Terepi művezetői útmutatósikertelen exoterm hegesztések– az öt folyamat okozta hiba, a diagnosztikai végigjátszás és egy interaktív hegesztési hibadiagnosztika, amelyet lefuttathat, mielőtt bármit is kiiktatna.

Három héttel ezelőtt egy cebui vállalkozó helyi idő szerint este 11-kor küldött nekem fényképeket. Az előző negyedévben kétszáz hőtermelő kötést öntöttek egy 33 kV-os alállomás földelő hálózatára. Az üzembe helyezés másnap reggel volt. A kötések fele tökéletesnek tűnt. A másik felében mikrofuratok voltak a vezető kijáratánál, és 600 és 900 mikroohm közötti ellenállást mértek, szemben a jó felének egészséges 30-50-es értékével. A beszállító – nem mi – szállította le a...hegesztett fémporegy hajón, ami három napig esőben ácsorgott egy manilai dokkban. Senki sem bontott ki egyetlen töltényt sem, hogy ellenőrizze.

Ez a felhívás a cikk oka. 17 évnyi megmunkálás utánexoterm hegesztőformákA külföldi vásárlók esetében – és 12 évnyi üzembe helyezési jelentések figyelése után – már nem hiszek a hirtelen hibákban. Ami hirtelennek tűnik, az szinte mindig egy folyamathiba, amit senki sem jelzett, mert a specifikációs lap nem írta elő, hogy nézze meg. Ezt küldöm most minden vállalkozónak, aki „rejtélyes” hibával hív, abban a sorrendben, ahogyan a helyszínen végigvezetem őket rajta.

Miért hibásodik meg szinte soha egy Thermit hegesztés úgy, ahogy gondolnád?

Először a keretszerkezetet kell megvizsgálnom, mivel ez befolyásolja a csapat minden hibaelhárítási döntését. Amikor egy vállalkozó „sikertelen hegesztéssel” hív, minden más kérdés előtt felteszek egy kérdést:Átment-e a kötés valaha egy ellenállás-teszten, vagy az első méréskor meghibásodott az üzembe helyezéskor?A válasz mindent megváltoztat, mert egy használat közben elhasználódott illesztés és egy öntéskor hibásodott illesztés két teljesen különböző probléma, két teljesen eltérő kiváltó okkal.

Az eltemetett elektromos csatlakozásokról szóló, az amerikai közművek által hivatkozott öregedéskezelési szakirodalom (NUREG-1800, az erőmű élettartamának évtizedes meghosszabbításának igazolására használt általános öregedési tanulságokról szóló jelentés) szerint az eltemetett csatlakozások dokumentált degradációs mechanizmusai a hőciklusok, az ohmikus felmelegedés, a rezgés és a korrózió – és a jelentés egyértelműen kimondja, hogy ezek a mechanizmusok a csatlakozási felületekre hatnak.az exoterm hegesztésnek nincs határfelülete az öregedéssel, mivel a vezetők és az olvadt réz a reakció során egyetlen folytonos fémdarabbal egyesülnek. Tehát amikor egy megfelelően öntött exoterm kötés üzem közben meghibásodik, a meghibásodás szinte soha nem magában a hegesztőfémben van – hanem a vezető egy olyan szakaszában, amelyet a hegesztés valójában soha nem ért el, vagy egy termikus cikluson átesett mikrorésben, amelyet a hegesztés azért hagyott hátra, mert a portöltés rossz volt az öntés napján.

Hogyan néz ki a „öntési nap hibája” egy igazságügyi bontáson?

A kétszáz cebui illesztés során megtanultam egy olyan mintát, amely nagyjából minden több illesztésből álló meghibásodásnál fennállt, ahol azóta jártam. Amikor egy meghibásodott illesztést felvágunk és a keresztmetszetét polírozzuk, öt ismétlődő mikrostruktúra egyikét látjuk, és mindegyik egyértelműen megfeleltethető a cikk további részében ismertetett öt folyamat egyikének:

