Гибкий.ру .5. Сварка
17.5.1. Сварку конструкций необходимо выполнять в соответствии с требованиями технологии сварки и настоящих Рекомендаций.
17.5.2. Основные способы сварки, используемые при монтаже конструкций:
— ручная дуговая сварка покрытыми электродами — является универсальным и основным способом сварки для выполнения швов во всех пространственных положениях при укрупнении и монтаже конструкций;
— механизированная сварка самозащитной порошковой проволокой — применяется преимущественно для выполнения соединений в нижнем положении при укрупнении конструкций внизу и для сварки протяженных швов на проектной отметке;
— механизированная сварка в защитных газах проволокой сплошного сечения — применяется при укрупнительной сварке конструкций в нижнем положении с защитой зоны сварки от ветра;
— автоматизированная сварка под флюсом — применяется для сварки прямолинейных протяженных швов в нижнем положении при укрупнении листовых заготовок и конструкций.
17.5.3. Детальная технология сварки должна быть изложена в ППСР, технологических картах, инструкциях и т.п.
17.5.4. Технология сварки монтажных соединений конструкций должна включать:
— графическое изображение свариваемых узлов и типы сварных соединений;
— таблицы сварных швов и соединений;
— последовательность сборки свариваемых узлов и конструкций;
— форму, геометрические размеры и пространственное положение швов, схемы заполнения сечения швов, площадь сечения и последовательность выполнения каждого валика;
— указания по технологии сварки, включая требования к подогреву металла сварных соединений;
— таблицы рациональных параметров режима сварки;
— технику сварки, включая способы выполнения швов и направление сварки.
17.5.5. При разработке технологии сварки соединений и конструкций необходимо использовать конструктивные, металлургические и технологические способы обеспечения надежной трещиностойкости, требуемой несущей способности (статической прочности, сопротивления хрупкому и квазихрупкому разрушению) и длительной прочности (сопротивления усталости) металла сварных соединений.
17.5.6. Конструктивные способы обеспечения стойкости металла против образования холодных и ламелярных трещин и повышения надежности сварных соединений — это снижение жесткости узлов, воспринимающих растягивающие напряжения, особенно в направлении толщины проката и уменьшение объема наплавленного металла.
17.5.7. Металлургические способы обеспечения трещиностойкости, надежности и долговечности сварных соединений, связанные с дополнительными требованиями к составу, физико-механическим свойствам стали и качеству металлопроката, указываются в проектной документации.
17.5.8. При сварке монтажных соединений конструкций необходимо соблюдать технологические принципы обеспечения надежной трещиностойкости, требуемых механических и эксплуатационных свойств металла сварных соединений.
17.5.9. Сварочные материалы должны обеспечивать высокую пластичность и требуемые механические свойства металла шва и содержание диффузионного водорода не более 4 см3/100 г.
Таблица 17.2
17.5.10. Для конструкций из низколегированных сталей повышенной прочности и высокопрочных сталей следует использовать технологию сварки с регулируемым тепловложением и дифференциальным выбором температур предварительного, сопутствующего и послесварочного подогрева и их сочетания.
Время охлаждения металла зоны термического влияния (ЗТВ) в интервале температур от 800 до 500°С (t 8/5) при сварке необходимо выбирать по таблице 17.2.
17.5.11. Температуру предварительного подогрева (начальную температуру) металла в зоне выполнения сварного соединения необходимо назначать в зависимости от способа сварки, класса стали, толщины металла, типа соединения и температуры окружающего воздуха.
Требуемая температура предварительного подогрева метила при ручной и механизированной дуговой сварке указана в таблице 17.3, при автоматизированной сварке — в таблице 17.4.
Таблица 17.3
| Класс стали | Класс прочности стали | Предел текучести сигма_т (сигма_0 2), Н/мм2 | Толщина металла t, мм | Тип соединения | Допустимые значения температуры предварительного подогрева (начальной температуры) металла Т, °С, при температуре окружающего воздуха, °С | ||
| от 30 до 5 | от 5 до -10 | от -10 до -20 | |||||
| Углеродистая | С245 | 245-340 | 8-12 | Т | 30-50 | ||
| С255 | 14-20 | С | — | — | 50-75 | ||
| С285 | Т | 50-5 | 75-100 | ||||
| >20 | С | — | 50-75 | 100-150 | |||
| Т, Н, У | 50-75 | 75-100 | 100-150 | ||||
| Низколегированная | С345 | 345-440 | 8-12 | С, Н, У | 30-50 | ||
| С375 | T | — | 30-50 | 30-50 | |||
| 14-20 | С, Н, У | 50-75 | 75-100 | ||||
| Т | 30-50 | 75-100 | 100-150 | ||||
| > 20 | С | 50-75 | 75-100 | 100-150 | |||
| Т, Н, У | 75-100 | 100-150 | 100-150 | ||||
| Низколегированная высокопрочная | С390 | 390-550 | 8-12 | С | 30-50 | 75-100 | 100-150 |
| С440 | Т, Н, У | 50-75 | 75-100 | 100-150 | |||
| С490 | 14-20 | С | 75-100 | 100-150 | 100-150 | ||
| Т, Н, У | 100-150 | 100-150 | 150-200 | ||||
| >20 | С | 100-150 | 100-150 | 150-200 | |||
| Т, Н, У | 100-150 | 150-200 | 200-250 | ||||
| Низколегированная высокопрочная | С590 С690 | 590-760 | 4-6 | С Т, Н, У | 50-75 50-75 | 75-100 75-100 | 75-100 100-150 |
| 8-12 | С | 100-150 | 100-150 | 100-150 | |||
| Т, Н, У | 100-150 | 100-150 | 150-200 | ||||
| 14-20 | С | 100-150 | 100-150 | 150-200 | |||
| Т, Н, У | 100-150 | 150-200 | 150-200 | ||||
| >20 | С | 150-200 | 150-200 | 150-200 | |||
| Т, Н, У | 150-200 | 150-200 | 200-250 | ||||
Примечания:
1. При температуре окружающего воздуха в зоне сварного соединения ниже минус 20°С сварка запрещается.
