Μικρότερο εργατικό κόστος. Υπολογίσιμος χρόνος συγκόλλησης. Συγκόλληση χωρίς σφάλματα

Transcript

1 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΩΝ Μικρότερο εργατικό κόστος Υπολογίσιμος χρόνος συγκόλλησης Συγκόλληση χωρίς σφάλματα Τέλεια εμφάνιση ραφής Μεγαλύτερη ταχύτητα Μεγαλύτερη παραγωγικότητα Εξασφαλισμένη ποιότητα Τα συστήματα για αυτόματη συγκόλληση είναι αναγκαία για συγκολλήσεις που απαιτούν έστω και ένα από τα παραπάνω πλεονεκτήματα. Η επιλογή ενός σωστού συστήματος είναι σημαντική για να μην έχετε μελλοντικά προβλήματα λειτουργίας του. Επιλέξτε εταιρία που ειδικεύεται σε ψηφιακή τεχνολογία, έχει πολύ καλές μηχανές συγκόλλησης, έχει ξεχωριστό τμήμα αυτοματισμού, παρέχει τη μεγαλύτερη εγγύηση στις μηχανές του και το πιο σημαντικό, έχει καλό after sales service για να σας καλύπτει ανα πάσα στιγμή όποτε το χρειάζεστε. Έτσι βοηθάτε την επιχείρηση σας να αποσβέσει γρήγορα τα χρήματα που επενδύσατε και να βγάλετε γρήγορα κέρδος από τη χρήση του συστήματός σας. Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς 31 Tεύχος 91

2 ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ Βασισμένος στην Οπτική Εκτίμηση Θεόδωρος Τσαγκάρης - Ηλεκτρολόγος Μηχανικός ΕΜΠ - Μηχανικός Πωλήσεων QCONTROL Quality Solutions Εμπορία & Υπηρεσίες - Εξοπλισμού Ποιοτικού Ελέγχου 32 Ο πρώτος έλεγχος που γίνεται σε ένα αντικείμενο, είτε συστηματικά είτε όχι, είναι ο εξωτερικός οπτικός έλεγχος και βάσει αυτού ο ελεγκτής καταλήγει σε μια πρώτη εκτίμηση της κατάστασής του, της επιτυχημένης ή μη επεξεργασίας που έχει αυτό υποστεί και γενικότερα στο αν αυτό είναι αξιοποιήσιμο ή όχι βάσει των εξωτερικών του χαρακτηριστικών. Αξιοσημείωτο είναι ότι ο στόχος του οπτικού ελέγχου δεν είναι η μέτρηση κάποιου μεγέθους ή ποσότητας, αλλά μόνο η αξιολόγηση των εξωτερικών χαρακτηριστικών βάσει των προδιαγραφών που έχουν οριστεί. Μια πολύ βασική προϋπόθεση για Tεύχος 91 Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η

3 ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ αυτήν την κατηγορία είναι η καλή λειτουργία της όρασης του ελεγκτή, επομένως κρίνεται απαραίτητη μια οφθαλμολογική εξέταση για όποιον προορίζεται να εφαρμόσει αυτές τις μεθόδους ώστε να εξασφαλιστεί η όσο το δυνατόν μεγαλύτερη αξιοπιστία των αποτελεσμάτων. Παράλληλα η παροχή των κατάλληλων οργάνων ποιοτικού ελέγχου στον ελεγκτή βοηθάει στο να αυξηθεί η απόδοσή του και να βελτιστοποιηθούν τα αποτελέσματα των ελέγχων του. Βασικός Οπτικός Έλεγχος Αυτή η μέθοδος είναι θεωρητικά η πιο απλή και είναι η πρώτη που πρέπει να εντάσσεται στην παραγωγική διαδικασία, διότι τόσο η διαδικασία όσο και ο εξοπλισμός για την εφαρμογή της δεν παρουσιάζουν ιδιαίτερες απαιτήσεις. Εφαρμόζεται σε όλες τις επιφάνειες και δοκίμια, ενώ δεν απαιτεί εκτεταμένη εκπαίδευση για τους ελεγκτές όπως επίσης και μεγάλες επενδύσεις σε όργανα και εξοπλισμό. Η διαδικασία ελέγχου εστιάζεται στο ότι θα πρέπει να υπάρχει τυποποιημένος έλεγχος των τυπικών χαρακτηριστικών για το κάθε είδος. Μερικά παραδείγματα είναι: Έλεγχος για τα βασικά γεωμετρικά χαρακτηριστικά (πχ μοιάζουν τα δοκίμια κυλινδρικά ή έχουν γωνίες; Έχει το γρανάζι την οδόντωση που πρέπει; κλπ) Έλεγχος για το αν το είδος είναι όσο ολοκληρωμένο πρέπει στην παρούσα φάση (πχ αν έχει γίνει η λείανση, αν έχει γίνει η βαφή, κλπ) Έλεγχος βασικών χαρακτηριστικών επιφανείας για παραμορφώσεις και αποχρωματισμούς. Ο εξοπλισμός για τη διεξαγωγή αυτών των ελέγχων εντοπίζεται στις κατηγορίες: σωστό επίπεδο φωτισμού το οποίο θα αναδεικνύει τα εξωτερικά προβλήματα, χωρίς παράλληλα να τυφλώνει τον ελεγκτή οπτικά βοηθήματα όπως μεγεθυντικοί φακοί για ενίσχυση της εικόνας ή ενδοσκόπια για πρόσβαση σε δύσκολα σημεία Η εταιρεία QCONTROL Quality Solutions Εμπορία & Υπηρεσίες - Εξοπλισμού Ποιοτικού Ελέγχου παρέχει πληθώρα λύσεων και οργάνων που μπορούν να βοηθήσουν στην πραγματοποίηση ή/και στη βελτίωση των παραπάνω διαδικασιών. Πιο συγκεκριμένα, μπορείτε να προμηθευτείτε: 1. Ειδικά φωτιστικά με προσαρμοσμένους φακούς μεγέθυνσης του οίκου TESA Ελβετίας 2. Φορητά ή σταθερά μικροσκόπια του οίκου PEAK 3. Ενδοσκόπια και μεγεθυντικούς φακούς του ΗΕΙΝΕ Γερμανίας Όπως είναι προφανές, οι παραπάνω διαδικασίες έχουν κάποια όρια τα οποία φτάνουμε κυρίως όταν ισχύει ένα από τα παρακάτω ή και συνδυασμός τους: Τα σφάλματα είναι τέτοιου μεγέθους, θέσης και γεωμετρίας με αποτέλεσμα να μην είναι δυνατή η αναγνώρισή τους με το μάτι Το πλήθος των τεμαχίων είναι πολύ μεγάλο και η ανάγκη για μεγάλη ταχύτητα στον έλεγχο είναι τέτοια που τα λάθη του χειριστή εξαιτίας της κούρασης αυξάνονται πάνω από τα αποδεκτά όρια Σε αυτές τις περιπτώσεις υπάρχουν λύσεις οι οποίες δίνουν αξιόπιστα Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς 33 Tεύχος 91

4 αποτελέσματα μέσω της χρήσης διαφόρων μηχανημάτων και υλικών. Εύρεση Επιφανειακών Ατελειών με Διεισδυτικά Υγρά Αυτή η μέθοδος είναι αρκετά απλή και βασίζεται στη χρήση ειδικών υγρών με τα οποία αναδεικνύονται εύκολα οι επιφανειακές ρωγμές. Η μέθοδος που ακολουθείται περιγράφεται στα εξής βήματα: 1. Πρώτα καθαρίζεται πολύ καλά η επιφάνεια ώστε να φύγουν οι ακαθαρσίες από τις ρωγμές και να είναι δυνατή η διείσδυση του κατάλληλου υγρού 2. Στη συνέχεια γίνεται εφαρμογή του Διεισδυτικού Υγρού το οποίο και το αφήνουμε για κάποιο χρονικό διάστημα ώστε να εισχωρήσει στις ρωγμές 3. Καθαρίζουμε πάλι ώστε να φύγει από την επιφάνεια το πλεονάζον Διεισδυτικό Υγρό 4. Εφαρμόζουμε τον Εμφανιστή και τον αφήνουμε για κάποιο χρονικό διάστημα έτσι ώστε να αναδειχθούν οι ρωγμές τραβώντας προς τα έξω το διεισδυτικό υγρό. Προκειμένου να είναι πιο εύκολο για το μάτι να αναγνωρίσει τις ρωγμές, χρησιμοποιούμε υγρά ευδιάκριτα ή με έντονη διαφορά μεταξύ τους ώστε να διευκολύνεται ο ελεγκτής. Επομένως τα διεισδυτικά υγρά είναι είτε φθορίζοντα και οι ατέλειες αναδεικνύονται με UV λάμπα, είτε έχουν κόκκινο χρώμα και ο εμφανιστής λευκό για να υπάρχει έντονη αντίθεση και να τα βλέπουμε ακόμα και στο φως της μέρας. Βασικό πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι μπορεί να εφαρμοστεί σε όλα τα στερεά αντικείμενα, ανεξαρτήτως σχήματος και υλικού, και μάλιστα είναι και η μοναδική σε αυτό το κόστος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μη μαγνητιζόμενα υλικά όπως πλαστικό, αλουμίνιο και ζάμακ. Παράλληλα τα αναλώσιμα που χρησιμοποιούνται για την εφαρ- 34 Tεύχος 91 Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η