• A vezető felülete közelében lyukak csoportosultak.Gőz csapdába esett nedvességből – leggyakrabban nedves porból, néha nedves vezetőből, alkalmanként hideg formában kondenzálódik.
• A vezető tengelyével párhuzamos oxidréteg.Szennyeződés a vezető és a hegesztővarrat között – ujjlenyomatból származó olaj, rosszul tisztított kábelből származó oxidmaradvány vagy előmelegítetlen formából származó leválasztó film.
• Egy alultöltött üreg domború gyöngyfelülettel.Egy ciklusszámon túl elkopott grafitforma, vagy egy olyan por töltet, amely alulméretezett a kitöltendő vezető keresztmetszetéhez képest.
• Egy hidegen záródó vezeték, ahol két fémfront nem egyesült.A gyújtás időzítése nem volt megfelelő a forma hőmérsékletéhez képest – szinte mindig azért, mert egy csapat egy hideg reggelen egy légkondicionált üzletből próbált meggyújtani egy formát.
• Hegesztési varrat, amely egy kereszteződésében lévő két vezető közül csak az egyikhez van rögzítve.A forma elmozdult záráskor, vagy a porkorong elmozdult a csapolófuratról gyújtás közben.

Ha megtanulod értelmezni ezt az öt mikrostruktúrát, a hibaelhárítási beszélgetés többé nem találgatás. Az útmutató további része minden okot abban a sorrendben mutat be, ahogyan a helyszínen kivizsgálnám, az ellenőrzési lépéssel együtt, amely bizonyítja az okot, mielőtt egyetlen kötést is kivágnál.

A nedvesség a valódi bűnös, ha egy termit hegesztés meghibásodik?

A nedvesség az a kudarc oka, amivel kezdem, mert ez a leggyakoribb és legmegbocsátóbb kifogás. Az exoterm reakcióból származó olvadt réz hőmérséklete nagyjából 1083 °C – a réz olvadáspontja –, és abban a pillanatban, hogy vízzel találkozik, a víz hirtelen gőzzé forr, és térfogata nagyjából 1700-szorosára tágul. A gőz visszanyomul a még olvadt hegesztőfémen keresztül, lyukakat hagy maga után, és a varrat sérül, mielőtt lehűlne.Az OSHA termikus hegesztési műveletekkel kapcsolatos incidensvizsgálataiEz az egyetlen mechanizmus több gyulladásos sérülést és a személyzet égési sérülését okozta, mint bármely más exoterm folyamathiba.

Azért vall kudarcot ilyen csendben, mert a nedvességnek három búvóhelye van, és ezek közül csak egy nyilvánvaló.

• Nedves por.A ömlesztett kiszerelések meghibásodásának leggyakoribb oka. A port lezárt dobozokban szállítják, és ennek oka van – a doboz felbontása után a tartalom higroszkópos, és a tengerparti éghajlaton órákon belül felszívja a környezeti páratartalmat. Egy „száraznak tűnő” patron nem száraz.
• Nedves vezetők.A rézpálca és a rézbevonatú acél egyaránt megtartja a nedvességet a pálca hézagjaiban. Egy esőzés során fedetlenül tárolt kábel belülről nedves, még akkor is, ha kívülről száraznak tűnik, a fáklyával szárított felület pedig perceken belül újra felszívja a nedvességet a párás levegőben.
• Hideg penész kondenzáció.Egy 18 °C-os, légkondicionált üzletből kivett grafit öntőforma egy 32 °C-os, 85%-os páratartalmú reggelre vízfilmet képez az üreg falán, mielőtt a személyzet a vezetőt a helyére helyezné. Az öntőforma ezután csapdába ejti ezt a filmet a forma fala és az olvadt fém között.

A cebui boncolás három sorban

A cebui illesztések azért vallottak kudarcot, mert a por egy eső áztatta dokkon állt, a személyzet pedig a kiöntés reggelén kinyitotta a konzervdobozokat. A port ennek ellenére felhasználták, mert száraznak tűnt – és a perem alsó oldalán minden egyes meghibásodott illesztésen pontosan az a csoportosuló léglyuk-mintázat látszott, amelyet a nedvesség által generált gőz hagy maga után. Egy 20 perces szárítószeres ellenőrzés három patronon a kiöntés előtt az egész tételt felfogta volna, és a személyzet tudta volna, hogy a többit karanténba kell helyezni.

A grafitöntő formája túlkopott a becsületes szervizidőszakán?

Ez az oka annak, hogy a beszállítók a legrosszabbul kezelik a hibát, mivel a meghibásodási mód láthatatlan a vevő számára, a ciklusszámot pedig csak a beszállító ismeri.Az nVent ERICO Cadweld termékismertetőia grafitformákat körülbelül 50-100 szervizciklusra értékeli, és a gyártósorunkon a mitermit hegesztőformákugyanazon 50-100 ciklus mellett, 80-100 illesztéssel normál terepi használat mellett. Ezután az üreg annyira erodálódik, hogy a menetes furat már nem adagolja tisztán az olvadt fémet a illesztésbe.

