В. А. Коротков проактивные ремонты

Скачать 0.55 Mb.

Название	В. А. Коротков проактивные ремонты
страница	4/4
Тип	Документы

1 2 3 4

3.3. Ускорение ремонтной сварки

Горно-металлургическое оборудование часто содержит крупногабаритные и дорогостоящие части большой массы (станины прессов, корпуса дробилок и др.). Их длительная эксплуатация приводит к появлению трещин, заварку которых обычно выполняют по месту нахождения оборудования. При этом одно из главных требований к ремонтной сварке – ее быстрое выполнение, во избежание длительных простоев и потерь объемов основного производства.

На практике распространенным способом сокращения ускорения сварки является закладывание разделок прутками. Многие бригады сварщиков всегда имеют в наличие набор таких прутков разного диаметра, которые обнаруживаются даже в швах, прошедших дефектоскопию. Но это приводит к повторным трещинам и создает порочный круг частых ремонтов. Ниже рассматриваются приемы ускорения ремонтной сварки без ухудшения качества.
Разделка трещин

Н

аиболее быстро разделка трещин осуществляется воздушно-дуговой строжкой (ВДС), Она проста, не требует дорогостоящего оборудования и высокой квалификации персонала. В результате ДВС формируется разделка с гладкой поверхностью (рис. 3.4), благоприятной для качественной сварки. Важно, что при проведении ВДС хорошо видны трещины и вероятность, что они будут удалены не полностью, мала, тогда как при разделке абразивным кругом они заволакиваются и не просматриваются. Оставлять же трещины неразделанными недопустимо, т. к. они становятся причиной повторных разрушений.

В качестве недостатков ВДС указывают термические напряжения, вызывающие развитие разделываемых трещин, на закалку и науглероживание зоны термического влияния (ЗТВ). Избежать роста трещин позволяет прожигание с помощью ВДС отверстий вблизи концов трещин. Науглероживание и закалка ЗТВ при ВДС способствуют появлению трещин при сварке, но этого не случается, если сварку вести с облицовкой кромок, в ходе которой ЗТВ переплавляется [39].

Таблица 3.4

Резка графитовым электродом с поперечным сечением 20×10 мм

Толщина металла, мм	Марка металла	Режимы резки
Толщина металла, мм	Марка металла	Сила тока, А	Давление воздух, атм.	Скорость резки, м/ч
12	Ст. 3	600	6	23 (12)*
25	Ст. 3	700	6	12 (6)
50	110Г13	900	6	5 (2)
*В скобках – для электродов ОЗР-1, Ø 5 мм при токе 300 А

ВДС может заменить резка специальными режущими электродами ОЗР-1. Характеристики процесса резки приведены в табл. 3.4. Для ускорения резки электродами ОЗР-1 производят подачу сжатого воздуха. Электрод при этом закрепляется в держатель для графитового электрода Ø 8 мм.

Подогрев и проковка швов при сварке

Подогрев при сварке является универсальным средством предупреждения пор, трещин, подрезов; он благоприятно сказывается на работоспособности сварных соединений, вследствие уменьшения сварочных напряжений и предупреждения закалочных структур.

Температуру подогрева обычно назначают с учетом эквивалентного углерода (С_э) в основном металле. Но сварка сопровождается автоподогревом, что позволяет уменьшать подогрев и даже отказываться от него, что ускоряет выполнение сварки. Учитывать автоподогрев позволяет малоизвестная формула Сефериана [40]:

Т_п= 350 ºС ∙ (С_э – 0,25)^-2,

где С_э = С_эх(1 + 0,005s) – эквивалентное содержание углерода с учетом химического состава и толщины основного металла, где s – толщина свариваемых листов, мм; С_эх = С + 0,1(М_п+Cr) + 0,08 М_о+ 0,05N_i – эквивалент углерода по химическому составу; С, С_г, M_n, N_i, М_о– содержание элементов, %.