5 ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ μογή της είναι χαμηλού κόστους. Αυτό που πρέπει να σημειωθεί είναι ότι η μέθοδος βασίζεται πολύ στη σωστή εφαρμογή από τον ελεγκτή, οι ρωγμές θα πρέπει να είναι καθαρές και οι ποσότητες των υγρών θα πρέπει να είναι σε τέτοιο βαθμό ώστε το αποτέλεσμα να είναι ξεκάθαρο και να μην έχουμε επικάλυψη των υλικών. Εύρεση επιφανειακών ατελειών με Μαγνητικά Σωματίδια Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται αποκλειστικά σε μαγνητιζόμενα υλικά για να αναδείξει επιφανειακές ρωγμές που δεν φαίνονται με γυμνό μάτι. Η αρχή λειτουργίας της μεθόδου είναι αρκετά απλή και βασίζεται στη μαγνήτιση του υλικού και την ταυτόχρονη εφαρμογή κάποιου μέσου που περιέχει μαγνητικά σωματίδια. Η μαγνήτιση αυτή πρέπει να γίνεται σε όσο το δυνατό περισσότερες από τις διαστάσεις του ώστε σε κάθε εφαρμογή η φορά του μαγνητικού πεδίου να είναι όσο το δυνατόν πιο κάθετη στις ρωγμές. Στα σημεία που υπάρχει ρωγμή δημιουργείται τοπικά ένα έντονο μαγνητικό πεδίο το οποίο έλκει τα σωματίδια αυτά και τα συγκεντρώνει κατά μήκος της ρωγμής. Αυτά τα σωματίδια είναι είτε φθορίζοντα και αναδεικνύονται με χρήση λάμπας UV, είτε περιέχονται σε υγρά με έντονη χρωματική αντίθεση ώστε να είναι δυνατό να τα δούμε στο φως της ημέρας (γνωστή ως μέθοδος άσπρο μαύρο), είτε συνδυάζουν και τα δύο. Παράλληλα διατίθενται και σε διάφορες εκδόσεις με διαφορά στο υλικό (σκόνη, υγρό έτοιμο προς χρήση, συμπυκνωμένο που πρέπει να διαλυθεί σε νερό, κλπ) και στο μέγεθος του σωματιδίου (έως 3μm) για τις διάφορες εφαρμογές. Για τη μαγνήτιση των εξεταζόμενων επιφανειών χρησιμοποιούνται φορητοί μαγνήτες όταν εξετάζονται μεγάλα κομμάτια με απλά γεωμετρικά χαρακτηριστικά όπως άξονες, σωλήνες, κλπ ενώ αν τα κομμάτια είναι μικρά συστήνεται η χρήση σταθερών σταθμών με ειδικά στηρίγματα που βοηθάνε στη γρήγορη εξέτασή τους. Παράλληλα υπάρχουν και διατάξεις που προορίζονται για γρήγορη μαγνήτιση μεγάλων επιφανειών. Αυτό γίνεται με καλώδια που είτε τυλίγονται γύρω από τα δοκίμια είτε εφαρμόζονται απευθείας σε αυτά και μέσω επαναλαμβανόμενων μαγνητικών παλμών, μαγνητίζεται το αντικείμενο πολύ γρήγορα με αποτέλεσμα να κερδίζει χρόνο ο ελεγκτής κατά τον έλεγχο. Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου σε σύγκριση με άλλες είναι ότι δεν χρειάζεται κάποια ιδιαίτερη προετοιμασία καθαρισμό το αντικείμενο, οι ρωγμές αναδεικνύονται ευκρινώς και τα αποτελέσματα του ελέγχου είναι ξεκάθαρα και αναπαραγόμενα. Σημαντικό βέβαια είναι να επιλέγονται αναλώσιμα (σπρέι, σκόνες, κλπ που περιέχουν μαγνητικά σωματίδια) υψηλής ποιότητας ώστε το αποτέλεσμα να Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς 35 Tεύχος 91

6 Σκοπός της QCOΝΤROL, είναι η παροχή Ολοκληρωμένων & Αξιόπιστων Λύσεων, σε όλα τα θέματα που Παράδειγμα εφαρμογής Διεισδυτικών Υγρών με μέθοδο Άσπρο Κόκκινο και με Φθορίζοντα είναι ευκρινές. Το κύριο μειονέκτημά της είναι ότι η εφαρμογή της είναι δυνατή μόνο στα μαγνητιζόμενα υλικά. Και για τις δύο παραπάνω μεθόδους, η εταιρεία QCONTROL παρέχει υψηλής ποιότητας εξοπλισμό και αναλώσιμα υλικά του οίκου Karl Deutsch Γερμανίας του οποίου είναι και ο αποκλειστικός αντιπρόσωπος στην Ελλάδα. Η Karl Deutsch είναι από τις μεγαλύτερες κατασκευάστριες εταιρίες παγκοσμίως η οποία ειδικεύεται στην κατασκευή συστημάτων για τη σχετίζονται με εξοπλισμό και υπηρεσίες του τμήματος Ελέγχου Ποιότητας και Διασφάλισης Ποιότητας Ιδρύθηκε από τους συνεργάτες Σάββα Δακαλή, Θοδωρή Τσαγκάρη και Σάκη Γιαννέλη που για πολλά χρόνια έχουν υπηρετήσει την Ελληνική βιομηχανία σε θέματα Εξοπλισμού Ποιοτικού Ελέγχου. Εφαρμογή Μαγνήτη σε μικρό αντικείμενο Μαγνήτης εφαρμογής μεθόδου 36 Tεύχος 91 Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η

7 ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ Πρότυπο πλακίδιο με τη Μέθοδο Άσπρο - Μαύρο Πρότυπο πλακίδιο με τα Φθορίζοντα σωματίδια Πρότυπο πλακίδιο με τα Σωματίδια που φαίνονται και με UV και στο φως της ημέρας διεξαγωγή Μη Καταστροφικών Ελέγχων. Αυτοματοποιημένος Οπτικός Έλεγχος Όταν οι απαιτήσεις σε ταχύτητα και το πλήθος των ελέγχων που διεξάγονται σε μια γραμμή παραγωγής γίνει πολύ μεγάλος, τότε πολλές επιχειρήσεις καταφεύγουν για την πραγματοποίησή τους στη λύση των αυτόματων μηχανημάτων. ελέγξει για τυχόν σφάλματα με απλό οπτικό έλεγχο και δε σπαταλάει καθόλου χρόνο για την εφαρμογή της μεθόδου Είναι προφανές ότι τα παραπάνω έχουν εφαρμογή σε βιομηχανίες με υψηλό όγκο παραγωγής όπου ο χρόνος είναι πολύ σημαντικός και μόνο έτσι δικαιολογείται μια επένδυση τέτοιου μεγέθους. Διαφορά αποτελεσμάτων Μαγνητικών Σωματιδίων καλής ποιότητας με άλλα χαμηλότερης Για την περίπτωση του απλού οπτικού ελέγχου η διαδικασία βασίζεται στην οπτική αναγνώριση του αντικειμένου που γίνεται με ψηφιακές κάμερες. Οι κάμερες αυτές συγκρίνουν το δοκίμιο με κάποια πρότυπη φωτογραφία και αν αυτό διαφέρει δίνουν εντολή για μη αποδοχή. Και για αυτές τις εξειδικευμένες εφαρμογές, η εταιρεία QCONTROL Quality Solutions Εμπορία & Υπηρεσίες - Εξοπλισμού Ποιοτικού Ελέγχου μπορεί να δώσει λύσεις είτε μέσω του οίκου Karl Deutsch Γερμανίας είτε μέσω άλλων εξειδικευμένων εταιριών στο ΜΚΕ. Παράδειγμα προβληματικού αντικειμένου Για την περίπτωση του ελέγχου εύρεσης επιφανειακών σφαλμάτων με μαγνητικά σωματίδια, φτιάχνονται ειδικές διατάξεις οι οποίες σε συνεργασία με ρομποτικά συστήματα, μαγνητίζουν και ψεκάζουν ταυτόχρονα δοκίμια πολύπλοκης γεωμετρίας πολύ γρήγορα. Με αυτό το τρόπο ο ελεγκτής περιορίζεται στο να Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς 37 Tεύχος 91

8 ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΣΤΗ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ Γράφει ο Aναστάσιος Γουδανάκης Επιθεωρητής TUV AUSTRIA Σφάλματα στη συγκόλληση προκύπτουν κυρίως όπως είναι γνωστό κατά τη διάρκεια ή και μετά τη συγκόλληση. Για την εμφάνιση ενός σφάλματος μεσολαβούν διάφορες παράμετροι και μηχανισμοί, οι οποίοι κυρίως οφείλονται: στον ανθρώπινο παράγοντα, στη διαδικασία συγκόλλησης, στο μέταλλο βάσης, στο υλικό εναπόθεσης, στις συνθήκες εργασίας κ.λ.π. Πολλοί συγκολλητές που κατά περιόδους εξετάζονται συγκολλώντας δείγματα ξέρουν πολύ καλά τη σημασία των σφαλμάτων και πως αυτά μπορούν να αποφευχθούν. Ανάλογα με τη φύση του σφάλματος και λαμβάνοντας υπόψη τους παραπάνω παράγοντες μπορεί να προσδιορισθεί η προέλευση του σφάλματος και να καταλογιστούν ευθύνες για τη συγκεκριμένη περίπτωση. Ο ελεγκτής που αξιολογεί το σφάλμα θα πρέπει να διαθέτει αρκετή εμπειρία και να είναι γνώστης των πραγμάτων, ώστε ο καταλογισμός ευθυνών να είναι δίκαιος. Στην πράξη συνήθως τα σφάλματα που οφείλονται στον ανθρώπινο παράγοντα, τα επιβαρύνεται ο συγκολλητής. Αυτό βέβαια δεν είναι πάντα σωστό, διότι σε πολλές περιπτώσεις ο συγκολλητής ευθύνεται έμμεσα. 38 Tεύχος 91 Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η