A kopott forma valódi jele nem egy látható repedés, hanem az, hogy a hegesztési varrat elveszíti a párna alakját, és a közepén befelé kezd elhajlani. Egy új forma egy olyan varratot hoz létre, amely finoman kidomborodik a vezető fölé, mivel a por töltet kissé túltölti az üreget, és a felesleg a felszállócsőbe hegesztődik. Egy kopott forma nem töltődik fel kellőképpen, mert az üreg annyira kitágult, hogy ugyanaz a por töltet már nem tud felhalmozódni. A személyzet ezt por hozzáadásával kompenzálja, ami ezután túlmelegíti az üreget és felgyorsítja a kopást – egy visszacsatolási hurok, amelyhez körülbelül húsz rossz öntés szükséges ahhoz, hogy egy forma teljesen tönkremenjen.

Hogyan osztályozzuk azt az öntőformát, amit nem tőlünk vásároltál

Ha egy másik beszállítótól örökölt öntőformákat, mérlegelje az egyiket egy azonos geometriájú, köztudottan jó öntőformához képest. Egy grafitöntő forma ciklusonként körülbelül 3-8 grammot veszít a hőerózió és a tisztítás miatt; egy 50 grammal a kezdeti súlyánál kisebb öntőforma több cikluson ment keresztül, mint amennyit a névleges teljesítménye megenged. Másodszor, nézze meg a hegesztési varrat alakját az elmúlt öt öntés során - ha bármelyik befelé hajlott, a forma túllépte a tisztességes üzemidő-ablakon.IEEE 837-2014 szabványAz állandó alállomási földelő csatlakozások minősítési keretrendszerében a hegesztési üreg geometriája a minősítési bizonyíték része – tehát a kopott forma nem csupán minőségi kockázat, hanem a kötést meghatározó szabványnak való megfelelési kockázat is.

Alááshatja-e csendben a hegesztési varratokat egy túl kicsi lőportöltés?

A por okból szabványosított patronméretekben kapható.Mivel a por és a réz tömegaránya az a változó, amely meghatározza, hogy a reakció elegendő hőt termel-e a vezető keresztmetszetének teljes megolvasztásához, a patron alulméretezése olyan kötést hoz létre, amely kívülről szilárdan ömlik, de a vezető határfelületén alulolvadt.A gyöngy jól néz ki. Az ellenállás hat hónappal később mutatja az igazságot, amikor a csatlakozás az első zárlati áram alatt felmelegszik.

A kudarc őszinte változata az, hogy a szerelők néha kisebb patronra cserélik a megfelelő méretet, amikor nincs raktáron, azt feltételezve, hogy „többé-kevésbé ugyanannyi fém van benne”. A tisztességtelen változat az, hogy egyes beszállítók egy #115-ös patront egy #150-es áráért adnak el, mert a kivitelező megrendelőlapján „kábel-kábel 50 mm²” szerepelt anélkül, hogy a teljes vezetőpárt meghatározták volna. Mindkettő ugyanazzal a csatlakozással végződik: egy gyönyörű gyűrődés, egy rejtett mikrorés a vezetőnél, és egy olyan ellenállás, amely évről évre növekszik.

A vezető előkészítésével járó rövidzárlatok a nagy ellenállású kötések rejtett okai?

Láttam már csapatokat, akik húsz percet töltöttek egy rézszál látható részének tisztításával, és kihagyták a formaüregbe kerülő részt, mert a specifikációs lap azt írja, hogy „tiszta, fényes fémig”, anélkül, hogy meghatározta volna, hogyan.Mivel a kötés a vezető azon felületén alakul ki, amely az üreg belsejében van az öntés pillanatában, az üreg alatti szennyezett szakasz egy kívülről metallurgiailag folytonos, belülről oxiddal laminált kötést hoz létre.

A leggyakoribb szennyeződés, amit a forenzikus bontások során látok, nem a kosz, hanem az ujjlenyomat. A személyzet a szerszámba kerülő vezetőszakaszt kezeli, egy vékony olajfilmet hagyva maga után a bőrén, és az olvadt réz nem tud átnedvesedni ezen a filmen, hogy az alapfémmel összeolvadjon. Az eredmény egy olyan kötés, amelyben a hegesztési varrat és a vezető között folyamatos oxidsík található, és az oxidsík pontosan az a fajta határfelület, amelyet a NUREG-1800 hőciklus alatti lebomlási útvonalként dokumentál.

