Меню

Глубина подреза сварного соединения стальных труб

Что такое подрез в сварке?

Начинающие сварщики часто задают вопросы: «Что такое подрез в сварке? Какие причины образования подрезов при сварке? Как производить ремонт подрезов сварных швов?» и в данной статье на все эти вопросы есть ответы.

Содержание

Похожие определения для данного вида дефекта сварного шва указаны и в нормативных документах на сварку ГОСТ 2601 и ГОСТ 30242:

Подрез это дефект в виде углубления по линии сплавления сварного шва с основным металлом. Подрез это углубление продольное на наружной поверхности валика сварного шва, образовавшееся при сварке.

Напоминаем, что в статье о дефектах сварных швов и в пособии о дефектах сварных швов Юхина Н.А. есть фотографии, причины и способы устранения всех дефектов сварки.

Причины образования подрезов при сварке

Причиной образования подреза при сварке является выполнение сварки либо на повышенных режимах или с большой скоростью. Также, результатом возникновения может служить выбор неправильного угла наклона к более тонкому краю детали, что в свою очередь вызывает ее перегрев.

Исследования показывают, что с уменьшением температуры твердой поверхности смачивание ее жидким металлом ухудшается и улучшается с повышением температуры. Следовательно, одним из основных факторов, влияющих на смачивание является температура. На горизонтальных плоскостях смачивание играет ключевую роль т.к. вследствие действия сил поверхностного натяжения, жидкий металл на холодной поверхности стремиться к сжиманию, сокращая свою площадь и поверхность, которую он занимает, что и приводит к образованию подреза в сварном шве. В вертикальной плоскости, т.е. при сварке угловых и горизонтальных швов, дополнительной причиной является стекания жидкого металла под действием силы тяжести.

Неправильное использование газовой защиты, неправильная техника сварки и положение при сварке являются дополнительными причинами образования подреза сварного шва.

Подрезы при сварке всегда были серьезной проблемой в сварочном производстве, поэтому в последние годы все больше производителей сварочного оборудования и материалов и предпринимают попытки решить данную проблему.

Наличие подрезов обусловливает существенную концентрацию напряжений вблизи данного дефекта и может вызвать локальное или общее разрушение конструкции. Продольные углубления снижают сечение основного металла в зоне термического влияния. В результате чего сварные швы плохо воспринимают динамическую нагрузку и в данных местах могут возникнуть трещины. При проведении испытаний сварных швов на растяжение и угол загиба разрушение металла начинается от подреза, при значительного заниженных механических показателях.

Восемь советов для уменьшения вероятности образования подрезов в сварном шве

Ниже приведены рекомендации, которые помогут уменьшить вероятность образования подрезов при сварке изделий из труб, листов, швеллеров, уголков и т.д.

Правильное тепловложение

Одной из самых главных причин образования подрезов в сварных швах является большая величина нагрева при выполнении сварки вблизи свободных краев детали в результате чего происходит более глубокое проплавление одной из кромок, что приводит к образованию канавки, которая остается после затвердевания металла сварочной ванны. Это может привести к перегреву и расплавлению близлежащего основного металла или ранее наложенного металла шва. Для предотвращения необходимо следить за тепловложением при этом уменьшая сварочный ток при приближении к более тонким участкам детали или к свободному краю изделия.

Правильный угол электрода

Как известно угол электрода играет очень важную роль для предотвращения образования дефектов при сварке. Если выполнить сварку с неправильным углом, который будет направлять больше тепла к свободным кромкам изделия, вероятность образования подреза увеличивается в несколько раз. В связи с чем необходимо использовать правильный угол, чтобы направлять больше тепла на более толстую часть детали.

Правильная скорость сварки

Сварка с большой скоростью является еще одной причиной образования подрезов на сварных швах. При большой скорости некоторая часть основного метала переходит в расплавленный металл сварного шва и в результате быстрой кристаллизации остаются углубления (канавки) по краям. Поэтому рекомендуется производить сварку в умеренном темпе потому что слишком маленькая скорость сварки не дает удовлетворительных результатов. Таким образом, конкретным условиям сварки соответствует определенный диапазон скорости, в пределах которого возможно получение швов без подрезов.

Правильный выбор газовой защиты

При сварке полуавтоматом неправильный выбор защитных газов также является одной из основных причин подрезов при сварке. Сварщик должен быть уверен, что использует правильную сварочную смесь, которая подходит именно для сварки этого металла. Применение смесей углекислоты с инертными газами обеспечивает качественные результаты при сварке углеродистых сталей.

