Как классифицируются машиностроительные сварные конструкции
Принципы классификации сварных конструкций
Переписать.
Лекция. Классификация сварных конструкций.
Сварные конструкции подразделяются на три категории: строительные, машиностроительные и трубопроводы.
Строительные конструкции делятся на следующие группы:
· каркасы промышленных зданий, состоящие из ферм, связей, балок и ограждающих конструкций (панели, оконные переплеты, ворота и др.);
· листовые конструкции (резервуары для хранения жидкостей, газгольдеры для хранения газов, перекрытия большепролетных зданий и сооружений, конструкции вентиляционных систем);
· мачты и опоры (радиомачты, мачты линии электропередачи, опорные конструкции);
· обслуживающие конструкции, обеспечивающие возможность выполнения персоналом своих функций при соблюдении правил безопасности (лестницы, площадки, ограждения);
· сетки и каркасы арматуры для железобетона;
· прочие конструкции (кронштейны, подвески, опоры трубопроводов).
Машиностроительные конструкции условно делятся на следующие группы:
· емкостные конструкции (сосуды и аппараты, работающие под давлением, котлы, емкости различного назначения и вместимости) и оборудование специального назначения (печи, конвертеры, миксеры);
· рамные конструкции (рамы под оборудование, каркасы, этажерочные конструкции, несущие оборудование и трубопроводы);
· нестандартное оборудование (бункеры, затворы, кожухи оборудования);
· детали машин и приборов, работающие преимущественно при переменных многоцикличных нагрузках (станины, валы, колеса);
Трубопроводы представляют собой устройства для транспортирования жидких, газообразных и сыпучих веществ при различных давлениях и температурах. Трубопроводы делятся:
· на магистральные, имеющие большую протяженность и постоянный диаметр (до 1420 мм и более); предназначены для транспортирования жидкостей и газов от места их добычи к месту переработки или потребления;
· энергетические, обеспечивающие работу тепловых и атомных электростанций и групповых котельных установок;
· санитарно-технические, состоящие из труб малого диаметра с многочисленными резьбовыми соединениями; предназначены для создания комфортных условий в жилых домах, учреждениях и на промышленных предприятиях (хозяйственнобытовые водопроводы, газопроводы, трубопроводы горячей воды и канализации);
Принципы классификации сварных конструкций
Сварные конструкции можно классифицировать:
· по способу получения заготовок (листовые, литосварные, кованосварные, штампосварные);
· по целевому назначению (вагонные, судовые, авиационные и др.);
· по характерным особенностям их работы (балки, рамы, фермы, емкости, сосуды, работающие под давлением, трубы и трубопроводы, корпусные конструкции и т. п.).
При рассмотрении вопросов проектирования и изготовления сварных конструкций последние целесообразно классифицировать в зависимости от характерных особенностей работы. В этом случае можно выделить следующие типы сварных конструкций:
Рис.1. Балки сварные
Рис. 3. Решетчатые сварные конструкции
Оболочковые конструкции, как правило, испытывают избыточное давление — к ним предъявляют требование герметичности соединений. К этому типу относят различные емкости, сосуды и трубопроводы.
Рис. 4. Емкости из нержавеющей стали
Рис. 5. Корпус судна
Детали машин и аппаратов работают преимущественно при переменных, многократно повторяющихся нагрузках, поэтому характерным требованием для них является получение точных размеров, обеспечиваемое главным образом механической обработкой заготовок или готовых деталей (примерами таких конструкций являются станины, валы, колеса).
Классификация сварных конструкций
Сварные конструкции настолько разнообразны, что это не позволяет осуществить единую их классификацию, поэтому существует несколько методов классификации. В основу одного из них положен способ получения заготовок, из которых собирается конструкция, например, лито-сварные конструкции, кованосварные, штампосварные, листовые; или из технологии их изготовления (клее-сварные, сварноклепаные). Таким образом, заготовки и детали штампосварной конструкции выполняют методом штамповки, а соединение их в целостную конструкцию выполняют сваркой. Соединение заготовок в сварноклепаных конструкциях выполняется с помощью клепки и сварки.
