Vodič za terenskog predradnikaneuspjeli egzotermni zavari— pet uzroka procesa, dijagnostički vodič i interaktivna dijagnostika kvara zavara koju možete pokrenuti prije nego što išta izrežete.

Prije tri tjedna, izvođač radova u Cebuu poslao mi je fotografije u 23 sata po lokalnom vremenu. Dvjesto egzotermnih spojeva izliveno je prethodnog tromjesečja na uzemljenju trafostanice od 33 kV. Puštanje u rad bilo je sljedeće jutro. Polovica spojeva izgledala je savršeno. Druga polovica imala je mikropukotine duž izlaza vodiča i mjerila su između 600 i 900 mikro-oma, u odnosu na zdravih 30 do 50 na dobroj polovici. Dobavljač - ne mi - isporučio jeprah metala za zavarivanjena brodu koji je stajao na doku u Manili tijekom tri dana kiše. Nitko nije otvorio niti jedan uložak da provjeri.

Taj poziv je razlog za ovaj članak. Nakon 17 godina strojne obradeegzotermni kalupi za zavarivanjeza inozemne kupce - i 12 godina praćenja njihovih izvješća o puštanju u pogon - prestao sam vjerovati u iznenadne kvarove. Ono što izgleda iznenadno gotovo je uvijek procesna pogreška koju nitko nije označio jer im specifikacija nije rekla da provjere. Evo što sada šaljem svakom izvođaču radova koji me nazove s "misterioznim" kvarom, redoslijedom kojim ih kroz to vodim na gradilištu.

Zašto neuspjeli termit zavar gotovo nikad ne otkazuje onako kako mislite

Prvo moram osporiti okvir, jer on oblikuje svaku odluku o rješavanju problema koju ekipa donese. Kad me izvođač radova nazove s "neuspjelim zavarivanjem", postavim jedno pitanje prije nego što postavim bilo što drugo:Je li spoj ikada prošao test otpora ili je otkazao prilikom puštanja u rad prvi put kada je izmjeren?Odgovor mijenja sve, jer spoj koji je degradirao tijekom upotrebe i spoj koji je bio neispravan od dana izlijevanja dva su potpuno različita problema s dva potpuno različita uzroka.

Prema literaturi o upravljanju starenjem zakopanih električnih spojeva na koju se pozivaju američke komunalne tvrtke (NUREG-1800, izvješće o generičkim naučenim lekcijama starenja koje se koristi za opravdanje desetljeća produljenja životnog vijeka postrojenja), dokumentirani mehanizmi degradacije za bilo koji zakopani spoj su termički ciklusi, omsko zagrijavanje, vibracije i korozija - a izvješće eksplicitno navodi da su to mehanizmi koji djeluju na sučelja.Egzotermno zavarivanje nema dodirnih tačaka sa starenjem., jer vodiči i rastaljeni bakar postaju jedan kontinuirani metalni komad tijekom reakcije. Dakle, kada pravilno izliveni egzotermni spoj zakaže u radu, kvar gotovo nikada nije u samom metalu zavara - kvar se nalazi u dijelu vodiča do kojeg zavar nikada nije došao ili u mikropraznini uzrokovanoj toplinskim ciklusom koju je zavar ostavio iza sebe jer je količina praha bila pogrešna na dan izlijevanja.

Kako "defekt s dana izlijevanja" zapravo izgleda prilikom forenzičkog rastavljanja

Dvjesto spojeva u Cebuu naučilo me jednom obrascu koji se održao kroz otprilike svaki višespojni kvar kroz koji sam hodao od tada. Kada prerežemo slomljeni spoj i ispoliramo presjek, vidimo jednu od pet ponavljajućih mikrostruktura, a svaka se jasno preslikava na jedan od pet uzroka procesa u ostatku ovog članka:

• Rupice su se skupile blizu površine vodiča.Para od zarobljene vlage - najčešće mokri prah, ponekad vlažni vodič, povremeno kondenzat u hladnom kalupu.
• Oksidna laminacija paralelna s osi vodiča.Kontaminacija između vodiča i metala zavara - ulje s otiska prsta, preostali oksid s loše očišćenog kabela ili film odvajača s kalupa koji nikada nije prethodno zagrijan.
• Nedovoljno ispunjena šupljina s izbočenom površinom kuglice.Grafitni kalup istrošen nakon isteka ciklusa ili punjenje baruta premalo za presjek vodiča koji je kalup trebao ispuniti.
• Hladno zatvorena linija gdje se dva metalna fronta nisu spojila.Vrijeme paljenja nije bilo točno za temperaturu kalupa - gotovo uvijek zato što je posada pokušavala zapaliti kalup izravno iz klimatizirane trgovine u hladno jutro.
• Zavarena perla spojena samo na jedan od dva vodiča u križnom spoju.Neusklađenost kalupa prilikom zatvaranja ili se disk praha pomaknuo s otvora za ispuštanje tijekom paljenja.

Nakon što naučite čitati ovih pet mikrostruktura, razgovor o rješavanju problema prestaje biti nagađanje. Ostatak ovog vodiča vodi svaki uzrok redoslijedom kojim bih istraživao na licu mjesta, s korakom provjere koji to dokazuje prije nego što izrežete i jedan spoj.

Je li vlaga pravi krivac kada termit zavar ne uspije?

Vlaga je uzrok kvara koji navodim jer je najčešći i najpopustljiviji izgovor. Rastaljeni bakar iz egzotermne reakcije ima temperaturu od otprilike 1083 °C - talište bakra - i u trenutku kada se susretne s vodom, ta voda brzo vrije u paru i širi se otprilike 1700 puta u volumenu. Para se probija natrag kroz još uvijek rastaljeni metal zavara, ostavlja trag pukotina, a spoj je oštećen prije nego što se uopće ohladi.OSHA-ine istrage incidenata vezanih uz operacije termičkog zavarivanja, ovaj pojedinačni mehanizam uzrokovao je više ozljeda od paljenja i opeklina posade nego bilo koja druga egzotermna procesna greška.

Razlog zašto ovo tako tiho ne uspijeva je taj što vlaga ima tri skrovišta, a samo jedno od njih je očito.

• Mokri prah.Najčešći uzrok kvarova u rasutom stanju. Prah se isporučuje u zatvorenim limenkama s razlogom - nakon što se limenka otvori, sadržaj je higroskopan i upit će okolnu vlagu u obalnim klimama unutar nekoliko sati. Uložak koji "izgleda suho" nije suh.
• Vlažni vodiči.Bakrena žica i čelik obložen bakrom zadržavaju vlagu u međuprostorima žica. Kabel koji je bio pohranjen nepokriven na gradilištu tijekom kiše vlažan je iznutra čak i ako izvana izgleda suho, a površina osušena plamenikom ponovno će upiti vlagu u roku od nekoliko minuta na vlažnom zraku.
• Kondenzacija u hladnom kalupu.Grafitni kalup izvučen iz klimatiziranog skladišta na 18 °C u jutro temperature 32 °C i vlažnosti od 85% kondenzirat će film vode na stijenci šupljine prije nego što ekipa postavi vodič na mjesto. Lijevanje zatim zarobljava taj film između stijenke kalupa i rastaljenog metala.

Obdukcija Cebua u tri retka

Spojevi u Cebuu nisu uspjeli jer je prah stajao na kišom natopljenom doku, a posada je otvorila limenke jutro izlijevanja. Ipak su upotrijebili prah jer je izgledao suho - a donja strana kuglice, na svakom neispravnom spoju, pokazivala je točno onaj uzorak nakupina pukotina koje ostavlja para uzrokovana vlagom. Provjera triju uzorka uloška s desikantom u trajanju od 20 minuta prije izlijevanja uhvatila bi cijelu seriju, a posada bi znala da ostatak treba staviti u karantenu.

Je li vaš grafitni kalup istrošen nakon što je istekao rok trajanja?

To je razlog zašto dobavljači najgore podnose situaciju, jer je način kvara nevidljiv kupcu, a broj ciklusa je nešto što zna samo dobavljač.Dokumentacija o proizvodima nVent ERICO Cadweldocjenjuje grafitne kalupe na oko 50 do 100 servisnih ciklusa, a na našoj liniji ocjenjujemo našetermitne kalupe za zavarivanjeu istih 50 do 100 ciklusa, s 80 do 100 spojeva u normalnoj terenskoj upotrebi. Nakon toga, šupljina je dovoljno erodirala da otvor za izlijevanje više ne dozira rastaljeni metal čisto u spoj.