9 ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΣΤΗ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ 2. Λανθασμένη διαμόρφωση άκρων Σφάλματα στη συγκόλληση και κυρίως στη ρίζα μπορεί να προκύψουν μεταξύ άλλων και από λάθος φρέζα. Ως γνωστό, ανάλογα με τις απαιτήσεις της κατασκευής, η φρέζα κατασκευάζεται βάσει προδιαγραφών π.χ. DIN 8551 T1 για το χάλυβα, DIN 8552 T1 για το αλουμίνιο, και DIN 8552 T3 για το χαλκό ανάλογα βέβαια με το πάχος του υλικού και τη μέθοδο συγκόλλησης. Οπωσδήποτε αν η φρέζα δεν είναι σωστά κατασκευασμένη δυσκολεύει το έργο του συγκολλητή, ιδίως όταν πρόκειται για συγκόλληση πλήρους διείσδυσης εδώ θα πρέπει να τονίσουμε ότι τόσο για φρέζα όσο και για το σωστό μοντάρισμα των δύο άκρων, συνυπεύθυνος είναι και ο συγκολλητής κι αυτό γιατί οφείλει, πριν το ξεκίνημα συγκόλλησης, να ελέγξει το μοντάρισμα την ένωσης που πρόκειται να κολλήσει. Σφάλματα λόγω φρέζας σε μια κατά μέτωπο ένωση τύπου «V» ή κακής ευθυγράμμισης των κάτω άκρων, είναι συνήθως η ατελής διείσδυση και η μονόπλευρη τήξη των κάτω άκρων. Αυτό ισχύει και όταν το πάχος των δύο άκρων είναι διαφορετικό. Κλασικά σφάλματα στη φρέζα που συνήθως επηρεάζουν την ποιότητα της συγκόλλησης είναι: μικρή γωνία φρέζας, μεγάλο πάχος των κάτω χειλών (στη ρίζα), μικρό διάκενο μεταξύ των τεμαχίων. Τα σφάλματα που μπορεί να προκύψουν στη συγκόλληση λόγω φρέζας είναι: ατελής διείσδυση, σημειακή ατελής τήξη μεταξύ βασικού μετάλλου και πάσου, εγκλωβισμός κρούστας κ.λ.π. Τοπική ατελής διείσδυση μπορεί να προκύψει και από μεγάλες πονταρισιές στη ρίζα. Παρόμοιες καταστάσεις έχουμε και όταν πρόκειται να κολλήσουμε δύο τεμάχια με διαφορετικό πάχος. Ανάλογα με το είδος φόρτισης και τη μορφή των δυνάμεων που θα φορτιστεί η συγκόλληση, δίνεται η κατάλληλη διαμόρφωση των δύο άκρων βάσει ειδικών προδιαγραφών συγκόλλησης. Ανάλογα με τη διαφορά παχών, γίνεται και κατάλληλη διαμόρφωση των άκρων π.χ. κατά DIN 4100 ή DIN T1. Σε τεμάχια με διαφορά πάχους μικρότερη από 10mm, γίνεται μια απλή φρέζα π.χ. τύπου «V» Σχ. 1α. Πάνω από 10mm γίνεται μια εξομάλυνση 1:1 (σχ.1β). Σε περίπτωση δυναμικών φορτίων, η εξομάλυνση γίνεται πολύ μεγαλύτερη και προδιαγράφεται σε διάφορους κανονισμούς. Το Σχ. 2 δείχνει τρεις Σχήμα 2 Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς 39 Tεύχος 91

10 περιπτώσεις συγκόλλησης με διαφορετικά πάχη για δυναμικά φορτία. Σχ. 2α: Εφαρμόζεται στην Ναυπηγική και ισχύει t2 - t1>0.25 t1 και > 3mm. (GL). Σχ. 2β: Εφαρμόζεται σε γέφυρες και ισχύει t2 - t1> 3mm (DB). Σχήμα 3 Λανθασμένες μορφές γωνιακών ραφών Σχ. 2γ: Είναι κατά (DN 8558) και ισχύει t2 - t1 >0,2 και >3mm. Σε περίπτωση που το διάκενο μεταξύ των άκρων είναι μεγαλύτερο από 3mm δημιουργείται έντονο πρόβλημα σ ότι αφορά το κλείσιμο του πρώτου πάσου (ρίζας). Στην προκειμένη περίπτωση γίνεται μια κάποια αναγόμωση των άκρων και στη συνέχει αν χρειασθεί τροχίζεται ελάχιστα, έτσι ώστε να δημιουργηθεί το κατάλληλο διάκενο. Άλλο σφάλμα στη φρέζα είναι η υπερβολική γωνία. Μεγάλη γωνία εξυπηρετεί μεν μια άνετη συγκόλληση ρίζας, αλλά στη συνέχει αυξάνεται ο αριθμός πάσων, που σημαίνει: περισσότερη κατανάλωση ηλεκτροδίων περισσότερη θερμότητα στο Β. Μ. άρα μεγάλες εσωτερικές τάσεις και ταυτόχρονα μεγαλύτερες παραμορφώσεις. Πέρα από τα παραπάνω αναφερόμενα σφάλματα προερχόμενα από την προετοιμασία της φρέζας έχουμε και τα σφάλματα που οφείλονται στην τεχνική της συγκόλλησης. Αυτά είναι: 40 Tεύχος 91 Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η

11 ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΣΤΗ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ Σχήμα 4 Επίδραση αιχμών από υπερβολική ποσότητα υλικού εναπόθεσης. Σχήμα 5 Οδήγηση ηλεκτροδίων σε γωνιακή συγκόλληση υπερβολική υπερύψωση ραφής ανομοιομορφίες, πλευρικά καψίματα (βαθουλώματα) βασικού μετάλλου, ακανόνιστη απόσταση μεταξύ πάσων κ.λ.π. Όλες οι παραπάνω αναφερόμενες περιπτώσεις οι οποίες αποτελούν επιφανειακές ασυνέχειες ή επιφανειακές απότομες αλλαγές διατομής, μειώνουν σημαντικά τη δυναμική αντοχή της συγκόλλησης. Όμοιες περιπτώσεις έχουμε και σε γωνιακές συγκολλήσεις. Η υπερβολικά υπερυψωμένη γωνιακή συγκόλληση Σχ. 3α οφείλεται κυρίως σε χαμηλό ρεύμα συγκόλλησης. Η ασύμμετρη π.χ. συγκόλληση Σχ. 3β εξυπηρετεί κυρίως μόνο τη ροή των τάσεων, πέρα από αυτό δεν έχει άλλο νόημα, γιατί δεν προσφέρει αύξηση αντοχής, αφ ενός μεν και αφ ετέρου συνήθως είναι ασύμφορη. Ασύμμετρες ραφές όπως η στο Σχ. 3Β γίνονται συνήθως όταν η συγκόλληση γίνεται σε οριζόντια θέση και το ηλεκτρόδιο βρίσκεται σε μικρή απόκλιση από την κάθετο θέση. Δηλ. το τόξο κατευθύνεται περισσότερο προς το οριζόντιο έλασμα παρά προς το κάθετο. Σε περίπτωση πολλαπλών πάσων η ασυμμετρία μπορεί να διορθωθεί. 3. Υπερβολικά υπερυψωμένη συγκόλληση Συνήθως μια υπερυψωμένη συγκόλληση δεν βελτιώνει τις μηχανικές ιδιότητες, διότι στη μελέτη λαμβάνεται υπόψη το πραγματικό πάχος ραφής. Για στατικά φορτία δεν έχει και τόσο μεγάλη σημασία, αλλά για δυναμικά φορτία θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή, διότι λόγω ανομοιομορφίας εμφανίζονται αιχμές, στις οποίες έχουμε συγκέντρωση τάσεων. Η αιχμή γίνεται ιδιαίτερα επικίνδυνη, όταν π.χ. τα πάσα επικάλυψης καλύπτουν τα πάνω άκρα της φρέζας απλώς με ρευστό υλικό εναπόθεσης χωρίς να γίνει σύνδεση με το βασικό μέταλλο σχ. 4. Μια τέτοια περίπτωση, πέρα από το τεχνικό πρόβλημα είναι και ασύμφορη, γιατί καταναλίσκονται περισσότερα ηλεκτρόδια. Γενικά τα παραπάνω σφάλματα τόσο στην επικάλυψη, όσο και στη ρίζα Σχ. 4 οφείλονται στο ότι ο συγκολλητής στην πρώτη περίπτωση εναποθέτει υπερβολική ποσότητα υλικού και στη δεύτερη δημιουργεί τρέξιμο (κρέμασμα) ρίζας από προφανώς μεγάλο διάκενο των άκρων, ή λάθος ηλεκτρόδιο. Και στις δύο περιπτώσεις όταν πρόκειται για δυναμικά φορτία απαιτείται διόρθωση. 4. Ελλιπές γέμισμα ραφής Συγκολλήσεις οι οποίες δεν έχουν το προδιαγραφόμενο πάχος, δεν παρέχουν και την προβλεπόμενη ασφάλεια έναντι της κατασκευής, γιατί τα ελλιπή σημεία εμφανίζουν μειωμένη αντοχή. Τέτοιου είδους ελλείψεις, έχουμε κυρίως στα πάσα επικάλυψης, σε κρατήρες και έλλειψη διείσδυσης. Τα παραπάνω σφάλματα οφείλονται κυρίως στο συγκολλητή και θα πρέπει να διορθώνονται αμέσως από τον ίδιο. Σε πολλαπλά πάσα πολλές Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς 41 Tεύχος 91

