Ремонт сварных металлоконструкций

У длительно работающих металлоконструкций наступает момент, когда на поверхности сварных швов или основного металла образуются дефекты и металлоконструкция должна быть либо демонтирована, либо подвергнута ремонту.

Технология выполнения ремонта металлоконструкций неразрывно связана со сварочными процессами — термической резки, дуговой строжки, сварки и наплавки.

Возможные отклонения от технологии ведения сварочных работ являются причиной дефектов металлоконструкций которые закладываются в процессе изготовления или ремонта. Дефекты оставленные без ремонта приводят к разрушениям металлоконструкции, которые происходят как по дефектам сварных швов, так и по основному металлу металлоконструкции.

Разрушения могут произойти в процессе выполнения сварных швов и при эксплуатации металлоконструкций. Поэтому технология ремонта дефектов металлоконструкции с помощью сварочных технологий должна содержать комплекс технических мер исключающих повторное образование дефектов и разрушение сварных швов, и прилегающих к швам поверхностям металлоконструкции.

Для правильного ведения работ при ремонте дефектов металлоконструкций и сварных швов необходима технологическая карта, разработанная квалифицированными специалистами сварочного производства, в которой будет указана информация:

1. о подготовке дефектов сварных швов к ремонту,
2. способах разделки каждого дефекта и подготовки соединения для получения качественного сварного шва,
3. технология тепловой подготовки металлоконструкции для ремонта выявленных дефектов с минимальными деформациями от сварного шва,
4. способ и режимы сварки,
5. параметры сварного шва и сварочные материалы,
6. требования к контролю качества с целью исключения дефектов сварных швов.

Ввиду того, что природа образования дефектов, приводящих к разрушеням сварных соединений и швов заключается в изменении их свойств при нагреве и охлаждении, а локальный нагрев при выполнении сварных швов изменяет механические свойства сварного соединения и вызывает деформации, комплекс указанных факторов учитывается при разработке технологии ремонта дефектов на каждую металлоконструкцию в отдельности.

В зависимости от жесткости металлоконструкции и характера дефектов требующих ремонта, показателей механических свойств и условий в которых необходим ремонт дефектов сварных швов, для качественного ремонта и получения сварных швов без дефектов вырабатываются необходимые технологические решения, которые отражаются в эскизах на ремонт и технологии получения сварных швов, исключающих образование дефектов.

Соблюдение требований карты технологического процесса является залогом успешного выполнения ремонта любой металлоконструкции и сварных швов различной системы легирования.

Примером разработанной группой WTC технологической карты является представленная ниже технология ремонта металлоконструкции изготовленной из трубы Ø1220мм с толщиной стенки 14 мм, имеющей механические повреждения, сопровождаемые трещинами, которые распространяются по зоне термического влияния основного сварного шва трубы.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИОННАЯ КАРТА

НА РЕМОНТ ДЕФЕКТОВ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ ИЗ ТРУБЫ

Способ сварки -111 (ручная дуговая покрытыми электродами)

Сварной шов: стыковой шов С6 по ГОСТ 16037

Положение при сварке: нижнее

Материал трубы:  сталь 17ГС ТУ14-158-153-05

Толщина стенки трубы (мм): 14,0

Сварочные материалы: электроды типа Э-50А Ø3,2-4,0мм

Характер разрушения металлоконструкции из трубы

Подготовка трубы к ремонту дефектов:

1. Внутреннюю и наружную поверхности трубы тщательно очистить от загрязнений, особенно в местах выявленных дефектов.
2. Засверлить видимые концы трещин сверлом Ø12 мм на всю толщину стенки металлоконструкции из трубы для предотвращения развития дефектов. Разделать трещины воздушно-дуговой строжкой согласно типовой технологической инструкции на электродуговую строжку и выплавку.
3. Механическим путем разделать кромки дефектных участков с обеспечением угла раскрытия для выполнения стыкового сварного шва на трубе по типу С6 ГОСТ 16037.
4. Устранить зашлифовкой дефекты в виде глубоких царапин и задиров на наружной поверхности трубы, глубина которых не превышает 5% от толщины стенки трубы в зоне распространения дефекта, и не более минусового допуска на толщину стенки трубы; Дефекты в виде забоин и задиров глубиной до 5мм отремонтировать покрытыми электродами типа Э50А Ø2,5-3,0мм с последующей заточкой. Перед ремонтом дефектов и выполнением сварных швов подогреть ремонтное место до 100-120С.
5. Зачистить снаружи и внутри металлоконструкции из трубы кромки для получения бездефектных сварных швов и прилегающую к ним зону метала на ширину не менее 20мм до металлического блеска.

