автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.11, диссертация на тему:Разработка и внедрение вероятностных расчетов норм допустимых дефектов сварных соединений металлоконструкций по результатам их неразрушающего контроля

ГОСКОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственный технический университет имеки Н.Э.Баумана

На правах руколдсл

КОНОВАЛОВ Николай Николаевич

РАЗРАБОТКА И" ВНЕДРЕНИЕ БЕРО.СТОСП1Х РАСЧЕТОВ НОРМ ДОБУСШйХ ДЕШСТОВ СЗАРНЫа. СОВДЗШДй МЕГШ0К0НСТРУЩ'2! ПО РЕЗУЛЬТАТАМ КГ НЕРАЗРУ11ШЩГО КОНТРОЛЯ (на цракори лесозаготовктельных машин)

Сп<зщ:альностьС5.02.П - Метода контроля

2 диагностики в ыашикостроонаи

Автореферат дассепгацпа на соясканпе учоной стелена кандидата технических наук

' У

Работа выполнена в Центральном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском н проектно-конструкторском институте механизации и энергетики лесной промышленности (ЦНИШЭ) ВНЦСйео прома.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор ВОШЕНКО В.Н.

Официальные оппоненты: доктор технически наук,

профессор ЩЗРБШСККП В.Г. кандидат твхнпчоскйх наук УРГШ U.C.

Ведущее предприятие - ДНШ ВНШСгролдормаш .

Защита диссертации состоится «/*ср/ис/ 199/ г< на за-

седании специализированного совета КО 53.15.01 в Московском госу-• дарственном техническом университете им.Н.Э.Баумана по адресу: 10700а, Москва, ул.2-я Бауманская, д. 5. « .

Ваш отзы- на автореферат в одном экземпляра, заверенный пе -чатью, просим выслать *по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им.Н.Э.Ба умана. ■

..згорефэрат разослан " " Фе&раля 199/ г.

Учений секретарь специализированного совета КО 53.15.01

РЯБОВ В. Т.

Сиказ 4/ Обьеы I п.л. , Тград 100 экз.

Подписано к печати А>*. Типография ЮТУ им.Н.Э.Баумана

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность проблем». Практика доказывает, что надежность металлоконструкций лесозаготовительных маыин в значительной мэре ограничивается низким качеством их сварки. Доля отказов по дефектным сварным соединениям достигает 45$ общего количества отказов металлоконструкций. Требования к качеству сварных соединений, которыо приводятся в технических условиях на изготовление машин, не обеспечивают нормативной основн для выполнения контрольных операций. Нормы допустимых дефектов з отношении наяроваров, подрезов, пор и шдакових включений или привел рш но в полном объеме (оговорены на гее дефекты), шга полностью отсутствуют. Имеющиеся яе гор-мы назначаются воловим решением без учета конструктивно-технологических особенностей машин и влияния до^ктов на несущую способ" ность металлоконструкций при эксплуатации. Отсутствие обоснован-них требований к качеству сварных соединений затрудняет внедрение в лесном машиностроении зь-сокоэффективных методов их наразруааю-щего контроля. Поэтому разработка методов обоснования норм допустимых дефектов сварных соединений металлоконструкций лесозаготовительных кашин является в настоящее время актуальной проблемой.

Цель работн и основные задачи исследования. Цель работы -повышение достоверности неразрушащего контроля и надежности сварных металлоконструкций лесозаготовительных машин.

Для достижения поставленной целя необходимо было решить следующие задачи:

1. Определить типовые соединения металлоконструкций.

2. Выбрать метода неразрушающего контроля соединений. •

3. Провести статистический анализ дефектности ывов и.исследовать влияние дефектов на усталостную прочность соединений.

4. Теоретически и экспериментально обосновать метода оценки норм допустимых дефектов сварных соединений и достоверности их неразрушаюцаго контроля.

5. Разработать и ввести в нормативно-техническую документацию нормы допустимых дефектов сварных соединений и методики их неразрушающе го контроля.