Металлоконструкции можно классифицировать по целевому назначению (строительные, судовые, авиационные и т.д.); по применяемым материалам (стальные, алюминиевые, пластмассовые); по характеру нагрузок и условий эксплуатации.
Классификация сварных конструкций по этому признаку будет иметь следующие категории (группы):
Однако целый ряд сварных деталей, в частности приборов, может работать и при статической или других нагрузках (температура, действие агрессивных сред и т. д.).
Ниже рассматривается классификация сварных конструкций применительно к работам, выполняемым предприятиями и организациями, учитывая при этом основные положения приведенной выше методики.
При этом сварные конструкции подразделяются на три категории: строительные металлоконструкции, машиностроительные конструкции и трубопроводы (рис. 1.1). К строительным металлическим конструкциям отнесены сварные конструкции, порядок расчета, проектирования, изготовления и монтажа которых регламентированы соответствующими главами СНиПа и другими нормативными документами. К машиностроительным сварным конструкциям отнесены конструкции, расчет и конструирование которых производится на машиностроительных заводах, а изготовление или доизготовление и монтаж осуществляются организациями. Трубопроводы различных назначений выделены в третью категорию конструкций.
В свою очередь, каждая из категорий подразделяется на группы конструкций. На рис. 1.2 приведена упрошенная классификация сварных строительных металлоконструкций. Как следует из рис. 1.2 строительные металлоконструкции разделены на шесть групп: каркасы промышленных зданий, которые являются основным видом конструкций, производимых на заводах; сплошностенчатые листовые конструкции; мачты и опоры; обслуживающие конструкции; сетки и каркасы арматуры для железобетона и пр. Как следует из схемы, каждая нз приведенных групп состоит из нескольких подгрупп.
Так, каркасы промышленных зданий состоят из колонн, ферм, связей, балок и ограждающих конструкций. Ограждающие конструкции не несут основных нагрузок, а только как бы «ограждают» (защищают) внутреннее помещение здаиня. К ним относятся панели, витражи, оконные переплеты, ворота и т. д.
К сплошностенчатым листовым конструкциям относятся: различные емкостные сварные конструкции, основными из которых являются резервуары всех типов (вертикальные сварные — РВС, изотермические, траншейные и горизонтальные сварные — РГС, а также газгольдеры постоянного и переменного объема); диафрагмы и мембраны (в основном — перекрытия большепролетных зданий н сооружений); конструкции вентиляционных систем, включая сварные воздуховоды, а также большая часть конструкции доменного комплекса (кожух доменной печи, воздухонагреватели, пылеуловители н т.д.).
Отдельной подгруппой стоят решетчатые высотные сооружения и опоры. К ним относятся телевизионные, радио- и радиорелейные мачты, мачты линий электропередач (ЛЭП), а также опорные конструкции.
Назначение обслуживающих конструкций следует из их названия: они обеспечивают возможность эксплуатационному персоналу выполнять свои функции при соблюдении правил безопасности. В эту группу конструкций входят лестницы, площадки и ограждения.
В самостоятельную группу выделены сетки и каркасы арматуры железобетона, а также прочие металлоконструкции (кронштейны, подвески, опоры трубопроводов и другие мелкие конструкции).
Машиностроительные сварные конструкции условно разделены на пять групп (рис. 1.3). К первой из них относятся емкостные конструкции, среди которых можно выделить несколько подгрупп: сосуды и аппараты; котлы, емкости и оборудование специального назначения. Сосуды (как правило, пустотелые) и аппараты (с внутренними устройствами) работают под давлением. Емкости имеют различную вместимость (от долей до сотен кубометров) и назначение (декомпозеры, хранилища сырья и готовой продукции, отстойники и т.д.). К оборудованию специального назначения отнесены различные печи (в том числе вращающиеся), конверторы, миксеры и другое аналогичное оборудование.