12 φορές ο αριθμός και η διάταξη πάσων προδιαγράφεται. Παρ όλα αυτά, όμως ο συγκολλητής θα πρέπει να αντιληφθεί έγκαιρα το βάθος της τελευταίας επίστρωσης και σε συνδυασμό με τη διάμετρο ηλεκτροδίων, την ενδεχομένως νέα ρύθμιση παραμέτρων συγκόλλησης και την ταχύτητα συγκόλλησης, να εφαρμόσει μια τέτοια τεχνική ώστε τα πάσα επικάλυψης να εξέχουν ελάχιστα πάνω από την επιφάνεια του βασικού μετάλλου. Η τοποθέτηση των πάσων ( ή πάσου) επικάλυψης απαιτεί ιδιαίτερη δεξιοτεχνία του συγκολλητή, γιατί όχι μόνο δεν πρέπει να εμφανίζουν σφάλματα, αλλά πρέπει να έχουν όσο το δυνατόν λεία επιφάνεια. 5. Καψίματα στα άκρα της συγκόλλησης Ένα επίσης πολύ συνηθισμένο σφάλμα που γίνεται είναι το κάψιμο (λιώσιμο) άκρων μιας ένωσης, χωρίς πολλές φορές να διορθώνεται. Αυτό οφείλεται βέβαια και στο συγκολλητή, αλλά και στη σχετικά μικρή θερμική αγωγιμότητα του σημείου. Το πρόβλημα εμφανίζεται πολύ πιο έντονα σε κατά μέτωπο συγκολλήσεις χωρίς φρέζα, σε γωνιακές, αλλά και σε οποιεσδήποτε άλλες. Τα παραπάνω σφάλματα αντιμετωπίζονται αποκλειστικά από το συγκολλητή. Είναι γνωστό ότι τα παραπάνω σφάλματα, σε καμιά περίπτωση δεν γίνονται αποδεκτά όταν πρόκειται για δυναμικά φορτία. Το γέμισμα των σημείων αυτών είναι βέβαια μια διόρθωση, αλλά όχι όμως και η ιδανική λύση. Προς αποφυγή των σφαλμάτων και ιδίως όταν πρόκειται για κατασκευή με δυναμικά φορτία τοποθετούνται λαμάκια προέκτασης στα άκρα (οποιασδήποτε μορφή κι αν έχει η ένωση) και το τόξο λειτουργεί από το ένα λαμάκι έως το άλλο, έτσι ώστε τα άκρα της κατασκευής να γεμίζουν κανονικά, όπως και η υπόλοιπη ραφή. Στο τέλος της συγκόλλησης τα λαμάκια αφαιρούνται με πριόνι ή με θερμοκοπή (αν το επιτρέπει το μέταλλο βάσης) κατά 2-3mm έξω από το άκρο και στη συνέχεια γίνεται καθάρισμα με τροχό. Το πάχος μιας γωνιακής συγκόλλησης θα πρέπει να καθορίζεται από το μελετητή κατά τέτοιο τρόπο, ώστε η τελευταία επίστρωση πάσων να συμπληρώνει αφ ενός μεν το υπολογιζόμενο πάχος ραφής «α», αφ ετέρου δε να είναι τουλάχιστο κατά 2mm πιο κάτω από το πάνω χείλος του ελάσματος Σχ. 5, διαφορετικά τα σφάλματα θα οφείλονται σε λανθασμένη οδήγηση ηλεκτροδίου, υψηλό ρεύμα συγκόλλησης, μεγάλη Φ- ηλεκτροδίου. Επίσης στο τέλος της ραφής προστίθεται και ο κίνδυνος του κρατήρα. Άλλη περίπτωση που παρατηρείται είναι το σταμάτημα του τόξου πάνω σε γύρισμα (στροφή) π.χ. μεταξύ ενισχυτικού κομβοελάσματος και κύριας κατασκευής. Εδώ θα πρέπει οι συγκολλητές να καταλάβουν, ότι σε καμία περίπτωση δεν γίνεται διακοπή του τόξου πάνω σε γύρισμα και ιδίως όταν πρόκειται για δυναμικά φορτία, παρά μόνον αν αυτό είναι αναπόφευκτο. Σε ορισμένες περιπτώσεις η συγκόλληση μπορεί να γίνει κι από έξω προς τα μέσα. Γενικά για να αποφευχθούν τα καψίματα στα άκρα, χρησιμοποιούμε όσο το δυνατόν χαμηλό ρεύμα, επιλέγουμε ηλεκτρόδιο που να αποδίδει χονδρές και παχύρευστες σταγόνες π.χ. «R ή B». 6. Πλευρικά καψίματα (αιχμές) Σχήμα 6 Διάμετρος ηλεκτροδίου για συγκόλληση ρίζας a) d> πολύ μεγάλη b) «d» σωστή Τα πλευρικά καψίματα είναι τοπικά βαθουλώματα δίπλα στη ραφή, στην επιφάνεια όπως φαίνεται στον πίνακα σφαλμάτων εικ. 3α. Συνήθως είναι ορατά και στις ραδιογραφίες φαίνονται ως έντονες αμαυρώσεις. Η επίδρασή τους σε στατικά φορτία είναι ελάχιστη. Σε δυναμικά φορτία 42 Tεύχος 91 Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η

13

14 Σχήμα 7 Προστατευτική Λάμα (ράγα) για συγκόλληση ρίζας όμως επηρεάζουν σημαντικά ελάχιστη αιχμή, μειώνουν αισθητά την αντοχή στο συγκεκριμένο σημείο. Τα παραπάνω καψίματα οφείλονται κυρίως σε υψηλό ρεύμα συγκόλλησης και σε λανθασμένη οδήγηση του ηλεκτροδίου. Οπωσδήποτε εξαρτώνται βέβαια και από τη θέση συγκόλλησης π.χ. σε επίπεδη θέση (πλάκα) (W.F) είναι ευκολότερο να αποφευχθούν, απ ότι στις θέσεις ανεβατό (S.U.) και ουρανό (U.O.) Τοπικά καψίματα παρατηρούνται πολύ συχνά και στις οριζόντιες (h) γωνιακές ραφές το φαινόμενο οφείλεται στην πολύ μικρή κλίση (γωνία) του ηλεκτροδίου από την κάθετο στην περίπτωση εδώ έχουμε και μία ασύμμετρη ραφή, Σχ. 3β. Πλευρικά καψίματα μπορεί να εμφανιστούν και σε συγκόλληση της μεθόδου «UP» βυθισμένο τρόξο. Αυτό οφείλεται σε χαμηλή τάση συγκόλλησης, ή σε μεγάλη ταχύτητα συγκόλλησης. Καψίματα στη μέθοδο «UP» αποφεύγονται εύκολα, ρυθμίζοντας σωστά τη συσκευή και εφαρμόζοντας για κάθε περίπτωση τις προδιαγραφόμενες παραμέτρους συγκόλλησης. Προς αποφυγήν καψιμάτων στις θέσεις ανεβατό και ουρανό, θα πρέπει οι διακυμάνσεις του ηλεκτροδίου να γίνονται Αργά δηλ. το ηλεκτρόδιο θα πρέπει να καθυστερεί για λίγο στα πλάγια της ραφής. Σε δυναμικά φορτία όλα τα παραπάνω σφάλματα επιδιορθώνονται. Σε στατικά φορτία ορισμένα γίνονται αποδεκτά ανάλογα με το πόσο μεγάλο είναι το σφάλμα και το βαθμό ποιότητας της κατασκευής. 7. Ατελής διείσδυση Η ατελής διείσδυση στη ρίζα, είναι το σημαντικότερο σφάλμα μιας ένωσης, ακόμα κι αν πρόκειται για μια πολύ απλή συγκόλληση. Δημιουργείται πολύ εύκολα και αποτελεί το μεγάλο πρόβλημα όχι μόνο των συγκολλητών, αλλά και μια σειράς άλλων αρμοδίων. Ατελής διείσδυση μπορεί να υπάρξει τόσο στις κατά μέτωπο, όσο και σε γωνιακές συγκολλήσεις, - αποτελούν σημεία συγκέντρωσης τάσεων, που μπορεί να καταλήξουν σε καταστροφικά αποτελέσματα κυρίως σε δυναμικά φορτία. Κατά τη συγκόλληση π.χ. μιας γωνιακής ένωσης, θα πρέπει το χείλος (γωνία) του κάθετου ελάσματος να έχει λιώσει από το τόξο τουλάχιστο 1-3mm. Κλασικό παράδειγμα σφάλματος στον πίνακα εικ. 6β και στις κατά μέτωπο ενώσεις εικ. 6α ή εικ. 4α. Γενικά η σωστή διείσδυση στις γωνιακές συγκολλήσεις επιτυγχάνεται με τη σωστή εκλογή του τύπου, της διαμέτρου ηλεκτροδίου, και του ρεύματος συγκόλλησης. Στις κατά μέτωπο ενώσεις, σφάλματα στη ρίζα προκύπτουν επίσης από: πολύ μικρό διάκενο μεταξύ των χειλών (άκρων), μικρή γωνία φρέζας, μεγάλο πάχος των χειλών (κάτω άκρων) και γενικά από μη κατάλληλη προετοιμασία άκρων επί πλέον δε από λάθος ρύθμιση παραμέτρων, λάθος ηλεκτρόδιο κ.λ.π. Πολλές φορές όταν πρόκειται για μέθοδο Ε (SMAN) ηλεκτρόδιο, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη και η ικανότητα γεφύρωσης του ηλεκτροδίου τέτοια ηλεκτρόδια είναι αυτά που δημιουργούν παχύρρευστη σταγόνα π.χ. τύπου R και Β. Ανάλογα με τη συγκεκριμένη περίπτωση και λαμβάνοντας υπόψη: μορφή φρέζας, είδος υλικού, θέση συγκόλλησης, περιβάλλον εργασίας κ.λ.π. ο συγκολλητής θα πρέπει να επιλέξει (εκτός κι αν προδιαγράφεται) το κατάλληλο ηλεκτρόδιο, τις σωστές παραμέτρους συγκόλλησης, τα μέτρα προστασίας, έτσι ώστε να εξασφαλίσει πλήρη και χωρίς σφάλμα διείσδυση Σχ. 6β. Άλλα σφάλματα στη ρίζα που μπορεί να προκύψουν είναι πόροι μέσω διείσδυσης αέρα από την κάτω πλευρά επί πλέον τα αέρια Ο, Η, Ν, διεισδύουν στο ρευστό υλικό λουτρό και στη συνέχεια προκαλούν ψαθυ- 44 Tεύχος 91 Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η

