"Исследование качества производства сварных конструкций общественного назначения в г. Балашове"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Саратовской области

 «Балашовский политехнический лицей»

 

 

Номинация: «Профессия и творчество не разделимы »

 

Проект на тему:

 

"Исследование качества производства сварных конструкций общественного назначения в г. Балашове"

 

 

 

Проект подготовили:

Борисов Павел и Кучерявенков Артём

гр. № 22, 2 курс

по профессии: «Сварщик (ручной и частично

 механизированной сварки (наплавки))»

Руководитель проекта:
Лаврентьева Ирина Остаповна

Мастер производственного обучения

Первой категории

 

 

Балашов - 2019

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Введение

2. Актуальность темы

3.  Глава 1. Теоретические основы дефектации сварных конструкций

4.  Глава 2 Анализ качества производства сварных конструкций общественного назначения в г. Балашове

5. Заключение

6. Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Актуальность темы:

         Каждый житель г. Балашова пользуется различными конструкциями общественного назначения, находящимися под открытым небом. Мы имеем в виду металлические каркасы автобусных остановок, входов (крылец) в магазины и аптеки города, включая пандусы для людей с ограниченными возможностями, а также городские парковые скамейки и столики. Пользуясь данными сооружениями мы, как обыватели,  хотим быть уверенными в их надежности, включая в это понятие их устойчивость, жесткость конструкции, её целостность и устойчивость атмосферному влиянию, выдерживала собственный вес и сезонные нагрузки.

         2018 год – год волонтерского движения. Волонтерское движение может осуществляться по многим направлениям, в том числе и в виде общественного контроля  за качеством предоставляемых услуг. Так, участники волонтерского движения, в связи с трагедией в г. Кемерово, проверили все места общественного досуга и выявили много несоответствий.

         Мы, как будущие специалисты сварочного производства, решили осуществить контроль сварных конструкций общественного назначения в г. Балашове, выбрав малые архитектурные формы.

Объект исследования: дефекты сварных конструкций;

Предмет исследования: дефекты сварных конструкций общественного назначения в г. Балашове;

Методы: визуальный осмотр, визуальный и измерительный контроль, анализ и сравнение результатов, изучение технической литературы.

Цель: выявить дефекты сварных конструкций общественного назначения.

 

Задачи:

1)    Изучить систему дефектов сварных соединений и швов;

2)    Определить сварные конструкции общественного назначения, имеющие дефекты;

3)    Определить дефекты данных конструкций и степень их влияния на устойчивость и долговечность;

4)    Рассмотреть возможные опасные ситуации, связанные с обрушением данных конструкций.

Гипотеза: своевременное выявление дефектов позволит избежать опасных ситуаций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЕФЕКТАЦИИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

 

Причинами возникновения дефектов сварных швов являются нарушения технологического процесса при подготовке, сборке, сварке, термообработке соединяемых узлов, а также небрежностью и низкой квалификацией сварщика.

Внешние дефекты сварных соединений подразделяются на шесть групп:

1.      трещины;

2.      полости, поры, сквозные свищи, усадочные раковины, кратеры;

3.      включения шлака;

4.      несплавления и непровары;

5.      нарушения формы шва (подрезы, усадочные канавки, превышения выпуклости, превышения проплава, наплывы, смещения, прожоги);

6.      прочие дефекты (деформации конструкционных элементов).

Сварные конструкции — это соединения посредством сварки нескольких отдельных деталей, сделанных из металла.

В ходе нашего исследования мы изучали и контролировали следующие сварные конструкции:

Балки. Конструктивные элементы, работающие на поперечный изгиб. Их соединяют жёстким методом, чтобы получились рамы.

Колоны. Главное их свойство – продольный изгиб. Они рассчитаны на работу на сжатие.

Решётчатые соединения. При их создании стержни сваривают в узлах. В итоге они сжимаются и растягиваются. Примеры – арматурная сетка, корабельная мачта, ферма.

Условно все сварные конструкции можно разделить на три группы:

группа 1 — особо ответственные конструкции, разрушение которых может привести к человеческим жертвам (сосуды, работающие под давлением, грузоподъемные машины, транспортные устройства и т.п.);

группа 2 — ответственные конструкции, разрушение которых вызывает большие материальные потери (устройства технологических линий, выход из строя которых приводит к остановке всей линии);

группа 3 — неответственные конструкции — все прочие.

Конструкции, которые мы изучали в ходе нашего исследования относятся к третьей группе – неответственные (прочие) конструкции.

При проектировании металлических конструкций необходимо учитывать следующие требования:

Условия эксплуатации

Удовлетворение заданным при проектировании условиям эксплуатации является основным требованием для металлоконструкций. Оно в основном определяет систему, конструктивную форму сооружения и выбор материала для него.