Иногда подогрев заменяется проковкой наплавленных валиков пневматическими молотками, например, марки PM-8A (рис. 3.2) с уменьшенным весом (3,2 кг) и частотой ударов 1800 мин^-1. Проковкой добиваются видимой деформации поверхности наплавленных валиков; при этом не проковывают корневые валики. При заполнении широких разделок в очередном слое бывает достаточно проковывать лишь последний, завершающий формирование слоя, валик. Известна практика проковки многослойных швов через слой. Задача проковки состоит не в полном устранении сварочных напряжений, а в снижении их пиковых значений, ответственных за зарождение трещин [41].

Заполнение разделок

Рациональный порядок заполнения разделок уменьшает сварочные напряжения и деформации, увеличивает работоспособность сварных соединений.

Глубокие (≥ 60 мм) разделки, во избежание сведения кромок и появления трещин в корне шва, заваривают полностью участками по 400–600 мм. Каждый участок заполняется «каскадом» (рис. 3.3). Средний участок (если трещина не вышла на кромку) или участок выхода трещины на кромку изделия заваривается в последнюю очередь.

Разделки умеренной глубины (≤ 60 мм) так же разбиваются на участки по 400–600 мм, но их заварка выполняется обратноступенчатым способом от средины к краям или «в разбежку» (рис. 3.4).

Заварка небольшими участками приводит к многочисленным стыковкам наплавленных валиков, что увеличивает вероятность появления дефектов. Во избежание их следует соблюдать технику стыковок. Дугу возбуждают на расстоянии ~10 мм от края предыдущего валика и двигают к нему (поз. 1 на рис. 3.5), добиваясь сплавления. Затем, двигаясь в противоположном направлении (поз. 2) заваривают весь участок. Для окончания сварки дугу выводят на ранее наплавленный валик (поз. 3) для заварки кратера. В результате достигается получение стыков без утолщений и утонений.

Не допускается «разжигание» электрода на основном металле. Это следует делать в разделке или на ранее наплавленном валике. В противном случае «прижоги» на основном металле должны удаляться зашлифовкой, ибо они могут стать причиной «хрупких» разрушений.

При заполнении разделки электрод предпочтительнее перемещать тянущим способом, обеспечивая глубокое (надежное) проплавление (рис. 3.6а), а при наложении облицовочных валиков – толкающим способом (рис. 3.6б), обеспечивая плавный переход усиления шва к основному металлу.

Поперечные колебания электрода в пределах (1,5…3,0)d_э допустимы, но они не должны делать валики излишне широкими, что увеличивает сварочные деформации и напряжения.

Недопустимо оставлять в швах не заваренные кратеры. В них обычно имеются трещины, от которых зарождаются разрушения при эксплуатации и появляются дефекты в последующих слоях.
Удаление шлаковой корки

Удаление шлаковой корки (особенно в узких разделках и корневых проходах) уменьшает сменную выработку сварщиков. Поэтому целесообразно применять специальные электроды ТМУ-21У с легкой отделимостью шлаковой корки. Затраты на электроды увеличиваются, но они компенсируются ростом объемов сварки, во время, высвобожденное от отбивания шлака.
Сварочные полуавтоматы

Применение сварочных полуавтоматов увеличивает сменную выработку сварщиков с ~7 кг до ~35 кг наплавленного металла [12], что способствует сокращению времени проведения ремонтов. Сварка выполняется открытой дугой (самозащитной проволокой) или в защитных газах.
Инверторные выпрямители

В 90-х начат выпуск инверторных выпрямителей, с функциями, облегчающие ведение сварки. Задержка снижения напряжения холостого хода в начале сварки облегчает возбуждение дуги (функция «горячий старт»). Увеличение тока при достижении напряжением предельно малого значения не допускает «примерзание» электрода и облегчает сварку короткой дугой.

При использовании инверторных источников питания от сварщиков требуется меньшее индивидуальное мастерство. Это позволяет привлекать к ответственным, высокооплачиваемым работам молодых рабочих, что способствует закреплению кадров.