К группе разных конструкций относятся рамы под оборудование (насосы, компрессоры, приводные и на тяжные станции и т.п.), а также так называемые этажерочные (опорные) конструкции, несущие оборудование н трубопроводы.
К нестандартному оборудованию условно отнесены конструкции всевозможных бункеров, течек, затворов, кожухов оборудования и других многочисленных конструкций, поставка которых входит в обязанности заказчика.
Трубопроводы представляют собой устройства для транспортирования жидких, газообразных и сыпучих веществ при различных давлениях и температурах. За небольшим исключением, трубопроводы являются сварными конструкциями и классифицируются в соответствии с рис. 1.4. Магистральные трубопроводы транспортируют жидкости и газы от места их добычи к месту переработки или потребления. Отличительная особенность магистральных трубопроводов — их большая протяженность, измеряемая сотнями и тысячами километров, и постоянный диаметр, достигающий 1420 мм и более.
Промысловые трубопроводы предназначены для сбора нефти и газа от скважнн (включая герметизацию нефтяных скважин), и доставку нефти к нефтесборным пунктам, а газов к компрессорным станциям. Они имеют сравнительно небольшой диаметр (100. 377 мм) и малую протяженность.
К технологическим трубопроводам относятся трубопроводы промышленных предприятий, по которым транспортируют сырье, полуфабрикаты и готовую продукцию, а также материалы, обеспечивающие введение технологического процесса и отходы производства.
Энергетические трубопроводы, или трубопроводы энергетических блоков обеспечивают работы тепловых и атомных электростанций и групповых котельных установок.
Санитарно-технические трубопроводы служат для создания комфорта в жилых домах, объектах культурно-бытового назначения и промышленных предприятий (хозяйственно-питьевые водопроводы, газопроводы, трубопроводы горячей воды и канализации). Для этих трубопроводов характерны малые диаметры труб и большой удельный вес резьбовых соединений.
Остались вопросы? Вы можете получить информацию по интересующим вопросам, связавшись с менеджерами нашей компании по телефонам +7 967 780 43 30, +7 917 856 82 24, по электронной почте info@inmet16.ruили отправив сообщение через форму обратной связи.
Рис. 1.1. Классификация сварных конструкций
Рис. 1.2. Классификация строительных металлических конструкций
Рис. 1.3. Классификация машиностроительных сварных конструкций
Рис. 1.4. Классификация трубопроводов
Что такое сварные конструкции
Сварка – важный этап создания новых объектов и их элементов. От правильности ведения процесса зависят эксплуатационные характеристики соединений. Сварные конструкции создают несколькими способами, применяют разные материалы и аппараты. Выбор технологии зависит от требуемых характеристик швов.
Сварка – важный этап при создании новых объектов и их элементов.
Что такое сварные конструкции
Так называют элементы, изготавливаемые с применением сварки. Большинство конструкций делается из стали. Объекты должны быть ремонтопригодными, долговечными, прочными.
При изготовлении изделия нельзя использовать разные методы соединения. Это снижает устойчивость объекта к нагрузкам.
Ключевые преимущества
К положительным качествам стальных конструкций относятся:
Классификация сварных конструкций
Единых способов деления полученных методом сварки элементов на категории не существует. Однако можно классифицировать конструкции по технологии формирования, назначению, рабочим качествам.
По способу изготовления заготовок
При соединении стальных деталей получают такие виды конструкций:
По назначению
С учетом сферы применения конструкции бывают:
По особенностям использования
На основании условий эксплуатации конструкции делятся:
Материалы изготовления элементов сварочных конструкций
При создании сварных деталей используют:
Соединения, применяемые при сварке конструкций
Самыми распространенными считаются следующие виды швов:
Менее распространенными считаются прорезные, торцевые и иные соединения.