6. Создать службу иеразрушаюиего контроля на предприятиях отрасли. 1

Нагчная новизна заключается в следующем:

I. В результата теоретических и экспериментальных исследований установлены завпсЕиости различных показателей достоверности мето-

* доз ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии от величин браковочних уровней амплитуд УЗ-сигналов для различных норма-ткшо-допустя-- -мнх размеров дефектов и типов соединений, позволяйте выбрать . браковочные уровни, обеспечивающие минимальные значения как вероятности недобраковки, так и суммарной вероятности недобранов-ки и перебрансвхи.

2. На база выбранных теоретических коделвл а эксперимеитвль-"нх исследований предложено дая оценки корм допустимых дефектов использовать значения расчетной 'ожидаемой доли брака при изготовлений сварного соединения и расчэтясй вероятности потери им.

л збото*чособкосги' яри эксплуатации.

3. На основа экспериментальных иссяядований установлены за-конокер;юста статистических распределений глубин подрезов и не-проваров для сварных соодпнский разных тшюв, толщин и положений, свариваемых элементов в процессе сварки (на различных .засодах-изготовигслях).

4. Предложен метод оценки опасности сварочных дефектов, основанный на исшльзованаа индрр&здий о реальных дефекта*. в неразру-каэдяхея сьарних соединениях, по которым дмэтея данные об их ез-

хр^кенностп,

Ппакти-ясуая ценность. Разработаны и внедрены расчетные норми допустимых дефектов, учитывахдао конструктивно-гохнологипасйлв особенности гановых сварных уединений лесозаготовительных маш? а ветяназ сварочных дефектов на уоталоотчую прочность металлоконструкций. Выбраны значения' браковочных уровней амплитуд у^ьтра-зв-"'ових: сигналов, обеспечивающие высокую достоверность контроля соединений с учетом их возмогшей перебраковки а недобрааоЕка. Разработаны отраслевые ц заводские .нормативно-технические документ» по контроле качества сварных соединений.

* Служба йеразрупавдего контроля создана в БЭДОлесцроме ь на ' шаотп заводах лесного машиностроения,-

Методы исследования. Данные по дефектности сварных соединений получены по результатам визуального контроля, ультразвуковой дефектоскопии а ызтаяяографаи, Анализ распределений дефектов по размерам, а также ксслэдованля выявдяемости дефектов и достоверно©^ тн методов контроля витлнешг с применением -аппарата математической статистики а ЗИЛ, При анашзе нзгруженкоотг сварных соедане- . ней использован тензокотрсчвскиЯ. мэтед определения напряжений. Кссседозаикк устаяоегвой срочности соединений яроводекы нэ свар-ш оеразпах, . ' .

Апробация. Результаты работа использованы при разработке-РД I3-II-9-85. Ссодипеичя сварки в лесозаготовительных мааин, Мзтодо контроля качества.

РД I3-II-IG-85. Ультразвуковой контроль спаркых соединений мо-галлоконсзрукций лесозаготоввтальнкх машин. РД 22-197-87. Правила зонтроля сварншс соедиионяй металлоконструкций лесозаготовительных машин.

Основана положения работа яокладывглиоь на конференции молодых учених и специалистов 1ЩИИДЭ в 1987 г. Диссертация заслужена и рекомендована к защите на каучкнх семинарах кафздры МТ—7 !«ИТУ им.К.З.Баумана и лаборатории исследовательских испытаний ШПОлр'спрока. (1990 г.).

Публикация. По материалам диссертация опубликовано три пэ-чятных работы.

Сбъпи работы. Диссертационная работа изложена кa ISG • страницах машинописного Текста, содвраит 55 рисунков , 17 таблиц а 114 литературных источников , состоят зьу«чгя, пяти разделов и выводов по работе, ■

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

3 первом. разладе проведан анализ вонсоружтивно-технол». - и- • ческях и эксплуатационных особенностей еззрних металлоконструкций лесозаготовительных машин а вибран объект исследования.