15 ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΣΤΗ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ ρότητα στη συγκόλληση. Πολλοί κανονισμοί ανάλογα με την ποιότητα της κατασκευής και εφ όσον υπάρχει πρόσβαση προδιαγράφουν καθάρισμα (σκάψιμο) συγκόλλησης από την πίσω πλευρά της ρίζας και επανασυγκόλληση με ένα πάσο. Το καθάρισμα γίνεται συνήθως με τροχό και η συγκόλληση με ηλεκτρόδιο διείσδυσης το ίδιο ισχύει και για φρέζες τύπου Χ & U μόνο που εδώ το καθάρισμα ρίζας επιβάλλεται οπωσδήποτε. Συχνά σφάλματα ρίζας παρατηρούνται όταν χρησιμοποιείται λαμάκι (προσθήκη) κάτω από τη ρίζα Σχ. 7. Ο τρόπος αυτός εφαρμόζεται όπου δεν υπάρχει πρόσβαση π.χ. σε επισκευή λέβητα όπου η συγκόλληση γίνεται υπό θερμοκρασία (υλικό χρωμιούχο) στους 2500C περίπου. Σε τέτοιες περιπτώσεις για να είναι αποδεκτή η διείσδυση εφαρμόζουμε τα εξής:. 1. Συγκόλληση ρίζας με λίγο λιώσιμο και το λαμάκι προστασίας ώστε αργότερα να απομακρύνεται εύκολα ή γίνεται κανονικό κόλλημα και μένει μονίμως επί της κατασκευής. 2. Τοποθέτηση ράγας ή λάμας χαλκού, η οποία μετά το πέρας της συγκόλλησης θα απομακρυνθεί οπωσδήποτε. Στην πρώτη περίπτωση για καλύτερο και ασφαλέστερο έλεγχο της ρίζας, το λαμάκι συνήθως μετά τη συγκόλληση αφαιρείται, ώστε να υπάρχει επέμβαση αν κριθεί απαραίτητο και εφ όσον υπάρχει πρόσβαση, διαφορετικά το λαμάκι κολλιέται κανονικά. Στη δεύτερη περίπτωση θα είναι δυσκολότερα. Κατά τη χρήση λάμας χαλκού «Cu» υπάρχει κίνδυνος διείσδυσης χαλκού στο λουτρό ο οποίος δημιουργεί τις λεγόμενες κόκκινες ρηγματώσεις στη συγκόλληση. Το πρόβλημα γίνεται ακόμη πιο σοβαρό αν ο χαλκός μετακινείται. Για να αποφευχθεί η παραπάνω περίπτωση τοποθετούμε πάνω στη λάμα λεπτή ταινία υαλόπανο (Fiberglas). Ένα επίσης σοβαρό πρόβλημα διείσδυσης στη ρίζα έχουμε στη συγκόλληση σωλήνων ιδιαίτερα όταν πρόκειται για εργασία ποιότητας με υψηλές απαιτήσεις π.χ. σε χάλυβες υψηλής και χαμηλής θερμοκρασίας, ανοξείδωτοι κ.λ.π. Ανάλογα με τη διάμετρο, το πάχος και την ποιότητα του υλικού, εφαρμόζεται η κατάλληλη μέθοδος συγκόλλησης. Κυρίως όμως στο πρώτο πάσο (ρίζα) εφαρμόζεται η μέθοδος WIG (TIG). Στη χρήση της μεθόδου ο συγκολλητής θα πρέπει να είναι καλά εξειδικευμένος, ώστε με κατάλληλη δεξιοτεχνία να οδηγεί το τόξο αλλά και με μια σωστή τροφοδότηση του σύρματος να επιτυγχάνει μια πλήρη διείσδυση, χωρίς σφάλματα. Σε ελαφρά και ισχυρά κραματωμένους χάλυβες το πίσω μέρος της ρίζας (κυρίως σε σωλήνες) προστατεύεται με πρόσθετο αέριο προστασίας (συνοδεία). Το αέριο συνοδείας μπορεί να είναι καθαρό Αργόν ή μίγμα άζωτο/υδρογόνο N2 - H2 = 80/20%. Στους παραπάνω χάλυβες η συγκόλληση ρίζας με τη μέθοδο MIG (TIG) χωρίς συνοδεία είναι σχεδόν αδύνατη και εκτός αυτού υπάρχει οξείδωση στο κάτω μέρος ιδίως στα ανοξείδωτα. Επίσης σε πολλές περιπτώσεις η υπερβολική διείσδυση δεν γίνεται αποδεκτή βλ. εικ. 6α. Σχήμα 8 Εγκλωβισμοί κρούστας από λάθος τοποθέτηση πάσων. 8. Εξωτερική εμφάνιση συγκόλλησης (ραφής) 8.1 Ανομοιομορφία κυματισμού Συνήθως η εξωτερική ποιότητα της ραφής οφείλεται: στις συγκολλητικές ιδιότητες του ηλεκτροδίου, στην οδήγηση του ηλεκτροδίου και στη θέση συγκόλλησης. Αυτό σημαίνει ότι όσο πιο παχύρρευστα είναι: το Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς 45 Tεύχος 91

16 λιωμένο υλικό (λουτρό) και η κρούστα, τόσο πιο χονδροειδείς (ψαροκόκαλο) γίνονται οι κυματισμοί στην επιφάνεια της συγκόλλησης. Τα λεπτόρρευστα ηλεκτρόδια δίνουν βέβαια μια ομαλή (λεία) επιφάνεια, αλλά δεν έχουν την ικανότητα γεφύρωσης (κλείσιμο μεγάλων διακένων). Η παραπάνω ανομοιομορφία εξαρτάται επίσης από τις παραμέτρους συγκόλλησης, μήκος τόξου, ασύμμετρη οδήγηση του ηλεκτροδίου, θέση συγκόλλησης. 8.2 Εσφαλμένη διαμήκης σύνδεση μεταξύ πάσων Κατά τη συγκόλληση εκτεταμένων μέτρων μήκος, συχνά παρατηρούνται σε τακτά διαστήματα τοπικά βαθουλώματα (έλλειψη υλικού), ή υπερυψώματα (υπερβολική εναπόθεση) τα οποία βέβαια οφείλονται σε λανθασμένο ξεκίνημα του νέου πάσου ή αν θέλετε άναμμα τόξου σε λάθος σημείο. Τα παραπάνω σφάλματα οφείλονται καθαρά στην εμπειρία και δεξιοτεχνία του συγκολλητή. Πολλές φορές υπάρχει δικαιολογία βιασύνης. Στη συγκόλληση δεν υπάρχει δικαιολογία βιασύνης. Στη συγκόλλησης δεν υπάρχει βιασύνη, υπάρχει ατεχνία και αμέλεια. Η συγκόλληση δεν έχει το δικό της χρόνο εκτέλεσης. Σε περίπτωση παραβίασης χρόνου, θα πρέπει να υπολογίζεται κατά 99% και το σφάλμα. Για να υπάρξει μια ομοιόμορφη σύνδεση πάσων, συνδέουμε το τέλος του ενός με την αρχή του επόμενου. Ο συγκολλητής θα πρέπει με οποιαδήποτε μέθοδο κι αν εργάζεται, αλλά κυρίως με ηλεκτρόδιο, να ανάβει το τόξο μπροστά από τον κρατήρα, στη συνέχει να οδηγεί το τόξο πίσω έως την κορυφή του κρατήρα και εν συνεχεία προς την κατεύθυνση της συγκόλλησης. 8.3 Πιτσιλίσματα Το πιτσίλισμα στη συγκόλληση είναι σχεδόν αναπόφευκτο. Εκείνο που μπορεί να γίνει, είναι να περιοριστεί στο ελάχιστο. Το πιτσίλισμα όσο απλό και να φαίνεται, μπορεί σε ειδικές περιπτώσει να προκαλέσει μεγάλη ζημιά στην κατασκευή σε συνδυασμό βέβαια και με άλλες επιδράσεις. Οπωσδήποτε εκ πρώτη όψεως η μείωση των πιτσιλισμάτων γίνεται για καθαρά οικονομικούς λόγους, γιατί το έντονο πιτσίλισμα δημιουργεί αφ ενός μια τελείως απαράδεκτη εικόνα δίπλα και πάνω στη συγκόλληση, αφ ετέρου είναι ένα πρόσθετο κόστος για το καθάρισμα. Εκτός των παραπάνω, τα πιτσιλίσματα αυτά μπορεί να καταστούν μοιραία σε μια κατασκευή δηλαδή ανάλογα με την ποιότητα του υλικού, κυρίως σε χάλυβες με υψηλό άνθρακα, η σταγόνα που επικάθεται στην επιφάνεια του Β.Μ., λόγω υψηλής θερμοκρασίας και σχετικά απότομης ψύξης δημιουργεί τοπικά σημειακή αυτοσκήρυνση (βαφή) του υλικού, που σημαίνει αλλαγή υφής (εμφάνιση μαρτενσίτη) και τοπική ψαθυρότητα, που σημαίνει μείωση ολκιμότητας και σε κάποια φάση φόρτισης, να ξεκινήσει ρήγμα. Στους ανοξείδωτους χάλυβες μειώνουν τη χημική αντιδιαβρωτικότητα. Το φαινόμενο πιτσιλίσματος οφείλεται σε διάφορες αιτίες π.χ. στην ποιότητα αερίου π.χ. στη μέθοδο MIG MAG γενικά ισχύει όσο περισσότερο Αργόν υπάρχει σε % τόσο λιγότερα τα πιτσιλίσματα. Αντιθέτως το CO2 αυξάνει το πιτσίλισμα.. Επίσης ορισμένοι τύποι ηλεκτροδίων δημιουργούν έντονα πιτσιλίσματα. Τα βασικά αλλά και ορισμένα τιτανιούχα με χονδρή επένδυση δημιουργούν τα λιγότερα πιτσιλίσματα. Πέρα όμως από τα παραπάνω, ο συγκολλητής με το σωστό ρεύμα και με κατάλληλη ρύθμιση των παραμέτρων, μπορεί να μειώσει κάποιο ποσοστό. Γενικά όμως, ισχύει σε όλα τα ηλεκτρόδια, ότι με υψηλό ρεύμα συγκόλλησης και μεγάλο μήκος τόξου έχουμε έντονο πιτσίλισμα. Επίσης έντονο πιτσίλισμα παρατηρείται και όταν η συγκόλληση γίνεται με εναλλασσόμενο ρεύμα. Λιγότερα πιτσιλίσματα έχουμε στη θέση σκάφης (Flat) πλάκα απ ότι σε κάποια άλλη θέση. 9. Σφάλματα σύνδεσης Σφάλματα σύνδεσης χαρακτηρίζονται τα σημεία, στα οποία δεν υπάρχει συνέχεια μεταξύ συγκόλλησης και βασικού Μετάλλου. Ανάλογα με τη θέση που βρίσκεται το σφάλμα, διακρίνουμε σφάλμα σύνδεσης στην «παρειά» της φρέζας ή στη «ρίζα». Τα παραπάνω σφάλματα προκύπτουν συνήθως από προπορεία του ρευστού υλικού προσθήκης επί του 46 Tεύχος 91 Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η

