Кіраўніцтва палявога брыгадзіра паняўдалыя экзатэрмічныя зварныя швы— пяць прычын працэсу, пакрокавае апісанне дыягностыкі і інтэрактыўная дыягностыка пашкоджанняў зварнога шва, якую можна выканаць перад тым, як што-небудзь выразаць.

Тры тыдні таму падрадчык з Себу даслаў мне фатаграфіі а 23:00 па мясцовым часе. У папярэднім квартале на зазямляльнай сетцы падстанцыі 33 кВ было заліта дзвесце экзатэрмічных злучэнняў. Увод у эксплуатацыю адбыўся на наступную раніцу. Палова злучэнняў выглядала ідэальна. У другой палове ўздоўж выхаду правадніка былі мікрапашкоджанні, і іх супраціўленне складала ад 600 да 900 мікраом, у той час як на другой палове яно складала ад 30 да 50 мікраом. Пастаўшчык, а не мы, паставіў...парашок зварнога металуна судне, якое стаяла на прычале Манілы падчас трохдзённага дажджу. Ніхто не адкрыў ніводнага картрыджа, каб праверыць.

Гэты званок і стаў прычынай гэтага артыкула. ​​Пасля 17 гадоў апрацоўкіэкзатэрмічныя зварачныя формыдля замежных пакупнікоў — і 12 гадоў прагляду іх справаздач аб уводзе ў эксплуатацыю — я перастаў верыць у раптоўныя збоі. Тое, што выглядае раптоўным, амаль заўсёды з'яўляецца памылкай працэсу, на якую ніхто не звяртаў увагі, таму што ў спецыфікацыі не было ўказанняў на гэта. Вось што я цяпер дасылаю кожнаму падрадчыку, які тэлефануе мне з «загадкавай» збоем, у тым парадку, у якім я апісваю гэта на аб'екце.

Чаму няўдалы тэрмітны зварны шво амаль ніколі не выходзіць з ладу так, як вы думаеце

Спачатку я мушу аспрэчыць структуру, бо яна ўплывае на кожнае рашэнне брыгады па ліквідацыі непаладак. Калі падрадчык тэлефануе мне з «няўдалай зваркай», я задаю адно пытанне, перш чым задаць што-небудзь яшчэ:Ці праходзіла гэтае злучэнне калі-небудзь выпрабаванне на супраціўленне, ці яно развалілася пры першым вымярэнні?Адказ змяняе ўсё, бо злучэнне, якое дэградавала падчас эксплуатацыі, і злучэнне, якое было дэфектным з моманту залівання, — гэта дзве зусім розныя праблемы з двума зусім рознымі першапрычынамі.

Згодна з літаратурай па кіраванні старэннем закапаных электрычных злучэнняў, на якую спасылаюцца амерыканскія камунальныя службы (NUREG-1800, справаздача аб агульных уроках старэння, якая выкарыстоўваецца для абгрунтавання дзесяцігоддзяў падаўжэння тэрміну службы электрастанцый), дакументальна задакументаванымі механізмамі дэградацыі любога закапанага злучэння з'яўляюцца тэрмічныя цыклы, омічны нагрэў, вібрацыя і карозія, і ў справаздачы выразна гаворыцца, што гэтыя механізмы ўздзейнічаюць на інтэрфейсы.экзатэрмічная зварка не мае інтэрфейсу са старэннем, таму што праваднікі і расплаўленая медзь падчас рэакцыі ператвараюцца ў адзін суцэльны металічны кавалак. Такім чынам, калі правільна залітае экзатэрмічнае злучэнне выходзіць з ладу падчас эксплуатацыі, пашкоджанне амаль ніколі не адбываецца ў самым метале шва — яно знаходзіцца ў секцыі правадніка, да якой зварны шов так і не дайшоў, або ў мікразазоры ад тэрмацыклічнай нагрузкі, які пакінуў зварны шов з-за няправільнай зарадкі парашка ў дзень залівання.