Установлено, что сварныз соединения лесозаготовительных машин имеют сходные основные конструктивно-технологические $':i;to-рн качества. Как правило, применяются низколегированные стали и полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа. Ограничены номенклатура типов соединений а диапазон толщин свариваемых здо-кднтов..

Анализ результатов эксплуатации и- ускорениях стендовых испытаний показал, что надежность металлоконструкций в основном определяется усталостными разрушениями, вызываемыми нерегулярным (случайные) нагруяеякем. Отказы по сварным. соединениям составляют на менее 75 ... 80% общего количества отказов металлоконструкций -,' а долговечность металлоконструкций, как правило, ограничивается несущей способностью соединений..

Объектом исследования внбраян наиболее характерные сваркыз ,соединения, сникеящив работаспособность металлоконструкций.

-дяя применения аппарата математической статистики выделены однородные совокупности сварных соединений- базовые партии элементов (БПЭ). Обосновано использование в качество группировоч-чых признаков типа соединения, толщины свариваемых элементов и размера кототи углового шва.

Исследовалось 30 БПЭ, в том число 7 по стыковым швам и 23 •по угловым.

Второй оазлол посвящен выбору методов неразрушающего контроля и определению малозначительных сварочных дефектов.

До последнего времени.в лесном машиностроении не нашли при-нрчонмя высокоэффективные методы неразрушающего и статистического контроля сварных соединений,' разработка которых связана с именами'К.Н. Ермолова, АД.Гурвича, Н.П.Алешина,В. Г.Цербинского, и,В.Хкмченко, С. В. Румянцева, В.Н.Волченно, Л.Н.Майорова, М.Х.Ху-санова, А.С.Боровикова, Л.С.Дзнисова и др. • . Выбор методов неразрушающэго контроля проводится на основе анализа наиболее апробированных методов с учетом конструктивных особенностей и характера дефектности типовых соединений. Предложено испольг вать комплекс методов, включающий внешний осмотр, измерения с ультразвуковую (УЗ) дефектоскопию.

УЗ-нонтрпдь сварных соединений лесозаготовительных машин осложняется толяцыаын Сб...16 мм) и наличием конструктивных непроваров.

Возможности и особенности УЗ-контроля таловых соединений оценивались на швах, часть которих после дефектоскопии вскрывалась поперечным фраверованием или изломом в направлении шва. При этом ультразвуком с выборочным вскрытием проконтролировано 783 пог.м и со сплошным вскрытием - 55 г.ог.м швов.

Получены данные по топографии внутренних дефектов и.их выязляв-тсти при УЗ-контроле. Для наиболее распространенных дефектов { непроваров) определены йорреляцаошые зависимости "глубина непровара -амплитуда УЗ-еагаала".

Введено необходимое для анализа дефектности, понятие единицы продукции. Исходя г,з возможностей УЗ-контроля, особенностей исправления дефектных швов п исследования нагруненноста соединений, длина единичного участка (элемента) выбрана равно!! 40 мм.

Очевидно, что не целесообразно проводить углубленный анализ до до^'окмм, которые редко встречаются пли не оказывают существенного влияния кя усталостную прочность соединений.

Контроль сОЕдакэглй вкешпм ос-.к?трок (проконтролировано 37485 элементов), УЗ-дс^ектоскоппеН (68!е алементов). гсзратгеи (2010

элементов) позволил полупить значения дачей дефектности Ср (отношение числа дефектных алемэнтов Пд к с&цему числу проконтролированных элементов П ) по сварочным дефектам б металлоконструкциях производства основных заводов лесного машиностроения.

Установлено, что технологии сзгэ яопрэвары в угловых швах, пори и ¡маковые включения встречаются достаточно редко ( О, = = 0,1 ... 5,555). Прячем достигнутые значения долей дефектности не превышают 0,3$. Кроме того, известно, что шлаковые включения (з том числе и вденсдався максимально возможные в сва^ них соединениях металлоконструкций лесозаготовительных машин размеры) я поры ие оказывают влияния на усталостную прочность.

