при визуальном и измерительном контроле в них будут обнаружены следующие дефекты: — трещины всех размеров и направлений; — местные наплывы общей длиной более 100 мм на участке шва 1,0 м; — подрезы глубиной 0,5 мм при толщине металла до 20 мм, но не более3% от толщины металла; — поры в количестве более 4 штук на длине шва 100 мм, при этом максимальный размер пор не должен быть более 1,0 мм, при толщине свариваемых элементов до 8,0 мм включительно, и более 1,5 мм при толщине свариваемых элементов свыше 8,0 мм до 50,0 мм включительно; — скопление пор ( более пяти) на площади шва 100 мм 2 ; — не заваренные кратеры; — прожоги и свищи; Примечание: — Визуальному и измерительному контролю подвергаются 100% сварных швов, форма сварных швов должна соответствовать требованиям ремонтной документации (чертежам) и соответствующим стандартам. — если при ремонте металлоконструкций грузоподъемных кранов были выполнены сварные соединения в ответственных несущих элементах и по ремонтной документации необходимо выполнить другие виды контроля (ультразвуковой, рентгеновский), то критерии браковки должны быть указаны в ремонтной документации.

14 Сварные соединения металлоконструкций грузоподъемных кранов при ремонте должны быть ЗАБРАКОВАНЫ, если при рентгеновском контроле в них будут обнаружены следующие дефекты: — трещины и непровары; — поры и шлаковые включения размером более допустимых значений; Толщина свариваемых элементов, мм Размеры дефектов (диаметр или длина) Суммарная длина дефектов до 3,0 вкл. 0,8 3,0 от 3,0 до 5,0 вкл. 1,0 4,0 от 5,0 до 8,0 вкл. 1,5 6,0 от 8,0 до 30 вкл. 2,0 8,0 — скопление пор и шлаковых включений более 5 штук на 1 см 2 площади шва (проекция шва на радиограмме), при этом максимальный размер любой из пор или любого шлакового включения не должен быть более 1,5 мм. Примечание: — При меньших размерах дефектов, в каждом интервале свариваемых толщин элементов, их количество должно быть не более 6 штук и суммарная длина их не должна быть более, указанной в таблице Литература: 1. ГОСТ Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия (с изменениями n 1, 2) 2. ГОСТ Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей

15 3. ГОСТ Электроды покрытые металлические для ручной дуговой наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами 4. ГОСТ Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами 5. ГОСТ Ручная дуговая сварка. соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры 6. ГОСТ Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

Источник

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.2. Разработка конструкторско-технологической документации на изготовление, ремонт и реконструкцию металлоконструкций грузоподъемных кранов, а также непосредственное исполнение работ в металле, осуществляется специализированными организациями, имеющими соответствующие лицензии Госгортехнадзора Россия.

1.3. Изготовленные, отремонтированные или реконструированные металлоконструкции при соблюдении технических требований настоящего РД обеспечат несущую способность грузоподъемных кранов при эксплуатации их в паспортных режимах.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ИЗГОТОВЛЕНИЮ, РЕМОНТУ И РЕКОНСТРУКЦИИ

2.1. Материалы.

2.1.1. Элементы металлоконструкций кранов должны быть изготовлены из сталей, марки и категории которых должны соответствовать РД 24.090.52-90. Замена марок сталей или их категорий должна быть согласована с разработчиком.

2.1.2. Соответствие применяемых марок сталей требованиям стандартов или технических условий должно подтверждаться сертификатами заводов-изготовителей.

2.2. Требования к маркировке и хранению

2.2.1. Маркировка проката, прошедшего входной контроль, должна наноситься на его поверхности или торце с применением ударного метода или нанесением красок соответствующего цвета. При этом должна быть обеспечена абсолютная информативность о марке материала, номере сертификата и порядковом номере учетной документации на него.

2.2.2. Хранение металлопроката должно осуществляться в рассортированном состоянии.

