8. Методы контроля сварных соединений при изготовлении металлоконструкции колонны
Сварные швы испытывают на герметичность (непроницаемость) керосином, сжатым воздухом (пневматикой), гидравлическим давлением при помощи аммиака.
Испытание керосином
Испытание керосином применяют для сосудов, работающих без внутреннего давления, и как предварительный метод контроля для сосудов, работающих под давлением. Керосин обладает высокой капиллярностью. На этой его способности основана методика контроля плотности сварных швов. Сварные швы должны быть тщательно очищены от шлака, грязи и осмотрены. Дефекты, выявленные внешним осмотром, должны быть устранены до начала контроля.
Для выявления дефектов (неплотностей) методом керосиновой пробы одну сторону сварного соединения окрашивают мелом, разведенным в воде. После высыхания мела вторую сторону сварного шва обильно смачивают керосином. Керосин, проникая через дефекты в сварном шве, оставляет на меловой краске жирные темные пятна, характеризующие наличие и расположение дефектов. Если в течение 30-60 мин пятна не проявляются, то такие швы считаются удовлетворительными. Скорость прохождения керосина через металл будет определяться толщиной сварного соединения и характером расположения дефектов в металле. Для ответственных изделий время выдержки под керосином до 12 часов при Т выше 0°С, и до 24 часов при Т ниже 0°С. Обнаруженные дефекты вырубают и заваривают вновь.
Гидравлическое испытание
Гидравлическое испытание — один из наиболее часто используемых видов неразрушающего контроля проводящееся с целью проверки прочности и плотности сосудов, трубопроводов, теплообменников, насосов и другого оборудования, работающего под давлением. По принятой в большинстве стран практике, всё оборудование, работающее под давлением, подвергают гидравлическим испытаниям:
после изготовления предприятием-изготовителем оборудования или элементов трубопроводов, поставляемых на монтаж;
после монтажа оборудования и трубопроводов;
в процессе эксплуатации оборудования и трубопроводов
Гидравлическое испытание — необходимая процедура, свидетельствующая о надежности оборудования и трубопроводов, работающих под давлением, в течение всего срока их службы, что крайне важно, учитывая серьёзную опасность для жизни и здоровья людей в случае их неисправностей и аварий.
При гидравлическом испытании сосуд наполняют водой и с помощью насоса в нем создают давление, равное рабочему давлению. Если дефектов не обнаружено, то давление увеличивают. Для сосудов, у которых рабочее давление менее 5 кгс/см2, величина пробного гидравлического давления берется на 50% больше величины рабочего давления, но не ниже 2 кгс/см2. При рабочем давлении свыше 5 кгс/см2 пробное гидравлическое давление должно на 25% (но не менее чем на 3 кгс/см2) превышать рабочее давление.
Под пробным давлением сосуд выдерживают 5 мин. Затем давление снижают до рабочего и швы обстукивают на расстоянии 15—20 мм от кромок закругленным молотком весом 1 кг, после чего швы тщательно осматривают. Места, в которых обнаружены течь или потение, отмечают мелом и после снятия давления вырубают или удаляют поверхностной резкой и вновь заваривают. При испытании на морозе вместо воды применяют антифриз.
Пневматическое испытание
Пневматическое испытание проводят с целью испытания плотности сварных соединений. Испытание выполняется сжатым воздухом только при рабочем давлении сосуда. Плотность швов проверяют, обмазывая их снаружи мыльным раствором или погружая в воду, если это позволяют габариты сосуда. В местах пропуска воздуха появляются пузыри. В зависимости от количества и интенсивности выделения мыльных пузырей можно судить о характере и величине дефекта. В целях безопасности пневматическое испытание производят только после предварительного гидравлического испытания сосуда. Для сосудов большого объема применять испытания сжатым воздухом нужно очень осторожно, так как при наличии дефектов в швах может произойти разрыв всего сосуда.