2. Обозначения: С — стыковые соединения листового и профильного проката Т, Н, У — тавровые, нахлесточные и угловые соединения листового и фасонного проката и все типы соединений труб.
Таблица 17.4
Примечание: При температуре окружающего воздуха в зоне сварного соединения ниже минус 20°С сварка запрещена.
Ширина зоны подогрева должна быть не менее 100 мм от оси шва в каждую сторону.
Температуру предварительного подогрева следует контролировать контактными термоиндикаторами или термокарандашами на расстоянии 80-100 мм от оси шва с обратной стороны подогреваемого элемента.
17.5.12. При сварке низколегированных высокопрочных сталей с пределом текучести 390 Н/мм2 и более необходимо поддерживать и контролировать в процессе сварки температуру металла в зоне сварного соединения (шириной, равной 5 — 7 толщинам металла в каждую сторону от оси шва) в интервале температур 100 — 250°С сварки.
При толщине металла 20 мм и более и температуре воздуха ниже минус 10°С необходимо поддерживать температуру металла после сварки в интервале 100 — 250°С послесварочным подогревом. Время подогрева назначать из расчета 1,5 — 2 мин на 1 мм толщины металла.
17.5.13. Основные принципы выбора рациональных параметров режима сварки высокопрочных сталей:
— расчет и выбор рациональных значений погонной энергии сварки q_v в зависимости от допустимых значений начальной температуры T_0 и времени охлаждения t 8/5;
— величину сварочного тока I_св, напряжения дуги U_d, скорости сварки V_св (длины валика, наплавляемого одним электродом при ручной дуговой сварке) — в зависимости от допустимых значений погонной энергии q_v.
17.5.14. Ручную и механизированную сварку следует выполнять тонкими валиками сечением 20 — 35 мм2.
Межваликовая температура металла шва при многослойной сварке не должна превышать 250°С.
17.5.15. Сварку соединений из высокопрочных сталей следует производить без перерыва до получения шва полного сечения. При вынужденном перерыве металл в зоне соединения должен быть снова подогрет до требуемой температуры.
17.5.16. Сварку жестких узлов конструкций необходимо выполнять с использованием техники сварки, замедляющей скорость и время охлаждения металла, и в рациональной последовательности выполнения швов для снижения сварочных напряжений в сварных соединениях.
17.5.17. При двухсторонней ручной или механизированной дуговой сварке стыковых, тавровых и угловых соединений с полным проплавленном необходимо перед выполнением шва с обратной стороны удалить корень шва до чистого бездефектного металла.
17.5.18. Сварку односторонних соединений с полным проплавлением, не доступных с обратной стороны от разделки кромок, необходимо выполнять с использованием специальных устройств, формирующих обратную сторону корня шва или по специальному технологическому регламенту сварки односторонних соединений с гарантированным проплавлением и обратным формированием корня шва.
Для ручной дуговой сварки следует применять электроды специального назначения, обеспечивающие гарантированный провар корня шва и формирование выпуклого обратного валика.
17.5.19. Монтажные односторонние стыковые соединения труб должны выполняться на остающемся подкладном кольце или со свободным формированием корня шва (без подкладок и формирующих устройств) с использованием технологии ручной дуговой сварки с гарантированным полным проплавлением.
17.5.20. Выполнение каждого валика многослойного шва следует производить после тщательной зачистки предыдущего от шлака и брызг. Дефектные участки с порами, шлаковыми включениями и трещинами должны быть удалены и исправлены до наложения следующего валика.
17.5.21. После окончания сварки швы сварных соединений и прилегающие участки основного металла должны быть зачищены от шлака, брызг расплавленного металла и наплывов.
Начальные и выводные планки удалить газовой резкой с последующей механической зачисткой торцов соединений до чистого бездефектного металла.
Приваренные сборочные и монтажные приспособления следует удалить газовой резкой с припуском 2 — 3 мм, припуск снять механической шлифовкой заподлицо с основным металлом.
Удаление планок и приспособлений с применением ударного воздействия запрещается.
Дефектные места на поверхности основного металла и места случайных вырывов выбрать шлифмашинкой, заплавить и зачистить заподлицо.
Около выполненного шва сварного соединения должен быть поставлен номер клейма сварщика на расстоянии не менее 40 мм от границы шва, если нет других указаний в проектной документации.
.6. Контроль качества сварных соединений
17.6.1. Контроль качества сварочных работ должен производиться в соответствии с системой обеспечения качества строительно-монтажных и сварочных работ, разработанной и действующей в строительно-монтажной организации.