2.2.3. Листовой прокат, укомплектованный по толщинам и маркам материала, должен храниться в стеллажах или штабелях высотой не более 1 ,5 м на деревянных или бетонных подкладках. Листы или пакеты листов должны быть отделены друг от друга прокладками — деревянными или бетонными брусками. Расстояние между прокладками должно быть таким, чтобы исключить возможность появления остаточного изгиба листов. Длина прокладок должна быть на 50 — 60 мм больше ширины листов или пачки листов. Прокладки должны находиться в слоях друг под другом. Контакт металла непосредственно с почвой не допускается.

2.3. Правка, разметка и резка проката.

2.3.1. Перед подачей в производство металлопрокат должен быть очищен от загрязнений, просушен и выправлен.

2.3.2. Правку металлопроката в холодном состоянии разрешается проводить при радиусе кривизны (ρ) не менее или стреле прогиба ( f ) не более значений, приведенных в таблице 1.

2.3.3. При радиусе кривизны меньшем или стреле прогиба большей, чем значения, указанные в таблице 1 , правку проката следует производить в горячем состояний при общем или местном нагреве до температур от 900 до 1000 ° C включительно для низколегированных сталей и от 700 до 900 °C включительно для малоуглеродистых сталей. Термически упрочненные стали во избежание разупрочнения запрещается нагревать выше 700 °C.

2.3.4. Правка проката наплавкой валиков запрещается.

2.3.5. После правки допуск плоскостности поверхности обушка уголка, полки или стенки двутавра или швеллера — не более 0,001 L ( L — длина поката) при длине проката до 10,0 м включительно, и не более 10,0 мм при длине проката свыше 10,0 м. Допуск плоскостности поверхности деталей, изготовленных из листа, после правки должен соответствовать значениям, приведенным в таблице 2.

Таблица 2 — Допуск плоскостности поверхности деталей после правки.

Допуск плоскостности поверхности деталей на длине 1 м, не более, мм

От 4,0 до 8,0 включ.

Св. 8,0 до 20,0 включ.

Св. 20,0 до 30,0 включ.

2.3.6. Вырезка заготовок элементов металлоконструкций из проката допускается любым промышленным способом резки, в соответствия с конструкторской документацией.

Таблица 1. Критерии, определяющие возможность правки проката в холодном состоянии в миллиметрах

Радиус кривизны (ρ) не менее

Стрела прогиба (f) не более

Лист, универсальная полоса

Изгиб относительно оси

г

Изгиб относительно оси

I

Изгиб относительно оси

Примечание : L длина деформированной части проката

2.3.7. Способ резки заготовок расчетных элементов сварных металлоконструкций назначается с учетом оптимального соотношения механических свойств кромок и качества их поверхности.

2.3.8. При применении термической резки для изготовления заготовок элементов металлоконструкций из высокопрочных конструкционных сталей необходимо учитывать влияние углеродного эквивалента — Cэ.

Cэ = С + Mn/20 + Ni/15 + (Cr + Mo + V)/10 (1)

где С, Mn, Ni, Cr, Мо, V — содержание химических элементов в % по данным входного контроля.

При 0,54 £ Cэ £ 0,7 — необходим предварительный или сопутствующий подогрев.

2.3.9. Для предупреждения усадочных деформаций кромок заготовок при термической резке допускается ведение процесса резки двумя, тремя и более резаками одновременно с учетом симметричного расположения линий реза.

2.3.10. При определении размеров заготовки, в случае использования процесса кислородной резки, необходимо учитывать среднюю ширину реза и расстояние размечаемой линии реза от кромки проката по таблице 3.

Таблица 3 — Параметры размечаемой заготовки при термической резке, в миллиметрах

Расстояние размечаемой линии реза от кромки

Средняя ширина реза

при ручной резке

при машинной резке

От 3 до 25 включ.

От 26 до 50 включ.

От 51 до 100 включ.

2.3.12. Заготовки элементов металлоконструкций из проката с расслоениями и трещинами на поверхности реза, для изготовления, ремонта и реконструкции металлоконструкций не допускаются.

2.3.13. Поверхность реза несущих и вспомогательных элементов металлоконструкций, подлежащая сварке, после термической резки должна быть очищена от грата, шлака и брызг.

2.4. Требования к гибке прокатных заготовок и деталей.