Испытание аммиаком
Замкнутые сварные сосуды на плотность проверяют аммиаком. Для этого швы снаружи оклеивают полосками бумаги или прокладывают по ним марлевые бинты; бумага и бинты пропитываются предварительно 5%-ным водным раствором азотнокислой ртути или фенолфталеина. В испытуемый сосуд под рабочим давлением накачивают воздух, содержащий примесь 1 % аммиака. Проникая через неплотности и поры шва, аммиак вызывает потемнение полосок бумаги или бинтов в месте расположения дефекта. В зависимости от скорости появления пятен, их формы и размеров можно судить о характере и размерах дефекта.
9.Техника безопасности при изготовлении металлоконструкции колонны
Каждый сварщик обязан перед началом работы проверить исправность аппаратуры и готовность места сварки в противопожарном отношении (наличие средств пожаротушения - ящиков с песком, лопат, ведер с водой, огнетушителей).
Во время работы нельзя допускать попадания искр, расплавленного металла, пламени горелки, электродных огарков на сгораемые Конструкции и материалы.
После выполнения сварочных работ необходимо тщательно осмотреть рабочее место, нижележащие площадки и этажи и в случае обнаружения воспламенения полить их водой.
К проведению сварочных работ допускаются сварщики, прошедшие противопожарный минимум и получившие специальные квалификационные удостоверения и специальный талон на право допуска их к проведению огневых работ. Разрешение на право проведения огневых работ выдается начальником или главным инженером строительства.
При проведении сварочных работ запрещается:
а) приступать к работе при неисправной аппаратуре;
б) производить сварку или резку свежеокрашенных конструкций до полного высыхания краски;
в) пользоваться при сварке одеждой и рукавицами со следами масел и жиров, бензина и других горючих жидкостей;
г) хранить в сварочных кабинах или в зоне сварки горючие либо взрывчатые предметы и материалы;
д) допускать к сварочным работам сварщиков или учеников сварщиков, не сдавших испытаний по противопожарной безопасности при выполнении сварочных работ;
е) выполнять сварку емкостей, содержащих горючие или взрывчатые вещества, а также сварку сосудов, находящихся под давлением, сварку работающего оборудования или оборудования, находящегося под напряжением;
ж) допускать соприкосновение электрических проводов с баллонами газа;
з) перегревать баллоны с газами;
и) работать вблизи газовых баллонов инструментом, вызывающим появление искры;
к) вешать на газопроводы тряпки, промасленную ветошь;
л) выпускать полностью газ из баллонов (давление газа при его расходовании снижают до 0,05-0,1 МПа, т.е. до 0,5-1 кгс/см2)
м) переносить баллоны на руках, плечах.
При электросварочных работах во избежание поражения электрическим током необходимо:
а) надежно заземлять корпуса источников питания сварочной дуги и сварочного вспомогательного оборудования, а также свариваемые изделия. Заземление осуществляют медным проводом, один конец которого прикрепляют к специальному болту с надписью "Земля" на корпусе источника питания сварочной дуги, а второй - к заземляющей шине. Заземление передвижных источников питания производится до их включения в силовую сеть, а снятие заземления - только после отключения от силовой сети;
б) использовать для подключения источников питания сварочной дуги к сети настенные ящики с рубильниками, предохранителями и зажимами. Длина проводов сетевого питания должна быть не более 10 м. При необходимости нарастить провод применяют соединительную муфту с прочной изоляционной оболочкой. Провод подвешивают на высоте 2,5-3,5 м над землей. Спуски заключают в металлические трубы. Вводы и выводы должны иметь втулки или воронки, предохраняющие провода от перегибов, а изоляцию от порчи;