Требования к сборке для ремонта трубы сваркой:

1. Выполнить термическую правку деформированных участков трубы согласно типовой технологической инструкции на термическую правку металлоконструкций с расположением участков нагрева относительно существующего сварного шва по прилагаемой схеме правки.
2. Смещение кромок по длине разделанных дефектных участков равномерно распределить постановкой технологических скоб и упоров.
3. Путем наплавки на кромку выдержать величину зазора в сварном соединении трубы в пределах 2,5-3,5мм.
4. Стык зафиксировать технологическими деталями согласно прилагаемого эскиза и прихватками, которые равномерно распределить по длине сварного шва.
5. Перед выполнением сварного шва прихватки тщательно зачистить от шлака и заточить (особо тщательно затачивать начало и конец прихватки).

Требования к ремонтной сварке металлоконструкции:

1. К выполнению ремонта допускаются квалифицированные сварщики, имеющие опыт работ и аттестованные в соответствии с действующими нормативными документами, на соответствующий способ, толщину, тип деталей и соединений, положения в пространстве.
2. При температуре окружающего воздуха ниже «-15С» выполнить предварительный подогрев стыков до 100 — 120С. Замер температуры осуществлять не менее, чем в трех точках по длине сварного шва на расстоянии 10-15мм от свариваемой кромки.
3. Электроды перед применением необходимо прокалить в соответствии с рекомендациями производителя материалов.
4. Каждый слой сварного шва выполнять сваркой на подъем.
5. После выполнения корневого шва его необходимо зашлифовать до получения гладкой поверхности без дефектов.
6. Произвести осмотр корневого шва изнутри трубы. При необходимости выполнить подварку изнутри участков имеющие непровары и несплавления сварных швов с основным металлом. Требования к геометрическим размерам подварочного сварного шва — ширина 8-10мм, усиление 1-3мм.
7. Освобождать трубу от технологических деталей разрешается только после заполнения 2/3 разделки сварного шва.
8. Межслойная температура при сварке каждого шва должна находиться в пределах — не ниже 50С и не более 250С.
9. При выполнении заполняющих проходов тщательно очищать каждый слой от шлака и брызг.
10. Последний заполняющий проход сварного шва выводить заподлицо с разделкой кромок,так чтобы проваривались края разделки. В этом случае при сварке облицовочного слоя сварного шва зона термического влияния будет подвержена отпуску.
11. Облицовочный слой производится с поперечными колебаниями – минимальная амплитуда два диаметра электрода.

РЕЖИМЫ СВАРКИ

Сварку вести короткой дугой.

Требования к термообработке:

не требуется, при отрицательных температурах выполняется прогрев заваренного стыка с обеспечением последующего замедленного охлаждения.

Объемы, методы контроля и нормы оценки качества после ремонта металлоконструкции:

Дефекты сварных швов, выявленные в процессе сварки или после ее завершения, подлежат исправлению путем удаления механическим способом с последующей заваркой. Исправление одного и того же дефектного участка сварного соединения допускается по согласованию с квалифицированным специалистом сварочного производства.

Исправлению подлежат все сварные швы, имеющие следующие недопустимые дефекты:

• — трещины, прожоги, подрезы, непровары, поры, свищи;
• — подрезы основного металла, межваликовые западания и чешуйчатость сварного шва, превышающие 1 мм;

Исправление сварных швов проводится с обеспечения плавных переходов швов к основному металлу.