2.4.1. Гибка заготовок и деталей в зависимости от формы гиба, геометрических размеров и технических данных оборудования производится на листогибочной, сортогибочном, оборудовании, гидравлических прессах, трубогибочных станках и др.

Таблица 4 — Допуски на размеры вырезаемых заготовок в миллиметрах.

кислородная и плазменно-дуговая

Отклонение в размерах, деталей при номинальных габаритах

от 2001 до 2500

от 2501 до 4000

от 4001 до 4500

от 4500 до 6300

от 6301 до 10000

Максимальная неперпендикулярность при толщине деталей

от 16 до 30 вкл.

от 31 до 50 вкл.

Максимальная шероховатость реза при толщине деталей

от 16 до 30 вкл.

от 31 до 50 вкл.

2.4.2. Гибку листового проката из низколегированной стали в холодном состоянии разрешается производить, если внутренний радиус изгиба ( R ) не менее:

при толщине листа ( S ) до 6,0 мм включительно — 1,6 S мм;

при толщине листа ( S ) свыше 6,0 до 12,0 включительно — 2,0 S мм;

при толщине листа ( S ) свыше 12,0 до 20,0 включительно — 3,2 S мм.

2.4.3. Перед гибкой в холодном состоянии кромки листовых заготовок в зоне гиба должны быть закруглены радиусом ( r ), не менее:

при толщине листа до 10,0 мм включительно — 2,0 мм;

при толщине листа свыше 10,0 мм — от 2,0 до 3,0 мм.

2.4.4. Радиус гиба заготовок из малоуглеродистой стали в холодном состоянии допускается принимать на 30 — 50 % меньше, чем для заготовок из низколегированной стали, для одной и той же толщины заготовок.

2.4.5. Гибку фасонного проката (уголок, швеллер, двутавр, труба) из углеродистой и низколегированной стали в холодном состоянии разрешается производить, если радиус гиба ( R ) не менее или стрела прогиба ( f ) не более значений, приведенных в таблице 5. При меньших радиусах изгиба или большей стреле прогиба, эту операцию следует производить в горячем состоянии при температурах, указанных в пп. 2.3.3.

3. СБОРКА И ПОДГОТОВКА МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ К СВАРКЕ.

3.1. Сборка стальных конструкций при изготовлении, ремонте и реконструкции должна производиться на стендах или в условиях, исключающих возможность смещения свариваемых кромок и деформации собираемых сборочных единиц и конструкций.

3.2. Сборка конструкций должна производиться только из тщательно выправленных заготовок и деталей.

3.3. Длина состыкованных элементов металлоконструкций должна быть не менее 15 S ( S — толщина листа, полки уголка, швеллера, двутавра) при толщине элементов не более 10,0 мм включительно, и не менее 150 мм при толщине элементов более 10,0 мм.

3.4. В металлоконструкциях коробчатого сечения стыки поясов должны быть смещены относительно стыков стенок не менее, чем на 150 мм, а при наличии диафрагм, стыки поясов и стенок должны отстоять от нее на расстояния не меньше, чем 50 мм (рисунок 1).

3.5. В решетчатых металлоконструкциях стыки поясов должны располагаться на расстоянии не менее 150 мм от кромки условной косынки и взаимное расположение их в смежных сечениях должно соответствовать рисунку 2.

3.6. Размер подкладок вдоль рельса должен быть не менее 30 мм. Размер подкладок поперек рельса должен быть:

— при толщине подкладок до 5,0 мм включительно — равным ширине подошвы рельса;

— то же свыше 5,0 мм — не менее 280 мм.

а) коробчатое сечение

б) двутавровое сечение

Рисунок 1. Расположение сварных стыков в металлоконструкциях коробчатого и двутаврового сечения

Рисунок 2. Расположение сварных стыков в решетчатых металлоконструкциях

Таблица 5 Характеристики определяющие возможность холодной гибки фасонного проката из углеродистых и низколегированных сталей в миллиметрах

Изгиб относительно оси

Радиус изгиба R не менее

Стрела прогиба не более

где R радиус изгиба

f стрела прогиба

l длина развертки

b ширина полки уголка, h швеллера или двутавра

Заготовки деталей с меньшим радиусом выполнять с подогревом

3.8. Для выполнения сварных стыковых соединений должны быть предусмотрены выводные технологические планки. Размеры выводных планок должны быть:

— длина не менее 100 мм;

— ширина не менее 60 мм;

— толщина, равная толщине свариваемых элементов.