• Használjon minden vezetőanyaghoz külön, éles acélkefét – a rézhez, a rézbevonatú acélhoz és a horganyzott acélhoz külön kefe szükséges.
• A megtisztított részt izopropil-alkohollal megnedvesített, szöszmentes ruhával törölje át, ne kesztyűs kézzel.
• Tisztítsa meg újra, ha a vezetőt kiöntés előtt 15 percnél tovább szabad levegőn áll, mert a friss réz gyorsan újraoxidálódik tengerparti és ipari környezetben.
• Ettől a ponttól kezdve tiszta fogóval vagy tiszta ruhával fogja meg a megtisztított részt – bőrrel ne érintkezzen.

A hidegen formázott gyújtás időzítése okozza a reggeli műszak meghibásodásait?

Ez az az ok, amit senki sem ír le, mert inkább kezelői hibának hangzik, mint folyamathibának. A valóság az, hogy az exoterm reakció egy adott hőmérsékleti burokhoz igazodik, és egy olyan forma, amelynek hőmérséklete a gyújtás pillanatában körülbelül 25 °C alatt van, másképp viselkedik, mint egy előmelegített. A kiindulási por meggyullad, a reakciófront átterjed a tölteten, de az olvadt réz gyorsabban veszít hőt a hideg grafitnak, mint ahogy a reakció pótolni tudná, és a fém az olvadási hőmérséklet alatt éri el a vezető üregét. A gyöngy továbbra is kialakul. Az olvadás nem teljes.

Ez túlnyomórészt a délelőtti műszakra jellemző probléma a mérsékelt vagy hideg éghajlaton fekvő helyszíneken, és túlnyomórészt a délutáni műszakra a trópusi helyszíneken, ahol a személyzet légkondicionált tárolóban előhűti a formákat a „konzerválás” érdekében. Mindkét szokás ugyanazt a meghibásodási mintázatot eredményezi: egy hidegzáródási vonal, ahol két fémfront találkozott, de nem olvadt össze teljesen, ami a keresztmetszetben éles folytonossági hiányként látható a szemcseszerkezetben, párhuzamosan az üreg falával.

Kriminalisztikai ellenőrzőlista: Mit tegyünk, ha egy illesztés meghibásodik? Üzembe helyezés

Amikor egy öntési napi illesztés meghibásodik az üzembe helyezés során, a vizsgálatot ebben a sorrendben kell elvégezni. Az első három ellenőrzés kevesebb mint egy órát vesz igénybe a helyszínen, és a több illesztésből álló hibák nagyjából 80%-át kivágás nélkül megoldja.

1. Ellenőrizze a por gyártási előzményeit.Mikor szállították a port, hogyan tárolták, és kinyitottak-e konzervdobozokat a kiöntés előtt? Bármely „igen” válasz nedvességre utal (1. ok).
2. Húzd ki a penészrönköt.Hány ciklust teljesített a forma? Kereszthivatkozás az 50–100 ciklusos névleges értékkel. Minden olyan formát, amely meghaladja a névleges értékét, a következő öntés előtt kicserélnek (2. ok).
3. Ellenőrizze a por méretét a vezető ütemtervével.Minden egyes patronon a patron méretét illessze a csatlakozón lévő vezető kombinációjához. Az eltérő patronokat a megfelelő patronnal kell kitölteni (3. ok).
4. Vizsgáljon meg három meghibásodott illesztést keresztmetszetben.Egy szalagfűrészes vágás és polírozás elegendő a lyukmintázatok (1. ok), az oxidrétegződés (4. ok), az alultömődés (2. és 3. ok) vagy a hidegzárási vonalak (5. ok) azonosításához.
5. A hibákat az öntési sorrendhez kell rendelni.A műszak elején csoportosuló hibák szinte mindig az 5. okra (hideg forma) utalnak. A porfeldolgozás végén csoportosuló hibák az 1. okra (nedves por) utalnak. A hibák egyenletesen oszlanak el egy műszakponton a 2. vagy 4. okra.

Ha a hibák mind az öt ellenőrzést kiállják, a probléma szinte biztosan környezeti eredetű – talajkémia, kóboráramok, vagy galvánkorrózió, amely a hegesztés által hátrahagyott felületet találja –, és a beszélgetésnek a folyamatról a tervezésre kell áttevődnie. Ez a beszélgetés egy külön cikk témája.