Сладоштг'льно, углубленный анализ во данаш дефектам не целесообразен.

В .тоат^вм разделе приведены исследования непровароз В' стыковых квах в подрезов.

Для обоснования технологических требований к Ни^г.-лм доаустн-мцх дефектов опопвно впшшаз на частоту появления дефектов я ах распределение по размерам таких конструктивно-технологических факторов, гак завод-азготовагага, тип соединения, толщина хз (для утло вше ивов) паджовпе свариваемых элементов в процессе сварки - в угол и в лодочку.

Установлено, что денные фэкторы (кроме "положение сваривае-мнх элементов") оказывают существенное влияние на вероятность появления дефектов. Доля дефектности мокет меняться от 1,5 " до 30 раз.

Выявлено, что распределения глубин подрезов не противоречат яри уровне значимости = 0,С5 экспоненциально:^ распределению. Распределение глубин непровароз в односторонних соединениях, сваренных <3аз разделки кромок, может быть описано нормальным, в односторонних соединениях, сваренных с разделкой кромок, - логарифмически нормальным я в двухсторонних соединениях, сварешшх без разделки кромок,- Войбудловским законами (при = 0,05).

Оценено влияние конструктивно-технологических факторов на параметры распределений. . .

.. ' Исследованиям усталостной црочвости различных типов соединений к влиянию на нее сварочных дефектов посвящены работы советс-

- KMX (Г.А.Николаев, С.АДуркин, В.А.Винокуров, И.И.Макаров, В.К.Труфяков, В.Ф.Лукьянов, Л.Ю.Радчонко и др.) и зарубежных . ученых (Харрисон, Смат, Монзе, Саксана, Оичвда, Бено, Рольф и др.).

Как показал анализ, в литературе отсутствуют данные по усталостной прочности односторонних тавровых соединений, озаренных без разделки кромок (соединения типа TI по ТОСТ 14771-76), в ■ условиях действия предельных остаточных напряжений. Характеристики их усталостной прочности были получены в результате усталостных испытаний образцов, проведенных в соответствии с РД 50-551-85.

Д/Тя оценки опасности дефектов была использована методика, разработанная под руководством В.Л.Винокурова и использующая аппарат ;:..не£ной механики разрушения.

Зависимость предела выносливости <^)яд от глубины дефекта h определялась по форлуле: • ^

A bKtha(f-R) _ '

где A^thu- размах порогового коэффициента интенсивности напряжений при отаулэвом цикле нагружения; R - характеристика цикла (с учетом остаточных напряжений); / - численный коэффициент, полученный из экспершен -

тальных данных; С - численный коэффициент, значение которого зависит от форма и расположения дефекта по отношению к силово-. му потоку.

Разброс значений предела выносливости определялся на основе

разброса значений коэффициента интенсивности, т.е. S ((5«^ )= = у] .

Зависимости Q-fd = г ( /? ) определены для всех базовых партий элементов с учетом предельных остаточных напряжений.

Четвертый раздел посвящен разработке норм допустимых дефектов.

При обосновании норм допустимых дефектов целесообразно ораен- . „ тироваться на достигнутый уровень качестаа и использовать предложенные В.Н.Волчешю вероятностные модели, позволяющие выбирать нормативные раачеры Ау дефектов на основе пороговых размеров An , вероятность влияния которых на прочность 0,5.

При этом для опенки норм используют понлтея ах запасов по разгару /?л- и по вероятности ^sej : •

6 ■

?гер = Ч>»/У*.

где а - соответственно вероятность появления из общего г числа дефектных элементов элементов, ; гащих

дефекты раздари.::!, превышающими Л* п Ьп 5 Ч^м и ЧЖ ~ соответствэнно Еорояткость потери работоспособности ниже нормативного уровня из-за наличия дефектов размером Л" и , Пред^окено использовать показатели, которые напрямую связаны с интересами потребителя (вероятность потери работоспособности) и производителя (доля брака при изготовлении). Вероятность потери работоспособности

/7 из-за наличия дефектов' определяется по формуле . .