17 ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΣΤΗ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ βασικού μετάλλου, χωρίς αυτό να έχει λιώσει προηγουμένως από το τόξο. Το φαινόμενο προπορείας (τρέξιμο) παρατηρείται περισσότερο σε γυμνά ηλεκτρόδια (σύρματα) ιδίως σε περίπτωση αύξησης του μήκους τόξου απ ότι σε επενδεδυμένα ηλεκτρόδια επί πλέον δε σφάλματα σύνδεσης προκύπτουν και από την παρουσία διαφόρων ακαθαρσιών π.χ. χρώματα, σκουριές, καλαμίνα, διάφορα άλλα οξείδια, από αδεξιότητα του συγκολλητή, σχετικό χαμηλό ρεύ μα συγκόλλησης και από πολύ υψηλή ή πολύ χαμηλή ταχύτητα συγκόλλησης ιδιαίτερη προσοχή χρειάζεται όταν η συγκόλληση γίνεται σε ένωση χωρίς φρέζα. Τέλος η επισκευή των σφαλμάτων σύνδεσης, θα πρέπει να γίνεται με σχολαστικότητα. Το άνοιγμα φρέζας θα γίνεται από το συγκολλητή κατά τέτοιο τρόπο ώστε η επισκευή να γίνει άνετη και ασφαλής. 10. Εγκλωβισμοί κρούστας Όπως είναι γνωστό, τόσο η επένδυση του ηλεκτροδίου όσο και σκόνη της «UP» (SAW) μεθόδου, κατά τη συγκόλληση τήκονται λόγω υψηλής θερμοκρασίας του τόξου και δημιουργούν μια κρούστα, η οποία βέβαια είναι ελαφρότερη και επιπλέει πάνω από το ρευστό μέταλλο, το οποίο ταυτόχρονα προστατεύει και από οξειδώσεις. Η κρούστα μπορεί να εγκλωβιστεί μέσα στη συγκόλληση είτε ως μεμονωμένο εύρημα σε οποιοδήποτε σχήμα, είτε ως συνεχής ή διακεκομμένη γραμμή στη μέση ή στις πλευρές της ραφής. Γενικά ο εγκλωβισμός κρούστας οφείλεται σε διάφορους παράγοντες - π.χ. ακατάλληλη φρέζα, ακαθαρσίες στην περιοχή συγκόλλησης, σκουριές από οξυγονοκοπή, καλαμίνα κ.λ.π. Ένα σημαντικό σφάλμα στη φρέζα, είναι οι βαθιές αυλακώσεις στις παρειές της φρέζας, που τυχόν γίνονται σε κάποια προηγούμενη φάση εργασίας (κυρίως από οξυγονοκοπή). Αυτές θα πρέπει πριν τη συγκόλληση να αναγομώνονται και να τροχίζονται ιδίως όταν έχουμε ραφή με πολλαπλά πάσα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι εγκλωβισμοί προέρχονται από την επένδυση των ηλεκτροδίων που οφείλεται κυρίως στον τύπο του ηλεκτροδίου και στον τρόπο οδήγησης του τόξου από το συγκολλητή. Ιδιαίτερη προσοχή χρειάζεται (προκειμένου να αποφευχθεί προπορεία κρούστας) όταν προκύψει απόκλιση του τόξου λόγω μάζας υλικού (ΒΜ) (λεγόμενο φύσημα). Οι εγκλωβισμοί εμφανίζονται ως μεμονωμένα στίγματα. Σε περίπτωση πολλαπλών πάσων, θα πρέπει σε κάθε πάσο η κρούστα να καθαρίζεται πολύ καλά ιδίως όταν το πρώτο πάσο (ρίζα) γίνεται με ηλεκτρόδιο διείσδυσης και το γέμισμα με βασικό. Ιδιαίτερη προσοχή χρειάζεται επίσης και στα ηλεκτρόδια ρουτηλίου {R} (κοινά), διότι μπορεί στα εν λόγω ηλεκτρόδια η κρούστα να απομακρύνεται εύκολα μετά τη συγκόλληση, αλλά κατά τη συγκόλληση λόγω φύσης συστατικών της επένδυσης η ρευστή κρούστα προπορεύεται πολύ πιο εύκολα του τόξου απ ότι τα άλλα ηλεκτρόδια. Τέλος τα παραπάνω σφάλματα εξαρτώνται επίσης κι από τη σειρά τοποθέτησης πάσων «Σχ. 8». Τα πάσα θα πρέπει να τοποθετούνται κατά τέτοιο τρόπο ώστε να μην δημιουργούνται απότομες αιχμές τόσο μεταξύ, όσο και με το Β.Μ. Γενικά βέβαια όταν πρόκειται για πολλαπλά πάσα και συγκολλήσεις ποιότητας η αρίθμηση και η διάταξη τοποθέτησης πάσων δίνονται στη μεθοδολογία συγκόλλησης (WPS). 11. Υπερθέρμανση κάψιμο της συγκόλλησης Υπερθέρμανση κάψιμο συγκόλλησης είναι φαινόμενο χημικής αντίδρασης, η οποία μειώνει σημαντικά την αντοχή και την ολκιμότητα του υλικού. Αντίθετα από το υπέρθερμο, το καμμένο υλικό δεν επαναφέρεται ούτε με θερμική κατεργασία. Το κάψιμο οφείλεται συνήθως από λανθασμένη τεχνική συγκόλλησης, π.χ. υψηλή ρεύμα, μεγάλο μήκος τόξου, διείσδυση οξυγόνου στη συγκόλληση. Αποτέλεσμα: Αφαίρεση στοιχείων από τη συγκόλληση λόγω χημικών αντιδράσεων, μερική οξείδωση του μετάλλου. Τα προϊόντα καύσης επικάθονται στη δομή του υλικού, και στη συνέχεια αποδυναμώνουν τη σύνδεση των κόκκων. Η μόνη επιδιόρθωση σε περίπτωση καψίματος, είναι: αφαίρεση όλου του καμμένου υλικού και συγκόλληση από την αρχή. Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς 47 Tεύχος 91

18 12. Πόροι Πόροι είναι μικροί κοίλοι χώροι σφαιρικού σχήματος συμπληρωμένοι με αέριο. Μπορεί να εμφανισθούν σε κάθε σημείο της συγκόλλησης είτε ως μοναδικοί, είτε σε ομάδες (συστάδες σφουγγάρια). Η επίδρασή τους επί της αντοχής είναι: Σε στατικά φορτία π.χ. ένα μεμονωμένος πόρος δεν επηρεάζει και πολύ, ανάλογα βέβαια και το μέγεθος σε σύγκριση με το πάχος. Σε δυναμικά φορτία όμως επηρεάζουν επικίνδυνα, ιδίως οι διαμήκεις πόροι και οι συστάδες. Τα αέρια που δημιουργούν του πόρους είναι: CO, CO2, SO2 και Η2, Ο2, Ν2. Tρία είναι τα προϊόντα της συγκόλλησης τα οποία δημιουργούνται μέσω μεταλλουργικών αντιδράσεων υπό ορισμένες προϋποθέσεις με την παρουσία του οξυγόνου. Τα υπόλοιπα τρία προέρχονται είτε από το περιβάλλον, είτε από την επένδυση του ηλεκτροδίου σε περίπτωση υγρασίας, ή από διάφορες ακαθαρσίες. Όλα τα παραπάνω αέρια σε περίπτωση παρουσίας τους κατά τη διάρκεια συγκόλλησης διεισδύουν στο ρευστό μέταλλο, το οποίο ως γνωστό σε ρευστή κατάσταση διαλύει μεγάλες ποσότητες αερίων. Κατά τη διάρκεια πήξης του λουτρού, λόγω μείωσης της διαλυτικής ικανότητας του υλικού σε στερεά κατάσταση, τα αέρια πρέπει να εγκαταλείψουν το ρευστό μέταλλο πριν ολοκληρωθεί η πήξη και να ξεθυμάνουν στην επιφάνεια προς το περιβάλλον. Σε περίπτωση που προηγηθεί πήξη και έστω μέρος των αερίων δεν πρόλαβαν να ξεθυμάνουν, παραμένουν, στο υλικό δημιουργώντας κοίλους χώρους και το αέριο παραμένει μέσα στο χώρο υπό υψηλή πίεση. Αν μία συγκόλληση (ραφή) είναι ελεύθερη από πόρους, σημαίνει ότι όλα τα, από τον διαχωρισμό προερχόμενα αέρια έχουν ξεθυμάνει στην επιφάνεια της ραφής πριν από την πήξη. Τα αίτια που προκαλούν πόρους είναι: 12.1 Πoλύ χαμηλή θερμοκρασία λουτρού Σύμφωνα με τα παραπάνω, συμπεραίνεται ότι το λουτρό της συγκόλλησης (ραφής)θα πρέπει να παραμένει όσο το δυνατόν περισσότερο χρόνο σε υγρή κατάσταση, ώστε να δίνεται ο απαιτούμενος χρόνος για ξεθύμασμα των αερίων. Για την παράταση της υγρής κατάστασης βοηθά οπωσδήποτε η κρούστα, που καλύπτει το λουτρό παγιδεύοντας αρκετή θερμότητα, ώστε να επιβραδύνεται η ψύξη. Το φαινόμενο παρατηρείται πολύ πιο έντονα στη μέθοδο «UP» (βυθισμένο τόξο). Ο κίνδυνος εμφάνισης πόρων λόγω χαμηλής θερμοκρασίας του λουτρού (μπάνιο) είναι όταν η συγκόλληση γίνεται με βασικά ηλεκτρόδια. Το σύνηθες σφάλμα με τα βασικά ηλεκτρόδια είναι πόροι μεμονωμένοι ή κατά συστάδες (σφουγγάρια) στα σημεία επανατοποθέτησης του ηλεκτροδίου (ξεκίνημα σταμάτημα του τόξου). Αυτό συμβαίνει διότι στο συγκεκριμένο σημείο το μέταλλο βάσης είναι σχετικά κρύο, η εναποτιθέμενη σταγόνα από τα ηλεκτρόδια ψύχεται γρήγορα, με αποτέλεσμα να εγκλωβίζονται αέρια, έτσι δημιουργούνται οι τοπικές συστάδες. Το πρόβλημα αντιμετωπίζεται, όταν το άναμμα του τόξου γίνεται μπροστά από το σημείο έναρξης (κρατήρα) του προηγούμενου πάσου κατά mm και στη συνέχεια οδηγείται πίσω έως το πάνω άκρο του κρατήρα. Έτσι δίνεται η ευκαιρία αφ ενός μεν για μια καλή προθέρμανση του ηλεκτροδίου, αφ ετέρου το λουτρό αποκτά την απαιτούμενη θερμοκρασία που να επιτρέπει το ξεθύμασμα των αερίων. Σφάλματα πόρων παρατηρούνται περισσότερο στα βασικά και λιγότερο στα άλλα ηλεκτρόδια Υπερβολικό ρεύμα συγκόλλησης Παραπάνω αναφέρεται ότι σε μια υψηλή θερμοκρασία λουτρού δίνεται χρόνος για το ξεθύμασμα των αερίων. Η υψηλή θερμοκρασία που σημαίνει όμως έχει επίσης περιορισμό. Σε πολύ υψηλή θερμοκρασία που σημαίνει υψηλό ρεύμα συγκόλλησης, το λουτρό αποκτά υψηλή θερμοκρασία, που όπως ήδη αναφέρεται διαλύει μεγάλες ποσότητες αερίων, οι οποίες κατά τη ψύξη θα πρέπει να διαχωριστούν. Αυτό όμως γίνεται μόνο επί μέρους, λόγω της υπερβολικής ποσότητας, οπότε έχουμε το αντίθετο αποτέλεσμα. Η 48 Tεύχος 91 Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η

