 НЕГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ РАБОТНИКОВ
СТРОИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА АТОМНОЙ ОТРАСЛИ»
Дистанционный раздел программы
повышения квалификации руководителей и специалистов предприятий
СРО НП «СОЮЗАТОМСТРОЙ»
«Подготовка и сертификация специалистов в области сварочного производства в рамках требований PerCerf TÜV»
(С-6.5)
Лицензированное направление:
«Технология выполнения строительных, монтажных, пусконаладочных работ на объектах использования атомной энергии»
Виды работ : 6.5
Москва - 2015
1.Учебный план:
2.Общие требования международных, национальных и российских стандартов в области сварочного производства.
3. Этапы развития процессов сварки металлов. Терминология техники сварки.
4. Охрана труда и пожарная безопасность при производстве сварочных работ.
5. Стандартизация сварных соединений, аттестация сварщиков.
6. Материаловедение.
7. Сварочные процессы.
8. Графическое изображение сварных швов.
9.Термическая резка металлов.
10.Технические газы.
11.Источники сварочного тока.
12.Нормативные документы и список литературы.
Тема 2
Общие требования международных, национальных и российских стандартов в области сварочного производства
МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ
(ИСО)
International Organization for Standardization (ISO)
www.iso.org
ИСО является всемирной федерацией национальных органов по стандартизации - Комитетов-членов ИСО.
Задача ИСО – содействие развитию стандартизации и смежных видов деятельности в мире с целью облегчения международного обмена товарами и услугами, развитию сотрудничества в интеллектуальной, научно-технической и экономической областях.
ИСО насчитывает в своем составе 156 членов, по одному от каждой страны. Российская Федерация представлена в ИСО Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии.
ИСО официально функционирует с 1947 года.
Результатом технической работы ИСО является разработка, утверждение и публикация международных стандартов ИСО, учитывающих интересы производителей, пользователей, правительственных и научных кругов.
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ (МЭК)
International Electrotechnical Commission (IEC)
www.iec.ch
Международная Электротехническая Комиссия (МЭК) - всемирная организация по стандартизации, состоящая из национальных комитетов 66-ти стран-членов.
Целью МЭК является развитие международного сотрудничества по всем вопросам, касающимся стандартизации в области электротехники, электроники и технологий, связанных с ними.
МЭК издает Международные стандарты, Технические отчеты и Руководства, в разработке которых принимают участие все заинтересованные национальные комитеты, а также другие международные, правительственные и неправительственные организации, связанные с МЭК.
В целях содействия международной унификации Национальные Комитеты МЭК берут на себя обязательства применять Международные Стандарты МЭК в максимально возможной степени при разработке своих национальных и региональных стандартов.
Задачи, стоящие перед МЭК:
отвечать требованиям глобального рынка;
гарантировать первенство и максимальное использование во всем мире стандартов и схем оценки соответствия;
оценивать и улучшать качество продуктов и услуг, исходя из требований стандартов;
создавать условия для взаимодействия сложных систем;
увеличивать эффективность производственных процессов;
вносить свой вклад в усовершенствование человеческого здоровья и безопасности;
вносить свой вклад в защиту окружающей среды.
Европейский комитет по стандартизации
(ЕКС)
Европейский комитет по стандартизации (CEN) был создан в 1961 национальными органами по стандартизации Европейского экономического сообщества.
CEN своими техническими стандартами (EN), которые применяются добровольно, способствует целям Европейского союза и Европейской экономической зоны в области свободной торговли, безопасности работников и потребителей, высокоэффективных информационных технологий, защиты окружающей среды, использования программ развития и исследований, информированности общественности.
Европейская стандартизация должна рассматриваться в рамках национальных, международных или - глобальных – Европейских национальных органов по стандартизации (Европейский комитет по стандартизации (СЕN) и Международной организации по стандартизации (ISO).
В процесс по разработке стандартов EN Европейского комитета по стандартизации включены:
- 29 представителей стран-членов и экспертов из этих стран. Эти представители имеют право голосовать за принятие и применение стандартов в качестве Европейских;
- 8 ассоциированных членов и два представителя в ранге советников;
- Исполнительный центр Европейского комитета по стандартизации (CEN) в Брюсселе.
CEN работает в тесном контакте с Европейским электротехническим комитетом по стандартизации (CENELEC), Европейским институтом по стандартам связи (ETSI) и Международной организации по стандартизации (ISO).
CEN также поддерживает связи с Европейскими торговыми и профессиональным организациями.