17.6.2. При контроле качества сварочных работ необходимо руководствоваться требованиями настоящих Рекомендаций и проектной документации.
17.6.3. Контроль качества сварочных работ должен включать:
— входной контроль технологической документации, монтируемых сварных конструкций, сварочных материалов, оборудования, инструмента и приспособлений;
— операционный контроль сборки под сварку соединений, узлов и конструкций, технологии сварки и качества выполняемых сварных соединений;
— приемочный контроль качества сварных соединений, узлов и конструкций.
17.6.4. Контроль качества сварочных работ и приемку сварных соединений и узлов на всех стадиях сборки и сварки конструкций должны выполнять специализированные организации, лаборатории или подразделения, имеющие соответствующую лицензию, аттестованные специалисты сварочного производства и дефектоскописты неразрушающего контроля.
17.6.5. Приемочный контроль качества сварных соединений осуществляется следующими основными методами: визуальным и измерительным контролем, ультразвуковым, радиографическим, магнитографическим методами контроля, цветной дефектоскопией, механическими испытаниями контрольных образцов и др.
Методы и объемы контроля назначаются в соответствии с требованиями проектной документации и настоящих Рекомендаций в зависимости от назначения и условий эксплуатации конструкций, типа и величины нагрузок в узлах и соединениях, характера и вида напряженного состояния соединений.
17.6.6. Методы и объемы контроля качества особо ответственных конструкций и соединений приведены в таблице 17.5.
Сварные соединения, для которых требуется контроль с использованием физических методов, должны быть указаны в проектной документации.
Выборочному контролю в первую очередь должны быть подвергнуты сварные соединения в местах пересечения швов и в местах с признаками дефектов.
Контроль качества сварных соединений из низколегированных сталей с пределом текучести 390 Н/мм2 и более, склонных к образованию трещин, необходимо производить не ранее, чем через 48 ч после окончания сварки,
При систематическом выявлении в сварных соединениях недопустимых дефектов (уровень брака более 10%) методами неразрушающего контроля объем контроля должен быть удвоен, а при дальнейшем выявлении дефектов необходимо выполнять контроль всех соединений данного типа в объеме 100%.
Таблица 17.5
| Методы контроля | Объем контроля | Типы швов и сварных соединений |
| 1. Визуальный и измерительный | 100% | Все типы соединений. Результаты контроля должны быть представлены в виде протокола |
| 2. Радиографический (ГОСТ 7512) или ультразвуковой (ГОСТ 14782) | 100% | 1. Стыковые швы с полным проплавлением и угловые швы в соединениях, воспринимающих растягивающие напряжения поперек шва сигма_р >= 0,75 R_y, тау_уш >= 0,75 R_wf. |
| 50% | 2. Стыковые швы с полным проплавлением в соединениях, воспринимающих растягивающие наряжения вдоль шва. | |
| 20% | 3. Расчетные угловые швы катетом 14 мм и более. Угловые швы тавровых соединений в жестких узлах при толщине металла t >= 20 мм. | |
| 10% | 4. Стыковые соединения на остающейся подкладке, воспринимающие напряжения сигма_р < 0,75 R_y. | |
| 5% | 5. Стыковые швы в соединениях, воспринимающих сжимающие усилия | |
| 3. Магнитопорошковая (ГОСТ 21105, ГОСТ 25225) или цветная (ГОСТ 18442) дефектоскопия | 100% | Сварные соединения из низколегированных высокопрочных сталей (сигма_0,2 >= 390 Н/ мм2) в жестких узлах, склонные к образованию трещин |
| 4. Металлографические исследования макрошлифтов | 100% | Стыковые и угловые швы контрольных образцов |
| 5. Механические испытания контрольных соединений | 5. Механические испытания контрольных соединений |
17.6.7. При визуальном и измерительном контроле швы сварных соединений должны иметь гладкую или равномерно-чешуйчатую поверхность без резких переходов к основному металлу (требование плавного перехода к основному металлу указывается в проектной документации) и по уровню дефектности соответствовать требованиям, указанным в таблице 17.6. Длина сварных швов должна быть не менее указанной в проектной документации.
Предельные отклонения размеров и сечения швов сварных соединений от проектных не должны превышать величин, указанных в ГОСТ 14771, ГОСТ23518, ГОСТ8713, ГОСТ 11533, ГОСТ 16037.
Размеры углового шва должны соответствовать величине катета по чертежам с учетом максимально допустимого зазора между свариваемыми элементами. Превышение зазора должно быть компенсировано увеличением катета.
Результаты визуально-измерительного контроля должны быть оформлены в виде протокола или заключения.
17.6.8. Неразрушающий контроль качества сварных соединений должен производиться в соответствии с требованиями стандартов, нормативно-технической и технологической документации специалистами (дефектоскопистами) не ниже II уровня квалификации.
Неразрушающий контроль следует выполнять после исправления недопустимых дефектов, выявленных визуально-измерительным контролем.
17.6.9. По результатам радиографического контроля по ГОСТ 7512 швы сварных соединений должны удовлетворять требованиям, изложенным в таблице 17.6.
Чувствительность контроля (наименьший диаметр выявляемой на снимке проволоки проволочного эталона) должна соответствовать второму классу по ГОСТ 7512.
17.6.10. По результатам ультразвукового контроля по ГОСТ 14782 швы сварных соединений должны удовлетворять требованиям таблицы 17.7.
Таблица 17.6
| Наименование дефектов | Характеристика дефектов по расположению, форме и размерам | Допустимые размеры |
| 1. Трещины | Трещины всех видов, размеров и ориентации | Не допускаются |
| 2. Поры и пористость | Одиночные d <= 3 мм | d <= t/5 |
| d <= к/5 | ||
| Равномерно распределенная пористость | d <= t/8 | |
| d <= k/8 | ||
| Цепочка пор, l_c <= t на длине шва 12t, L =< 6l | d <= 2 мм | |
| Суммарная площадь пор от площади проекции шва* на оценочном участке | 1% | |
| 3. Скопления пор | Скопления пор d >= 2 мм | d <= t/8 |
| d <= k/8 | ||
| Суммарная площадь пор от площади проекции дефектного участка шва <*>, L >= 12 t | 4% | |
| 4. Газовые полости и свищи | Длинные — не допускаются Короткие — l_c<= 10 мм 100 мм шва l <= 3 мм, h < 1,5 мм | h <= t/8 |
| h <= k/8 | ||
| 5.Поверхностные поры | Одиночные d <= 2,0 мм, расстояние между дефектами L >= 200 мм | d <= t/10 |
| d <= k/10 | ||
| Скопления и цепочки пор не допускаются | ||
| 6. Шлаковые включения | Протяженные | He допускаются |
| Короткие: | ||
| а) одиночные округлые d <= 3 мм, линейные — w и h <= 1,5 мм, l_c < t на длине шва 12t, L> 12 t; | d <= t/5 | |
| h <= t/10 | ||
| w <= t/10 | ||
| б) группа включений w и h <= 1,5 мм, l_c <= t на длине 12t, l_c <=25 мм, L > 6 l | h <= t/10 | |
| w <= t/10 | ||
| h <= k/10 | ||
| 7. Непровары и несплавления | Непровар по кромке Несплавление между валиками Непровар в корне шва | He допускаются |
| 8. Неполное проплавление | Неполный провар в соединениях, равнопрочных основному металлу | Не допускается |
| 9.Подрезы | Подрез со стороны поверхности шва: | |
| а) поперек растягивающихся напряжений в стыковых швах, l<= 25 мм на 100 мм шва | h <= 0,5 мм | |
| б) вдоль растягивающихся напряжений в стыковых швах, t <= 20 мм в швах, воспринимающих сжимающие напряжения, t > 20 мм на 100 мм шва, l <= 25 мм | h <= 0,5 мм | |
| h <= 1,0 мм | ||
| в) в угловых швах к = 6-10 мм, l<= 25 мм на 100 мм шва, к > 12 мм | h <= 0,5 мм | |
| h <= 1,0 мм | ||
| h <= 1,0 мм | ||
| Подрез в корне шва одностороннего стыкового соединения | ||
| 10. Западание между валиками | Не должно уменьшать допустимую толщину или катет шва | |
| Стыковые швы | h <= 1,0 мм | |
| Угловые швы к = 6-10 мм к >= 12 мм | h <= 1,0 мм | |
| h <= 1,5 мм | ||
| 11. Превышение выпуклости | Стыковые швы, h_max = 3 мм, t < 30 мм; h_max = 4 мм, t >30 мм | h <= 1,0 мм 0,1 b |
| Угловые швы, h_max = 3 мм | ||
| 12. Увеличение катета шва | Угловые швы, h_max = 3 мм | h <= 1,0 мм 0,1 к |
| 13. Уменьшение катета шва | Угловые швы К_min = К_ном | He допускается |
| 14. Смещение кромок | Стыковые швы h_max= 3 мм | h <= 0,1 t |
| 15. Усадочные раковины | Стыковые и угловые швы | He допускается |
| Кратеры | ||
| Наплывы | ||
| Протеки | ||
| Прожоги | ||
| 16. Асимметрия углового шва | Разнокатетность углового шва | h <=1,5 мм 0,1 к |
| 17. Суммарная высота дефектов в сечении шва | сумма h <= 0,2 t | |
| сумма h <= 0,15 к | ||
| h1 h2 h3 h4 h5 h6 <= сумма h |
Обозначения и сокращения
t — толщина металла, мм
к — катет шва, мм
b — ширина шва, мм
l — длина дефекта, мм
с — суммарная длина дефектов, мм
d — размер (диаметр) дефекта, мм
h — высота (глубина) дефекта, мм
w — ширина дефекта, мм
L — расстояние между дефектами и дефектными участками, мм
17.6.11. Магнитопорошковая дефектоскопия по ГОСТ 21105 и ГОСТ 25225 или цветная дефектоскопия по ГОСТ 18442 назначаются для выявления трещин и других поверхностных и подповерхностных дефектов в сварных соединениях жестких узлов объемных, сплошностенчатых и трубных конструкций.
17.6.12. Механические свойства металла сварных соединений должны удовлетворять следующим требованиям:
— временное сопротивление металла сварного соединения должно быть не ниже требований, предъявляемых к основному металлу;
— максимальная твердость металла шва и зоны термического влияния: не выше 350 HV — для сталей с сигма_0,2 < 390 Н/мм2, не выше 370 HV — для сталей с сигма_0,2 = 390 — 490 Н/мм2 и не выше 400 HV — для сталей с сигма_0,2 > 490 Н/мм2;
Таблица 17.7
| Номинальная толщина свариваемых элементов, мм | Оценка по амплитуде | Предельно допустимая чувствительность (первый браковочный уровень) S_n, мм2 | Оценка по условной протяженности, условному расстоянию между дефектами и количеству дефектов | Предельно допустимая условная протяженность дефекта L, мм, расположенного на глубине H, мм | Предельно допустимое количество допустимых по измеряемым характеристикам дефектов на любых 100 мм длины шва | Предельно допустимая суммарная условная протяженность (мм) допустимых дефектов на любых 100 мм длины шва, расположенных на глубине Н, мм | ||||
| < 10 | 10 — 20 | > 20 | < 10 | 10 — 20 | > 20 | |||||
| От 6 до 10 вкл. | Первый браковочный уровень | 2,0 | Второй браковочный уровень | 5 | — | — | 2 | 10 | — | — |
| Св. 10 -«- 15 -«- | 2,5 | 5 | 7 | — | 3 | 10 | 15 | — | ||
| -«- 15 -«- 20 -«- | 3,0 | 5 | 7 | — | 3 | 10 | 15 | — | ||
| -«- 20 -«- 30 -«- | 4,0 | 7 | 10 | — | 4 | 15 | 20 | — | ||
| -«- 30 -«- 40 -«- | 5,0 | 7 | 10 | 13 | 4 | 15 | 20 | 20 | ||
| -«- 40 -«- 60 -«- | 6,0 | 10 | 15 | 20 | 5 | 25 | 25 | 30 | ||
Примечания:
1. Значения уровня поисковой чувствительности устанавливают выше первого браковочного уровня на 6 дБ, а значения второго браковочного уровня — выше первого уровня на 3 дБ.
2. Два соседних дефекта при условном расстоянии между ними менее условной протяженности меньшего дефекта считаются за один дефект с условной протяженностью, равной сумме дефектов и расстояния между ними.
— угол статического изгиба: не менее 120° при диаметре оправки D = 3t для сталей с сигма_0,2 < 390 Н/мм2, D = 4t — для сталей с сигма_0,2 >= 390 Н/мм2, t — толщина испытываемого образца;
— ударная вязкость а_н металла шва, границы сплавления и ЗТВ на образцах типа VI при температуре, указанной в проекте, должна быть не ниже 34 Дж/см2.
При толщине металла t >= 12 мм испытания на статический изгиб образцов с растяжением поверхности и корня шва могут быть заменены испытанием на боковой изгиб с растяжением поверхности сечения шва в образцах толщиной 10 мм.
17.6.13. Сварные соединения, не удовлетворяющие требованиям к их качеству, необходимо исправлять. Технология исправления дефектов должна быть изложена в технологической документации с учетом требований настоящих Рекомендаций.
17.6.14. Дефектные участки сварных соединений следует исправлять ручной дуговой сваркой покрытыми электродами диаметром 3,0 и 4,0 мм с использованием технологических указаний настоящих Рекомендаций.
17.6.15. Наружные дефекты в виде неполномерных швов, недопустимых подрезов и незаплавленных кратеров подваривают с последующей зачисткой. Участки с поверхностными порами, шлаковыми включениями и несплавлениями необходимо выбрать абразивным инструментом на глубину залегания, заварить и зачистить поверхность шва. Ожоги поверхности основного металла сварочной дугой зачистить абразивным инструментом на глубину 0,5 — 0,7 мм.
17.6.16. В случае обнаружения внутренних дефектов неразрушающим контролем должны быть составлены карты контроля с указанием положения но длине шва, глубины залегания и протяженности дефекта, а также сделана запись в журнале сварочных работ.
17.6.17. При выявлении в металле сварных соединений трещин сварку необходимо прекратить до выявления причин трещинообразования. Сварку разрешается возобновить только после принятия мер для предотвращения образования трещин.
17.6.18. Для исправления соединений с трещинами ремонт необходимо выполнять по специальной технологии с соблюдением следующих требований:
а) установить с помощью ультразвукового контроля расположение, протяженность и глубину трещины;
б) засверлить концы трещины с припуском 15 мм в каждую сторону, диаметр отверстия 5 — 8 мм;
в) выполнить V-образную разделку кромок с углом раскрытия 60 — 70°;
г) заполнить разделку кромок с использованием специальных электродов, предварительного подогрева, техники и режимов сварки.
Сварные соединения с ламелярными (слоистыми) трещинами необходимо исправлять по специально разработанному и согласованному с проектной организацией техническому решению и технологии сварки.
17.6.19. Выборку дефектных участков металла сварного соединения следует производить механизированной зачисткой армированными наждачными кругами, удалением металла электродуговой выплавкой специальными электродами или воздушно-дуговой строжкой угольными омедненными, графитовыми или медно-графитовыми электродами с последующей зачисткой металла абразивным инструментом на глубину не менее 1 мм.
17.6.20. Заварку дефектных зон сварного соединения следует выполнять с предварительным подогревом металла до температуры 150 — 250°С и поддерживать температуру 150 — 200°С в процессе сварки и после ее окончания в течение времени, выбранного из расчета 1,5 — 2,0 мин на 1 мм толщины металла.
17.6.21. Исправленные участки сварных соединений должны быть повторно проконтролированы визуально и ультразвуковой дефектоскопией.
Приложение А (обязательное)
A.2. устойчивость стальных ферм
A.2.1. При подъеме в процессе монтажа или при опускании в процессе демонтажа одиночных стальных ферм любого очертания следует обеспечить устойчивость их плоской формы изгиба от усилий, вызванных собственной массой. Методика проверки устойчивости плоской формы изгиба основана на расчете фермы как целого плоского упругого элемента. Методика не распространяется на арочные, предварительно напряженные и неразрезные фермы.
A.2.2. Устойчивость ферм с параллельными или слабонаклонными (до 1:10) поясами двутаврого, таврового (включая сечение из парных уголков), трубчатого (прямоугольного, круглого) или другого симметричного относительно вертикальной оси сечения независимо от направления опорных раскосов (восходящие или нисходящие) при строповке за один или два узла верхнего пояса следует проверять по формуле:
где Q_кр,п — критическая масса фермы при подъеме (опускании);
Q_ф — собственная масса фермы, определяемая по рабочей документации (массу фасонок следует распределить поровну между поясами и решеткой); если ферму поднимают или опускают с двумя опорными стойками одинаковой или разной массы или с одной опорной стойкой, то в знаменатель формулы (А.16) следует подставлять приведенную массу фермы
где Q_ст — масса одной (при двух — наибольшей) опорной стойки;
гамма_н — коэффициент надежности при подъеме (опускании), принимаемый гамма_н = 1,7.
где Q_н и Q_р — массы соответственно нижнего пояса и элементов решетки фермы;
где
l — расстояние между точками строповки;
L — длина фермы (пролет);
гамма — коэффициент согласно таблице А.7;
Е — модуль упругости стали;
Н — высота фермы в местах строповки;
А.2.3. Для стропильных и подстропильных ферм по типовым сериям 1.460-2 и 1.460-4 места их строповки при подъеме по условиям обеспечения устойчивости ферм приведены в таблице А.9.
Таблица А.7.
Значения коэффициента гамма для наиболее распространенных случаев
| l, м | 18 | 24 | 30 | 36 | |||||
| L, м | 3 | 6 | 6 | 12 | 6 | 12 | 6 | 12 | 18 |
| гамма | 1,15 | 1,77 | 1,36 | 8,73 | 1,21 | 2,55 | 1,14 | 1,79 | 8,73 |
Примечания:
1. При l=0 для любого значения L коэффициент гамма=0.
2. Во всех случаях должно быть l >= 0,5 L.
Таблица А.8.
Значения коэффициентов а_1 и а_2
| При одной ступени изменения сечения на половине длины пояса | При двух ступенях изменения сечения на половине длины пояса | |||
| а 1 | а 2 | а 1 | а 2 | |
| 0,2 | 0,746 | 0,252 | 0,878 | 0,308 |
| 0,4 | 0,906 | 0,482 | 0,921 | 0,532 |
| 0,6 | 0,959 | 0,685 | 0,957 | 0,712 |
| 0,8 | 0,985 | 0,850 | 0,981 | 0,870 |
| 1,0 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 |
Примечание: Значения a_1 и а_2 для промежуточных отношений I_мин(у)/I_макс(у) следует вычислять методом линейной интерполяции.
A.2.4. Устойчивость ферм треугольного, полигонального и других очертаний, имеющих любые сечения поясов (включая и несимметричные) при различных способах строповки, а также ферм с параллельными или слабонаклонными (до 1:10) поясами с расстоянием между узлами строповки более 0,5 пролета или строповки за три узла следует проверять по формуле:
где Р_кр — критическая нагрузка для сжатого на одной половине фермы участка нижнего или верхнего пояса в зависимости от способа строповки;
Р_пр — приведенное усилие в сжатом участке нижнего или верхнего пояса.
А.2.5. Критическую нагрузку следует вычислять по формуле:
где I_с(у) — момент инерции из плоскости сжатого участка нижнего или верхнего пояса; при ступенчатом уменьшении сечения по длине сжатого участка пояса (нижнего или верхнего) от середины к опорам следует принимать приведенные моменты инерции, определяемые произведением моментов инерции участков с максимальным сечением на коэффициент а_1 для нижнего пояса и а_2 для верхнего пояса согласно таблице А.8;
при ступенчатом уменьшении сечения по длине сжатого участка пояса от опор к середине фермы момент инерции следует принимать по минимальному сечению;
l_0 — длина пояса от середины пролета фермы до конца сжатого участка; при наличии растяжения в средних панелях пояса усилия в них в запас устойчивости следует принимать равными нулю.
А.2.6. Приведенное усилие в сжатом участке пояса следует определять по формуле:
где Р_1, Р_2, Р_3 …, Р_n — узловые нагрузки на сжатый стержень, определяемые разностью усилий в соседних панелях пояса фермы от ее собственной массы (рисунок А.1) и равные Р_1 = N_1 — N_2, P_2 = N_2 — N_3, P_3 = N_3 — N_4, P_n = N_n.
Рисунок A.1. Расчетная схема сжатых участков пояса фермы
Таблица A.9.
Места строповки при подъеме по условиям обеспечения устойчивости ферм
А.2.7. Если при всех возможных способах строповки условия формул (А.16) или (А.21) не выполняются, то необходимо усилить сжатый пояс фермы и проверить устойчивость фермы с учетом усиления. При этом приведенные моменты инерции для определения Q_кр,п или Р_кр следует вычислять:
при жестком креплении элементов усиления к нижнему поясу — как для целого сечения;
при податливом креплении — как сумму моментов инерции сечений пояса и усиления.
А.2.8. После установки стальных ферм любого очертания на опоры в процессе монтажа необходимо до расстроповки обеспечить их устойчивость против опрокидывания от ветровых нагрузок и устойчивость плоской формы изгиба от усилий, вызванных собственной массой.
А.2.9. Действующий на ферму опрокидывающий момент от расчетной ветровой нагрузки следует рассчитывать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07. Несущая способность опорных узлов ферм должна определяться их конструктивным решением, а также болтами и сварными швами, закрепляющими ферму к опорам.
А.2.10. Если устойчивость против опрокидывания не обеспечена, то верхний пояс в узлах необходимо раскрепить парными расчалками или распорками, число которых и места их установки следует принимать с учетом обеспечения устойчивости плоской формы изгиба ферм (см. А.2.11 — А.2.18).
Рекомендуемые диаметры канатов расчалок приведены в таблице А.10.
Таблица А.10.
Рекомендуемые диаметры канатов расчалок
Площадь сечения расчалки или распорки следует проверять на усилие, возникающее от действия расчетной ветровой нагрузки (для расчалок необходимо добавлять усилие от предварительного натяжения по таблице А.10) без учета работы болтов и сварных швов в опорных узлах ферм. Коэффициент надежности каната расчалок должен быть не менее 3.
Винтовые стяжки для натяжения расчалок, якоря или смонтированные конструкции следует подбирать (рассчитывать) на усилие, равное 1/3 разрывного усилия каната, принятого для расчалок данной пары.
А.2.11. Устойчивость плоской формы изгиба ферм с параллельными или слабонаклонными (до 1:10) поясами двутаврого, таврового (включая сечение из парных уголков), трубчатого (прямоугольного, круглого) или другого симметричного относительно вертикальной оси сечения следует проверять по формуле:
где Q_кр,вр — критическая масса фермы, определяемая в зависимости от наличия раскреплений верхнего пояса(расчалками или распорками);
Q_ф — собственная масса фермы, определяемая по рабочей документации;
гамма_вр — коэффициент надежности при временном раскреплении фермы, принимаемый гамма_вр >= 2,6.
А.2.12. Для ферм, не раскрепленных в пролете против опрокидывания, критическую массу следует определять по формуле:
где Е — модуль упругости стали;
I_в(у) — момент инерции верхнего пояса из плоскости фермы; при ступенчатом уменьшении сечения по длине пояса от середины к опорам следует принимать приведенный момент инерции, определяемый произведением момента инерции участка с максимальным сечением на коэффициент а_2, согласно таблице А.8;
Н — высота фермы (при слабонаклонном поясе следует принимать высоту, усредненную в одной четверти пролета);
L_пр — приведенная длина верхнего пояса, которую для ферм, опирающихся нижним поясом, следует принимать равной:
при неослабленных сечениях верхнего пояса в крайних панелях — фактической длине верхнего пояса с учетом наклона;
при ослабленных сечениях верхнего пояса в крайних панелях — длине верхнего пояса между узлами примыкания восходящих опорных раскосов и суммарной длине этих раскосов;
L — длина (пролет) фермы; для ферм, опирающихся верхним поясом, за L_пр следует принимать фактическую длину пояса (пролет фермы), а за L — длину нижнего пояса между узлами примыкания нисходящих опорных раскосов и их суммарную длину;
G — модуль сдвига стали;
I_н(к) — момент инерции нижнего пояса на кручение; при ступенчатом изменении сечения по длине нижнего пояса указанный момент инерции следует принимать как среднее значение для всех участков пояса.
где I_i — момент инерции из плоскости фермы i-го элемента решетки;
l_i — длина i-го элемента решетки;
К — число элементов решетки в ферме.
А.2.13. Если критическая масса фермы, подсчитанная по формуле (А.24), не соответствует условию формулы (А.25), то верхний пояс в узлах необходимо раскрепить парными расчалками или распорками.
А.2.14. Для ферм, раскрепленных в пролете от опрокидывания или по условиям обеспечения устойчивости плоской формы изгиба парными расчалками, критическую массу следует определять по формуле:
где п — число равных по длине участков сжатого пояса между узлами раскреплений (разница длин участков допускается не более 3 м);
N_n — величина, учитывающая дополнительное усилие в верхнем поясе от усилий в расчалках и определяемая по формуле:
где Т_р.пред — предельное усилие предварительного натяжения в наиболее напряженной расчалке, определяемое по таблице А.10;
К — коэффициент, зависящий от числа пар расчалок:
при одной паре К = 0,25;
при двух парах К = 0,333;
при трех парах К = 0,375;
раскрепление ферм больше чем тремя парами расчалок не допускается;
Величину D следует вычислять для каждой пары расчалок. При этом индекс 1 относится к углам наиболее напряженной расчалки данной пары, т.е. такой, для которой произведение косинусов углов (cos альфа cos фи) меньше аналогичного произведения для другой расчалки (рисунок А.2). Для расчалок, расположенных с углами альфа в пределах 30 — 45° и фи в пределах 0 — 45°, допускается принять D = 1,7.
1 — ферма; 2 -расчалка; 3 — якорь
Рисунок А.2. Схема раскрепления ферм расчалками
А.2.15. Для обеспечения устойчивости ферм, раскрепленных расчалками, необходимо до расстроповки довести с помощью винтовых стяжек усилие предварительного натяжения в менее напряженной расчалке данной пары (у которой произведение косинусов углов большее) до значения:
где
l_с — длина менее напряженной расчалки;
А_p — площадь сечения каната расчалки;
альфа_0 — угол наклона к горизонту проекции расчалки длиной l_p на плоскость расчаливания;
альфа и фи — углы для расчалки l_p;
С_1 и С_2- коэффициенты, зависящие от числа пар расчалок:
при одной паре С_1 = 1290 и С_2 = 570;
при двух парах C_1 = 6550 и С_2 = 2890;
при трех парах С_1 = 17650 и С_2 = 7770.
Величину Т_р._мин в процессе натяжения следует контролировать в менее напряженной расчалке пары.
А.2.16. Усилие предварительного натяжения в более напряженной расчалке данной пары следует определять по формуле:
где индекс 1 относится к углам более напряженной расчалки.
При этом должно соблюдаться условие:
Если условие по формуле (А.37) не соблюдается, то необходимо изменить углы расположения или длину расчалок (одной или обеих).
А.2.17. Для ферм, раскрепленных в пролете от опрокидывания или по условиям обеспечения устойчивости плоской формы изгиба распорками, критическую массу следует определять по формуле (А.29) без дополнительного усилия в верхнем поясе, т.е. при N_n=0.
Площадь сечения распорок для обеспечения устойчивости плоской формы изгиба ферм следует подбирать на следующие условные усилия в зависимости от марки стали верхнего пояса:
для стали С235 и С245 — 20Аb,
для стали С345 — 30Аb,
для стали С375 — 40Ab,
где Аb — площадь сечения пояса в узлах раскрепления.
А.2.18. Устойчивость плоской формы изгиба ферм треугольного, полигонального и других очертаний при любых сечениях поясов следует проверять по формуле:
где Р_кр — следует принимать меньшим из значений:
Р_макс — наибольшее усилие в сжатом участке пояса фермы от монтажных нагрузок;
гамма_вр — коэффициент надежности при временном раскреплении фермы, принимаемый гамма_вр >= 2,6.
Гибкость из плоскости фермы сжатых участков верхнего пояса между точками раскреплений в соответствии с требованиями СНиП II-23 не должна превышать 220.
При ступенчатом изменении сечение участка пояса между точками раскреплений (таблица A.11) его гибкость следует определять по данным таблиц А.12 и А.13 и по формулам:
Если гибкость сжатых участков между точками раскреплений верхнего пояса меньше 105, то такая ферма устойчива и условие (А.38) проверять не следует.
Выбор диаметра каната для расчалок, площадь сечения распорок, а также определение величины предварительного натяжения в них следует производить аналогично изложенному для ферм с параллельными (слабонаклонными) поясами (см. разделы А.2.10.- А.2.17). При этом величину В для вычисления Т_р.мин следует определять по формуле:
А.2.19. Если в фермах узел примыкания верхнего пояса к опорному раскосу не имеет достаточной жесткости из плоскости фермы (элементы верхнего пояса не состыкованы жесткими накладками друг с другом или с опорным раскосом), то в этих узлах до расстроповки ферм необходимо установить расчалки или распорки.
Таблица А.11.
Определение гибкостей сжатых поясов между точками раскрепления»
Таблица А.12.
Коэффициент расчетной длины мю_2, для схем 2 и 3 таблицы А.11
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | |
| 0,2 | 22,3 | 11,0 | 7,05 | 4,97 | 3,63 | 2,67 | 1,94 | 1,41 | 1,13 |
| 0,4 | 15,8 | 7,80 | 5,05 | 3,61 | 2,70 | 2,07 | 1,61 | 1,30 | 1,12 |
| 0,6 | 12,9 | 6,39 | 4,18 | 3,04 | 2,33 | 1,84 | 1,50 | 1,27 | 1,11 |
| 0,8 | 11,27 | 5,56 | 3,67 | 2,71 | 2,13 | 1,73 | 1,46 | 1,26 | 1,11 |
Таблица A.13.
Коэффициент расчетной длины мю_2, для схем 5 и 6 таблицы А.11
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | |
| 0,2 | 41,1 | 18,8 | 11,4 | 7,65 | 5,45 | 4,05 | 3,14 | 2,57 | 2,23 |
| 0,4 | 29,7 | 13,9 | 8,68 | 6,08 | 4,56 | 3,59 | 2,95 | 2,53 | 2,23 |
| 0,6 | 24,8 | 11,9 | 7,61 | 5,49 | 4,25 | 3,44 | 2,90 | 2,51 | 2,22 |
| 0,8 | 21,90 | 10,7 | 7,03 | 5,19 | 4,09 | 3,37 | 2,87 | 2,50 | 2,22 |