3.9. Допускается смещение свариваемых кромок элементов в плоскости перпендикулярной оси шва в стыковых соединениях, не более:

— для элементов толщиной до 4,0 мм включительно — 0,5 мм;

— для элементов толщиной свыше 4,0 до 10 мм включительно — 1,0 мм:

— для элементов толщиной свыше 10,0 мм — 0,1 S мм,

( S — толщина элемента), но не более 3 мм.

3.10. При сборке стыков под одностороннюю сварку с обратным формированием шва смещение нижних кромок относительно друг друга допускается не более 0,5 мм для всех толщин.

3.11. Собранные на стендах или в приспособлениях металлоконструкции после проверки положения их элементов должны закрепляться при помощи прихваток, струбцин, пневматических, винтовых или гидравлических зажимов.

3.12. Длина прихваток на несущих элементах (сборочных единицах) металлоконструкции должна быть не менее 30 мм. Размер прихваток по высоте выполнять не менее 0,75К (К — катет шва или толщина элементов свариваемых встык).

3.13. Прихватки, накладываемые для соединения деталей, должны размещаться в местах расположения сварных швов и должны быть переплавлены в процессе ведения сварки. Перед выполнением сварного шва шлак прихваток должен быть удален.

3.14. Для временного соединения элементов прихватки допускается размещать вне мест расположения сварных швов. После выполнения окончательных операций соединения прихватки должны быть удалены — зачищены до основного металла.

3.15. Выполнение прихваток элементов конструкций при сборке перед варкой с применением электродов или электродной проволоки, более низких варок, чем применяемые для сварки, запрещается.

3.16. Прихватки при сборке перед сваркой, накладываемые на расчетные элементы металлоконструкций должны выполнять сварщики, имеющие удостоверения на право производства указанных работ.

4. СВАРКА МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ.

4.1. Сварочные материалы.

4.1.1. Соответствие качества сварочных материалов (электродов, электродной проволоки и др.) требованиям действующих стандартов или технических условий должно подтверждаться сертификатами заводов-изготовителей.

4.1.2. Сварочные материалы, независимо от наличия сертификата, должны быть подвергнуты входному контролю. Входной контроль должен осуществляться в соответствии с методическими указаниями, разработанными головными организациями по краностроению с учетом требований ГОСТ 24297.

4.1.3. Сварочные материалы, ранее не применявшиеся для изготовления, ремонта и реконструкции сварочных металлоконструкций и отсутствующие в нормативных документах, регламентирующих их применение, могут быть использованы только по рекомендации головной организации и согласованию с Госгортехнадзором РФ.

4.2. Сварка металлоконструкций.

4.2.1. Сварку металлоконструкций при изготовлении, ремонте и реконструкции необходимо производить в соответствии с требованиями технологического процесса, устанавливающего способ сварки, порядок положения швов, режимы сварки.

4.2.2. Принятая технология сварки должна обеспечить механические свойства металла шва сварного соединения не ниже нижнего предела основного металла и минимум остаточных сварочных напряжений.

4.2.4. Перед сваркой необходимо очистить сварочную проволоку от грязи и ржавчины. Электроды и флюс просушить и прокалить по режимам, указанным в паспортах на эти материалы.

4.2.5. К выполнению работ по сварке несущих металлоконструкций должны допускаться только сварщики, аттестованные в установленном порядке.

4.2.6. Сварочные работы должны осуществляться под руководством лица, имеющего специальную техническую подготовку.

4.2.7. Сварщик обязан проставлять присвоенный ему номер или условный знак (клеймо) рядом с выполненным им швом. Место клеймения и способ нанесения указываются в конструкторской документации.

4.2.8. Сварка деталей или сборочных единиц должна производиться только после проверки правильности их установки, сборки (контроль ОТК, БТК).