в) размещать сварочное оборудование при наружных работах под навесом, в палатке или в будке для предохранения от дождя и снега. При отсутствии таких укрытий сварочные работы не производят, а сварочную аппаратуру защищают от воздействия атмосферных осадков;
г) возлагать на электриков обязанности по присоединению электросварочного оборудования к сети и отсоединению его, а также по наблюдению за его исправным состоянием в процессе эксплуатации;
д) проверять исправность изоляции всех сварочных проводов и их соответствие применяемому напряжению. Использовать провода с ветхой и растрепанной изоляцией категорически запрещается;
е) пользоваться при сварке внутренних швов резервуаров, котлов, труб и других закрытых и сложных конструкций резиновым шлемом и галошами. Для освещения следует пользоваться переносной лампой напряжением 12 В. Все электросварочное оборудование должно быть оснащено устройствами автоматического отключения напряжения холостого хода или его ограничения до безопасной величины (АСТ-500, АСН-1, АСН-30). При работах внутри резервуара или при сварке сложной металлической конструкции, а также при сварке емкостей из-под горючих и легковоспламеняющихся жидкостей рядом со сварщиком должен находиться дежурный, обеспечивающий безопасность работ и при необходимости оказывающий сварщику первую помощь. При поражении электрическим током пострадавшего освобождают от электропроводов, обеспечивают доступ к нему свежего воздуха и, если пострадавший потерял сознание, немедленно вызывают скорую медицинскую помощь; при необходимости до прибытия врача производят искусственное дыхание;
ж) закрывать лицо для защиты глаз и кожи от световых видимых лучей дуги щитком, маской или шлемом, в смотровое отверстие которых вставлено специальное стекло - светофильтр. Это требование относится как к электросварщикам, так и к их подручным. Для защиты светофильтра от брызг металла снаружи в смотровое отверстие вставляется обычное прозрачное стекло. Светофильтры выбирают в зависимости от величины сварочного тока. Предусмотрены четыре типа стеклянных светофильтров: Э-1 (для токов 30-75 А), Э-2 (для токов 75-200 А), Э-3 (для токов 200-400 А) и Э-4 (для токов более 400 А). Для подсобных рабочих предусмотрены светофильтры В-1" В-2 и В-3. Для защиты окружающих от воздействия излучений дуги в стационарных цехах устанавливают закрытые сварочные кабины, а при строительных и монтажных работах применяют переносные щиты или ширмы;
з) работать во избежание ожогов в спецодежде из брезента или плотного сукна, в рукавицах и головном уборе. Куртку не следует заправлять в брюки. Карманы должны быть плотно закрыты клапанами. Брюки надо носить с напуском на обувь. При сварке потолочных, горизонтальных и вертикальных швов необходимо надевать брезентовые нарукавники и плотно завязывать их поверх рукавов у кистей рук.
Зачищать сварные швы от шлака и флюса лишь после их полного остывания и обязательно в очках с простыми стеклами.
При газовой сварке и резке металлов необходимо выполнять следующие требования:
а) устанавливать оборудование и производить сварочные работы вдали от огнеопасных материалов;
б) производить сварку внутри резервуаров, котлов и цистерн с перерывами при непрерывной вентиляции и низковольтном освещении под наблюдением постоянного дежурного. Перед производством работ убеждаться в отсутствии в указанных емкостях взрывоопасных смесей;
в) хранить карбид кальция в герметически закрытых барабанах в сухих и хорошо проветриваемых помещениях. Вскрывать барабаны только специальным ножом, при этом крышку на участке резания покрывать маслом (можно просверлить отверстие, а затем сделать вырез ножницами). Не пользоваться стальным зубилом и молотком. Эти меры предупреждают образование искр, опасных для ацетилено-воздушных смесей;
г) заправлять ацетиленовые генераторы водой до установленного уровня.