Стыковые сварочные соединения.
Особенности создания сварных конструкций
При формировании объектов учитывают, что:
Стандарты и нормативы
Требования к рабочим качествам сварных металлоконструкций, используемых в строительстве, прописаны в ГОСТе 27772. К важной нормативной документации можно отнести и СНИП II 23-81.
Прописанные в этих актах требования относятся к работе профессионалов. Однако ознакомиться с ними нужно и перед выполнением сварки в домашней мастерской.
При использовании ручного аппарата учитывают требования ГОСТа 5264-80. Стандарт 14771-76 дает описание особенностей сварки в защитной газовой среде. Нормативная документация регулирует и процесс подготовки соединяемых деталей.
Дефекты сварочных швов
Недостатки бывают внутренними или наружными. К первому типу относятся:
К внешним дефектам относятся:
Контроль качества соединений исключает подобные проблемы. Увидеть некоторые дефекты, например, прожоги или наплывы, можно на этапе первичного осмотра.
Знаменитые сварные конструкции
Самыми популярными объектами данного типа являются:
Дополнительная информация
Каждый тип сварных конструкций соединяется своим способом. Рекомендованные технологии указываются в чертежах и проектах. После завершения сварки объект должен приобретать требуемую прочность. Это накладывает на сварщика ответственность за соблюдение норм и правил ведения процесса. Особые требования предъявляются к металлоконструкциям, испытывающим высокие нагрузки. От качества сварки зависит срок эксплуатации всего объекта. После завершения работ конструкции подвергаются тщательной проверке.
Все что нужно знать о сварных металлоконструкциях: что это такое их классификация, виды и типы
В рамках этой статьи мы расскажем об основных принципах классификации сварных металлических конструкций, что это, где они применяются и их особенности.
Металлоконструкции применяются повсеместно: здания промышленные и гражданские, производственные объекты и оборудование, части транспортных путей и т.д. Существуют разные способы для соединения металлоконструкций, различают:
Сварка становится частым решением при выборе способа соединения элементов из металла, поскольку сварная конструкция обладает рядом достоинств:
Поговорим подробнее о сварных металлоконструкциях.
Что же из себя представляет сварочная конструкция?
Сварная конструкция — это конструкция, элементы которой соединены посредством сварки. Наиболее часто применяемы в строительстве:
Классификация
Классификация сварных металлических конструкции подразделяют по:
По материалам заготовок, из которых выполняют:
По материалу, из которого изготовлена конструкция:
По типу объекта промышленности, на котором монтируются:
Виды сварных конструкций из металла
Металлоконструкции — это то, без чего очень сложно себе представить самое современное строительное производство. Наряду с железобетоном, они являются наиболее частым решением для промышленных, общественных и гражданских зданий и сооружений, машиностроения и других отраслей промышленности. Наиболее частыми видами (группами) строительных металлических сварных конструкций стали:
Поговорим более подробно о некоторых сварных конструкциях, о их особенностях при изготовлении и монтаже. Их производство осуществляется на предприятиях, изготавливающих металлоконструкции и прямо на строительно-ремонтной площадке.
Металлические сварные фермы
Стальные сварные фермы представляют собой плоскую решетчатую систему из металлических элементов, позволяющую перекрывать большие пролеты зданий и сооружений. Ферма— это элемент конструкции здания, служащий для опирания кровельной системы (прогонов, настила, кровельного пирога) и передачи нагрузки от неё на колонны или стены.
Металлические фермы часто используются при строительстве промышленных зданий, поскольку зачастую технологический процесс не позволяет установить промежуточные стойки. Также наиболее широко стальные фермы применяются в строительстве социальных и административных зданий. Таких как: торговые центры, кинотеатры, стадионы, бассейны и многие другие.