4.2.9. Положение свариваемых конструкций должно обеспечивать наиболее удобные условия для работы сварщика и получения качественных сварных соединений. В необходимых условиях должны применяться специальные сварочные приспособления — позиционеры, кантователи и др.

4.2.10. При многослойной сварке каждый слой шва должен быть перед наложением последующего слоя очищен от шлака и брызг металла. Участки слоев шва с порами и недопустимыми дефектами (раковинами и трещинами) должны быть вырублены до чистого металла.

Перед наложением шва с обратной стороны стыкового соединения при ручной подварке и двухсторонней сварке корень шва должен быть вырублен (или выплавлен) и очищен от шлака до чистого металла.

4.2.11. При ремонте крановых несущих конструкций сварка стыковых соединений с доступом только с одной стороны выполняется с минимальным притуплением кромок от 0,5 до 0,7 мм.

4.2.12. Рабочее место сверщика, а также свариваемая поверхность конструкции должны быть ограждены от дождя, снега и сильного ветра.

4.2.13. Не разрешается зажигать дугу на основном металле вне границ шва, а также выводить кратер на основной металл.

4.2.14. При перерыве процесса сварки, возобновлять его разрешается только после очистки концевого участка шва длиной не менее 50 мм и кратера от шлака. Кратер должен быть заплавлен (заварен).

4.2.15. Сварка, металлоконструкций из углеродистых и низколегированных сталей должна производиться при температуре окружающего воздуха не ниже указанной в таблице 6 с обеспечением необходимых условий защиты от осадков, ветра и сквозняков.

Температура окружающего воздуха металоконстр.

из углеродистой стали

из низколегированной стали

Св. 16 до 30 вкл.

4.2.16. По окончании сварки швы и прилегающие к ним зоны, должны быть зачищены от шлака, брызг и натеков металла, а выводные планки удалены термической резкой. Ширина зоны очистки устанавливается технологическим процессом, но не менее 20 мм по обе стороны от оси шва.

5. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

5.1. Контроль качества сварных соединений металлоконструкций грузоподъемных кранов при изготовлении, ремонте и реконструкции должен осуществляться следующими методами:

— внешним осмотром и замерами швов;

— другими методами неразрушающего контроля, обеспечивающими выявляемость дефектов в объемах и по размерам, согласованными с головной организацией по краностроению;

5.3. Внешний осмотр.

5.3.1. Внешнему осмотру должны подвергаться 100 % сварных соединений. Форма и размеры сварных швов должны соответствовать требованиям соответствующих стандартов, чертежам.

5.3.2. Недопустимыми дефектами сварных соединений и швов, выявленными внешним осмотром, являются:

— трещины всех размеров и направлений;

— местные наплывы общей длиной более 100 мм на участке шва 1000 мм;

— подрезы глубиной более 0,5 мм при толщине наиболее тонкого из свариваемых элементов до 20 мм включительно;

— подрезы глубиной более 3 % толщины наиболее тонкого из свариваемых элементов, при его толщине свыше 20 мм;

— поры в количестве более 4 штук на длине шва 100 мм, при этом максимальный размер пор не должен быть более 1,0 мм, при толщине свариваемых элементов до 8,0 мм включительно, и более 1,5 мм при толщине свариваемых элементов свыше 8,0 мм до 50,0 мм включительно;

— скопление пор в количестве более 5 штук на 1 см 2 площади шва, при этом максимальный размер любой из пор не должен быть более 1 мм;

— прожоги и свищи.

5.3.3. В стыковых сварных соединениях разность высот гребешка и впадины поверхности шва в любом сечении по его длине не должна быть более допуска на выпуклость шва. Частота чередования гребешков и впадин на единицу длины шва не регламентируются.

5.3.4. В угловых швах разность высот гребешка и впадины, замеренных по толщине шва, в любом месте его длины, не должна быть более 0,7 E ( E — допуск на катет углового шва). Частота гребешков и впадин на единицу углового шва не регламентируется.

5.4. Радиографический контроль.

5.4.2. Радиографическому методу контроля должны подвергаться стыковые сварные соединения несущих (расчетных) элементов металлоконструкций.