Újraöntési fegyelem: Visszavágás, nem pedig újrahegesztés a helyszínen

Miután egy kötés megszakadt, az egyetlen helyes javítási mód az, ha a hőhatásövezeten túlra vágjuk a vezetéket, és a nulláról kezdjük az előkészítést. A friss hegesztőanyag öntése a meghibásodott kötésre nem biztosítja az új fém megbízható összeolvasztását a régivel, mivel az eredeti csatlakozás már kialakította a saját metallurgiáját, és a beszorult porozitás a következő meghibásodás nukleációs helyévé válik. A visszavágásnak legalább 50 mm tiszta vezetőnek kell lennie az eredeti kötés mindkét oldalán, az új formának a ciklusszámán belül kell lennie, és a porkeveréknek frissen kinyitott, ellenőrzötten száraz dobozból kell származnia.

A második öntés a megfelelő alkalom a forma korszerűsítésére is, ha a hiba a forma kopására utalt. Szállítunkexoterm hegesztőformákegy szerializált ciklusnaplóval, így a vásárlók nyomon követhetik az egyes öntőformák előzményeit egy projekten keresztül, és ugyanazt a naplót kell használni minden olyan öntőformával, amely telephelyek között mozog. Az a öntőforma, amelyről nem tudsz elszámolni, olyan öntőforma, amelyben nem is bízol.

Hogyan auditáld a jelenlegi beszállítódat anélkül, hogy bárkit is megsértenél?

A témával kapcsolatos hívások többsége nem egy kudarccal kezdődik. Egy vevővel kezdődnek, akit éppen egy új beszállító minősítésére kértek fel, vagy egy mérnökkel, aki egy olyan folyamatot örökölt, amelyet nem ő tervezett, és tudni akarják, milyen kérdéseket tegyenek fel a következő kudarc előtt. A beszélgetés őszinte változata az, hogy szinte minden beszállító tud olyan öntőformát szállítani, amely az öntési napon működik. A nehezebb kérdés az, hogy dokumentálni tudják-e, miért működött a termékük, és hogy vállalják-e a választ, ha nem.

Három kérdés választ el egy valódi beszállítót egy árleértékelőtől ebben a konkrét problémakörben, és én minden egyes vevőt ebben a sorrendben végigvezetnék rajtuk.

1. „Mutasd meg a penészciklus-napló sablonodat.”Egy olyan beszállító, aki nyomon követi a ciklusszámokat, tudja, hogy a formák elkopnak. Egy olyan beszállító, aki nem követi nyomon ezeket a lépéseket, egyetlen rossz öntésnyire van attól, hogy a te problémád az övéké legyen.
2. „Milyen a porkeverék-nyomonkövethetőségük?”Minden dobozon fel kell tüntetni a gyártási tételszámot, a gyártási dátumot és a lezárt tartály jelzőjét. Az a beszállító, aki ömlesztett port címkézetlen dobozokba csomagol újra, nedvességveszélyt jelent a konzervdobozban.
3. „Mi az álláspontja a túl kicsi patronok cseréjével kapcsolatban?”Az őszinte válasz az, hogy „elutasítjuk a megrendelést, amíg Ön nem erősíti meg a vezető méretét”. A veszélyes válasz az, hogy „ma tudunk szállítani egy kisebb dobozt”.

Az exportdokumentációnkat e három kérdés köré építettük, mert ezekhez a kérdésekhez térünk vissza folyamatosan a saját kudarcvizsgálataink során. Ezeket a kérdéseket tenném fel magunknak is, ha vevő lennék.

Hegesztési hiba diagnosztika – Válassza ki a terepen észlelt tünetet

Mielőtt egyetlen kötést is kivágnál, futtasd le ezt a diagnosztikát. Válaszd ki azt a tünetet, amelyik megfelel annak, amit a helyszínen valójában látsz – vizuális, elektromos vagy időzítési minta –, és az eszköz visszavezeti azt a fenti öt ok közül a legvalószínűbbre, megbízhatósági értéket ad, és felsorolja a következő öntés előtt azonnal megteendő lépéseket. Ez ugyanaz a döntési fa, amivel telefonon segítek egy vevőnek, amikor meghibásodás miatt hívás érkezik.

Gyakran ismételt kérdések a sikertelen exoterm hegesztésekről

Jane Yang· Értékesítési vezető, Xinchang Shibang New Material Co., Ltd.
12 év villámvédelem és földelés külkereskedelemben · 17 év gyári termelés minden ajánlás mögött.
LinkedIn · Facebook · X