Именно для таких зданий характерно наличие большого свободного внутреннего пространства. Металлическая сварная ферма состоит из:
Раскосы, в свою очередь, подразделяются на опорные и рядовые. Опорные раскосы располагаются в месте опирания фермы. Они несут большие нагрузки, поэтому зачастую их сечение больше, чем у рядовых раскосов (или же выше марка стали). Фермы могут быть однородными, а также комбинированным. Поскольку в своём составе могут сочетать элементы, выполненные из разных марок сталей.
Именно комбинированные металлоконструкции являются эффективным решением их применение наиболее рационально в случаях когда, нагрузки на элементы которых значительно отличаются. Раскосы, а также стойками фермы соединяются с нижним, а также с верхним поясом напрямую, либо с помощью фасонок. Их элементы могут быть выполнены из:
Именно стальные фермы являются наиболее частым решением. Фермы разрабатывают для конкретного объекта строительства или же выполняют подбор по серии, выполнив соответствующие расчеты.
Чертежи ферм разрабатываются в разделе КМ и КМД, там же прописываются основные инструкции по производству, а также установке сооружений.
Как производится сварка металлических ферм
Сварка производится либо в заводских условиях, либо на строительно-ремонтных площадках площадке. В заводских условиях изготовление ответственных конструкций, такие как фермы для перекрытия общественных, промышленных зданий, а также объектов.
Как правило, металлические фермы большого пролета делят на отправочные марки (раздел КМ), которые доставляют на строительно-ремонтную площадку. Там производят укрупнённую сборку отправочных марки, а также монтаж согласно разработанной технологии. Длина отправочных марок обычно не превышает 12 метров, это необходимо для безопасной транспортировки отправочной марки по автомобильным дорогам или же иным способом.
На строительной площадке изготавливают менее ответственные, такие как фермы для козырьков входов, для навесов. Простую ферму можно изготовить своими руками, к примеру для гаража, или для теплицы. На сайте mrmetall.ru вы найдете полезную информацию по выбору стали, подбору электродов, а также всю необходимую технику.
Последовательности операций при сварке металлической фермы
Как при сварке любого другого изделия, до начала работ необходимо ознакомиться с нормативной документацией по изготовлению и разработанной технологией в полном объеме. С чертежами раздела КМ, КМД, технологическими картами, а также подготовить необходимые материалы, инструменты, организовать рабочее место.
Соединение отдельных узлов (изотавливаемых из труб или профиля) ведут от средних узловых элементов к опорным. С начало варят имеющиеся стыковые соединения деталей, далее переходят к тавровым, а также угловым. Далее провариваются швы с большей толщиной. Сборка производится с помощью прихваток длиной в 25-40 мм. Швы располагающиеся рядом друг с другом необходимо выполнять, выдержав технологическую паузу.
Выполнение данного условия необходимо для уменьшения деформаций. Только после полного остывания металла, где будет накладываться близко расположенный шов. Конец каждого продольного соединения (при соединении раскосов, стоек или прочих узлов с фасонкой) необходимо вывести на торцевую части привариваемого узла на величину 2см.
Металлические листовые конструкции.
Металлические листовые сварные конструкции наиболее часто применяются в промышленности, к ним относятся: резервуары, цистерны, бункеры, газгольдеры, настилы и т.д. Для листовых металлоконструкций свойственно объединение несущих, а также ограждающих функций.
Для листов зачастую применяется автоматическая, полуавтоматическая, электрошлаковая сварка. Детали имеют большую протяженность, а также к ним предъявляются более строгие требования по прочности соединения и его герметичности. Ознакомиться с последовательностью выполнения швов можно на изображении.