Як насамрэч выглядае «дэфект з дня залівання» пры судова-медыцынскай разборцы

Дзвесце суставаў Себу навучылі мяне адной заканамернасці, якая вытрымала прыблізна ўсе шматсустаўныя пашкоджанні, праз якія я праходзіў з таго часу. Калі мы разразаем пашкоджанае сустаўнае злучэнне і паліруем папярочны разрэз, мы бачым адну з пяці паўтаральных мікраструктур, і кожная з іх выразна адпавядае адной з пяці прычын працэсу, апісаных у астатняй частцы гэтага артыкула:

• Дыхалы сабраліся паблізу паверхні правадніка.Пара ад затрыманай вільгаці — часцей за ўсё вільготнага парашка, часам вільготнага правадніка, зрэдку кандэнсату ў халоднай форме.
• Аксідная пласцінка, паралельная восі правадніка.Забруджванне паміж правадніком і зварным металам — алей ад адбіткаў пальцаў, рэшткі аксіду ад дрэнна ачышчанага кабеля або плёнка раздзяляльнага агента з формы, якая ніколі не была папярэдне нагрэта.
• Недапоўненая поласць з выпуклай паверхняй у выглядзе шарыка.Графітавая форма, зношаная пасля заканчэння тэрміну службы, або парахавы зарад, памер якога недастаткова высокі для папярочнага сячэння правадніка, якое павінна было запоўніць заліўка.
• Халодна зачыненая лінія, дзе два металічныя франты не злучыліся.Момант запальвання быў няправільны ў залежнасці ад тэмпературы формы — амаль заўсёды таму, што брыгада спрабавала запаліць форму прама з кандыцыянаванага сховішча халоднай раніцай.
• Зварны шов, звязаны толькі з адным з двух праваднікоў у скрыжаванні.Няправільнае сумяшчэнне формы пры закрыцці або зрушэнне дыска з парашком з адтуліны для выпуску парашка падчас запальвання.

Як толькі вы навучыцеся чытаць гэтыя пяць мікраструктур, размова аб пошуку і ліквідацыі непаладак перастане быць простай. У астатняй частцы гэтага кіраўніцтва кожная прычына разглядаецца ў тым парадку, у якім я б даследаваў яе на месцы, з этапам праверкі, які даказвае яе, перш чым выразаць хоць адзін стык.

Ці з'яўляецца вільгаць сапраўднай прычынай няўдачы тэрмітнага зварвання?

Вільготнасць — гэта прычына няспраўнасці, якую я называю ў першую чаргу, таму што яна найбольш распаўсюджаная і самая паблажлівая. Расплаўленая медзь у выніку экзатэрмічнай рэакцыі мае тэмпературу прыкладна 1083 °C — тэмпературу плаўлення медзі — і ў момант сустрэчы з вадой гэтая вада імгненна закіпае, ператвараючыся ў пару і пашыраючыся прыкладна ў 1700 разоў у аб'ёме. Пара прабіваецца назад праз усё яшчэ расплаўлены метал шва, пакідаючы след адтулін, і злучэнне пашкоджваецца, перш чым яно астыне.Расследаванні OSHA інцыдэнтаў, звязаных з тэрмітнай зваркайГэты адзіны механізм выклікаў больш траўмаў ад узгарання і апёкаў экіпажа, чым любая іншая экзатэрмічная памылка працэсу.

Прычына, па якой гэта так ціха не атрымліваецца, заключаецца ў тым, што вільгаць мае тры схованкі, і толькі адна з іх відавочная.