■ Ожидаемая доля брака" 6 рассчитывается Выбраны нормативные оначэния П а б '•

Пн = ю-5... Ю-2, 5н = 3 х 10~3 ... Ю"2.

Для повышения экономичности сварочного производства требования к качеству соединений дифференцированы в зависимости от показателя (ЭжЬ (амплитуда симметричного цикла, дающего на базе 2хЮ6 циклов.такую же повреждаемость , что и реальный спектр нагружения за ресурс металлоконструкции).

Введены категории: первая (¿)зкЬ ^ 60 Ша, вторая 60 !'Ла > 40 Ша, третья 40 ГШа * <Ээ*6 > 20 Ша. четвертая^)Г.ИТа. Данные нормативные уровни нагруженности реализуют удобные для выбора нормативных размеров Ьн дефектов пороговые размеры Ья

- Тазработаяная методика позволяет выбрать нормативный размер дефекта на основе порогового размера А? с учетом рекомендуемых запасов норм и.при необходимости скорректировать зкачопио по результатам оценка вероятности потерн элементом работоспособ-

7

ностл /7 s эксплуатации и ожидаемой доли брака 6 при. его изготовлении (рас.I). При этом пороговый размер Ьп дефекта определяется видом дефекта, толщиной свариваемых элементов и типом и категорией соединения, ■ , ■ . .

При нормировании допустимости пор и шлаковых вхшшений ко- -пользована технологическую вероятностная модель,'-дозволяющая оценить озидаелув долю брака Ь при.изготовлении соединения. Выбор допустимых дефектов произволен с учетом возмодюстеЕ УЗ-контрсля в требований к товарному виду продукции, (рис.2). Принятые нормн обеспечивают приемлемую долга брака.

Для металлоконструкций, по которым имеются результаты их тензометрярования и эксплуатации (или ускоренных стендовых испита...:й), разработан метод^опасноста сварочных дефектов, ис-пользувдай эти данные. Предложенная эксплуатационная модель ■ (рис.3) но рассматривает зависимость "усталостная прочность -размер дофакта", ё базируется на использовании информация о .размерах ( bi ) дефектов в соодикенаях, испытавших нагруленяоетъ (<Оэ,:Ь I ) в неразрушиваихся. Пзросечениэ нормативного уровня нехруженнс ¿widwe правой границей поля, полученного нанееэни-е.. на плоскость точек с координатами (<5определяет критическое значение дефекта, Лри^? можпо предположить, что сварное соединение не разрушится при . Для получения консервативно.-. оцеши. Ьн оч крайних правых точек поля откладывают зону,определяемую разбросом ±2 S (.0-/&),

Как показали эксперимента, при использовании денного метода нормативный размер /?« дефекта шкет бать существенно увеличен без ущерба для надэжкоста металлоконструкции.

Пятий раздел посвящен оценке достоверности УЗ-кэктроля и внедрен;© нормативов качества в методик контроля сварных соединений.

Использовалась точечная оценка достоверности контроля по альтернативному признаку.

Наиболее широко применяется показатель достоверности JXx :

Этот показатель учитывает как вероятность перабракоэкя )s таи к вероятность педобраковкз ( f ) а, следовательно, зезд-

S ' ■ '

Рис, I. Схема обоснования дояусгяиосга шдревов а кепровароэ

Рас.2» Стока обоснования допустимости пор и аяаяовах

вхгшчзний

У =бмб

/Ч/7а

Л—I

Л/ '%р

сс=Ь, мм

Рис.3. Обобщенная эксплуатационная модель обоснования норм допусататых дефектов на основе, результатов тензометрирования и эксплуатации

щает интересы как поставщика, так и потребителя. Он рекомендуется при оценке продукции среднего уровня ответственности.