ГЕРМАНСКИЙ ИНСТИТУТ СТАНДАРТОВ
Deutsches Institut fuer Normung
(DIN)
www.din.de
Германский институт стандартизации - образован в 1918 году, является общественным объединением, занимающимся вопросами стандартизации на национальном уровне.
В DIN состоят около 6-ти тысяч членов: университеты, фирмы-производители самого разного профиля, отраслевые союзы.
В его работе действует 4 тысячи рабочих групп, представляющих самые разные отрасли производства.
DIN принял более 25-ти тысяч национальных стандартов.
Британский институт стандартов
(BSI)
В 1901 году институты Инженерно-строительный, Инженерно-механический, Морской архитектуры и Cтали и сплавов Великобритании создали Комитет с целью стандартизировать стальные и металлические секции для мостов, железных дорог и пароходов.
В 1929 году Комитет был преобразован в Ассоциацию Инженерных стандартов Британии, которой был предоставлен статус Королевской организации. Через год Ассоциация была переименована в Британский институт стандартов (BSI).
В 1946 году, после окончания Второй мировой войны, BSI был одним из основателей Международной организации по стандартизации (ИСО). В 2001г. BSI отметил свое столетие.
Британские стандарты разрабатываются Национальным органом по стандартизации Великобритании (BSI), который отвечает за содействие, разработку проектов, публикацию и целесообразность применения Британских стандартов.
В настоящее время в Великобритании существует более 20000 действующих стандартов и ежегодно BSI создает или пересматривает более 2000 международных, национальных стандартов и стандартов Европейского союза.
Ассоциация стандартизации Франции
(AFNOR)
Началом национальной стандартизации во Франции считают 1918 г., когда правительственным декретом была создана Постоянная комиссия по стандартизации, направившая свои усилия на унификацию типов изделий машиностроительных отраслей. Эта предшественница AFNOR просуществовала недолго, хотя результаты ее работы были весьма нужными и полезными.
Заинтересованность правительства в развитии стандартизации очевидна, в связи, с чем внимание к этой деятельности постоянно. Так, в 1984 г. декретом правительства создается Высший совет по стандартизации при Министерстве промышленности, который должен играть роль связующего звена с другими министерствами и определять приоритетные направления работ по стандартизации, вести консультирование по составлению годовых программ и утверждать эти программы.
В национальной системе стандартизации Франции под методическим руководством AFNOR действуют отраслевые бюро по стандартизации (их более 30). Их организует Административный совет AFNOR, а утверждают государственные органы управления. Отраслевые бюро выполняют основную нагрузку по стандартизации в отрасли, однако далеко не все отрасли имеют бюро по стандартизации.
Информационное подразделение AFNOR располагает несколькими банками данных, наиболее популярным из них признан NORIANE, включающий более 45 тыс. справок по национальным, международным и зарубежным стандартам и техническим регламентам. В течение 80-90-х гг. AFNOR активно участвует в создании отраслевых банков данных.
С 1987 г. в ассоциации новая служба — подразделение маркетинга, в задачи которого входит информирование членов AFNOR об изменениях на рынке (товарная и фирменная структура, спрос и предложение, степень и формы конкуренции, характер потребительских предпочтений и их требования к товару и др.).
Система сертификации на соответствие национальным стандартам является сертификацией третьей стороной, роль которой выполняет AFNOR. Однако за последние годы отмечается децентрализация в деятельности по присвоению знака соответствия — область сертификации систем качества передается частично другим организациям, к примеру Французской ассоциации по обеспечению качества. О масштабах сертификации на соответствие национальным стандартам говорит тот факт, что более НО тыс. наименований продукции маркированы французским знаком соответствия.
Стратегические задачи, сформулированные AFNOR, касаются различных областей. Так, по качеству — это пересмотр международных стандартов ИСО серии 9000 с целью адаптации их к мелкому и среднему бизнесу, а также сфере обслуживания. По этому направлению организация планирует совещания с европейскими, североамериканскими и японскими партнерами.
В связи с усиливающейся глобализацией экологических проблем AFNOR считает необходимым активизировать.
Австрийский институт по стандартизации
(OENORM)
Главной задачей Австрийского института по стандартизации является разработка и издание австрийских стандартов. Помимо этого ON сотрудничает с другими национальными и международными организациями по стандартизации (DIN, CEN, ISO и т. д.). Институт координирует работу более 5000 экспертов из различных областей экономики, науки и техники, которые в свою очередь объединены в 180 технических комитетов, занятых в разработке нормативных документов
Австрийский институт по стандартизации был основан 23 сентября 1920 года. Первоначальное название — Австрийский промышленно-ремесленный комитет (Ö.N.I.G). В его состав входило 13 комитетов, занимавшихся разработками стандартов. Главными направлениями их работы стали машиностроение, электротехника и автомобилестроение. Первый стандарт был издан 1921 году.