19 ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΣΤΗ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ περίπτωση αυτή θα πρέπει κατά τη ρύθμιση των παραμέτρων να ληφθεί υπόψη. Πόροι από υπερβολικό ρεύμα συγκόλλησης μπορεί να προκύψουν σε ηλεκτρόδια με όξινη επένδυση ή σε ηλεκτρόδια με χονδρή επένδυση ή σε ηλεκτρόδια με χονδρή επένδυση (μπαζούκας) τα οποία δέχονται υπερφορτίσεις Υγρασία Η υγρασία η οποία κατέλαβε το χώρο του τόξου εξατμίζεται. Αν οι υδρατμοί διεισδύσουν στο τόξο και έρθουν σ επαφή με λιωμένο υλικό (λουτρό), τότε λόγω υψηλής θερμοκρασίας γίνεται διάσπαση των υδρατμών. Από τη διάσπαση έχουμε οξυγόνο και υδρογόνο. Το οξυγόνο συνδέεται με το σίδερο, ή άλλα στοιχεία κραμάτωσης και στο υπό ατομικής μορφής υδρογόνο, ένα μεγάλο μέρος απορροφάται από το ρευστό μέταλλο, που σημαίνει ότι αν η ποσότητα των υδρατμών είναι υπερβολική, τότε έχουμε πόρους στη συγκόλληση. Η υγρασία που καταβάλει το τόξο μπορεί να προέρχεται είτε από τα ηλεκτρόδια, είτε από υγροποιημένη επιφάνεια του βασικού μετάλλου. Ιδιαίτερα ευαίσθητα έναντι υγρασίας είναι όπως είναι γνωστό τα βασικά ηλεκτρόδια, γι αυτό απαιτείται αλλά και προδιαγράφεται η αποξήρανσή τους στους C. 1:2h πριν χρησιμοποιηθούν. Οπωσδήποτε κάποιο στέγνωμα της επιφάνειας θα πρέπει να γίνεται και στο μέταλλο βάσης ιδίως σε περιβάλλον με αυξημένη υγρασία. Μην ξεχνάτε και το σχολαστικό καθάρισμα των επιφανειών που πρόκειται να συγκολληθούν Εμφάνιση πόρων από χημικές επιδράσεις Τα στο μέταλλο βάσης και συγκεκριμένα στο λιωμένο υλικό ευρισκόμενα στοιχεία όπως ο C, S, & P ευνοούν με μεγάλη συμμετοχή την εμφάνιση πόρων στη συγκόλληση, διότι κατά την καύση (την σύνδεση) των παραπάνω με το οξυγόνο, δημιουργούνται αέρια. Τα υλικά προσθήκης, περιέχουν μεγαλύτερη ποσότητα αποξειδωτικών στοιχείων, τα οποία λόγω μεγαλύτερου σθένους συνδέονται με το οξυγόνο. Τα παραγόμενα ρευστά οξείδια μεταφέρονται στην επιφάνεια και επικάθονται υπό μορφή κρούστα. Τέλος, τα στοιχεία P, S ακόμα και σε μικρές σχετικά ποσότητες ευνοούν την εμφάνιση πόρων. 13. Ρήγματα στη συγκόλληση 13.1 Ρήγματα εν θερμώ Κατά τη διάρκεια απόψυξης μιας συγκόλλησης και ανάλογα σε ποια θερμοκρασία εμφανίζεται το ρήγμα, διακρίνουμε θερμό και ψυχρό ρήγμα. Το αν πρόκειται για θερμή ή ψυχρή ρηγμάτωση, αυτό αναγνωρίζεται από ορισμένα χαρακτηριστικά της ρωγμής. Οι θερμικές ρηγματώσεις συνήθως εμφανίζονται στη μέση και κατά μήκος της ραφής. Η επιφάνεια θραύσεις (διαχωρισμού) έχει ποικίλα χρώματα με χονδροειδή ανάπτυξη των κρυστάλλων. Οι θερμικές ρηγματώσεις εμφανίζονται όπου συμπίπτουν δύο διαφορετικές καταστάσεις ταυτόχρονα δηλαδή στερεά-υγρά, υπό την επίδραση κι άλλων παραγόντων. Αν π.χ. κατά την πήξη, όπου οι κρύσταλλοι (κόκκοι) έχουν αναπτυχθεί πλήρως και μεταξύ τους υπάρχει υπόλοιπο τήγματος το οποίο δεν έχει στερεοποιηθεί προκύπτουν κάποιες τάσεις, εσωτερικές ή εξωτερικές, λόγω παραμόρφωσης προκαλείται ρήγμα. Όλοι οι χάλυβες έχουν σχετικά μια μικρή ή μεγάλη περιοχή πήξης (στερεοποίησης) στην οποία έχουμε τις δύο φάσεις ταυτόχρονα - αυτό όμως δεν σημαίνει ότι θα πρέπει να υπάρξει οπωσδήποτε και ρήγμα ευτυχώς αυτό δεν συμβαίνει διότι με κατάλληλους μηχανισμού και μεταλλουργικές αντιδράσεις για τα οποία δεν θα γίνει λεπτομερής περιγραφή, αποφεύγονται οι ρηγματώσεις. Ωστόσο την πρώτη θέση που ευνοεί την περίπτωση, την έχει το θείον (S), γιατί οι ενώσεις του S έχουν χαμηλό σημείο τήξης (πήξης), επί πλέον δε επιδρούν κι' άλλα στοιχεία κραμάτωσης και ακαθαρσίες. Eκείνο που πρέπει να γνωρίζει ακόμα ο συγκολλητής είναι ότι αυξημένες ποσότητες άνθρακα (C) και θείου (S) ευνοούν τις θερμικές ρηγματώσεις και κυρίως στους ωστενικούς χάλυβες. Προσοχή στη συγκόλληση μη κατευνασμένων χαλύβων να αποφεύγονται τα σημεία συγκέντρωσης ακαθαρσιών (Seigerungszonen). Η συγκόλληση των παραπάνω χαλύβων γίνεται με ηλεκτρόδιο με αυξημένη ποσότητα με «Mn» - Το Mn συνδέεται ευκολότερα με το θείον S Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς 49 Tεύχος 91

20 απ ότι το Fe. Το ΜnS είναι προτιμότερο από το FeS. Τα καλύτερα για την αντιμετώπιση θερμικών ρηγματώσεων ηλεκτρόδια είναι τα βασικά, στη δεύτερη θέση έχουμε τα κοινά (ρουτηλίου) και τέλος τα όξινα Ρήγματα εν ψυχρώ Ψυχρές ρηγματώσεις εμφανίζονται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες δίπλα στη συγκόλληση (ραφή) και συγκεκριμένα στη θερμικά επηρεαζόμενη ζώνη (ΘΕΖ). Η εμφάνιση της επιφάνειας θραύσης αντίθετα από τη θερμική, δεν παρουσιάζει αποχρώσεις και δεν δείχνει χονδρόκοκκη υφή. Τα αίτια των παραπάνω ρηγματώσεων είναι διάφορα. Κυρίως όμως αποδίδονται στις αυτοσκληρύνσεις του υλικού είτε λόγω υψηλού άνθρακα, είτε λόγω στοιχείων κραμάτωσης. Σε κοινό χάλυβα το όριο του άνθρακα όπου μπορεί να γίνει συγκόλληση χωρίς λήψη μέτρων προς αποφυγή ρηγματώσεων είναι 0,22%, πέρα από το ποσοστό αυτό η ρηγμάτωση είναι αναπόφευκτη. Ιδιαίτερα για να αποφευχθούν τα παραπάνω σφάλματα είναι θέμα πλέον του Μηχανικού Συγκολλητή, ο οποίος προδιαγράφει αναλυτικά τη διαδικασία συγκόλλησης. Τέλος, πολλά διαμήκη και εγκάρσια ρήγματα εν ψυχρώ οφείλονται: Σε συμπύκνωση τάσεων, αυτοσκληρύνσεις, γεωμετρία της κατασκευής, λανθασμένη σειρά συγκόλλησης, τάσεις παραμόρφωσης από λάθος εφαρμογή μεθόδου και λάθος τεχνική συγκόλλησης. Σε λάθος τεχνική αποδίδονται επίσης τα ρήγματα στις πόντες, στους κρατήρες και στα όρια των κόκκων. Η κάθε μια από τις παραπάνω περιπτώσεις διερευνάται και προδιαγράφεται διαδικασία συγκόλλησης (WPS/PQR) ώστε να υπάρξει πλήρης διασφάλιση στην ποιότητα. 50 Tεύχος 91 Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η

21

22 Kεντρικό σύστημα τοπικής απαγωγής καπναερίων ηλεκτροσυγκόλλησης ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΧΑΜΗΛΟΥ ΚΕΝΟΥ Γράφει ο Παντελής Καλογιάννης ΤΕΧΝΟ - ΚΑΛ Ε.Π.Ε. Ένα κεντρικό σύγχρονο σύστημα χαμηλού κενού για την απαγωγή των καπναερίων της ηλεκτροσυγκόλλησης αποτελείται από τα εξής: Τα μέσα προσέγγισης και απαγωγής των καπναερίων. Το δίκτυο σωληνώσεων απαγωγής. Τον απορροφητήρα. Τα φίλτρα κατακράτησης των καπναερίων. Τα συστήματα ελέγχου και ρύθμισης της εγκατάστασης. Οι πηγές εκπομπής καπναερίων είναι το τόξο στις λαβίδες των ηλεκτροδίων αλλά και οι διάφορες κοπές με πλάσμα, λείζερ, οξυγονοκοπές κλπ. Τα πιο αποτελεσματικά μέσα για την σύλληψη και την απαγωγή των καπναερίων από την ηλεκτροσυγκόλληση είναι σήμερα οι Βραχίονες Τοπικής Απαγωγής. Μόνον οι βραχίονες εξασφαλίζουν την απόλυτη προστασία του ηλεκτροσυγκολλητή, διότι έχουν τη δυνατότητα να πλησιάζουν πολύ την πηγή εκπομπής και να μην επιτρέπουν στα καπναέρια να εισέλθουν στην ζώνη αναπνοής του. Φ1 Η χρήση των τραπεζών απορρόφησης που δημιουργούν ρεύμα αέρα προς τα κάτω έχει μικρή χρήση διότι καλύπτει μόνον περιορισμένο χώρο, δεν μεταφέρεται εύκολα κλπ. Φ2 Στις τράπεζες κοπής με πλάσμα ή λείζερ η απαγωγή γίνεται από το τραπέζι, το οποίο είναι κατάλληλα τμηματοποιημένο και στο οποίο δημιουργείται ρεύμα αέρα προς τα κάτω. 52 Tεύχος 91 Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η