Применять карбид кальция только той грануляции, которая установлена паспортом генератора. После загрузки карбида продувать генератор от остатков воздуха. При работе на открытом воздухе и низких температурах пользоваться ватным чехлом. Во избежание замерзания генератора сливать воду после прекращения работ. Категорически запрещается отогревать замерзший генератор открытым пламенем. Его можно отогревать только ветошью, смоченной горячей водой, или паром. Выгружать ил только после полного разложения данной порции карбида и только в иловые ямы с надписью о запрещении курения и взрывоопасное.
Важным условием безопасности работы генератора является наличие, исправность и заправленность водяного затвора;
д) допускать к эксплуатации только исправные баллоны, прошедшие установленные по срокам освидетельствования (для баллонов - 5 дет, для пористой массы ацетиленовых баллонов - 1 год).
При проектировании, а также при эксплуатации промышленного оборудования необходимо соблюдать правила и нормы по технике безопасности и производственной санитарии. Правила по технике безопасности ГОСТ 12.0.002 – 80 содержит требования технического характера, направленные на защиту рабочего персонала от воз действия предметов и средств труда, безопасную работу оборудования и инстру ментов.
Дуговая сварка изделий в среде защитных газов, под слоем флюса, требует соблюдения определенного комплекса правил техники безопасности и охраны труда, которые должны находить отражение в технологических картах и строго соблюдаться при выполнении сварочных работ. Данные правила закреплены в ГОСТ 12.3.003-86 Работы электросварочные. Требования безопасности: Изменения И-1-VIII-89.
В данной работе проведены исследования влияния основных параметров режима электродуговой сварки (силы тока, величины напряжения, скорости сварки) на формообразование металла шва.
Для метода сварки плавлением в той или иной степени существует возможность опасных воздействий на сварщика в связи со следующими факторами:
1) поражение электрическим током при прикосновении человека к токоведущим частям электрической цепи;
2) поражение лучами электрической дуги глаз и открытой поверхности кожи;
3) ожоги от капель металла и шлака при сварке;
4) отравление вредными газами, выделяющимися при сварке и при загрязнении помещений пылью и испарениями различных веществ;
5) взрывы из-за неправильного обращения с баллонами сжатого газа либо из-за производства сварки в емкостях из-под горючих веществ, либо выполнения сварки вблизи легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ;
6) пожары от расплавленного металла и шлака в процессе сварки;
7) травмы различного рода механического характера при подготовке тяжелых изделий к сварке и в процессе сварки.
Возможное поражение электрическим током
Травма может возникнкть при замыкании электрической цепи сварочного аппарата через тело человека. Причинами является недостаточная (неисправная) электроизоляция и питания проводов, плохое состояние спецодежды и обуви сварщика, сырость и теснота помещения, нарушение правил технической эксплуатации сварочной установки.
При дуговой сварке используют источники тока с напряжением холостого хода от 45 до 80 В, при постоянном токе напряжение от 55 до 75 В, при переменном токе напряжение от 180 до 200 В. Поэтому источники питания оборудованы автоматическими системами отключения тока в течение 0,5 ... 0,9 с при обрыве дуги.
Для защиты сварщика от поражения электрическим током соблюдаются следующие правила техники безопасности: надежная изоляция всех токоподводящих проводов от источника тока и сварочной дуги; надежное заземление корпусов источников питания сварочной дуги; применение автоматических систем прерывания подачи высокого напряжения при холостом ходе; надежная изоляция электрододержателя (токосъёмника) (ГОСТ 14651-69) для предотвращения случайного контакта с токоведущими частями электрододержателя (токосъёмника) с изделием; использование средств индивидуальной защиты (работа в сухой спецодежде и рукавицах, в ботинках без металлических шпилек и гвоздей). Не допускается контакт рабочего с клеммами и зажимами цепи высокого напряжения. При сильном дожде и снегопаде работы прекращаются, если отсутствуют укрытия. При работе в замкнутых помещениях (сосудах) кроме спецодежды используются резиновые коврики (калоши) и источники дополнительного освещения.
Каждый сварочный пост огорожен негорючими материалами по бокам, а вход - асбестовой или другой негорючей тканью во избежание случайных повреждений других рабочих.