В 1932 году комитет был переименован в Австрийский комитет по стандартизации (ÖNA). С 1946 года комитет является членом Международной организации по стандартизации (ISO).
В 1969 году Австрийский комитет по стандартизации (ÖNA) получил название, действующие и по сей день — Австрийский Институт по стандартизации (ON).
ЯПОНСКАЯ АССОЦИАЦИЯ СТАНДАРТОВ
(JIS)
Японская Ассоциация Стандартов была создана в Японии 1945 году. Японские Промышленные Стандарты Комитета правила были опубликованы в 1946 году по Японским меркам.
В Промышленной Стандартизации Закон был принят в 1949 году, который создает правовую основу для нынешних Японских Промышленных Стандартов (JIS).
В Промышленной Стандартизации Закон был пересмотрен в 2004 году и JIS "марк" (продукт системы сертификации), был изменен, и новый JIS марк, применяемым с 1 октября 2005 года по повторной сертификации. Старый знак может использоваться до 30 сентября 2008 года, в переходный период от 3 лет. Поэтому все JIS Японской продукции, должны иметь новый JIS знак после 1 октября 2008 года.
В целях обеспечения того, чтобы в Японии системы оценки соответствия выполнения обязательств, изложенных в ВТО/ТБТ, JSA, установил национальных комитетов по ИСО/КАСКО (Комитет по Оценке Соответствия) и IEC/CAB (Оценка Соответствия Совет), чтобы обсудить технические вопросы, связанные с проект международных стандартов и разработать Японские Промышленные Стандарты.
ГОСТ 2601-84 СВАРКА МЕТАЛЛОВ Термины и определения
ГОСТ 5264-80 РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА Типы швов и конструктивные элементы
ГОСТ 16037-80 СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ СТАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ Основные типы, конструктивные элементы и размеры
ГОСТ 14771-76 ДУГОВАЯ СВАРА В ЗАЩИТНОМ ГАЗЕ. СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ Основные типы, конструктивные элементы и размеры
ГОСТ ISO9692-1-201 (ПРОЕКТ) РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ЭЛЕКТРОДОМ, ДУГОВАЯ СВАРКА МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ЭЛЕКТРОДОМ В СРЕДЕ ЗАЩИТНОГО ГАЗА, ГАЗОВАЯ СВАРКА, ДУГОВАЯ СВАРКА ВОЛЬФРАМОВЫМ ЭЛЕКТРОДОМ В СРЕДЕ ИНЕРТНОГО ГАЗА И ЛУЧЕВАЯ СВАРКА СТАЛЕЙ
РД 03-606-03 Инструкция по визуальному и измерительному контролю
ПНАЭ Г-7-008-89 ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
ПНАЭ Г-7-009-89 ОБОРУДОВАНИЕ И ТРУБОПРОВОДЫ АТОМНЫХ ЭНЕРГИТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК СВАРКА И НАПЛАВКА. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ПНАЭ Г-7-010-89 Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения и наплавки. Правила контроля
ПНАЭ Г-7-023-90 ОБОРУДОВАНИЕ И ТРУБОПРОВОДЫ АТОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ.
ПНАЭГ-10-031-92 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО СВАРКЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЛОКАЛИЗУЮЩИХ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ АТОМНЫХ СТАНЦИЙ
ПНАЭ Г-10-032-92 ПРАВИЛА КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ
ЛОКАЛИЗУЮЩИХ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ АТОМНЫХ СТАНЦИЙ
Тема 3.
Этапы развития процессов сварки металлов. Терминология сварки
Сварка возникла на первом этапе развития человеческой цивилизации. Еще в каменном веке камнем подходящей формы древний человек мог отковать изделия из самородков благородных металлов – золота, серебра, меди. Таким же технологическим приемом, когда необходимо было увеличить размеры изделия, соединяли эти пластины между собой, т.е. применяли один из видов сварки – холодную сварку,- сварка металлов в холодном состоянии путем приложения деформирующих усилий. Этот первый вышедший из древнего периода способ сварки получил развитие в настоящее время для соединения медных, алюминиевых проводов, оболочек кабелей связи, морозильных камер холодильников и т.д. В древние времена этот способ был использован при сварке благородных металлов, которые практически не окисляются. Ударяя по сложенным вместе кускам металла, удавалось добиться прочного соединения. В Дублинском Национальном музее хранится золотая коробка, изготовленная в эпоху поздней бронзы, стенки и днище ее скованы плотным швом. Как считают эксперты, изготовлена она с помощью холодной сварки.