Читайте также:  Прозрачная труба для хорьков

Правильная техника сварки

Причиной образования подрезов при сварке также является попытка сварщика выполнять сварку с чрезмерными поперечными колебаниями электрода. Рекомендуется выполнять сварку с минимальными поперечными колебаниями – так называемым «ниточным швом». Размер колебаний не должен превышать допустимых значений, потому что это значительно увеличивает вероятность образования подреза в сварном шве. Для предотвращения образования данного дефекта сварного шва необходимо либо уменьшить ширину поперечных колебаний электрода, либо выполнять многослойный шов вместо однослойного.

При ручной дуговой сварке покрытыми электродами рекомендуемый размах поперечных колебаний должен составлять не более 2-3 диаметров электрода.

Правильное пространственное положение при сварке

Сварка в горизонтальном или вертикальном положении в свою очередь увеличивает вероятность образования подреза шва. В данном случае, канавка образуется из-за недостаточного заполнения вдоль зоны сплавления шва. Если есть возможность, сварку необходимо выполнять в нижнем положении.

Использовать многослойную сварку

Это самый лучший вариант для предотвращения образования подрезов при сварке. Техника наложения многослойного шва подразумевает выполнение всех вышесказанных рекомендаций и помогает добиться качественных сварных соединений с гарантированными механическими свойствами.

Использование предварительного подогрева

Предварительный подогрев снижает скорость кристаллизации металла и улучшает смачиваемость за счет меньшей разности температур между сильно нагретым металлом сварочной ванны и слабо нагретым основным металлом.

Измерение глубины подреза сварного шва

В большинстве случаев измерение подрезов сварных швов производится с помощью:

  • специального прибора (глубиномера);
  • универсального шаблона сварщика УШС-3, УШС-4.

Прибор для измерения глубины подреза сварного шва

Прибор для измерения глубины подреза сварного шва представляет собой опорное основание 1 в котором закрепляется индикатор часового типа со специальным наконечником индикатора. Путем установки основания на ровную поверхность необходимо выставить 0 на индикаторе, после чего прибор передвинуть к месту измерения и установить наконечник индикатора в канавку. Размер устанавливается значением на шкале индикатора.

Кстати, конструкция прибора предусматривает два типа наконечников:

  • с углом 45° — для измерения глубины подреза, углублений между валиками и чешуйчатости, вогнутости корня шва;
  • плоский – для измерения высоты усиления сварного шва, выпуклости корня шва, смещение кромок свариваемых деталей.

Измерение глубины подреза сварного шва универсальным шаблоном сварщика (УШС-3; УШС-4)

Измерение подреза при помощи универсального шаблона сварщика производится путем установки указателя 1 в канавку. Размер определяется напротив риски 2 по шкале 3.

Принципиального отличия в методах проведения контроля нет, поэтому чем измерить подрез сварного шва зависит только от наличия того или иного мерительного инструмента.

Допуски на подрезы в сварных швах

Конечно же лучше изготавливать конструкции без дефектов, но чаще всего это является необоснованно дорого или невозможно, поэтому всегда имеются допуски с указанием какие дефекты, их количество и размеры являются допустимыми в той или иной конструкции и не влияют на её эксплуатационные свойства. В первую очередь от назначения конструкции и требований нормативных документов зависит какого размера подрезы допускаются в сварных швах:

  • в изделиях для атомных станций согласно ПНАЭГ 7-010-89 подрезы не допускаются.
  • для трубопроводов пара и горячей воды тепловых станций и труб в пределах котла согласно РД 2730.940.103 подрезы глубиной 0,2 мм и менее допускается не учитывать.
  • для трубопроводов по СНиП 3.05.05 и газопроводов по СНиП 3.05.02 допускаются подрезы глубиной не более 0,5 мм
  • согласно СНиП III-18-75 при изготовлении, монтаже стальных конструкций зданий и производственных сооружений допустимая глубина подрезов в швах составляет не более 0,5 мм при толщине стали от 4 до 10 мм и не более 1 мм при толщине стали свыше 10 мм

Чтобы узнать допуски на подрезы в сварных швах, прежде всего необходимо найти данную информацию в нормативных документ с требованиями к сварным швам.