Для исключения опасности поражения электрическим током сварочные работы производятся согласно требованиям ГОСТ 12.1.030-81.ССБТ Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.
Электрическая схема оборудования исключает возможность его самопроизвольного включения/выключения. ГОСТ 12.2.007-75. Изделия электротехнические. Общие требования.
Сварочные кабели выбраны согласно ГОСТ 12.2.007.0-75. Кабели и кабельная арматура. Требования безопасности.
Возможное поражение лучами электрической дуги глаз и открытой поверхности кожи
Вредное воздействие сварочной дуги заключается в том, что она является источником светового, инфракрасного и ультрафиолетового излучений.
Световые лучи оказывают ослепляющее действие, так как их яркость значительно превышает допустимые нормы.
Воздействие излучения дуги вредно не только для сварщиков, но и для подручных рабочих-сборщиков. Для предотвращения опасного поражения глаз используются защитные стекла - наиболее темные для сварщиков и более светлые для рабочих. Светофильтры изготавливают из специального стекла СС14 в зависимости от индивидуальных особенностей зрения. Светофильтры совершенно не попускают ультрафиолетовые лучи, а инфракрасные лучи пропускают лишь в пределах от 0,1... 4 % от общего их количества. Для защиты органов зрения также используют щитки (по ГОСТ 12.4.035 - 78*. Щитки защитные лицевые для электросварщиков, со свето фильтрами согласно ГОСТ 12.4.080-79. Светофильтры стеклянные для защиты глаз от вредных излучений на производстве.).
Стены кабины окрашены в светлые тона для ослабления контраста с яркостью дуги. При работе вне кабины применяются специальные ширмы и защитные щиты.
Для защиты открытых участков кожи от излучающего действия дуги рабочие сварщики обеспечены:
-брезентовыми рукавицами в соответствии с ГОСТ 12.4.010-75. Средства индивидуальной защиты. Рукавицы специальные. Технические условия.
-специальной защитной одеждой согласно требованиям ГОСТ 12.4.011-89. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация
- специальной обувью для сварочных работ согласно ГОСТ 12.4.103-83. Одежда специальная защитная, средства индивидуальной защиты рук и ног. Классификация.
Возможные ожоги от капель металла и шлака при сварке
Ожоги возникают в результате разбрызгивания жидкого металла и шлака, прикосновения сварщика к неостывшим предметам голыми участками кожи. Для того чтобы защитить тело, сварщики обеспечены одеждой из плотного брезента или аналогичного материала и используют средства индивидуальной защиты (рукавицы, специальная обувь).
Возможное отравление вредными газами, выделяющимися при сварке и при загрязнении помещений пылью и испарениями различных веществ
В целом около 80% выявленных случаев профессиональных заболеваний среди сварщиков составляют пневмокониоз, хронический бронхит, интоксикация металла, т.е. заболевания, возникающие в результате воздействия на организм сварочных аэрозолей и газов.
Следует отметить, что больше всего воздух загрязняется при работе с покрытыми электродами. Меньше всего выделений при автоматических способах сварки.
Поражения могут возникнуть, если сварку выполняют с грубым нарушением правил техники безопасности и охраны труда. Существуют строгие требования в области вентиляции при сварочных работах. Для улавливания сварочного аэрозоля на стационарных постах, а где это возможно, и на нестационарных установлены местные отсосы в виде вытяжного шкафа, вертикальной или наклонной панели равномерного всасывания стола с подрешеточным отсосом, а также используются индивидуальные средства защиты (маски, респираторы). При сварке крупногабаритных серийных конструкций на кондукторах, манипуляторах и т.п. местные отсосы встроены непосредственно в эти приспособления. При автоматической сварке под флюсом используются устройства с местным отсосом газов.
Сварочный участок обеспечен системой общеобменной приточно-вытяжной вентиляции согласно СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирования воздуха.
