Руководящий документ РД 31.57.01-82 Земснаряды многочерпаковые морские. Детали черпакового устройства. Способы и типовые технологические процессы износостойкой наплавки.

РД 31.57.01-82

 ЗЕМСНАРЯДЫ МНОГОЧЕРПАКОВЫЕ МОРСКИЕ. ДЕТАЛИ ЧЕРПАКОВОГО УСТРОЙСТВА. СПОСОБЫ И ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИЗНОСОСТОЙКОЙ НАПЛАВКИ

Дата введения 1983-07-01

РАЗРАБОТАН Ростовским центральным проектно-конструкторским бюро

Главный инженер - В.И.Борисов

Зав. отделом - А.Г.Иншаков

Руководитель темы, ответственный исполнитель - Ю.Н.Андреев

СОГЛАСОВАН В/О "Морстройзагранпоставка"

Зам. председателя - В.Г.Королев

Черноморским ЦПКБ

Главный инженер - В.Н.Афанащенко

Ждановским СРЗ

Главный инженер - Г.С.Волков

ЦК профсоюзов рабочих морского и речного флота

Зам. зав. отделом охраны труда - Ю.Ф.Волков

Зам. Главного государственного врача РСФСР Л.Г.Подунова

УТВЕРЖДЕН В/О "Мортехсудоремпром"

Зам. председателя - А.Е.Берков

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ письмом Министерства морского флота N МТ-43-21/941 от 20 декабря 1982 г. с 1 июля 1983 г.

ВЗАМЕН РТМ 31.028-72

Настоящий руководящий документ (РД) устанавливает способы и технологические процессы износостойкой наплавки быстроизнашивающихся деталей черпакового устройства морских многочерпаковых земснарядов.

РД обязателен для предприятий и организаций ММФ, занимающихся изготовлением и ремонтом деталей черпакового устройства земснарядов.

 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

 1.1. Требования к материалам

1.1.1. Сварочные материалы должны соответствовать требованиям государственных стандартов или технических условий на их поставку и иметь сертификаты.

1.1.2. Каждая поступившая на предприятие партия сварочных материалов после проверки сертификатов должна выдаваться в производство с сопроводительными документами, заверенными отделом технического контроля.

1.1.3. Сварочные материалы должны храниться рассортированными:

сварочная проволока - по маркам и диаметрам;

электроды - по маркам, партиям и диаметрам;

флюсы - по маркам.

1.1.4. Проволока перед намоткой в кассеты не должна иметь следов масла, ржавчины и других загрязнений, а также резких перегибов.

Электроды, керамические стержни, порошковая проволока и флюсы должны быть прокалены.

1.1.5. Перечень применяемых при наплавке материалов и режимы их прокалки приведены в справочном приложении 4.

 1.2. Требования к оборудованию и оснастке

1.2.1. Номинальные характеристики сварочного оборудования должны соответствовать параметрам режима наплавки, указанным в технологическом процессе.

1.2.2. Типы сварочного оборудования необходимо выбирать в соответствии с особенностями наплавочных работ. Варианты компоновки сварочного оборудования приведены в рекомендуемом приложении 3. Допускается использование другого применяющегося на предприятии оборудования.

1.2.3. Оснастка (стенды, специальные приспособления, шаблоны) должна обеспечивать:

установку детали в удобное для наплавки положение;

возможность дефектации детали перед наплавкой и контроля размеров после наплавки.

 1.3. Требования к квалификации сварщиков

1.3.1. К выполнению наплавочных работ допускаются сварщики не ниже 3-го разряда, аттестованные согласно ОСТ 5.9126-73, прошедшие подготовку по наплавке износостойкими материалами согласно программе, утвержденной на предприятии, и получившие право на допуск к наплавочным работам.

 1.4. Требования к поверхности под наплавку

1.4.1. Наплавляемые поверхности должны быть очищены от грязи, масла и продуктов коррозии.

1.4.2. После газовой резки наплавляемые поверхности следует зачистить абразивным кругом.

1.4.3. Черпаковые штыри перед наплавкой проточить на станке для удаления наклепа и заусенцев. Допускается удалять наклеп и заусенцы другими способами.

 2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

2.1. При организации и проведении работ по наплавке способами, предусмотренными. РД, должны соблюдаться правила техники безопасности и производственной санитарии в соответствии с РД 31.83-04-75.