Ремонт подрезов сварных швов

В зависимости от требований нормативных документов в некоторых случаях допускается небольшие подрезы исправлять методом зачистки без последующей сварки. Если требуется проведение ремонта с последующей сваркой — процесс исправления состоит из следующих этапов:

  • Зачистка механическим способом до полного удаления дефекта
  • Визуальный контроль места зачистки. Если деталь является ответственной – необходимо проведение капиллярного контроля данного места, чтобы удостоверится в полноте удаления дефекта.
  • Повторная сварка данного участка сварного соединения. Желательно, при исправлении, применять сварку аргоном т.к. она позволяет более ювелирно произвести процесс наложения сварного шва.
  • Визуальный и измерительный контроль места где производился ремонт подреза сварного шва. Необходимо еще раз проверить ширину и высоту сварного шва, чтобы они соответствовали требованиям чертежа и нормативных документов.
Читайте также:  Труба печная 100 мм нержавеющая

Источник

СНиП 3.05.05-84 : Сварные и другие неразъемные соединения трубопроводов

4.1. К сварке стыков стальных трубопроводов Рy свыше 10 МПа (100 кгс/см2), I-IV категории (по СН 527-80) допускаются сварщики при наличии у них документов в соответствии с Правилами аттестации сварщиков, утвержденными Госгортехнадзором СССР. К сварке стыков стальных трубопроводов V категории могут быть допущены сварщики, не прошедшие указанной аттестации, но заварившие пробные стыки.

4.2. Сварщики (по любому виду сварки) . впервые приступающие к сварке трубопроводов на монтаже данного объекта или имевшие перерыв в своей работе более 2 мес, а также все сварщики в случаях применения новых сварочных материалов или оборудования, независимо от наличия у них документов об аттестации, должны заварить пробные стыки в условиях, тождественных с теми, в которых производится сварка трубопроводов на данном объекте.

4.3. Пробные стыки стальных трубопроводов должны подвергатьсявнешнему осмотру, механическим испытаниям по ГОСТ 6996—66, в соответствии с обязательным приложением 3, а также проверке сплошности неразрушающими методами контроля в соответствии с требованиями пп. 4.8, 4.10-4.14 настоящих правил.

В случаях неудовлетворительного качества сварки пробных стыков, выявленного:

а) при внешнем осмотре, стык бракуют и другим методам контроля не подвергают;

б) при проверке сплошности неразрушающими методами контроля, сварщик, допустивший брак, сваривает еще два пробных стыка и, если при этом хотя бы один из стыков при контроле неразрушающими методами будет забракован, сварку пробных стыков бракуют;

в) при механических испытаниях, производят повторное испытание удвоенного количества образцов, взятых из этого же стыка или из вновь сваренного данным сварщиком стыка, и, если хотя бы один из образцов при повторных механических испытаниях будет забракован, сварку пробных стыков бракуют.

В указанных выше случаях сварщик, выполнявший сварку забракованных пробных стыков, может быть допущен вновь к сварке пробных стыков трубопроводов только только сдачи испытаний по программам, утвержденным министерством (ведомством) СССР.

4.4. К выполнению неразъемных соединений из цветных металлов и сплавов, к сварке и склеиванию пластмассовых трубопроводов допускаются рабочие, прошедшие подготовку и сдавшие испытания по программам, утвержденным министерством (ведомством) СССР.

4.5. Сварку стальных трубопроводов разрешается производить при температурах. указанных в правилах, утвержденных Госгортехнадзором СССР, ведомственных нормативных документах и отраслевых стандартах.

Сварку трубопроводов из цветных металлов, а также сварку и склеивание пластмассовых трубопроводов разрешается производить при температуре окружающего воздуха не ниже 5 °С.

4.6. Поверхность концов труб и деталей трубопроводов, подлежащих соединению, перед сваркой должна быть обработана и очищена в соответствии с требованиями ведомственных нормативных документов и отраслевых стандартов.

4.7. Перед монтажом стальных трубопроводов сварные соединения труб и деталей должны выдерживаться до полного их остывания, а пластмассовых трубопроводов с клеевыми соединениями — не менее 2 ч.

4.8. Контроль качества сварных соединений стальных трубопроводов должен производиться путем: систематического операционного контроля; механических испытаний образцов, вырезанных из пробных стыков; проверки сплошности стыков с выявлением внутренних дефектов одним из неразрушающих методов контроля, а также последующих гидравлических или пневматических испытаний согласно разд. 5 настоящих правил. Методы контроля качества сварных соединений приведены в ГОСТ 3242—79.

Проверка качества сварных швов трубопроводов V категории ограничивается осуществлением операционного контроля.

В случаях, оговоренных в проекте, следует производить испытание сварных соединений из нержавеющих сталей на склонность к межкристаллитной коррозии в соответствии с ГОСТ 6032—75 и ведомственными нормативными документами.

4.9. Операционный контроль должен предусматривать проверку состояния сварочных материалов, качества подготовки концов труб и деталей трубопроводов, точности сборочных операций, выполнения заданного режима сварки.

Читайте также:  Нормы загрузки пэ труб в бухтах в машину

4.10. Контроль сварных соединений стальных трубопроводов радиографическим или ультразвуковым методом следует производить после устранения дефектов, выявленных внешним осмотром и измерениями, а трубопроводов РY свыше 10 МПа (100 кгс/см2) — после выявления дефектов магнитопорошковым или цветным методом.