5.4.3. Радиографический метод контроля применяется с целью выявления внутренних дефектов сварного соединения (шва), при этом:

— за размеры внутренних дефектов принимаются размеры их изображения на радиограммах;

— за размер непроваров и трещин принимается их длина;

— за размер пор, шлаковых включений: для сферических пор и включений — диаметр, для удлиненных пор и включений — длина и ширина.

5.4.4. Радиографический контроль стыковых сварных соединений несущих (расчетных) элементов металлоконструкций проводятся только после устранения дефектов, выявленных внешним осмотром, при этом:

— обязательному контролю подвергаются начало и окончание сварных швов стыковых соединений поясов и стенок металлоконструкций коробчатого сечения;

— на каждом стыке растянутого пояса коробчатой или решетчатой металлоконструкции суммарная длина радиограмм должна быть не менее 50 % длины стыка;

— на стыках сжатых поясов или сжатых участках стенок суммарная длина радиограмм должна быть не менее 25 % длины стыка или сжатого участка стенки;

— на каждом стыке конструкций стрел, хоботов и реечных коробок портальных кранов суммарная длина радиограмм должна быть не менее 75 % длины стыка.

5.4.5. Для крестообразных стыковых швов радиографическому методу контроля подлежат 25 % пересечений швов.

5.4.6. Места контроля и количество стыков стыковых сварных соединений радиографическим методом приведены в приложении А.

5.4.7. Недопустимыми дефектами сварных швов, выявляемыми радиографическим методом являются:

— трещины и непровары;

— трещины и непровары;

— дефекты (поры и шлаковые включения) размером или суммарной длиной больше допустимых, приведенных в таблице 7, для любого участка радиограмм длиной 100 мм;

— скопление пор и шлаковых включений более 5 штук на 1 см 2 площади шва (проекция шва на радиограмме), при этом максимальный размер любой из пор или любого шлакового включения не должен быть более 1,5 мм.

Таблица 7 — Максимально допустимые размеры и суммарная длина дефектов в миллиметрах.

Размер дефектов (диаметр или длина)

Св. 3,0 до 5,0 включ.

Св. 5,0 до 8,0 включ.

Св. 8,0 до 30,0 включ.

Примечание — При меньших размерах дефектов, в каждом интервале свариваемых толщин элементов, их количество должно быть не более 6 штук и суммарная длина их не должна быть более, указанной в таблице 7.

5.4.9. Перечень, рекомендуемого оборудования для проведения контроля радиографическим методом приведен в приложении Б.

5.5. Ультразвуковой контроль.

5.5.2. Ультразвуковому методу контроля в равной степени, как и рентгенографическому, должны подвергаться стыковые сварные соединения несущих (расчетных) элементов металлоконструкций.

5.5.3. Ультразвуковой контроль стыковых сварных соединений несущих (расчетных) элементов металлоконструкций проводится только после устранения дефектов, выявленных внешним осмотром. Объемы контроля, протяженность сварных стыковых швов, подвергаемых ультразвуковому контролю представлены в приложении А.

5.5.4. Недопустимыми дефектами сварных стыковых соединений при УЗК являются:

— трещины и непровары (как трещиноподобные) любой протяженности;

— поры, шлаковые включения или их скопления, характеристики которых или их количество превышают нормы, указанные в таблице 8.

Таблица 8 — Максимально допустимые размеры дефектов.

Эквивалентная площадь дефекта

Условная протяженность дефекта, мм

Число дефектов, шт., с характеристиками не более предельных значений на любом 1 м шва

Плоский угловой отражат., мм ´ мм

Плоскодонное отверстие, мм 2

Суммарная на 1 м шва

Свыше 9,9 по 14,9

1. Компактный дефект — отдельный дефект, протяженность которого не превышает указанную таблице.

2. Протяженный дефект — отдельный дефект, условная протяженность которого превышает значение, указанное для компактного дефекта для определенной толщины и категории сварного соединения.

3. Дефекты на войсковом уровне чувствительности в начале и конце шва на длине 20 мм не допускаются.

4. Дефект оценивают как недопустимый, если значение условной протяженности протяженного дефекта превышает значение, указанное в таблице.