2.2. При транспортировке, установке и снятии деталей при автоматической наплавке должны соблюдаться требования, предъявляемые к производству работ на металлорежущих станках, в соответствии с РД 31.83-04-75.

2.3. Воздух рабочей зоны и измерение концентрации вредных веществ должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005-76*.

2.4. Применяемое оборудование должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003-74*.

2.5. Требования к пожарной безопасности - по ГОСТ 12.1.004-76.

2.6. На основе действующих правил и норм должны быть разработаны и выданы на руки рабочим подробные инструкции по технике безопасности для конкретного технологического процесса (способа) наплавки.

 3. ТЕХНОЛОГИЯ И РЕЖИМЫ НАПЛАВКИ

 3.1. Общие положения

3.1.1. Наплавка износостойкого слоя может производиться на рабочие поверхности как новых, так и изношенных деталей.

3.1.2. Наплавку износостойкими материалами рекомендуется производить в 1 или 2 слоя общей толщиной 5-6 мм.

3.1.3. Если глубина износа превышает указанную величину, то нижележащие слои (подслой) следует наплавлять без повышения износостойкости с таким расчетом, чтобы в результате последующего нанесения слоя износостойкой наплавки были восстановлены номинальные размеры детали.

3.1.4. Рекомендуется применять следующие способы наплавки:

ручной;

полуавтоматический порошковыми проволоками;

полуавтоматический проволокой сплошного сечения в углекислом газе;

полуавтоматический проволокой сплошного сечения под флюсом;

полуавтоматический керамическими стержнями;

автоматический порошковой проволокой;

автоматический проволокой сплошного сечения в углекислом газе;

автоматический проволокой сплошного сечения под флюсом.

3.1.5. Способ наплавки выбирается технологической службой предприятия в зависимости от наличия оборудования и сварочных (наплавочных) материалов.

3.1.6. Выбор материалов для износостойкой наплавки следует производить в соответствии с обязательным приложением 2.

3.1.7. Материалы для наплавки подслоя приведены в табл.1.

Таблица 1

Материал наплавляемой детали	Способ наплавки и материалы
	ручной	полуавтоматический				автоматический
	Электроды	Сварочная проволока	Флюс	Защит- ный газ	Керами- ческие стержни	Сварочная проволока	Флюс	Защит- ный газ
Углеродистая сталь	УОНИИ-13/45	Св-08А	АН- 348А	-	ЦСК-5	Св-08А	АН- 348А	-
	УОНИИ- 13/45 А	Св-08Г2С	-	СО	-	Св-08Г2С	-	СО
Высокомарганцовистая сталь	ЭНГ-13Н4	Св-06X19Н9Т	-	СО	-	Св-06X19Н9Т	-	СО
	ЭА-400/10У
Хромоникелевая сталь	ЭА-400/10У	Св-06X19Н9Т	-	СО	-	Св-06X19Н9Т	-	СО

3.1.8. Технологические указания по наплавке деталей черпакового устройства приведены в обязательном приложении 1.

3.1.9. На каждую наплавляемую деталь должен быть разработан технологический процесс, в котором приводятся:

эскиз детали под наплавку с указанием всех необходимых размеров;

размеры наплавки с учетом припуска на механическую обработку;

указания по механической и термической обработке;

последовательность выполнения контроля.

 3.2. Ручная наплавка

3.2.1. Ручная наплавка покрытыми электродами производится в нижнем и наклонном положениях валиками шириной 30-35 мм, накладываемыми параллельно с перекрытием на ширину 5-7 мм.

3.2.2. При наплавке электродами марок 12АН/ЛИВТ и 13КН/ЛИВТ большие поверхности следует наплавлять вразброс наложением валиков параллельно друг другу с расстоянием между осями 50 мм, причем каждый последующий слой наплавлять после остывания предыдущего.

3.2.3. Наплавку электродами марок ЭНГ-13Н4 и ЭНГ-13М2 производить с минимальными колебаниями при интенсивном охлаждении водой наплавленного металла и переходной зоны после расплавления каждого электрода. При наплавке на углеродистую сталь с содержанием углерода меньше 0,45% первый слой следует наплавлять электродами типа Э42, затем наплавляется высокомарганцовистый слой.