Воздух в рабочей зоне оператора - сварщика соответствует ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
Возможные взрывы из-за неправильного обращения с баллонами сжатого газа либо из-за производства сварки в емкостях из-под горючих веществ, либо выполнения сварки вблизи легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ
При газовой сварке и резке возможность взрывов и пожаров обусловлена применением горючих газов и паров горючих жидкостей, которые в смеси с воздухом могут взрываться при повышении температуры или давления. Взрывоопасность существует и при выполнении работ в помещениях, имеющих большое количество пылевидных органических веществ (пищевой муки, торфа, каменного угля). Эта пыль при определенной концентрации может давать взрывы большой силы. Помимо тщательной вентиляции для производства сварочных работ в таких помещениях требуется специальное разрешение пожарной охраны.
При использовании баллонов
со сжатыми газами соблюдаются установленные
меры безопасности: не бросать баллоны,
не устанавливать их вблизи нагревательных
приборов, не хранить вместе баллоны с
кислородом и горючими газами, баллоны
хранятся в вертикальном положении. При
замерзании влаги в редукторе баллона
с
категорически запрещается отогревать
баллон открытым пламенем, так как это
почти неизбежно приводит к взрыву
баллона.
При производстве сварочных работ на емкостях, ранее использованных, требуется выяснение типа хранившегося продукта и наличие его остатков. Перед проведением сварочных работ производится тщательная очистка сосуда от остатков продуктов и 2-3-кратная промывка 10%-ным раствором щелочей, а также последующая продувка сжатым воздухом для удаления запаха, который может вредно действовать на сварщика.
Возможные пожары от расплавленного металла и шлака в процессе сварки
При дуговой электросварке брызги расплавленного металла разлетаются на значительные расстояния, что вызывает опасность пожара. Возникновения пожаров по этой причине существует в тех случаях, когда сварку выполняют по металлу, закрывающему дерево либо горючие изолировочные материалы, на деревянных лесах, вблизи легко воспламеняющихся материалов и т. п. Все указанные варианты сварки не допускаются.
Пожар может начаться не сразу, поэтому по окончании сварки следует внимательно осмотреть место проведения работ, не тлеет ли что-нибудь, не пахнет ли дымом и гарью.
Во избежание пожаров сварочные цеха (посты) сооружены из негорючих материалов, в местах проведения сварочных работ не допускается скопление смазочных материалов, ветоши и других легковоспламеняющихся материалов.
Согласно СНиП 2.09.02-85 сварочный участок относится к категории Г-помещения с негорючими веществами и материалами в горячем, раскалённом или расплавленном состоянии.
Для быстрой ликвидации очагов пожаров вблизи места сварки всегда имеются ёмкости с водой или песком, лопата, а также ручной огнетушитель (пожарные рукава, краны, стволы находятся в легкодоступном месте), в соответствии с требованиями СНиП II-4-79.
Для предотвращения опасности возникновения пожара сварка производится в соответствии с требованиями СНиП 2.01.02-85. Противопожарные нормы.
Возможные травмы различного рода механического характера при подготовке (сборке и транспортировке) тяжелых изделий к сварке и в процессе сварки
Как показывают статистические данные, 80% травм сварщиков связано с транспортными операциями тяжелых металлических изделий.
Основными причинами травматизма при сборке и сварке является отсутствие транспортных средств для транспортировки тяжелых деталей и изделий, неисправность транспортных средств, неисправность такелажных приспособлений, неисправный инструмент (кувалды, молотки, гаечные ключи, зубила и т. п.), отсутствие защитных очков при очистке швов от шлака; отсутствие спецодежды и других защитных средств. Для устранения опасности травм такого рода сварочное производство механизировано и частично автоматизировано.
Во избежание получения травм в процессе сборки изделий под сварку, сборка выполняется в соответствии со СНиП 12-03-2001.