Конструкции, исследуемые нами находятся и постоянно эксплуатируются на улице. Это означает, что данные конструкции подвергаются влиянию ветров, осадков, в том числе и дождей, которые способствуют развитию коррозии металла. Кроме этого, автобусные остановки находятся в так называемом «кармане» для заезда общественного транспорта. Данная территория относится к дорожному полотну, непосредственно располагается на проезжей части, а значит, сама остановка, находясь в непосредственной близости к дорожному полотну, подвергается опасности столкновения с автотранспортом.

Эстетичность

Конструкции независимо от их назначения должны обладать гармоничными формами и оправдывать свое назначение.

 

Технологичность в изготовлении

Металлические конструкции должны проектироваться с учетом требований технологии изготовления и монтажа с ориентацией на наиболее современные и производительные технологические приемы, обеспечивающие максимальное снижение трудоемкости. Конструкции, исследуемые нами, включают в себя металлический цельносваренный каркас, несущий на себе неметаллические элементы.

Так автобусная остановка представляет собой металлическую конструкцию, обшитую поликарбонатными листами и деревянными деталями в форме сидений. Входы в магазины и аптеки представляют собой цельносваренный каркас крыльца с деревянными или металлическими ступенями. Скамейки представляют собой цельносваренные металлические каркасы и деревянными сидениями.

Долговечность

Физический износ связан с процессами коррозии, а также с повреждениями и дефектами. Вышеописанные конструкции находятся на открытом воздухе, они подвергаются атмосферным воздействиям, а так же имеют сезонные нагрузки в виде тяжести снега и наледи зимой, что создает дополнительные нагрузки на изделия и предъявляют повышенные требования к качеству конструкций. Такие нагрузки долгое время способна выдерживать сварная конструкция, которая не имеет дефектов сварных швов, допущенных при изготовлении. Кроме этого, сварная конструкция должна быть выполнена с учетом технологии изготовления, с присутствием абсолютно всех конструкционных элементов, которые несут на себе определенные функции.

 

 

 

 

Глава 2 АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОБЩЕСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ В Г. БАЛАШОВЕ

 

         Мы провели исследование качества сварных элементов конструкций общественного назначения. При данном мероприятии использовался визуальный и измерительный контроль. Нами определены следующие конструкции:

- в автобусные остановки;

- в крыльца (ступени и перила крылец, и их козырьки);

- в парковые скамейки.

Нашей задачей на первом этапе был визуальный осмотр данных конструкций, находящихся в районе Комбината плащевых тканей и частично в других районах города Балашова. После определения конкретных изделий для исследования, мы приступили к детальному изучению готовых конструкций путем визуального контроля качества, а также фиксации дефектов с их количеством и размерами. Проводя измерительный контроль, мы проверяли правильность углов в угловых и тавровых соединениях с помощью угольника и транспортира, а так же равность размеров деталей в симметричных элементах с помощью линейки и рулетки. Данным действием мы проанализировали правильность сборки конструкций. Кроме этого нами были проведены действия по выявлению, осмотру, замеру и фиксации дефектов сварки выше определенных конструкций.

Результаты нашего исследования показали следующие данные:

Из трех парковых скамеек одна имела группу дефектов. Из пяти крылец четыре имели различные дефекты. Ни одна из осмотренных автобусных остановок не была выполнена без дефектов (см. таблица №1). Дефекты, выявленные в ходе их изучения можно разделить следующим образом:

- конструкционные дефекты или дефекты и нарушения технологии сборки;

- собственно дефекты сварных швов.

         В число конструкционных дефектов вошли:

- отсутствие треугольной поддерживающей планки, выполняющей роль кронштейна;

- сборка в прихватках без дальнейшей проварки, в местах, где конструкция временами несет динамические нагрузки;

- не сваренные фрагменты узла сверху при сваренном фрагменте того же узла снизу, что создает эффект сосуда или емкости (см. таблица №2).

         В число дефектов сварных швов вошли:

- не заделанные прожоги;

- несформированный шов;

- включения шлака и оставление не отбитого шлака;

- свищи сквозные;

- наплывы;

- не сплавления кромок шва (см. таблица №3).

         Чем опасны данные дефекты?

Отсутствие кронштейна влияет на жесткость и устойчивость конструкции, особенно при ветрах и накапливающихся осадках. Данный конструкционный элемент предусмотрен технологией изготовления, а значит должен присутствовать в конструкции.

Сборка в прихватках без дальнейшей проварки, в местах, где конструкция временами несет динамические нагрузки опасна тем, что конструкция не имеет прочных связей между элементами. Данный дефект можно оспорить принципом экономичности неответственных конструкций. Однако, излишнее злоупотребление данным принципом может повлечь раннее обрушение. К тому же, так «экономить» на фрагментах конструкции, которые несут на себе вес конструкции и являются несущими нельзя. По условиям работы швы подразделяются на рабочие, воспринимающие внешние нагрузки, и связующие (соединительные швы), предназначенные только для скрепления частей изделия. Связующие швы часто называют нерабочими швами.