При использовании показателя принимают, что ошабки, связанные с паребраяовкой и недобраковкой, равноценны (критерий идеального наблюдателя). На практике же кадобраковка з стоимостном ' выражения, как правило, опаснее перебраковкк

Учитывая, что кахдой ошибке при оценке качества продукции можно поставить некоторую плату (пли риск), и принимая для безошибочных роиеша! эту плату равной нулю, средний риск можно вычислить но формуле

где к ^р - соответственно плата за леребраковиу и недобра-

Брп проведонгл контроля следует отдать предпочтение такому бракозочно^-у уровни, при котором средний риск будет минимален.

соответствует критерию г^пкикуга среднего риска, который яв-л::ятсл более обсхк по отношен:® к критерию ■ идеального наблюдате-л':. Рсл:: кедобрзновка опаснее перебракогка в V раз в сголго-егкегл ецг2:>пп;::'. , то оптдху*: будет соответствовать млкигалыюглу

ковку.

и

(критерий Байеса).

Для использования критериев минимума среднего риска и Еэй-вса необходимо установить стоимость ошибок, что достаточно сложно (а иногда дом недобраковки и невозможно). Поэтому в во-которых случаях выдвигают задачу, чтобы ft не превосходила некоторого значения Д . Это критерий Неймана-Пирсона, Однако для оценки качества продукции среднего уровня ответственности подход недостаточно корректен, так как не учитывает перебраковку.

Так как недобракоззка оласяео перебраяозки, можно сделать вывод, что показатель /2.г достаточно хорошо защищает интересы поставщика и в неполной мера - потребителя. Учитывая это, предлагается совместно с пока за татем Дг использовать показатель /2Й , который учитывает только недобраковку; Др- f - ft •

Теоретически исследованы я экспериментально установлены зависимости показателей достоверности я от величин браковочных уровней^«?? а?,шлиг/д ультразвуковых сигналов дяя раатлчшх нормативно-допустимых размеров дефектов и типов соединений. В рз-зультате определены величины обеспечивающие практически максимальные значения как показателя , гак и показателя/?^ .

- При выборе браковочных уровней для УЗ-кон:роля стыковых швоп исследовали соединения, сваренные с соблшениек штатной технологии, Выбор осуществляли по зависимостям "браковочный уровень Аф -достоверность^ ( Др )" (ряс.4.), которые были получены на основе корреляционных связей "амплитуда УЗ-сигнала А - раз-мэр дефекта h " и принятых нормативных размеров Им дефектов.

Обосновано применение для выявления мелких дефектов в двухсторонних стыковых соединениях зеркально-теневого метода УЗ-нонтроля.

Так кг ' в угловых швах внутренние дефекты встречаются значительно peso, выбор браковочных уровней дяя их контроля осуществлялся в два этапа . На первом этапе по результатам УЗ-коптроля и сплошного, вскрытия соединений, которые бнлг сварены с применением технологии, обеспечивающей поваленное содержание дефектов, определялась минимальная A mm из амплитуд, соотввтствупзих выявлениям дефектам. На втором этапе ультразвуком контролировалась соединения, сваренные по штатной технологии,и производилось вскрятие элементов, в которнх били "зарегистрированы эхо-сишзды с амплитудами А ■> Ат;п, Выбор браковочных уровней производ-гти го

Г г L А.

Дг,% то

6/7.3 - V р-55'

П — /9Т

«

$ 90

| Л

? ю

V)

^ £0

/ .V Ч ^ V ..5

V 41 V ^

^ Лл% кю

О)

4 в гг /<® о

брОАсбо^на/и ¡/¿оаеиъ

6/7Э-? I

в а /о га

\П-80 «3 Д0%

4=5МГи,

ДеХ

£0

¿0 ТО 60

V ,

Г2 /а О 4

&ЛЭ-Г

<у /г /в го

ч у

V.»

-л? -л? -л? 0

£ ''2 -га 4А

Рис';4г-«Взгаотае браковочного уровня Аф. на показатели достоверности Ма ViM.fi УЗ-контроля зхо-метояом односторонних (а) и двухсторонних (б) соедр^ний

к зеркально-тоневым методом двухсторонних (в соединений

зависимостям "браковочный уровень АгР - достоверность/?* ( Да )*, которые были получоны на основе гистограмм распределений амплитуд эхо- сигналов для бездефектных п дефектных олемоктов (рис.5).