Iskren znak istrošenog kalupa nije pukotina koju možete vidjeti - to je zavareni dio koji gubi svoj oblik jastuka i počinje se udubljivati ​​prema unutra u središtu. Novi kalup stvara zavareni dio koji se blago nadvija nad vodičem, jer punjenje praha malo prepuni šupljinu, a višak se zavari u usponski vod. Istrošeni kalup se ne ispunjava dovoljno jer se šupljina dovoljno povećala da isto punjenje praha više nema viška za nadimanje. Ekipe to kompenziraju dodavanjem praha, koji zatim pregrijava šupljinu i ubrzava trošenje - povratna sprega koja zahtijeva oko dvadeset loših izlijevanja da bi se kalup potpuno uništio.

Kako ocijeniti kalup koji niste kupili od nas

Ako ste kalupe naslijedili od drugog dobavljača, usporedite ga s poznatim dobrim kalupom iste geometrije. Grafitni kalup gubi oko 3 do 8 grama po ciklusu zbog toplinske erozije i čišćenja; kalup 50 grama ispod svoje početne težine imao je više ciklusa nego što mu dopušta nazivna težina. Drugo, pogledajte oblik zavara tijekom posljednjih pet izlijevanja - ako se bilo koje od njih udubilo prema unutra, kalup je prošao svoj ispravan vijek trajanja.IEEE standard 837-2014, kvalifikacijskog okvira za trajne uzemljene spojeve trafostanica, geometrija zavarene šupljine dio je kvalifikacijskih dokaza - dakle, istrošeni kalup nije samo rizik za kvalitetu, već i rizik za usklađenost sa standardom prema kojem je spoj specificiran.

Može li premalo punjenje baruta tiho potkopavati vaše zavare?

Prah dolazi u standardiziranim veličinama patrona s razlogom.Budući da je omjer mase praha i bakra varijabla koja određuje hoće li reakcija generirati dovoljno topline za potpuno taljenje presjeka vodiča, premala veličina uloška stvara spoj koji se izlijeva čvrsto s vanjske strane, ali je nedovoljno staljen na spoju vodiča.Perlica izgleda dobro. Otpor pokazuje istinu šest mjeseci kasnije kada se spoj zagrije pod prvom strujom kratkog spoja.

Iskrena verzija ovog neuspjeha je da ekipe ponekad zamijene manji uložak kada odgovarajuće veličine nema na zalihi, pod pretpostavkom da je „manje-više ista količina metala“. Neiskrena verzija je da će neki dobavljači prodati uložak #115 po cijeni #150 jer je u narudžbenici izvođača radova pisalo „kabel-kabel 50 mm²“ bez navođenja punog para vodiča. Oba završavaju istim spojem: prekrasnim rubom, skrivenim mikro-prazninom na vodiču i otporom koji se povećava iz godine u godinu.

Jesu li prečaci u pripremi vodiča skriveni uzrok spojeva visokog otpora?

Gledao sam kako ekipe provode dvadeset minuta čisteći vidljivi dio bakrene žice i preskaču dio koji ide unutar šupljine kalupa, jer u specifikacijama piše "očistiti do sjajnog metala" bez specificiranja kako.Budući da se veza formira na površini vodiča koja se nalazi unutar šupljine u trenutku izlijevanja, kontaminirani dio ispod šupljine stvara spoj koji je metalurški kontinuiran izvana, a oksidno laminiran iznutra.

Najčešća kontaminacija koju vidim prilikom forenzičkog rastavljanja nije prljavština - to je otisak prsta. Ekipe rukuju dijelom vodiča koji ide unutar kalupa, ostavljajući tanki uljni film s površine, a rastaljeni bakar ne može proći kroz taj film kako bi se spojio s osnovnim metalom. Rezultat je spoj s kontinuiranom oksidnom ravninom između zavara i vodiča, a oksidna ravnina je upravo ona vrsta međupovršine koju NUREG-1800 dokumentira kao put degradacije pod termičkim ciklusima.