Таблица 3.5

Сварочные материалы для ремонтной сварки

№ п/п	Сварочный материал	Назначение
Электроды
1	Э-ТМУ-21У*	Для сварки низкоуглеродистых сталей;
2	Э-ОЗЛ-8	Для сварки стали 110Г13
3	Э-ЦЧ-4, Э-ОЗЧ-3	Для сварки чугуна
4	Э-ОЗЛ-6	Сварка жаропрочных и разнородных сталей
П Окончание табл. 3.5 роволоки
5	Св-08Г2С	Сварка низкоуглеродистых сталей в защитных газах
6	ПП-СП-10	Сварка низкоуглеродистых сталей открытой дугой
7	Св-08Х21Н9Г7Т	Сварка стали 110Г13 в защитных газах
8	Св-ПАНЧ-11	Сварка чугуна открытой дугой
* Легкая отделимость шлаковой корки из узких разделок

4. ЭКОНОМИКА ПРОАКТИВНЫХ РЕМОНТОВ
На практике организации проактивных ремонтов уделяется недостаточное внимание. Это во многом объясняется тем, что их экономический результат либо не замечают, либо объясняют иными причинами.

Не трудно видеть, что проактивные ремонты, обеспечивая более длительную наработку оборудования, сокращают закуп запасных частей, что в свою очередь снижает расходы на услуги ремонтных бригад. Кроме того, во время, высвобожденное от ремонтов, происходит увеличение выпуска продукции, что дает дополнительную прибыль (рис. 4.1).

Расчет прибыли (П) от проактивных ремонтов должен производиться с учетом всех ее источников:

П = Э + П_р,(4.1)

где Э – экономия ремонтного фонда,

П_р – прибыль во время высвобожденное от ремонтов.

Но что имеет место на практике? Проактивные ремонты начинаются с расходов на упрочнение или восстановление, т. е. с дополнительных затрат, выделение которых обычно вызывает негативные эмоции. Сокращение ремонтных простоев и закупа запчастей происходит спустя некоторый период времени, когда о проведении проактивных ремонтов забывается. Поэтому увеличение выработки основного производства объясняют не сокращением ремонтных простоев, а «хорошей работой технологов», сокращение же расхода запчастей – «хорошей работой снабженцев». О механиках остается в памяти только то, что они когда-то «допустили возмутительный перерасход ремонтного фонда». И это не правильно.

Составляющие экономического эффекта от проактивных ремонтов в конкретных случаях могут различаться, но полезно их прогнозирование. Например, условие получения экономии от сокращения расходов на закуп запасных частей (П_зап) выглядит следующим образом:

(К^из≥ К^уд), (4.2)

где К^из= Т^у/ Т^ну– коэффициент износостойкости, показывает во сколько раз упрочненная деталь долговечнее (Т – срок службы) не упрочненной;

К^уд = Ц^у / Ц^ну – коэффициент удорожания, показывает во сколько раз цена упрочненной детали больше цены не упрочненной.

В случаях, когда оно не выполняется, не следует сразу отказываться от применения проактивных ремонтов, если достигнуто продление сроков службы (К^из≥ 1). Вполне возможно, что дополнительная прибыль в основном производстве, а также экономия от сокращения услуг ремонтных бригад (см. рис. 4.1) покроют рост расходов на закупку упрочненных запчастей. И этому имеется замечательный исторический пример.