Сварные швы не должны иметь трещин, прожогов, кратеров, грубой чешуйчатости, подрезов глубиной более 0,5 мм. [В сварных швах трубопроводов РY свыше 10 МПа (100 кгс/см2) подрезы не допускаются].

4.11. Объем контроля сварных соединений стальных трубопроводов неразрушающими методами в процентах к общему числу стыков, сваренных каждым сварщиком (но не менее одного стыка), должен составлять для трубопроводов:

Рy опыте 10 МПа (100 кгс/см2) . 100

В качестве неразрушающих методов контроля следует с учетом конкретных условий применять преимущественно ультразвуковой, электрорентгенографический и рентгенографический с использованием фотобумаги.

Контролю должен подвергаться весь периметр стыка.

Для трубопроводов I-IV категории контролю подлежат стыки, наихудшие по результатам внешнего осмотра.

Контроль корня шва сварных соединений трубопроводов Рy свыше 10 МПа (100 кгс/см2) из сталей всех групп при толщине стенки 16 мм и более следует производить радиографическим методом, а окончательный контроль готовых сварных соединений из сталей групп С, ХГ, ХМ — преимущественно ультразвуковой дефектоскопией.

Готовые сварные соединения трубопроводов Рy свыше 10 МПа (100 кгс/см2 ) перед проведением радиографического или ультразвуковогоконтроля следует контролировать магнитопорошковым или цветным методом. При этом контролю подлежат поверхность шва и прилегающая к нему зона шириной 20 мм от краев шва.

4.12. Оценку качества сварных соединений стальных трубопроводов по результатам радиографического контроля следует производить по балльной системе согласно обязательному приложению 4. Сварные соединения должны быть забракованы, если их суммарный балл равен или больше для трубопроводов:

Рy свыше 10 МПа (100 кгс/см2) . 2

Сварные соединения, оцененные указанным или большим баллом, подлежат исправлению, после чего дополнительному контролю подвергают удвоенное от первоначального объема контроля количество стыков, выполненных сварщиком, допустившим брак.

Сварные соединения трубопроводов III и IV категории, оцененные соответственно суммарным баллом 4 и 5, исправлению не подлежат, но дополнительному контролю подвергают удвоенное количество стыков, выполненных этим сварщиком.

Если при дополнительном контроле хотя бы один стык будет забракован (а для трубопроводов III и IV категории оценен соответственно суммарным баллом 4 и 5), контролю подвергают 100 % стыков, выполненных данным сварщиком. Если при этом будет забракован хотя бы один стык, сварщика отстраняют от сварочных работ на трубопроводах.

4.13. Чувствительность радиографического контроля должна соответствовать (по ГОСТ 7512-82) для трубопроводов Py свыше 10 МПа (100 кгс/см2), I и II категории — классу 2, для трубопроводов III и IV категории — классу 3.

4.14. По результатам ультразвукового контроля сварные соединения трубопроводов Рy свыше 10 МПа (100 кгс/см2) считаются качественными, если отсутствуют:

а) протяженные плоскостные и объемные дефекты;

б) объемные непротяженные дефекты с амплитудой отраженного сигнала, соответствующей эквивалентной площади 2 мм2 и более — при толщине стенки трубы до 20 мм включительно и 3 мм2 и более — при толщине стенки свыше 20 мм;

в) объемные непротяженные дефекты с амплитудой отраженного сигнала, соответствующей эквивалентной площади до 2 мм2 — при толщине стенки трубы до 20 мм включительно и до 3 мм2 — при толщине стенки свыше 20 мм, в количестве более трех на каждые 100 мм шва.

Сварные соединения стальных трубопроводов I—IV категории должны удовлетворять требованиям, установленным отраслевыми стандартами. При получении неудовлетворительных результатов контроля ультразвуковым методом хотя бы одного стыка производят контроль удвоенного количества стыков, выполненных данным сварщиком. При неудовлетворительных результатах повторного контроля производят контроль 100% стыков. Сварщик, допустивший брак, может быть допущен вновь к сварке трубопроводов только после сдачи испытаний по программам, утвержденным министерством (ведомством) СССР.

4.15. Исправлению путем местной выборки и последующей полварки (без повторной сварки всего соединения) подлежат участки сварного шва стальных трубопроводов, если размеры выборки после удаления дефектного участка шва не превышают значений, указанных в табл. 1.

% к номинальной толщине стенки труб или расчетному сечению шва

% к номинальномунаружному периметру сварного

Источник

Adblock
detector