За несколько тысячелетий до н.э. некоторые племена (например, на территории Бесарабии, Украины) добывали из руды медь, свинец. Но техникой литья они еще не овладели, поэтому они подогревали и сковывали отдельные куски, получая более крупные куски и изделия из них.
Появление бронзы – сплава меди и олова – заставило древних умельцев приняться за разработку новых методов соединения отдельных элементов вместе (сварку). Бронза обладает высокой твердостью, прочностью, сопротивлению истиранию. Однако достаточно низкая пластичность не позволяла применять кузнечную сварку для соединения отдельных заготовок. Вдобавок возросли и габариты изделия, и трудно равномерно разогреть их. В III-II тыс. лет до н.э. умельцы трипольских племен применяли скручивание, фальцовку, склепывание, паяние.
Привести пример о находках на землях бывшей Римской Империи бронзовые сосуды цилиндрической формы h=310 мм d=0,5-0,7 мм были сварены по образующей литейной сваркой!
В начале железного века начали получать кричное железо. Куски железной руды (оксиды и др. соединения железа) нагревали вместе с углем и получали комки, в которых перемешаны частицы железа, шлака и остатков угля. А затем эти комки (крицы) многократно нагревали и проковывали в горячем состоянии. Частицы шлака и угля выдавливались, а отдельные частицы железа соединялись между собой – связывались, образуя плотный металл. Многократный нагрев и ковка – сварка делали металл чище и плотнее. Для раскисления добавляли природные сланцы.
При сыродутном или кричном способе получения железа, который господствовал на протяжении тысячелетий крицы получили относительно небольших размеров и для получения изделий действительно больших размеров их (куски) необходимо было соединять между собой. Для увеличения длины изделий сварку вели внахлестку.
Клинки и мечи выковывали из нескольких полос среднеуглеродистой стали (0,3-0,4%).
Большое значение для развития техники обработки черных металлов имела сварка железа с разным содержанием углерода с целью улучшения качества лезвия режущих и рубящих орудий. Это требовало большого мастерства кузнецов, т.к. температура сварки железа с различным содержанием углерода неодинакова. При изготовлении мечей, дротиков, ножей выполняли сварку полос железа и стали с выходом последней на режущую часть лезвия. Это давало хорошее сочетание мягкого и вязкого железа или низкоуглеродистой стали с твердой, но хрупкой сталью, содержащей большое количество углерода.
Часто при изготовлении ножей, серпов, топоров кузнецы – сварщики наваривали небольшую стальную пластину на режущую часть лезвия.
В скифский период в некоторых случаях делались попытки произвести сварку бронзы с бронзой путем прилива. Однако не всегда получалось прочное соединение. Литейщики раннего железного века при починке изделий (например, котлов) пробивали в стенках отверстие, таким образом, получалась соединяющая отливка, напоминающая форму заклепки.
При изготовлении ювелирных изделий из золота, серебра, бронзы в раннем железном периоде широко использовали пайку. Между частями, которые нужно соединить в единое целое изделие, закладывались кусочки сплава – припоя и собранное таким образом изделие нагревали до температуры, достаточной для расплавления припоя, но ниже основного металла. Припой растекается по зазору, смачивая кромки, диффундировал в металл и после остывания схватывал кромки.
Рано или поздно ювелиры должны были обнаружить, что для соединения металлов и сплавов методом заливки можно применять также сплавы, которые плавятся при значительно меньших температурах, чем материал соединяемых деталей изделий. Например, стоило только в золото добавить медь или серебро, как образовался сплав со значительно меньшей температурой (например, сплав 20% золота и 80% меди плавится при температуре 886°С (золото - 1064°С, медь - 1083°С), сплав 70% серебра и 30% меди - 780°С(Ag - 961°С)).
Это свойство сплавов и было использовано для пайки. Искусство пайки совершенствовалось, появлялись новые припои, начали применять флюсы, растворяющие и связывающие оксиды, мешающие припою диффундировать. В VIII-X в.в. появляются легкоплавкие припои – свинцовисто-оловянистые.
Металлургия и металлообработка больших успехов достигли в Древней Руси в X-XIII в.в. в связи с высоким развитием древнерусского ремесла. Технический уровень на Руси был выше, чем в Западной Европе. С помощью кузнечной сварки изготавливалось более 70% металлических изделий. С успехом применяли сварку железа с высокоуглеродистой сталью (до 0,9%).