Один из основоположников научной металлургии член-корреспондент АН СССР, В. Е. Грум-Гржимайло, после окончания института работал (конец 19 в.) на Демидовских заводах Урала. Оборудование Нижне-Салдинского завода было изношено, и он занялся организацией, как сам называл, «правильных ремонтов». В результате расход топлива для паровых машин и металлургических печей был снижен в 4 раза, а выпуск продукции при той же численности работников увеличен (за счет сокращения ремонтных простоев) в 2 раза. Прибыль возросла столь существенно, что сохранило заводы от грозящей распродажи «с молотка» за карточный долг хозяина.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Орлов, П. И. Основы конструирования : справ.-метод. пособие. В 2 кн. Кн. 1. / под ред. П. Н. Учаева. – М. : Машиностроение, 1988. – 560 с.
Гончаров, К. А. Моделирование напряженно-деформированного состояния штампа для формовки труб большого диаметра / К. А. Гончаров, Ю. Б. Чечулин // Ремонт, восстановление, модернизация, 2011. – № 7. – С. 33–38.
Коротков, В. А. Исследование наплавки на роликах МНЛЗ / В. А. Коротков, И. Д. Михайлов, Д. С. Бабайлов // Сварочное производство, 2007. – № 1. – С. 30–31.
Коротков, В. А. Конструкторские решения как средство повышения эффективности защитных наплавок / В. А. Коротков, В. А. Чубелов // Тяжелое машиностроение, 2000. – № 7. – С. 35–36.
Коротков, В. А. Исследование износостойкости твердых наплавочных материалов в производственных условиях // Известия вузов: Черная металлургия, 2013. – № 1. – С. 45–51.
Коротков, В. А. Совершенствование технологий сварки и наплавки в ремонтах горного оборудования / В. А. Коротков, Э. Ж. Агафонов, А. М. Веснин // Горный журнал, 2008. – № 4. – С. 82–85.
Шекуров, А. В. Совершенствование ремонтов вакууматоров / С. В. Виноградов // Ремонт, восстановление, модернизация, 2005. – № 10. – С. 14–17.
Труфяков, В. И. Повышение сопротивления усталости сварных соединений и конструкций // Автоматическая сварка, 1998. – № 11. – С. 11–19, 31.
Копельман, Л. А. Сопротивляемость сварных узлов хрупкому разрушению // Машиностроение (Ленинградское отделение), 1978. – 232 с.
Повышение стойкости штампов плазменной закалкой / В. А. Коротков, И. Д. Михайлов, Э. Ж. Агафонов // Кузнечно-штамповое производство. Обработка металлов давлением. – 2009. – № 1. – С. 40–45.
Костецкий, Б. И. Фундаментальные закономерности трения и износа. – Киев : Общество «Знание» УССР, 1981. – 28 с.
Тененбаум, М. М. Сопротивление абразивному изнашиванию. – М. : Машиностроение, 1976. – 171 с.
Опыт упрочнения деталей металлургического оборудования / В. А. Коротков, А. С. Веселов, И. Д. Михайлов // Металлург, 2000. – № 5. – С. 42.
Войтов, В. А. О расположении материалов в парах трения и конструктивных способах повышения износостойкости / В. А. Войтов // Трение и износ, 1994. – № 3. – Т. 15. – С. 452–460.
Исследование износостойкости материала крановых рельс и колес / С. П. Ананьев, В. А. Коротков // Вестник машиностроения, 2011. – № 8. – С. 35–37.
Вологдин, В. П. Поверхностная индукционная закалка / В. П. Вологдин. – М. : Оборонгиз, 1947. – 291 c.
Ясногородский, И. З. Автоматический нагрев в электролите / И. З. Ясногородский. – М. : Оборонгиз, 1947. – 24 с.
Лазерная поверхностная обработка металлов и сплавов / П. А. Леонтьев, Н. Т. Исканова, М. Г. Хан. – М. : Металлургия, 1986. – 142 с.
Поверхностное упрочнение сталей плазменной закалкой / В. А. Линник, А. К. Онегина, А. И. Андреев и др. // Металловедение и термическая обработка металлов, 1983. – № 4. – С. 2–4.
Структура и свойства наплавленного металла углеродистых сталей, упрочненных плазменной струей / Л. К. Лещинский, И. И. Пирч, С. С. Самотугин и др. // Сварочное производство, 1985. – № 11. – С. 20–22.