3.2.4. Наплавку электродами ЭА-400/10У рекомендуется вести короткой дугой с перерывами после наложения каждого слоя, чтобы обеспечить остывание наплавленного металла до температуры ниже 100 °С.

3.2.5. Рекомендуемые режимы наплавки приведены в табл.2.

Таблица 2

 3.3. Полуавтоматическая наплавка порошковой проволокой

3.3.1. Наплавку следует выполнять на постоянном токе обратной полярности с использованием источников питания с жесткой характеристикой.

3.3.2. Наплавка производится в нижнем наклонном положениях валиками шириной 35-40 мм, накладываемыми параллельно с перекрытием на 8-10 мм.

3.3.3. Наплавку проволокой марок ПП-АН125, ПП-АН122, ПП-АН170 следует производить при увеличенном вылете электрода (50-90 мм) с поперечными колебаниями 30-70 мм.

3.3.4. При наплавке проволокой марок ПП-АН105 не допускается чрезмерный разогрев наплавляемого изделия. При многослойной наплавке обязательна проковка каждого наплавленного слоя. Первый и последний слои не проковываются.

3.3.5. При наплавке второго слоя проволокой ПП-АН170 не допускается охлаждение предварительно наплавленного слоя до температуры ниже 400 °С. При сварочном токе более 350 А допускается наплавка на переменном токе.

3.3.6. Рекомендуемые режимы наплавки приведены в табл.3.

Таблица 3

 3.4. Полуавтоматическая наплавка керамическими стержнями

3.4.1. Полуавтоматическую наплавку керамическими стержнями следует производить в сочетании с проволокой марок Св-08А, Св-08Г2С диаметром 1,6-2,0 мм.

3.4.2. Наплавку следует выполнять на постоянном токе обратной полярности с использованием, источников питания с жесткой характеристикой на полуавтоматах, обеспечивающих постоянную скорость подачи проволоки.

3.4.3. Рекомендуемые режимы наплавки приведены в табл.4.

Таблица 4

3.4.4. При правильно подобранных режимах торец керамического стержня должен плавиться равномерно, без образования "козырька", а отношение массы расплавленного стержня к массе расплавленной электродной проволоки (коэффициент массы стержня) должно находиться в пределах 55-60%.

3.4.5. Скорость и характер расплавления керамического стержня определяются напряжением дуги. Подбор коэффициента массы осуществляется изменением напряжения дуги и скорости подачи электродной проволоки.

3.4.6. Наплавку следует производить в нижнем положении при максимальном приближении стержня к сварочной ванне.

3.4.7. Держатель для наплавки керамическими стержнями должен быть оснащен изолированной от сварочного тока трубкой, по которой стержень под действием собственной массы подается в зону сварки (см. рисунок).

Держатель для наплавки керамическими стержнями:

1 - направляющая трубка; 2 - керамический стержень; 3 - болт с гайкой; 4 - планка; 5 - хомутик; 6 - мундштук; 7 - сварочная проволока

3.5. Автоматическая наплавка

3.5.1. Автоматическая наплавка выполняется на наплавочном или переоборудованном под наплавку токарном станке.

3.5.2. Автоматическую наплавку следует применять при наплавке цилиндрических деталей.

3.5.3. С целью предотвращения стекания расплавленного металла электрод необходимо устанавливать со смещением от зенита против направления вращения детали на 10-20 мм.

3.5.4. Наплавку износостойкого слоя рекомендуется производить:

порошковой проволокой марок ПП-АН105, ПП-АН122;

проволокой Св-08А под флюсом АНК-40 или смесью флюсов АНК-18 - 30%, АН-348А - 70% без колебаний электрода и с поперечными колебаниями.

3.5.5. Рекомендуемые режимы наплавки приведены в табл.5.

Таблица 5

_______________

* Частота колебаний электрода 30-50 в минуту.

3.5.6. Наплавку подслоя выполнять в углекислом газе проволокой марок Св-08Г2С, Св-06Х19Н9Т или под флюсом АН-348А проволокой Св-08А.

3.5.7. Рекомендуемые режимы наплавки подслоя приведены в табл.6.