Способы сварки
Еще одна классификация это по способу сварки. Существует много способов сварки, различающихся по условиям выполнения. На производстве (заводе), как правило, применяют:
Какие типы сварных соединений существуют
Шов образующиеся в результате кристаллизации или пластической деформации (сварка давлением) материала стыкуемых элементов. Представляет же собой пространство на стыке. Сварные швы можно поделить на:
Они имеют разные обозначения на чертежах, поэтому внимательно изучите проектную документацию, до такого как приступить к выполнению работ по возведению данной сварочной конструкции. Независимо от того заводской шов или монтажный, он должен соответствовать предъявляемым требованиям и обеспечивать равнопрочность соединения. Существует много типов сварных соединений, предлагаем наглядно ознакомиться с наиболее применяемыми и распространенными:
Допуски указываются в нормативной документации, а именно в ГОСТ Р 13920-2017.
Как выполнять сварочные швы правильно
Чтобы выполнить сварной шов правильно, во-первых, необходимо ознакомиться нормативной сварочной и проектной документацией. Необходимая проектная документация представляется в виде основного комплекта чертежей марки КМ, и КМД (конструкции металлические, конструкции металлические деталировочные). В альбоме раздела КМ вы получите общие сведения о металлических сварных конструкциях объекта строительства (или его части):
В разделе КМД вы найдете:
Читайте примечания и указания к выполнению работ на чертежах. Там могут содержаться важные моменты, без соблюдения которых изготавливаемая металлоконструкция не будет отвечать применяемым к ней требованиям.
Сборку и сварку элементов необходимо производить только при наличии документально разработанной технологии работ по сварке данной конструкции.
Документация выполняется в виде технологических карт и (или) проекта производства (ППСР) на сварочные работы. В них детально отражены все вопросы по процессу и материалам.
Последовательность выполнения сварки
Расскажем более подробно как правильно выполнить шов. Для этого важно вести работы поэтапно:
1 этап: Ознакомление с технической документацией на сварку.
2 этап: Подготовка рабочего места, оборудования и материалов (о том, какие именно выбрать материалы для сварки, можете ознакомиться на нашем сайте mrmetall.ru).
3 этап: Осуществление самих сварочных работ.
4 этап: Неразрушающий контроль получившегося шва.
Выбор способа зависит от множества условий и различных факторов. Основные из них: толщина элементов, длина выполненного шва, тип используемой сварки и шва, ответственность заваренной конструкции и т.д.
Техника сварки металлоконструкций
Для швов различной протяженности необходимо применять специальные методы сварки.
Короткие швы протяженностью >250 мм выполняются «напроход». Это когда сварщик зажигаю дугу ведет ее от одного края изделия к другому без остановки в процессе сварки.
Швы протяженностью 1000 мм называются средними. Такие швы правильно выполнять от центра изделия и перемещаться к краям. Наилучший способ осуществлять 2 сварщикам параллельно. При таком подходе два сварщика ведут работу к краю шва, стараясь выполнять ее с одинаковой скоростью.
Длинными называются швы протяженность которых превышает 1000 мм. Для соединения столь протяженных швов используется несколько различных методов. Первым является обратноступенчатый способ. При его использовании шов делиться на участки, которые заваривают путем провара 150-200 мм шва. Останавливаясь и выполняя следующий шов так, чтобы его конец пришел в начало предыдущего. Сварка идет в одном направлении, а расположение нового участка в противоположном. Это легко понять посмотрев на картинку ниже.
Аналогично обратноступенчатым методом можно произвести сварки от середины изделия к краям. Два сварщика выполняют работу на своей половине изделия. Этим способом можно заварить, как и за один проход изделие малой толщины, так и толстые, несколькими проходами. Участок каждого сварщика делится на более мелкие участки.
Процесс, как и в предыдущем случае идет в одну сторону, а наложение новых швов в другую.
Еще один способ – вразброс. Шов делиться на равные участки количеством 5-6 участков. Далее варят участок по центру. Также накладывая швы небольшой протяженности в противоположном направлении от направления сварки. Далее варятся наиболее удаленные участки по краям и завершают процесс средних участков шва. Каждый из этих методов значительно сократит деформации конструкции после сварки.