• Koristite posebnu, oštru čeličnu četku za svaki materijal vodiča - bakar, čelik obložen bakrom i pocinčani čelik trebaju vlastitu četku.
• Očišćeni dio obrišite krpom koja ne ostavlja dlačice navlaženom izopropilnim alkoholom, a ne rukom u rukavici.
• Ponovno očistite vodič ako stoji na otvorenom zraku dulje od 15 minuta prije izlijevanja, jer svježi bakar brzo ponovno oksidira u obalnim i industrijskim okruženjima.
• Očišćeni dio držite čistim kliještima ili čistom krpom od tog mjesta nadalje - bez kontakta s kožom.

Je li vrijeme paljenja u hladnom kalupu uzrok vaših kvarova u jutarnjoj smjeni?

To je uzrok koji nitko ne navodi, jer zvuči kao pogreška operatera, a ne kao pogreška procesa. Stvarnost je takva da je egzotermna reakcija podešena na specifičnu toplinsku ovojnicu, a kalup koji je u trenutku paljenja ispod otprilike 25 °C ponaša se drugačije od onog koji je prethodno zagrijan. Početni prah se pali, fronta reakcije se širi kroz uboj, ali rastaljeni bakar gubi toplinu na hladni grafit brže nego što je reakcija može nadoknaditi, a metal doseže šupljinu vodiča ispod temperature taljenja. Kuglica se i dalje formira. Taljenje je nepotpuno.

Ovo je pretežno problem jutarnje smjene na gradilištima s umjerenom ili hladnom klimom, a pretežno problem popodnevne smjene na tropskim gradilištima gdje ekipe prethodno hlade svoje kalupe u klimatiziranom skladištu kako bi ih "sačuvale". Obje navike proizvode isti obrazac kvara: liniju hladnog zatvaranja gdje su se dva metalna fronta susrela, ali se nisu potpuno spojila, što je vidljivo na presjeku kao oštar diskontinuitet u strukturi zrna paralelno sa stijenkom šupljine.

Forenzička kontrolna lista: Što učiniti kada spoj ne uspije Puštanje u pogon

Kada spoj koji se izlijeva u jednom danu ne uspije proći puštanje u rad, provedite istragu ovim redoslijedom. Prve tri provjere traju manje od sat vremena na licu mjesta i rješavaju otprilike 80% kvarova više spojeva bez ikakvog izrezivanja.

1. Provjerite povijest serije praha.Kada je prah isporučen, kako je uskladišten i jesu li limenke otvorene prije izlijevanja? Svaki odgovor "da" ukazuje na vlagu (Uzrok 1).
2. Izvucite kalupni dnevnik.Koliko je ciklusa kalup prošao? Usporedite s nazivnom vrijednošću od 50-100 ciklusa. Svaki kalup koji prelazi svoju nazivnu vrijednost zamjenjuje se prije sljedećeg izlijevanja (Uzrok 2).
3. Provjerite veličinu praha u odnosu na raspored vodiča.Uskladite veličinu uloška na svakoj posudi s kombinacijom vodiča na spoju. Neusklađenosti se ponovno izlijevaju ispravnim uloškom (uzrok 3).
4. Pregledajte tri polomljena spoja na presjeku.Rezanje tračnom pilom i poliranje dovoljni su za identifikaciju uzoraka rupica (uzrok 1), oksidne laminacije (uzrok 4), nedovoljnog punjenja (uzroci 2 i 3) ili linija hladnog zatvaranja (uzrok 5).
5. Mapiraj greške u odnosu na slijed izlijevanja.Kvarovi grupirani na početku smjene gotovo uvijek ukazuju na uzrok 5 (hladni kalup). Kvarovi grupirani na kraju serije praha ukazuju na uzrok 1 (vlažni prah). Kvarovi se ravnomjerno rasprostiru po točki smjene na uzroke 2 ili 4.

Ako kvarovi prežive svih pet provjera, problem je gotovo sigurno okolišne prirode - kemija tla, lutajuće struje ili galvanska korozija koja pronalazi spoj koji je zavareni dio ostavio - i razgovor se mora prebaciti s procesa na dizajn. Taj razgovor je članak za sebe.