Таблица 6

 4. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И ПРИЕМКА

4.1. Объем и методы контроля

4.1.1. Перед началом работ по наплавке отдел технического контроля должен проверить:

качество подготовки деталей и образцов-свидетелей под наплавку;

соответствие наплавочных материалов требованиям технической документации;

наличие технологической документации на наплавку;

исправность сварочного оборудования, приспособлений и контрольно-измерительных приборов.

4.1.2. В процессе наплавки должен производиться периодический контроль за соблюдением технологии наплавки.

Контролю подлежат:

температура предварительного и сопутствующего подогрева и режим охлаждения деталей;

режимы наплавки и термической обработки.

4.1.3. Окончательная приемка наплавленных поверхностей включает в себя:

внешний осмотр и контроль размеров;

измерение твердости наплавленного металла.

4.1.4. Внешний осмотр и контроль размеров наплавленных поверхностей следует производить для выявления следующих дефектов:

трещин в наплавленном металле и околошовной зоне;

пор, раковин, шлаковых включений;

наплывов и подрезов на границе сплавления основного и наплавленного металлов;

несоответствия размеров наплавки заданным в технологической документации (до механической обработки) или в чертежах (для готовых деталей).

4.1.5. Внешний осмотр следует производить невооруженным глазом или с помощью лупы трех-пятикратного увеличения; контроль размеров - специальными шаблонами или мерительным инструментом.

4.1.6. Измерение твердости наплавленного металла следует производить на образцах-свидетелях в соответствии с ГОСТ 9013-59.

 4.2. Требования к качеству наплавки

4.2.1. Поверхность наплавленного металла должна быть зачищена от шлака, брызг, окалины.

4.2.2. В наплавленном металле не должно быть шлаковых включений. На границе сплавления наплавленного металла с основным не допускаются трещины, непровары, подрезы.

4.2.3. В наплавленном слое допускаются следующие дефекты:

раковины и поры размером не более 3 мм, глубиной до 2 мм в количестве не более двух на площади 25 см

;

одиночные мелкие волосяные трещины длиной до 20 мм в количестве не более пяти на площади 100 см

;

неровности наплавленной поверхности ±2 мм.

 4.3. Устранение дефектов наплавки

4.3.1. Детали с недопустимыми дефектами в наплавке или в зоне сплавления допускается исправлять повторной наплавкой.

4.3.2. Обнаруженные дефекты должны быть удалены механическим способом или электродуговой строжкой с последующим контролем подготовки поверхности к повторной наплавке.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

(обязательное)

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО НАПЛАВКЕ ДЕТАЛЕЙ ЧЕРПАКОВОГО УСТРОЙСТВА ЗЕМСНАРЯДОВ

1. Общие технологические указания

1.1. Наплавку следует производить в нижнем положении на стенде или специальном приспособлении, которое позволяет контролировать размеры наплавляемой детали.

1.2. При наплавке первого прохода следует стремиться к наименьшему проплавлению основного металла, для чего рекомендуется выполнять наплавку на повышенной скорости и нижнем пределе сварочного тока.

1.3. Наплавку среднеуглеродистых сталей (более 0,25% углерода) рекомендуется производить с предварительным подогревом до температуры 150-200 °C.

1.4. Предварительный подогрев деталей выполнять ацетплено-кислородным пламенем. Допускается производить подогрев другими способами.

1.5. Температура подогрева должна контролироваться термопреобразователями типа ТХА или ТХК по ГОСТ 6616-74 или термокарандашами.

1.6. Для предохранения наплавленных деталей от быстрого охлаждения использовать защитные асбестовые кожухи, ящики с песком и другие приспособления.

1.7. Наплавку на детали из высокомарганцовистой стали (типа сталь Г13) производить без предварительного подогрева.

В процессе наплавки температура наплавленного и основного металлов не должна превышать 200 °С.

С целью наименьшего разогрева детали наплавку последующего валика необходимо возобновлять после охлаждения предыдущего до температуры 60-80 °С. Наплавленные валики следует охлаждать воздухом или водой, при этом нужно стремиться к максимальной интенсивности охлаждения.

1.8. При газовой резке высокомарганцовистой стали поверхность реза необходимо сразу же охлаждать струей воды до температуры 50 °C.

2. Грани верхних и нижних барабанов

2.1. Если износ граней превышает 4 мм, необходимо произвести наплавку подслоя, не доводя высоту наплавки до размеров чертежа на 4-6 мм, затем наплавить износостойкий слой.