№ 40 30 20 10

30 ¿0 10

ё

Л?

37

¡Г

АЛХ

¿г

2П= ИТ

I

$

II1

Й.дб

Я)

80 70

/

'■К<}1 фэо - М»и

ДчЧ' р

и^й

Л 26 Л ¿6 40 Д^дй 6

32 36 10

з

а, г б

Рис.5. Гистограммы распределения амплитуд эхо-сигналов для качественных (а) и дефектных (б) мвов и влияние браковочного уровня /1&на показатели достоверности Дг. и Др УЗ-контроля односторонних ТПВ-' ровых соединений (в)

Принятые браковочные уровни позволяют проводить 73-контроль с высокой достоверностью как стыковых, так и угловых оюв^ Значения показателей достоверности^?/- и Да лежат э диапазона 66»«.99/"о»

Для внедрения методов УЗ-контроля на предприятиях отрасли з ЦШШЭ бшш организованы курсы подготовки дефектескопгстоа. Слух-ба неразрутапцего контроля создана в КПОлеспрсмэ и кз ^естг эаьс-

дах лесного машиностроения.

Внедрение' новых нормативов ка-истаа, УЗ-до^зктоскоппн и элементов управления качество:,; сварки ргзволаяо существенно повысить качество сварных соединении.

По некоторым заводам доля дефектности О и доля брака б' снизились от 2 до 50 раз.

' Как показали ускоренные всштаккя, в результате позюазаия качества сварных швов, долговечность мэталлояонструкик£ возросла в три в более раз.

СЩ1Е клюда II РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Копт-роль качостза сварних соединений к анализ результатов их испытаний показана, что качестве авов не обеспечивает требуемую долговочлосгь кэтадлоконсгрукций лесозаготовительных машин. Уцерб от недостаточной долговечности соэданонай составляет по отросли миллионы рублей. Например, в 198? году удерб превысил 15 илк,рублей.

Установлено, что низкое качество сварки во многом опроде-ляется отсутетвком физических методов контроля и обоснованных норм дефектности , учитывающих конструктивно-технологические . особенности сварннх соединений металлоконструкций.

2. Определены тазовые сварные соединения металлоконструкций, При выборе типовых соединений учитывались конструктивно-технологические особенности основных лесозаготовительных ыашш и результаты их испытаний к эксплуатации. Проанализировано более 60 разрушений сварных соединений.

3. Установлено, что для неразрушаэдато контроля сварных соединений металлоконструкций необходимо использовать комплекс ■ катодов, Бклшакцнй внешни оскотр, измерения и ультра звуковую дефектоскопию. Выбор методов проводился на основе анализа 1-е-иболее апробированных методов неразрушащэго контроля с учетом конструктивных особенностей 2 характера дефектности типовых

' сварных соединений металлоконструкций,

4. По результатам дефектоскопии и контроля вскрытием (ульт-

. рззвуном проконтролировано « 350 пог.ы в вскрытием 60 пог.м пвов)бпгявя8Ны особенности ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений метатлоконструкцпй и проведена оценка выявляемости в них непроваров, трещин, шлаковик включений к пор.

5. На основа экспериментальных асслоованлй установись:! закономерности статистических распределзнвй мубгл подрезов к непроваров для сварных соединений разншс готов, толщин и положений свариваемых элементов в процессе сварки (ïia разллчлта заводах-изготовителях).

6. IIa базе выбранных теоретических коделой и экширцменталь-. htîx исследований предпояено для оценки норм допустимых дефектов

использовать значения расчетной ожидаемой доли брака б при изготовлении сварного соединения и расчетной вероятности потери им работоспособности Л при эксплуатации.