Disciplina ponovnog izlijevanja: Smanjenje troškova, a ne ponovno zavarivanje na mjestu

Nakon što spoj otkaže, jedini ispravan popravak je rezanje iza zone utjecaja topline i ponovna priprema vodiča od nule. Izlijevanje svježeg metala zavara preko otkazanog spoja neće pouzdano spojiti novi metal sa starim, jer je izvorni spoj već formirao vlastitu metalurgiju i svaka zarobljena poroznost postaje mjesto nukleacije za sljedeći kvar. Rez bi trebao biti najmanje 50 mm čistog vodiča sa svake strane izvornog spoja, novi kalup bi trebao biti unutar svog ciklusa, a serija praha treba biti iz svježe otvorene, provjereno suhe limenke.

Drugo izlijevanje je također pravo vrijeme za nadogradnju kalupa ako je kvar ukazivao na trošenje kalupa. Isporučujemo našeegzotermni kalupi za zavarivanjesa serijaliziranim zapisnikom ciklusa kako bi kupci mogli pratiti povijest svakog kalupa tijekom projekta, a isti zapisnik trebao bi putovati sa svakim kalupom koji se premješta između lokacija. Kalup koji ne možete uzeti u obzir je kalup kojem ne možete vjerovati.

Kako provjeriti svog trenutnog dobavljača bez uvrede

Većina poziva koje primam o ovoj temi ne počinje neuspjehom. Počinju s kupcem koji je upravo zamoljen da kvalificira novog dobavljača ili inženjerom koji je naslijedio proces koji nije dizajnirao i želi znati koja pitanja postaviti prije sljedećeg neuspjeha. Iskrena verzija tog razgovora je da gotovo svaki dobavljač može isporučiti kalup koji radi na dan izlijevanja. Teže pitanje je mogu li dokumentirati zašto je njihov proizvod radio i hoće li preuzeti odgovornost kada to ne uspije.

Tri pitanja razdvajaju pravog dobavljača od onog koji daje popuste u ovom specifičnom skupu problema, a ja bih svakog kupca proveo kroz njih ovim redoslijedom.

1. "Pokaži mi svoj predložak dnevnika ciklusa kalupa."Dobavljač koji prati broj ciklusa je dobavljač koji zna da se kalupi troše. Dobavljač koji to ne zna je samo jedno loše izlijevanje udaljen od toga da vaš problem postane i njihov.
2. „Kakva je sljedivost vaše serije praha?“Svaka limenka treba imati broj serije, datum proizvodnje i indikator zatvorene posude. Dobavljač koji prepakira rasuti prah u neoznačene limenke predstavlja rizik od vlage u limenci.
3. „Kakav je vaš stav o zamjeni premalih patrona?“Iskren odgovor je „odbijamo narudžbu dok ne potvrdite veličinu vodiča.“ Opasan odgovor je „možemo poslati manju kutiju već danas.“

Našu izvoznu dokumentaciju izgradili smo oko ova tri pitanja jer su to pitanja na koja se naše vlastite istrage o neuspjesima stalno vraćaju. To su ujedno i pitanja koja bih nam postavio da sam kupac.

Dijagnostika kvara zavara — Odaberite simptom koji vidite na terenu

Prije nego što izrežete jedan spoj, pokrenite ovu dijagnostiku. Odaberite simptom koji odgovara onome što zapravo vidite na licu mjesta - vizualni, električni ili vremenski obrazac - i alat ga mapira natrag u najvjerojatniji od pet gore navedenih uzroka, daje vam pouzdano očitanje i navodi neposredne korake koje treba poduzeti prije sljedećeg izlijevanja. Ovo je isto stablo odlučivanja kojim vodim kupca preko telefona kada stigne poziv o kvaru.

Često postavljana pitanja o neuspjelim egzotermnim zavarima

Jane Yang· Voditelj prodaje, Xinchang Shibang New Material Co., Ltd.
12 godina iskustva u vanjskoj trgovini gromobranskom zaštitom i uzemljenjem · 17 godina tvorničke proizvodnje iza svake preporuke.
LinkedIn · Facebook · X