• Вільготны парашок.Найбольш распаўсюджаная прычына няўдач пры буйных пастаўках. Парашок перавозіцца ў герметычных слоіках нездарма — пасля адкрыцця слоіка змесціва гіграскапічнае і на працягу некалькіх гадзін паглынае вільгаць навакольнага асяроддзя ў прыбярэжным клімаце. Картрыдж, які «выглядае сухім», не з'яўляецца сухім.
• Вільготныя праваднікі.Медная нітка і сталёвая нітка, плакаваная меддзю, утрымліваюць вільгаць у прамежках паміж ніткамі. Кабель, які захоўваўся на будаўнічай пляцоўцы без пакрыцця падчас дажджу, застаецца вільготным знутры, нават калі звонку выглядае сухім, а высушаная гарэлкай паверхня зноў убярэ вільгаць на працягу некалькіх хвілін у вільготным паветры.
• Кандэнсацыя халоднай формы.Графітавая форма, вынятая з кандыцыянаванага склада пры тэмпературы 18°C ​​у раніцу пры тэмпературы 32°C і вільготнасці 85%, кандэнсуе плёнку вады на сценцы сваёй паражніны, перш чым брыгада ўсталюе праваднік. Затым заліўка захоплівае гэтую плёнку паміж сценкай формы і расплаўленым металам.

Пасмяротнае расследаванне Себу ў трох радках

Суставы ў Себу не спраўляліся з працай, бо порах ляжаў на мокрым ад дажджу доку, і брыгада адкрыла слоікі раніцай у дзень залівання. Яны ўсё роўна выкарысталі порах, бо ён выглядаў сухім, а ніжні бок шарыка на кожным разбітым суставе паказваў ідэнтычны малюнак кластарных адтулін, якія пакідае пасля сябе пара ад вільгаці. 20-хвілінная праверка трох картрыджаў з узорамі асушальніка перад заліваннем дазволіла б выявіць усю партыю, і брыгада ведала б, што астатнія трэба змясціць у каранцін.

Ці скончыўся тэрмін службы вашай графітавай формы?

Менавіта з гэтай прычыны пастаўшчыкі спраўляюцца найгорш, бо тып адмовы нябачны для пакупніка, а колькасць цыклаў ведае толькі пастаўшчык.Літаратура па прадуктах Cadweld ад nVent ERICOацэньвае тэрмін службы графітавых формаў прыкладна ў 50-100 цыклаў, і на нашай лініі мы ацэньваем нашытэрмітныя зварачныя формыпры тых жа 50-100 цыклах, з 80-100 злучэннямі ў звычайных палявых умовах выкарыстання. Пасля гэтага поласць настолькі разбураецца, што адтуліна для расплаўленага металу больш не дазваляе акуратна паступаць у злучэнне.

Шчырым сігналам зношанай формы з'яўляецца не расколіна, якую вы бачыце, а зварны шво, які губляе сваю падушкападобную форму і пачынае выгінацца ўнутр у цэнтры. Новая форма ўтварае шво, які плаўна ўзвышаецца над правадніком, таму што загрузка парашка злёгку перапаўняе поласць, і лішак прыварваецца да стояка. Зношаная форма недапаўняецца, таму што поласць павялічылася настолькі, што тая ж загрузка парашка больш не мае лішку для ўзвышання. Брыгады кампенсуюць гэта, дадаючы парашок, які затым перагравае поласць і паскарае знос — цыкл зваротнай сувязі, які патрабуе каля дваццаці няўдалых заліўак, каб цалкам разбурыць форму.

Як ацаніць форму, якую вы купілі не ў нас

Калі вы атрымалі формы ў спадчыну ад іншага пастаўшчыка, узважце яе ў параўнанні з заведама добрай формай такой жа геаметрыі. Графітавая форма губляе каля 3-8 грамаў за цыкл з-за тэрмічнай эрозіі і ачысткі; форма, вага якой на 50 грамаў меншая за пачатковую, прайшла больш цыклаў, чым дазваляе яе намінальная вагу. Па-другое, звярніце ўвагу на форму зварнога шва падчас апошніх пяці залівак — калі якая-небудзь з іх прагнулася ўнутр, форма ўжо выкарыстала свой тэрмін службы.Стандарт IEEE 837-2014, кваліфікацыйнай структуры для пастаянных зазямляльных злучэнняў падстанцый, геаметрыя зварной паражніны з'яўляецца часткай кваліфікацыйных доказаў, таму зношаная форма — гэта не проста рызыка якасці, гэта рызыка адпаведнасці стандарту, якому было адпавядаць злучэнне.

Ці можа заніжаны зарад пораху ціха пашкодзіць вашы зварныя швы?