5. Условную протяженность дефекта измеряют по продольному перемещению пьезоэлектрического преобразователя и определяют по длине зоны между крайними его положениями. Крайними положениями пьезоэлектрического преобразователя считают такие положения, в которых высота эхо-сигнала от дефекта равна браковочной чувствительности.

5.6. Контроль качества механическими испытаниями.

5.6.2. Проверка механических свойств контрольных образцов, сваренных встык, для каждого сварщика, выполняющего сварку несущих элементов (расчетных) крановых металлоконструкций, должна производиться не реже одного раза в шесть месяцев.

6. РЕМОНТ ЗАКЛЕПОЧНЫХ И БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

— для повышения выносливости клепаных прикреплений раскосов стыков вертикальных стенок пролетных балок, мест соединения пролетных балок с концевыми, монтажных соединений;

— для прикрепления новых элементов металлоконструкций при усилении и взамен изношенных.

6.4. Применение способов восстановления и усиления металлоконструкций, указанных в пп. 6.2 и 6.3 должны полностью обеспечить безопасную эксплуатацию конструкций при сохранении ее несущей способности в пределах принятых для данных конструкций запасов прочности.

6.5. Работы по восстановлению заклепочных соединений и усилению металлоконструкций с применением упомянутых в пп. 6.2 и 6.3 способов должны выполняться в соответствии с технической документацией, разработанной специализированной организацией, имеющей лицензию на данный вид деятельности в соответствии с Правилами Госгортехнадзора РФ.

6.7. Замена дефектных заклепок на болты повышенной точности осуществляется на равное их количество с поочередной постановкой в отверстия из-под заклепок без зазора.

6.8. При проведении ремонта соединений и узлов, выполненных с применением болтов повышенной точности, допускается замена дефектных болтов на равное количество болтов этого же типа. В случае замены их на высокопрочные болты, ремонтный узел работает как комбинированный; при этом число устанавливаемых высокопрочных болтов должно быть равно удвоенному числу дефектных болтов, т.к. одновременно с ними заменяются симметрично расположенные им недефектные болты. Требования к подготовке отверстий при этом см. подраздел 6.15.

6.9. Выбор типов болтов при ремонте узлов и соединений металлоконструкций, выполненных с применением высокопрочных болтов, производится с учетом ориентации воспринимаемого усилия относительно продольной оси болта.

6.10. В соединениях и узлах, где усилия передаются вдоль оси болта замена высокопрочных болтов на болты других типов не допускается. Замена дефектных высокопрочных болтов производится на равное количество годных болтов этого же типа с поочередной постановкой их с учетом требований к отверстиям, изложенным в подразделе 6.15.

6.11. В соединениях и узлах металлоконструкций грузоподъемных кранов, где усилия передаются перпендикулярно оси высокопрочных болтов, допускается замена дефектных болтов, либо на равное количество болтов этого же типа или только на болты повышенной точности по ГОСТ 7817 и другим эксплуатационным документам, оговоренным паспортом крана.

При этом число вновь устанавливаемых болтов повышенной точности равно удвоенному числу дефектных высокопрочных болтов — одновременно с ними заменяются симметрично расположенные не дефектные болты.

6.12. Применение других типов болтов, не оговоренных настоящими рекомендациями, допускается только по согласованию с разработчиком.

6.13. При замене дефектных заклепок или болтов в узле и в стыке, имеющем до десяти заклепок или болтов, допускается одновременно удалять не более одной заклепки или одного болта. В узлах и стыках с большим количеством заклепок или болтов допускается одновременно удалять не более 10 % от общего числа заклепок или болтов данного узла или стыка.

6.14. Ремонт ослабленных заклепочных соединений с применением сварки не допускается.

6.15. Подготовка заклепочных отверстий и поверхностей соединяемых элементов к постановке болтов.

6.15.1. После принятия решения о замене дефектных заклепок на высокопрочные болты необходимо произвести их удаление и подготовку отверстий и поверхностей деталей пакета.

6.15.2. Удаление дефектных заклепок должно производиться без повреждения металла конструкций путем:

— разрезки головки заклепки и последующего удаления с помощью выбивания (см. рисунок 3);

В отдельных случаях, при невозможности использовании упомянутых способов удаления, допускается газовая срезка заклепочных головок.