23 ΑΠΑΓΩΓΗ ΚΑΠΝΑΕΡΙΩΝ Φ3 Ανάλογα προς την εφαρμογή, τον τρόπο εργασίας και την ακτίνα της περιοχής μέσα στην οποία γίνεται η ηλεκτροσυγκόλληση, επιλέγεται ο κατάλληλος βραχίονας. Τα χαρακτηριστικά που διαφοροποιούν τους βραχίονες εκτός από την επιθυμητή απορρόφηση σε m3/h είναι ο αριθμός των αρθρώσεων, η διάμετρος του αεραγωγού, το σύστημα της αυτοσυγκράτησης σε κάθε θέση, η ακτίνα δράσης του βραχίονα, η θερμοκρασία λειτουργίας, η αντοχή σε χημικές προσβολές, η χοάνη και η αντοχή της σε θερμοκρασία και στους σπινθήρες, οι προδιαγραφές του βραχίονα κατά ΑΤΕΧ και ο εξοπλισμός του (φωτισμός, φράγμα σπινθήρων, προστασία κλπ). Σε ένα κεντρικό σύστημα έχουμε διάφορους βραχίονες συνδεμένους σε δίκτυο. Το ενδεδειγμένο είδος σωλήνων είναι οι γαλβανισμένοι χαλυβδοσωλήνες τύπου spiro.to πάχος τους είναι συνήθως 0.6mm η 0.8mm..Η διάμετρος των σωλήνων υπολογίζεται έτσι ώστε να έχουμε την ελάχιστη πτώση πίεσης. Αποφεύγονται κατά το δυνατόν οι μικρές διατομές, οι πολλές καμπύλες, τα κάθετα Τ, αντ'αυτών είναι προτιμότερη η χρήση των ημί-τ. Η ελάχιστη διάμετρος όταν έχουμε απαγωγή από 1 βραχίονα είναι Φ160mm ή καλύτερα Φ200mm. Οι κεντρικοί αεραγωγοί οι οποίοι συλλέγουν την Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς 53 Tεύχος 91

24 Φ4 Τηλεσκοπικός βραχίονας αεραγωγός Φ160 Φ5 Βραχίονας με εσωτερικό σύστημα αυτοσυγκράτησης Αεραγωγός Φ160 Φ6 Βραχίονας με εξωτερικό σύστημα αυτοσυγκράτησης Αεραγωγός Φ160 MD Φ7 Βραχίονας με εξωτερικό σύστημα αυτοσυγκράτησης Αεραγωγός Φ160 ΝEX D Φ8 Βραχίονας Βαρέως Τύπου με εξωτερικό σύστημα αυτοσυγκράτησης. Αεραγωγός 200 θερμοκρασία λειτουργίας120. Κάθε βραχίονας χαρακτηρίζεται από την καμπύλη λειτουργίας του. Η καμπύλη δίδει την πτώση πίεσης μέσα στο βραχίονα για μια δεδομένη απορρόφηση. απαγωγή αρκετών βραχιόνων φθάνουν σε μεγάλες διαμέτρους όπως Φ400 ή Φ500. Πρέπει επίσης να υπολογισθεί η ταχύτητα μέσα στον αεραγωγό για να μην υπάρξουν επικαθήσεις ρύπων(καπνιά,σκόνη κλπ). Για τον υπολογισμό της ικανότητας του απαιτούμενου απορροφητήρα αθροίζονται οι επιθυμητές απορροφήσεις από κάθε βραχίονα. Οι βραχίονες φέρουν ντάμπερ στη χοάνη τους. Όταν ένας βραχίονας έχει κλειστό το ντάμπερ δεν απορροφά. Σε ένα δίκτυο δεν είναι συνήθως απα- 54 Tεύχος 91 Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η

25 ΑΠΑΓΩΓΗ ΚΑΠΝΑΕΡΙΩΝ Φ9 Καμπύλη λειτουργίας ραίτητο να απορροφούν όλοι οι βραχίονες ταυτόχρονα. Ορίζεται ο βαθμός ετεροχρονισμού και έτσι υπολογίζεται η ικανότητα απορρόφησης που πρέπει να έχει η εγκατάσταση κάθε χρονική στιγμή. Η απορρόφηση αυτή είναι και η απορρόφηση του κεντρικού απορροφητήρα. Κάθε απορροφητήρας χαρακτηρίζεται από την καμπύλη λειτουργίας του. Η καμπύλη δίνει την πτώση πίεσης που μπορεί να αντισταθμίσει ο απορροφητήρας για κάθε τιμή απορρόφησης. Μετά τον υπολογισμό της απαιτούμενης απορρόφησης και το σχεδιασμό του δικτύου με καθορισμένες τις θέσεις των βραχιόνων και τις διατομές των αεραγωγών, απομένει πλέον η επιλογή του κατάλληλου απορροφητήρα. Για να γίνει τούτο πρέπει να υπολογισθεί ακόμη, η μέγιστη πτώση πίεσης που θα παρουσιασθεί στο δίκτυο αν πραγματοποιηθεί η απαιτούμενη απορρόφηση. Η μέγιστη πίεση παρουσιάζεται συνήθως στον πιο απομακρυσμένο βραχίονα ή σε εκείνον με την πιο πολύπλοκη διαδρομή. Η σειρά τοποθέτησης των τμημάτων του κεντρικού συστήματος είναι: Βραχίονες Δίκτυο Φίλτρα Απορροφητήρας Το φίλτρο παρουσιάζει και αυτό μια αντίσταση στην ροή του αέρα. Έχουμε δηλαδή και σ' αυτό μια πτώση πίεσης. Η πτώση πίεσης του φίλτρου προστίθεται στην πτώση δικτύου-βραχιόνων. Αφού υπολογίσθηκε και η πίεση είναι τώρα δυνατόν να καθορισθεί επακριβώς ο απορροφητήρας. Γι' αυτό πρέπει πάντα ο απορροφητήρας να δίνεται με δύο χαρακτηριστικά του: τη συνολική απορρόφηση και τη συνολική πίεση που μπορεί να αντισταθμίζει δίδοντας αυτήν την απορρόφηση. Δυστυχώς πολύ συχνά αυτά τα πράγματα δεν υπολογίζονται,η εκτιμώνται με το "μάτι" με αποτέλεσμα κακές και ανεπαρκείς εγκαταστάσεις παρά τις δαπάνες που έγιναν για την αγορά του εξοπλισμού. Παλαιότερα εχρησιμοποιούντο σακκόφιλτρα για την κατακράτηση των καπναερίων. Σήμερα έχει σχεδόν γενικευθεί η χρήση φίλτρων με στοιχεία. Τα στοιχεία έχουν πτυχωτές επιφάνειες και έτσι με τον ίδιο όγκο παρουσιάζουν πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια φιλτραρίσματος με αποτέλεσμα φίλ- Φ10 Καμπύλες λειτουργίας απορροφητήρων Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς 55 Tεύχος 91

26 Φ11 ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΠΑΓΩΓΗΣ τρα μικρότερου συνολικού όγκου. Τα σύγχρονα φίλτρα είναι αυτοκαθαριζόμενα (με ριπές πεπιεσμένου αέρα) και δεν έχουν αναλώσιμα.τα στοιχεία βέβαια κάποια στιγμή χρειάζονται και αυτά αλλαγή ανάλογα προς τη χρήση. Συνήθως όμως η αλλαγή γίνεται μετά από μεγάλο διάστημα (2 χρόνια η περισσότερο). Ο βαθμός κατακράτησης που επιτυγχάνεται είναι πάνω από 99% για φίλτρα κατασκευής από ανεγνωρισμένους οίκους,ενώ Φ13 Ρύποι καπναερίων ηλεκτροσυγκόλλησης Φ14 Ρύποι καπναερίων από κοπή με πλάσμα αλουμινίου Φ15 Ρύποι καπναερίων ηλεκτροσυγκόλλησης μόνον 2-3 βραχίονες σε μια μεγάλη εγκατάσταση π.χ. 15 βραχιόνων. Σε μια τέτοια περίπτωση δεν έχουμε οικονομική λειτουργία διότι ο απορροφητήρας αποδίδει όλη του την ισχύ (που για μια τέτοια εγκατάσταση είναι μεγάλη) με αποτέλεσμα σπατάλη ενεργείας. Τούτο διορθώνεται σήμερα εύκολα με την τοποθέτηση ενός inverter ο οποίος με την βοήθεια κατάλληλων αισθητήρων πίεσης στο δίκτυο μειώνει ανάλογα τις στροφές του απορροφητήρα, μεταβάλλοντας τη συχνότητα, με αποτέλεσμα τη μεγάλη μείωση της απορροφωμένης ισχύος και την αντίστοιχα μεγάλη εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας. με κατάλληλα ειδικά στοιχεία είναι δυνατόν να κατακρατηθεί το 99.99% των ρύπων. Φ12 Φίλτρο FILTERMAX του οίκου NEDERMAN Οι ρύποι συγκεντρώνονται σε κάδους που φέρουν τα φίλτρα στο κάτω μέρος τους: Είναι δυνατόν να τοποθετηθούν συστήματα συνεχούς αδιάλειπτης εκκένωσης των ρύπων σε ένα μεγάλο δοχείο με τροχούς ή με υποδοχές για μετακίνησή του από περονοφόρο. Συχνά χρειάζεται να απορροφούν Φ16 Ιnverter του οίκου NEDERMAN Η εγκατάσταση συμπληρώνεται με ντάμπερ ρύθμισης και καθαρισμού στην είσοδο και έξοδο του φίλτρου και βεβαίως μανόμετρα και αυτοματισμούς προστασίας. 56 Tεύχος 91 Ι ο ύ λ ι ο ς - Α ύ γ ο υ σ τ ο ς Τ ε χ ν ο λ ο γ ί α & Σ υ γ κ ό λ λ η σ η

27

28