7. Разработана методика обоснования норм допустимых дефектов сварных соединений, работающих в условиях многоииклового нагруаения, основанная на использовании аппарата линейной механики разрушения и позволяющая учесть основные конструктивно-технологические особенности соединений. Принятые нормы обаспе-чивают_высокуи надежность-соединений ( П £ 0,002) и доли брака Ь, при изготовлении нэ лрешшающув" 0,007.

8. Разработан метод опенки опасности дожитой, основании;!

на использовании информации о реальных дефектах в нэрэ&^уштзж-ся сварных соединениях, по которым имеются данные об ах нагрysen-ноети. При лршзнонаи данного метода нормы догустиьях дефектов без ущерба для надежности конструкций могут быть существен ко смягчены, .Например, для ответственного ива стрелы ЛП-ЗЗ допустимый размер' нопровара может бить увеличен более чем в 2 разг (с 0,5 до 1,2 ш).

- 9. На основа теоретических и экспериментальных исследований цредясаено для оценкп достоверности ультразвукового вд-нтроля сварных ооедшоайй нет&ллоконгтрукнии лзоозйготоват8льгшх ызуен использовать в комплексе показатель Дс , угятазавдай перобра-конзу и аг-.обраяовку с позиций■-идеал!иого неблюдахзлл,л псазэс-тель Дл , г-^хгаанв-дЗ: только яедсбраковку.

10, Устаноатеяы зависимости показателей достоверности /Хх и Др от величин браковочных уровней амплитуд ультразвуковых сигналов дая различных кормзтпвно-д>пустт.япс размеров дефектов и типов соединений, шззоляющие ЕЫбрагь браковочные уровня, сбесяечя-Еающие мзшшальнцо значения как суммарной вероятности нодсбраков-ка и перебраковкк, так я вероятности недобраковка. При этом изк-егмашшз значения показателей Дг в Да сэстаз&шт £с..-.55*.

Установлено, что для вштленгл мелких дефектов в дзухзторсн-» них стыковых соедошвнвях более предпочтителен а^катько-тзпчэо? • ' . :ö

метод ультразвукового контроля.

11. Разработана методика выбора браковочных уровней амплитуд ультразвуковых сигналов при дефектоскопии сзарнцх соединений металлоконструкций лесозаготовительных машин, позЕоляа-щая учесть основные конструктивно-технологические особенности соединений и обеспечить высокую достоверность их ультразвукового контроля.

12. Разработана методика ультразвукового контроля тавровых соединений, имеющих конструктивные непровары (соединения типов Т1 и ТЗ по ГОСТ 14771-76). Обеспечивается достовирность контроля йг » (Дгз « 99%).

13. Внедрение предложе"ных норы дефектности, дефектоскопии и элементов управления качеством сварки позволило существенно снизить уровень брака (напрамор^по стыковым соединениям примерно в 50 раз) и повысить долговечность металлоконструкций в три к более раз. •

14. На основе проведенных исследований разработано три отраслевых руководящие документа а шость заводских производственных инструкций. Ультразвуковой контроль шедрон в ВНЛОлеслромв и на шести, заводах лесного машиностроения.

15. Результаты работы внедрены на Ооломбальском машднострои-тельном заводе о экономическим эффектом 25,3 тис.рублей.

1. НевмердЕЦКий В.Н..Коновалов H.H. Наразрушающие метода контроля сварных соединений металлоконструкций лесозаготовительных машин:С'Испресс-ик^орм.ВШШИЭНтеспром.-М. ,1986,- 28 с.

2. Волченко В.Н. .Радченко Л.Коновалов H.H. Вероятностные модели опенки норм допустимости сварочных дефектов при разных шгружекиях .//Труды '.ЭТУ.-1988.-J®II. -С.I05-II9.

3. Коновалов H.H. Особенности ультразвукового контроля сварных соединений металлоконструкций лесозаготовительных машин

//Кспытанпл и надежность лесозаготовительной техники:Сб.трудов ЩИГЛЭ.-Хюти, I98S.-C.74-78.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНКЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО • В РАБОТАХ:

IG