Восстановление и упрочнение роликов рольгангов / В. А. Коротков, Л. В. Баскаков, И. А. Толстов, А. А. Бердников // Сварочное производство, 1991. – № 3. – С. 31–33.
Коротков, В. А. 10 лет применению ручной плазменной закалки // Тяжелое машиностроение, 2012. – № 1. – С. 2–5.
Наноструктурирование стали плазменной дугой / В. Я. Шур, Е. И. Шишкин, В. А. Коротков, С. П. Ананьев // Технология машиностроения, 2011. – № 4. – С. 5–7.
Тихонов, А. К. Химико-термическая обработка в массовом производстве / А. К. Тихонов // Металловедение и термическая обработка металлов, 1996. – № 1. – С. 15–18.
Прокошкин, Д. А. Химико-термическая обработка металлов – карбонитрация / Д. А. Прокошкин. – М. : Машиностроение – Металлургия, 1984. – 240 с.
Коротков, В. А. Карбонитрация деталей машин / В. А. Коротков // Главный механик, 2011. – № 9. – С. 20–22.
Повышение надежности металлургического оборудования / В. К. Гребенник, В. М. Гордиенко, А. В. Цапко. – М. : Металлургия, 1988. – 688 с.
Гаркунов, Д. Н. Триботехника / Д. Н. Гаркунов // М. : Машиностроение, 1999. – 336 с.
Машиностроение. Энциклопедия. Т. IV-1. Детали машин. Конструкционная прочность. Трение, износ, смазка / под общ. ред. Д. Н. Решетова. М., 1995. – 864 с.
Семенов, А. П. О роли эпиламов в трибологии / А. П. Семенов // Трение и износ, 2010. – Т. 31. – № 6. – С. 612–626.
Долговечность трущихся деталей машин / А. А. Старосельский, Д. Н. Горбунов. – М. : Машиностроение, 1967. – 395 с.
Аржакин, А. Н. Технологии напыления на «Пермских моторах» / А. Н. Аржакин, Н. И. Латынин // Тезисы докладов 20-й науч.-техн. конф. «Сварка Урала – 2001». – Нижний Тагил : НТИ УГТУ-УПИ, 2001. – С. 9–10.
Молодык, Н. В. Восстановление деталей машин : справ. / Н. В. Молодык, А. С. Зенкин. – М. : Машиностроение, 1989. – 480 с.
Опыт работ по замене твердого гальванического хромирования на напыление износостойких покрытий / А. Н. Аржакин, А. И. Хорошенин // Труды междунар. науч.-техн. конф. «Сварка. Контроль. Реновация». – Уфа : Гилем, 2001. – С. 143–153.
Современные электроискровые технологии восстановления деталей / Ф. Х. Бурумкулов [и др.] // Достижения науки и техники АПК. – 2009. – № 10. – С. 49–52.
Толстов, И. А. Справочник по наплавке / И. А. Толстов, В. А. Коротков // Челябинск : Металлургия, Челябинское отделение, 1990. – 384 с.
Фрумин, И. И. Автоматическая наплавка стальных прокатных валков / И. И. Фрумин, В. К. Птриченко. – М. : Металлургиздат, 1956. – 116 с.
Коротков, В. А. Наплавка плунжеров насосов высок давления / В. А. Коротков, И. Д. Михайлов // Сварочное производство, 2012. – № 4. – С. 34–38.
Панов, В. И. Методологические подходы решения проблемы технологической прочности сварных крупногабаритных конструкций / В. И. Панов // Сварочное производство, 1993. – № 11–12. – С. 27–29.
Сефериан, Д. Металлургия сварки / Д. Сефериан. – М. : Машгиз, 1963. – 347 с.
Роль пиковых напряжений в образовании холодных трещин в сварных соединениях закаливающихся сталей / Ю. А. Стеренбоген, Д. В. Васильев, Э. Л. Демченко, Д. П. Новикова // Автоматическая сварка, 2006. – № 4. – С. 11–20.

Учебное электронное текстовое издание

КОРОТКОВ Владимир Александрович

ПРОАКТИВНЫЕ РЕМОНТЫ

В ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ

Подготовка к публикации А. В. Конищевой

Рекомендовано методическим советом

Разрешено к публикации 00.00.0000

Электронный формат – pdf

О

бъем – 2,72 уч.-изд. л.

1 «Добавки», создающие эффект безызносности, следует отличать от «присадок», которые вносятся в масла при их производстве

1 2 3 4

В. А. Коротков проактивные ремонты

Похожие: