Сфера запущенная и слабоуправляемая…

Леонид ДЕНИСОВ, д. т.н., профессор кафедры, председатель секции «Сварка и родственные технологии» ОО «Белорусское инженерное общество»Сфера нормативного регулирования в сварочном производстве – наиболее запущенная и слабоуправляемая. Современный подход к организации разработки нормативно-технической документации должен быть дифференцированным по отраслям промышленности с учетом характера сварной конструкции и условия ее работы.

Выброс аутентичных переводов международных или европейских стандартов не может «по щучьему велению» довести сварочное производство до класса люкс. Нужна кропотливая подготовка с разработкой общенациональных стандартов и стандартов предприятий.

Актуализация нормативной базы

В практике сварочного производства имеется порядка 1700 различных нормативных документов. Большинство из них устарело и требует переработки, в том числе гармонизации с действующими международными и европейскими стандартами. С учетом правил ВТО в Беларуси принят ряд законов, включая Закон «О техническом нормировании и стандартизации», Закон «Об оценке соответствия требованиям ТНПА в области технического нормирования и стандартизации».

Институт сварки ОХП ИСЗП более 10 лет ведет работы в области перевода стандартов. На базе института с 2000 года постоянно функционирует технический комитет по стандартизации ТК‑5 «Сварка и родственные процессы». За этот период выполнен большой объем переводов международных и европейских нормативов.

Сегодня вопрос перехода на новые гармонизированные стандарты является архиважным для адаптации к международным и европейским нормам.

Однако то, что переведено и введено Госстандартом, не работает на предприятиях и сварочных производствах. Неясно, когда будут разработаны (переведены) раздел 25.160.30 сварочное оборудование, включая термическую резку, раздел 25.160.50 пайка твердыми и мягкими припоями, включая припой и оборудование и иные.

Металлоемкость сварных конструкций – масса наплавляемого металла

Совершенствование сварных конструкций: снижение металлоемкости и массы наплавленного металла – острая проблема. Совершенствование – это, прежде всего, квалифицированная конструкторско-компьютерная разработка проектов подготовки производства и сопровождение процессов. Уже на стадии проектирования и подготовки производства может быть достигнуто снижение металлоемкости до 20–30%. Важный резерв снижения металлоемкости сварных конструкций и повышения прочности соединений может быть достигнут за счет снижения объема наплавленного металла, замены обычных низкоуглеродистых сталей легированными средней и высокой прочности (500 и 800 МПа), компьютерных расчетов по снижению напряжений и деформаций в зонах растяжения и сжатия. Особая забота этого направления – создание высокоинтеллектуальных компьютерных центров конструкторско-технологической подготовки производств.

Применение легированных сталей высокой прочности взамен низкоуглеродистых позволяет на 20–25% снизить массу металлоконструкций и наплавленного металла. За счет оптимальной разделки кромок и снижения выпуклости шва, масса наплавленного металла снижается до 10–25%.

Структура способов сварки

Сегодня около 60% объемов сварки выполняется ручной дуговой сваркой (РДС) покрытыми электродами. Замена РДС на механизированную сварку в смесях защитных газов с проволокой диаметром 0,8–1,2 мм позволяет экономить электроэнергию до 40–45%, снизить потери электродного металла в 1,5–2,5 раза, повысить производительность сварки на 15–20%, улучшить качество сварного соединения и товарный вид.

Внедрение и расширение способов контактной стыковкой сварки, сварки трением, электронно-лучевой, плазменной, лазерной, холодной сварки на основе композиционных материалов и др. позволит снизить затраты и обеспечить энерго­сбережение, качество и товарный вид продукции. Применение этих способов в десятки раз снижает потребление электроэнергии.

Структура способов сварки является затратной, а ее технологии не обеспечивают надлежащего качества и производительности. Оптимальной структурой на современном этапе развития сварочного производства должна быть:

  • ручные способы сварки ~20%;
  • механизированные ~60%;
  • автоматизированные ~15%;
  • другие ~5%.

Изменения должны коснуться и структуры парка сварочного оборудования, которая касается всех предприятий и организаций, выполняющих сварочные работы. К 2020 году удельный вес механизированных способов сварки на предприятиях и заводах составит 65%, в строительно-монтажных организациях – 55%, автоматизированных соответственно 25 и 15%, ручных – 5 и 25%, других прогрессивных – по 5%.

Структура парка сварочного оборудования

Замена сварочных преобразователей, трансформаторов и иного устаревшего оборудования сварочными выпрямителями позволит обеспечивать экономию электроэнергии до 40–45%. Еще большую экономии электроэнергии (до 55%), цветных (до 20%) и черных (до 30%) металлов дает внедрение современных инверторных источников тока, позволяющих управлять электрической дугой, обеспечивая высокое качество сварных соединений.

Оборудование для ацетилено-кислородной сварки и сварки газами-заменителями не учтено (~1%).

Структура парка сварочного оборудования, как и структура дуговых способов сварки, сегодня крайне неудовлетворительная.

Сварочные материалы

Современный рынок сварочного производства достаточно насыщен и позволяет закупать качественные сварочные материалы: электроды, сварочную проволоку, флюсы, газы и т. д. Очень важно, чтобы это выполнял профессионал. При этом необходимо учитывать химсостав свариваемого металла, проверять сварочно-технологические свойства материалов, правильно хранить их и оберегать от сырости и повреждений в процессе сварки, осуществлять прокалку перед употреблением. К сожалению, сварочные электроды, выпускаемые предприятиями республики, не обеспечивают качество сварных соединений, главным образом из-за неудовлетворительных сварочно-технологических свойств. В стране отсутствуют предприятия, выпускающие сварочную проволоку диаметром 0,8, 1,2, 1,6 мм марки св08 г2 с, не выпускается и не применяется сварочная порошковая проволока – наиболее эффективный вариант технологического процесса.

Формирование качества

Известно, что условия сварочных работ, особенно в строительстве, характеризуются большой степенью неоднородности, что позволяет с ходу использовать аппарат теории вероятности и математической статистики для научно-обоснованного исследования и анализа процессов. Необходимо предварительно установить однородные статистические совокупности сварных соединений (Бс); на предприятии обеспечить репрезентативность установленной выборки и достоверность информации о дефектности по анализируемым объектам сварочных работ; ввести единицу Бс сварное соединение (стык) или участок стыка. Элементы производства и их группы для каждой совокупности должны изменяться незначительно и образовывать i‑ю статистическую совокупность стыков. Количество единиц продукции Ni, входящих в совокупность, представляет объем стыков, сваренных в течение одного года, квартала и т. д.

Для проведения анализа и изменения качества на предприятии необходимо установить измерители – показатели качества Бс стыков и участков.

Показатели должны быть универсальны и просты при измерениях и расчетах.

Предварительно необходимо проводить общий анализ производства, экономические аспекты (затраты на материалы, оборудование, исправление брака и т. д.). В условиях рыночных отношений существенно возрастает роль экономики сварочного производства с его сложной и многоплановой структурой:

  • подготовка профессиональных кадров;
  • сварочное и вспомогательное оборудование;
  • свариваемые металлы и конструкции;
  • сварочные материалы;
  • нормативная и техническая подготовка производства;
  • сборочно-сварочные технологии;
  • термообработка и упрочняющие технологии;
  • контроль и оценка качества сварных соединений;
  • нанесение упрочняющих и защитных покрытий и др.

Массовое производство сварных соединений должно отвечать требованиям надежности, прочности и герметичности, т. к. от качества соединений зависит качество выпускаемой продукции, а также качество ремонтируемых и восстанавливаемых изделий и сооружений.

На большинстве предприятий, сложившаяся структура способов сварки в целом непрогрессивна и ориентирована на количество в ущерб качеству. Это отрицательно влияет в первую очередь на технический уровень и состояние технологии сварочных работ, расход энергоресурсов, металлоемкость процессов, снижение трудозатрат, рост производительности, качество сварных соединений. Применяемые технологии дуговой сварки, используемые СП, рассматриваются современными специалистами как низкоэффективные и устаревшие. Большой объем ручных способов, сварка в СО2 вместо смесей и т. д.

 Структура дуговых способов сварки в Республике Беларусь (2012 год)

При выполнении работ в цеху на строительных объектах и др. с разной степенью активности проявляется действие различных условий и факторов, влияющих на формирование качества сварных соединений, сварных металлоконструкций, готовых изделий и сооружений. Неудовлетворительные условия и факторы, как правило, дестабилизируют производство и приводят к низкому качеству и браку продукции. Специалистам эти факторы обычно известны, но они не анализируются, не прослеживаются, и степень их воздействия на формирование качества не определяется. Это ведет к непредсказуемым вспышкам брака и, что очень важно, отсутствию информации по базовому уровню качества применяемого технологического процесса.

Как установлено исследователями и расчетами показателей качества, в первую очередь наибольшие потери качества происходят в результате неудовлетворительного состояния и, соответственно, отрицательного действия главным образом пяти доминирующих факторов сварочного производства:

  • квалификация и мотивация исполнителя (Фкв);
  • сварочные и свариваемые материалы (Фсм);
  • сварочное оборудование и тех­оснастка (Фсо);
  • подготовка и сборка под сварку (Фпс);
  • сварочный процесс и его регламент (Фсп).

Указанными факторами на объектах сварочных работ генерируется до 70% всей дефектности, поэтому основное и первоочередное внимание производств должно быть сосредоточено именно на них. Это и есть первоочередная задача восстановления, развития и совершенствования сварочного производства на каждом предприятии, заводе, сварочной и ремонтной базе.

На основании проведенных исследований состояния сварочного производства и объектов сварочных работ, оценки наиболее значимых факторов, на первое место выдвигается проблема низкой квалификации рабочих сварщиков, острый дефицит опытных и квалифицированных сварщиков и ИТР по специальности «оборудование и технология сварочного производства», качество сварочного оборудования и материалов, подготовка свариваемых конструктивных элементов: их сборка и выдержка всех требуемых регламентов по требованиям ТНПА (угол скоса кромок, притупление, зазор, крепление, прихватки и т. д.), что имеет важное значение для производительности работ и качества соединения, грамотного, обоснованного и аттестованного технологического процесса и строгого исполнения регламентов при производстве сварочных работ.

Леонид ДЕНИСОВ, д. т.н., профессор кафедры, председатель секции «Сварка и родственные технологии» ОО «Белорусское инженерное общество»

blog comments powered by Disqus

Вверх