Парашок выпускаецца ў стандартызаваных картрыджах нездарма.Паколькі суадносіны масы парашка да масы медзі з'яўляецца зменнай, якая вызначае, ці выпрацоўвае рэакцыя дастаткова цяпла для поўнага плаўлення папярочнага сячэння правадніка, меншы памер картрыджа стварае злучэнне, якое заліваецца цвёрда звонку, але недастаткова сплаўлена на мяжы правадніка.Пацерка выглядае нармальна. Супраціўленне пакажа праўду праз шэсць месяцаў, калі злучэнне нагрэецца пад першым токам кароткага замыкання.

Шчыра кажучы, брыгады часам замяняюць картрыдж меншага памеру, калі патрэбнага памеру няма на складзе, мяркуючы, што «прыкладна такая ж колькасць металу». Няшчыра кажучы, некаторыя пастаўшчыкі прадаюць картрыдж № 115 па цане № 150, таму што ў бланке замовы падрадчыка было пазначана «перасек кабеля 50 мм²», не ўказваючы поўную пару праваднікоў. Абодва заканчваюцца аднолькавым злучэннем: прыгожым шчылінападобным злучэннем, схаваным мікразазорам у правадніку і супраціўленнем, якое павялічваецца з года ў год.

Ці з'яўляюцца кароткія этапы падрыхтоўкі праваднікоў схаванай прычынай высокасупраціўных злучэнняў?

Я назіраў, як брыгады трацілі дваццаць хвілін на ачыстку бачнай часткі меднай ніткі і прапускалі ўчастак, які ідзе ўнутр формы, таму што ў тэхнічным пашпарце напісана «ачысціць да бліскучага металу», не ўдакладняючы, як менавіта.Паколькі ў момант залівання сувязь утвараецца на паверхні правадніка, якая знаходзіцца ўнутры паражніны, забруджаная частка пад паражніной стварае злучэнне, якое з'яўляецца металургічна бесперапынным звонку і пакрытым аксідам знутры.

Найбольш распаўсюджанае забруджванне, якое я бачу пры судова-медыцынскай разборцы, — гэта не бруд, а адбіткі пальцаў. Брыгады апрацоўваюць секцыю правадніка, якая ўваходзіць унутр формы, пакідаючы тонкую алейную плёнку са сваёй скуры, і расплаўленая медзь не можа прамакнуць праз гэтую плёнку, каб зліцца з асноўным металам. У выніку атрымліваецца злучэнне з суцэльнай аксіднай плоскасцю паміж зварным металам і правадніком, і аксідная плоскасць — гэта менавіта той тып інтэрфейсу, які NUREG-1800 дакументуе як шлях дэградацыі пры тэрмічным цыклічным уздзеянні.

• Выкарыстоўвайце спецыяльную вострую сталёвую шчотку для кожнага матэрыялу правадніка — для медзі, сталі з медным пакрыццём і ацынкаванай сталі патрэбна свая шчотка.
• Працірайце ачышчаную частку тканінай без ворса, змочанай ізапрапілавым спіртам, а не рукой у пальчатцы.
• Калі праваднік знаходзіўся на адкрытым паветры больш за 15 хвілін перад заліваннем, яго трэба паўторна ачысціць, бо свежая медзь хутка акісляецца ў прыбярэжных і прамысловых умовах.
• З гэтага моманту прытрымлівайце ачышчаны ўчастак чыстымі абцугамі або чыстай тканінай — не дакранайцеся да скуры.

Ці з'яўляецца апярэджванне запальвання халоднай формы прычынай паломак падчас ранішняй змены?

Гэта прычына, якую ніхто не апісвае, бо гэта гучыць хутчэй як памылка аператара, чым памылка працэсу. Рэальнасць такая, што экзатэрмічная рэакцыя настроена на пэўны цеплавы дыяпазон, і форма, тэмпература якой у момант запальвання складае ніжэй за прыкладна 25 °C, паводзіць сябе інакш, чым тая, якая была папярэдне разагрэта. Зыходны парашок запальваецца, фронт рэакцыі распаўсюджваецца праз заліў, але расплаўленая медзь губляе цяпло халоднаму графіту хутчэй, чым рэакцыя можа яго аднавіць, і метал дасягае паражніны правадніка пры тэмпературы ніжэй за тэмпературу плаўлення. Шарык усё роўна ўтвараецца. Плаўленне няпоўнае.