2.2. Наплавку граней следует вести в направлении, перпендикулярном оси барабана.

2.3. Для обеспечения замедленного охлаждения после наплавки грани укрыть асбестовым полотном.

2.4. Наплавленные участки зачистить абразивным кругом (снять шероховатости, набрызганные капли и т.п.).

3. Полозки черпаков и майоны

3.1. Наплавку полозков и промежуточных звеньев необходимо производить в продольном направлении. Порядок наплавки показан на рис.1 и 2.

Рис.1. Наплавка полозков черпака:

- направление наплавки; 1, 2, 3, 4 - последовательность наплавки

Рис.2. Наплавка майонов (промежуточных звеньев)

3.2. Износостойким слоем следует наплавлять участки полозка или звена, на которых наблюдается усиленный износ, остальные участки наплавляются без применения износостойких материалов.

3.3. Высоту наплавки полозков черпаков и майонов определять при помощи линейки, а захватов - при помощи шаблонов, воспроизводящих профиль захвата черпака.

3.4. Зачистить наплавленные поверхности от шлака, брызг металла и шероховатостей абразивным кругом.

3.5. После наплавки произвести термообработку (отжиг) майонов при температуре нагрева от 650 до 700 °C с выдержкой 2 ч.

4. Режущие кромки черпаков

4.1. Если износ режущей кромки превышает 4 мм, необходимо произвести наплавку подслоя, не доводя высоту наплавки до размеров чертежа на 4-6 мм, затем наплавить износостойкий слой.

4.2. Наплавку следует производить от середины кромки к краям (рис.3).

Рис.3. Порядок наплавки режущей кромки черпака:

- длина валика от расплавления одного электрода;

- направление наплавки

5. Проушины черпаков

5.1. В случае неравномерной выработки проушины необходимо срезать деформированный слой газовым резаком по контуру износившейся поверхности.

5.2. Наплавку производить узкими валиками, шириной 10-12 мм, перекрывая не менее половины ширины наплавленного валика последующим (рис.4).

Рис.4. Наплавка проушины:

1, 2, 3, ... - последовательность наложения валиков

5.3. Наплавленную поверхность обработать абразивным кругом, проверить внутренний диаметр по шаблону.

6. Черпаковые штыри

6.1. Изношенные черпаковые штыри следует восстанавливать автоматической наплавкой. Допускается применение ручной наплавки и полуавтоматической наплавки порошковой проволокой.

6.2. Для уменьшения внутренних напряжений, а также для предотвращения возникновения трещин наплавку нужно производить с предварительным подогревом до температуры 200-250 °С.

6.3. Наплавку следует производить с припуском на механическую обработку не менее 1,5-2,0 мм на сторону. Толщина слоя наплавки после механической обработки должна быть не менее 3 мм на сторону.

6.4. Автоматическую наплавку рекомендуется производить по винтовой линии. При переходе через неизношенную поверхность штыря сварочный ток выключить и включить при подходе к выработке. При этом холостой пробег осуществляется на повышенной скорости. После заполнения выработок наплавить износостойкий слой по всей поверхности штыря (рис.5).

Рис.5. Автоматическая наплавка штыря

6.5. При ручной и полуавтоматической наплавке валики следует наплавлять параллельно оси штыря. Для предупреждения деформации наплавку валиков необходимо производить вразброс, с расстоянием между осями 40-60 мм, с таким расчетом, чтобы наплавленные валики взаимно перекрывались на 3-4 мм.

6.6. Для обеспечения замедленного охлаждения наплавленный штырь поместить в ящик с песком или асбестовой крошкой.

6.7. Проточить штырь на станке до номинальных размеров.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

(обязательное)

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗНОСОСТОЙКОЙ НАПЛАВКИ

_______________

* При наплавке указанными материалами на высокомарганцовистые стали (типа Г13) обязательна наплавка подслоя независимо от величины износа.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

(рекомендуемое)

ВАРИАНТЫ КОМПОНОВКИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ НАПЛАВКИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

(справочное)

РЕЖИМЫ ПРОКАЛКИ НАПЛАВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

(справочное)

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ В ДОПОЛНЕНИЕ К РД