С помощью сварки изготавливали огнестрельное оружие. До появления в конце XV века пушек отлитых из бронзы, артиллерийские орудия выковывали из железа. Их изготавливали следующим образом:
1) Выковывали из крицы железный лист;
2) Скручивали его на железной оправке в трубу;
3) Сваривали продольным швом внахлестку;
4) Затем на нее наваривали одну или две трубы, так чтобы продольные швы располагались в разных местах.
Полученные заготовки были короткие, поэтому для получения достаточно длинного ствола орудия несколько таких заготовок соединяли между собой также при помощи сварки. Для этого соответствующие концы труб выковывались в виде внутреннего и наружного конуса, соединяли и сваривали их внахлестку. В казенную часть ствола вваривали коническую железную заглушку, а рядом прорубалось запальное отверстие.
Древнерусские мастера успешно применяли сварку бронзы и стали (например, топорики, найденные в районе Старой Ладоги – обух бронзовый, а лезвия стальные).
При изготовлении пушек применяли и литейную сварку – заливали расплавленной бронзой соединяемые детали.
В то же время сварка металлов – кузнечная, литейная, пайка развивались медленно. В 19 веке в промышленности была механизирована кузнечная сварка. Ручной труд молотобойца был механизирован (заменен работой машин), т.е. стали применяться механические молоты с весом бойка до 1 т., производящим от 100 до 400 ударов в минуту.
Значительно улучшилась конструкция печей для нагрева свариваемых деталей, заменивших примитивные кузнечные горны. Печи переводятся на твердое, жидкое и газообразное топливо. Совершенствуется и технология сварки. Способом кузнечной сварки готовили биметалл. Листы разнородных металлов собирали в пакет, нагревали в печах и пропускали через валки прокатного стана.
Значительное применение кузнечная сварка находила в производстве стальных труб с прямолинейным продольным нахлесточным швом, а также спирально – шовные трубы.
Применялась сварка и при ремонте клепаных конструкций (рамы паровозов, корпуса судов) когда доступ по крайней мере с одной стороны после их сборки был возможен. Кроме того, применялась она при производстве инструментов, орудий труда и т.д.
Однако во многих отраслях производства кузнечная и литейная сварка ввиду ограниченных возможностей пламени, уже не удовлетворяла возросшим требованиям техники. Крупногабаритные конструкции и сложные по форме изделия невозможно было равномерно нагреть пламенем и успеть проковать или полностью залить стык до его остывания.
Следует заметить, что кроме сварочных методов соединения древние умельцы применяли скручивание, фальцовку, склепывание, а в более поздние времена – резьбовые соединения.
Развитие электрической сварки
В начале 19 века на основе достижений в области физики и электротехники в развитии сварки произошел качественный скачек, результатом которого было появление новых способов сварки, являющихся основой современной сварочной техники.
Просмотрим в хронологическом порядке некоторые открытия и события предшествующие появлению электрической сварки.
О природе электрических явлений люди знали издавна. Древние мудрецы установили связь между свойствами натертого шерстяной тканью янтаря и атмосферным электричеством.
За 2000 лет до нашей эры в Китае использовали компас.
В 1600 г. англичанин Уильям Гильберт опубликовал книгу «Про магнит, магнитные тела и большой магнит-Землю”, занимаясь вопросами электрических и магнитных явлений, открыл магнитную индукцию.
В 1672г. немецкий физик Отто фон Герике создал машину, в которой при трении получался заряд статического электричества.
В 1745г. нидерландский физик Питер фон Мушенбрук изобрел электрический конденсатор для накапливания электричества.
Исследование по выяснению природы грозового электричества производили Ломоносов и Рихман.
В 1799г. итальянский ученый Вольта построил первый в мире источник электрического тока – «вольтов столб», состоящий из разнородных металлических прутков (медь+цинк), проложенных бумажными кружками, смоченными водным раствором нашатыря.
Одним из важных в этом ряду было открытие сделанное русским академиком Петровым В.В.. В 1802г на построенной им мощной гальванической батарее он впервые в мире наблюдал явление электрической дуги.
Проводя опыты он использовал электрометр изобретенный Георгом Рихманом по изучению электропроводности различных материалов, он подсоединял к источнику эл. тока различные предметы из цинка, серебра, олова, железа и даже льда и по отклонению льняной нити на определенный угол определял, какое количество тока проходит через тот или иной проводник.
Когда он присоединял угольный стерженек обожженный из древесной палочки, она случайно разломилась пополам и между разломанными частями вспыхнуло ярчайшее маленькое пламя - электрическая дуга.
Он повторил опыт несколько раз и каждый раз горение дуги повторялось
|