Не сваренные фрагменты узла сверху при сваренном фрагменте того же узла снизу, что создает эффект сосуда или емкости. Данное технологическое нарушение ведет к попаданию во фрагмент конструкции влаги при осадках, её накопление и замерзание в зимний период. При замерзании вода расширяется и начинает распирать сосуд, котором находится. В данной ситуации, распираемая конструкция меняет форму профиля и часто лопается по прокатному шву, либо рядом с ним, а иногда и вырывает фрагмент металла полностью, оставляя отверстие с развернутыми во внешнюю сторону кривыми кромками.

Такие дефекты, как не заделанные прожоги, свищи сквозные и не сваренные кромки шва не только нарушают связку и прочность конструкции, но и способствуют проникновению влаги от осадков внутрь профильных труб конструкции и создают внутреннюю коррозию, так же помогая создавать эффект емкости или сосуда с последующими описанными ранее последствиями.

Такие дефекты, как включения шлака, не отбитый шлак наплывы и неправильно сформированный шов в рассматриваемых нами конструкциях не несут особенно фатальной роли, хотя, так же способствуют ухудшению прочности и долговечности конструкций, так как связи между такими соединениями гораздо слабее, а кроме этого способствуют накоплению влаги на самом шве с дефектом, и, следовательно, коррозии самого металла шва. Отрицательный эффект данных дефектов будет несколько отложен во времени, но также, приведет к разрушению конструкции.

Данные дефекты в количественном соотношении показывают следующие цифры:

 

Таблица 1. Соотношение конструкций с дефектами к количеству осмотренных конструкций

 

Таблица 2. Соотношение конструкционных дефектов или дефектов и нарушений технологии сборки

Дефекты сварных швов
Наименование конструкции	Прожоги	Не сформированный шов	Шлаковые включения	Свищи сквозные	Наплывы	Несплавления
Парковая скамейка	-	1	1	-	1	1
Крыльцо у аптеки или у магазина	1	4	4	2	4	3
Автобусная остановка	5	11	8	3	11	-

Таблица 3. Выявленные дефекты сварных швов по категориям.

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

         Исследование любой проблемы – это не только применение на практике полученных в процессе обучения в лицее знаний и умений, не только умение оперировать понятиями и определениями. Это личное творчество обучающегося, как будущего специалиста в своей профессии и его наставника.

         Выбор темы исследования нами был сделан в процессе творческого поиска вопроса, который был действительно важен и интересен нам не только как жителям города Балашова, но и как будущим сварщикам.

В ходе данного исследования мы:

- изучили систему дефектов сварочных соединений и швов, используя справочную и научную литературу;

- определили дефекты сварочных конструкций, руководствуясь своими знаниями и провели из анализ, используя измерительные приспособления;

- рассмотрели возможные опасные ситуации, исходя из выявленных конструкционных и прочих дефектов.

         Решив поставленные задачи, мы выявили дефекты сварных конструкций общественного назначения в г. Балашове, описали их особенности и зафиксировали их количество.

         Проведя данное исследование, мы сделали следующие выводы для себя, как для будущих специалистов сварочного производства:

- следует уже на этапе проектирования конструкции, не зависимо от ее сложности, внимательно подходить в расчетам;

- необходимо осуществлять должный контроль за соблюдением всех норм, заложенных в технической документации  на этапе сборки конструкции;

- особенно важным пунктом является достаточная квалификация сварщика, который будет осуществлять сварку конструкции, так как изготовление таковой должно проводиться без дефектов.

         Мы уверены, что своевременное выявление дефектов позволит избежать опасных ситуаций. Но также, подобные ситуации возможно предупредить, если изначально следить за качеством работ на каждом из этапов изготовления.

         Мы, как будущие специалисты будем постоянно повышать свою квалификацию для совершенствования качества производимых нами сварных конструкций.

 

        

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Пешковский О. И., Якубовский В. Б. Сварка металлоконструкций. [Текст]: учеб. пособие/ 5-е изд., перераб. и доп. - М., Высш. школа, 2008.

2. Чернышев, Г.Г. Сварочное дело: Сварка и резка металлов.[Текст]: учеб. пособие для СПО / Г.Г. Чернышев. 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Академия, 2014. – 496 с. 8. Юхин, Н.А.
3. Овчинников, В.В. Сварщик ручной сварки (дуговая сварка в защитных газах).[Текст]: учеб. пособие для СПО / В.В. Овчинников. – М.: Академия, 2013. – 64 с.

4. Казаков Ю. В. «Сварка и резка материалов» ).[Текст]: учеб. пособие для СПО / Казаков Ю. В. - Изд. Центр «Академия» 2015 г. – 342 с.

5. Сварка. Все для сварки [Электронный ресурс] Режим доступа: www.svarka.net. – Доступ: 23.09.2018 г.

6. Сварка: оборудование и технологии для любителей и профессионалов сварки [Электронный ресурс] Режим доступа: www.prosvarky.ru. – Доступ: 23.09.2018 г.

7. Websvarka.ru. Сайт самой полной информацией о современных методах сварки, родственных технологических методах, их возможностях в современном производстве, строительстве и машиностроении [Электронный ресурс] Режим доступа: http://websvarka.ru. – Доступ: 23.09.2018 г.