Гэта пераважна праблема ранішніх змен на аб'ектах з умераным або халодным кліматам, і пераважна дзённых змен на трапічных аб'ектах, дзе брыгады папярэдне астуджаюць свае формы ў кандыцыянерах, каб «закансерваваць» іх. Абодва гэтыя працэсы прыводзяць да адной і той жа схемы разбурэння: лінія халоднага закрыцця, дзе два металічныя фронты сустракаюцца, але не цалкам зліваюцца, што бачна на папярочным разрэзе як рэзкі разрыў у структуры зярнят, паралельны сценцы паражніны.

Судова-медыцынскі кантрольны спіс: што рабіць, калі злучэнне не працуе. Увод у эксплуатацыю.

Калі заліўное злучэнне не праходзіць увод у эксплуатацыю, правядзіце абследаванне ў наступным парадку. Першыя тры праверкі займаюць менш за гадзіну на месцы і вырашаюць прыкладна 80% паломак некалькіх стыкаў без якіх-небудзь выдаленняў.

1. Праверце гісторыю партыі парашка.Калі быў дастаўлены парашок, як ён захоўваўся і ці былі адкрыты якія-небудзь слоікі перад засыпаннем? Любы адказ «так» сведчыць аб вільгаці (прычына 1).
2. Выцягніце бярвёны формы.Колькі цыклаў вытрымала форма? Параўнайце з намінальным тэрмінам 50–100 цыклаў. Любая форма, якая перавысіла гэты тэрмін, замяняецца перад наступнай заліўкай (Прычына 2).
3. Праверце памер парашка ў адпаведнасці з графікам правадніка.Памер картрыджа на кожнай бляшанцы павінен адпавядаць камбінацыі праваднікоў на злучэнні. Несупадзенні будуць выпраўлены правільным картрыджам (Прычына 3).
4. Праверце тры пашкоджаныя злучэнні ў папярочным разрэзе.Разрэзу стужкай пілы і паліроўкі дастаткова, каб выявіць структуры адтулін ад выхлапных газаў (прычына 1), аксідную слаістасць (прычына 4), недастатковае запаўненне (прычыны 2 і 3) або лініі халоднага закрыцця (прычына 5).
5. Адлюстраваць памылкі ў паслядоўнасці залівання.Адмовы, якія сабраліся ў пачатку змены, амаль заўсёды паказваюць на прычыну 5 (халодная форма). Адмовы, якія сабраліся ў канцы партыі парашка, паказваюць на прычыну 1 (вільготны парашок). Адмовы раўнамерна размеркаваны па ўсёй кропцы змены па прычынах 2 або 4.

Калі паломкі вытрымліваюць усе пяць праверак, праблема амаль напэўна звязана з навакольным асяроддзем — хімічным складам глебы, блукаючымі токамі або гальванічнай карозіяй, якая знаходзіць паверхню злучэння, пакінутую зварным швом — і размова павінна пераключыцца з працэсу на праектаванне. Гэтая размова — асобны артыкул.

Дысцыпліна паўторнай заліўкі: скарачэнне выдаткаў, а не паўторная зварка на месцы

Пасля разбурэння злучэння адзіны правільны рамонт — гэта абрэзаць шво за межы зоны цеплавога ўздзеяння і падрыхтаваць праваднік з нуля. Заліванне свежага зварнога металу на разбуранае злучэнне не забяспечвае надзейнага злучэння новага металу са старым, таму што першапачатковая паверхня ўжо сфармавала ўласную металургію, і любая затрыманая порыстасць становіцца месцам зародкаўтварэння для наступнага разбурэння. Абрэз павінен складаць не менш за 50 мм чыстага правадніка з кожнага боку першапачатковага злучэння, новая форма павінна знаходзіцца ў межах свайго цыклу, а партыя парашка павінна быць са свежаадкрытай, праверанай сухой банкі.