6.15.3. После удаления дефектной заклепки проверяется заклепочное отверстие, и, если в нем присутствуют чернота, овальность, косина и другие дефекты, превышающие величины, указанные в таблице 9, производится их рассверловка на ближайший диаметр.

6.15.4. Замена дефектных (ослабленных) заклепок должна производиться на равное количество высокопрочных болтов, при этом диаметры высокопрочных болтов должны соответствовать таблице 10.

1, 2, 3, 4 — линии резки головки заклепки.

Рисунок 3 — Резка головки и удаление заклепки.

Таблица 9 — Допускаемые отклонения в заклепочных отверстиях.

Допускаемое отклонение, мм

Допускаемое количество отклонений

Отклонение диаметра просверленных отверстий под заклепку и болты, а также овальность (разность между и диаметрами) их:

Чернота (несовпадение отверстий в отдельных деталях собранного пакета)

свыше 1 мм до 1,5 мм

Косина (уклон оси) до 3 % толщины пакета, но не свыше 3 мм при ручной пневматической клепке

Таблица 10 — Диаметры высокопрочных болтов, заменяющие заклепки.

Диаметр высокопрочных болтов, мм

6.15.5. Разрешается применять высокопрочные болты в отверстиях, диаметры которых превышают диаметры болтов на 6 мм.

6.15.6. При замене заклепок высокопрочными болтами отверстия для них допускается не рассверливать, в случае, если высокопрочные болты проходят в них без повреждения резьбы.

6.15.7. При наличии в существующих заклепочных отверстиях черноты, овальности и косины, превышающих установленные допуски, а последующая рассверловка может привести к ослаблению соединения (узла. ), допускается постановка в них высокопрочных болтов без рассверловки, если они имеют возможность свободной постановки (без повреждения резьбы) и плотного опирания опорных поверхностей шайб.

6.15.8. Точность совпадения отверстий для высокопрочных болтов во вновь добавляемых элементах усиления с отверстиями в существующей конструкции должна обеспечивать проектные геометрические размеры, усиливаемой конструкции в пределах, установленных для них общих допусков.

6.15.9. При замене дефектных заклепок на высокопрочные болты допускается создание болтоклепаных соединений, при условии симметричного расположения заменяющих высокопрочных болтов относительно продольной оси симметрии прикрепляемого элемента. (Необходимо одновременно с дефектными заклепками заменять симметрично расположенные им недефектные заклепки).

6.15.10. При замене дефектных заклепок высокопрочными болтами, когда соприкасающиеся поверхности элементов соединений не могут быть очищены, очистке подлежат лишь наружные поверхности под шайбами высокопрочных болтов. В этих случаях допускается очистка от старой краски и ржавчины, препятствующих плотному прилеганию шайб к металлу, производить отжигом, стальными скребками и щетками.

6.15.11. В случае, если обнаружена значительная коррозия соединяемых элементов, превышающая 20 % от первоначальной толщины, требуется замена этого элемента.

— поверхности элементов в пределах стыков и прикреплений перед сборкой должны быть подвергнуты пескоструйной, дробеструйной или огневой очистке;

— они не должны иметь ржавчины, масляных пятен, грязи, отстающей окалины и других дефектов, препятствующих плотному прилеганию;

— очистка должна производиться не ранее, чем за 12 часов до постановки болтов в соединения;

— при сборке соприкасающиеся поверхности должны быть сухими. Запрещается окрашивать краской или олифой соприкасающиеся поверхности.

6.15.13. От способа очистки обработки контактных поверхностей зависит величина коэффициента трения, а, следовательно, несущая способность соединения.

6.15.15. В этом случае постановочные отверстия должны быть развернуты на ближайший диаметр (с проверкой расчетом допустимости дополнительного ослабления) с точностью не ниже 7 — 9 квалитета и шероховатостью Ra 0,8 . 3,2 мкм. Отклонения размеров отверстий представлены в таблице 11.

Таблица 11 — Предельно допустимые отклонения в размерах диаметров отверстий для болтов повышенной точности.

Источник