Другая заліўка — гэта таксама падыходны час для мадэрнізацыі формы, калі паломка сведчыць аб яе зносе. Мы адпраўляем нашыэкзатэрмічныя зварачныя формыз серыялізаваным журналам цыклаў, каб пакупнікі маглі адсочваць гісторыю кожнай формы на працягу праекта, і той жа журнал павінен перадавацца з любой формай, якая перамяшчаецца паміж пляцоўкамі. Форма, якую вы не можаце ўлічыць, — гэта форма, якой вы не можаце давяраць.

Як праверыць бягучага пастаўшчыка, нікога не абражаючы

Большасць званкоў, якія я прымаю па гэтай тэме, пачынаюцца не з няўдачы. Яны пачынаюцца з пакупніка, якога толькі што папрасілі кваліфікаваць новага пастаўшчыка, або інжынера, які атрымаў у спадчыну працэс, які не распрацоўваў, і хоча ведаць, якія пытанні задаць перад наступнай няўдачай. Шчыра кажучы, амаль кожны пастаўшчык можа адправіць форму, якая працуе ў дзень залівання. Больш складанае пытанне — ці могуць яны дакументальна пацвердзіць, чаму іх прадукт спрацаваў, і ці будуць яны адказваць на пытанне, калі гэта не атрымаецца.

У гэтым канкрэтным наборы праблем сапраўднага пастаўшчыка ад пастаўшчыка зніжак адрозніваюць тры пытанні, і я б расказаў пра іх кожнаму пакупніку ў такім парадку.

1. «Пакажыце мне шаблон журнала цыклу прэс-формы».Пастаўшчык, які адсочвае колькасць цыклаў, ведае, што формы зношваюцца. Пастаўшчык, які гэтага не робіць, знаходзіцца ўсяго ў адным дрэнным месцы ад таго, каб ваша праблема стала яго праблемай.
2. «Якая сістэма адсочвання вашай партыі парашка?»На кожнай бляшанцы павінен быць нумар партыі, дата вырабу і індыкатар герметычнасці. Пастаўшчык, які перапакоўвае сыпкі парашок у немаркіраваныя бляшанкі, уяўляе рызыку траплення вільгаці ў бляшанку.
3. «Якая ваша пазіцыя адносна замены малакаліберных патронаў?»Шчыры адказ — «мы адмаўляемся ад замовы, пакуль вы не пацвердзіце памер правадніка». Небяспечны адказ — «мы можам адправіць меншы кантэйнер сёння».

Мы пабудавалі нашу экспартную дакументацыю вакол гэтых трох пытанняў, таму што менавіта да іх пастаянна вяртаюцца нашы ўласныя расследаванні няўдач. Гэта таксама пытанні, якія я б нам задаў, калі б быў пакупніком.

Дыягностыка пашкоджанняў зварных швоў — выберыце сімптом, які вы бачыце ў палявых умовах

Перш чым выразаць асобнае злучэнне, правядзіце гэтую дыягностыку. Выберыце сімптом, які адпавядае таму, што вы бачыце на месцы — візуальны, электрычны або часовы — і інструмент супаставіць яго з найбольш верагоднай з пяці вышэйзгаданых прычын, дасць вам упэўненыя паказанні і пералічыць неадкладныя крокі, якія трэба зрабіць перад наступнай заліўкай. Гэта тое ж дрэва рашэнняў, па якім я вяду пакупніка па тэлефоне, калі паступае званок аб няспраўнасці.

Часта задаваныя пытанні аб няўдалых экзатэрмічных зварных швах

Джэйн Ян· Кіраўнік па продажах, Xinchang Shibang New Material Co., Ltd.
12 гадоў вопыту ў знешнім гандлі маланкааховай і зазямленнем · 17 гадоў заводскай вытворчасці за кожнай рэкамендацыяй.
LinkedIn · Фэйсбук · X