Studii de Caz

05/14/08 1

STUDII DE CAZ

1.Studii de caz pentru executarea produselor noi:

Pentru diferite structuri sudate

Procedură lipire cupru, sudare aluminiu

2.Studiu de caz pentru repararea structurilor avriate.

05/14/08 2

STUDII DE CAZ 1.STUDII DE CAZ PENTRU EXECUTAREA

PRODUSELOR NOI 1.1. CRITERII GENERALE

1.Eventuale măsuri de reducere a costurilor prin schimbarea soluţiei

constructive şi/sau a materialelor (cu specificarea problemelor ce pot să apară, a avantajelor şi dezavantajelor soluţiilor alese)

2.Ordinea de lucru (precizând fiecare etapă de la debitare la controlul final)

3.Alegerea procedeelor de sudare şi justificarea alegerii făcute.

4.Schiţarea formei rostului de sudare (conform SR EN 29692-1), simbolizarea acestora ( conform SR EN 22553) şi stabilirii ordinii de realizare a punctelor de prindere provizorie.

5.Stabilirea tipului şi a numărului de certificate de sudor (conform SR EN 287-1)

05/14/08 3

1.STUDII DE CAZ PENTRU EXECUTAREA PRODUSELOR NOI

1.1. CRITERII GENERALE

6. Stabilirea nivelului de acceptare a imperfecţiunilor conform SR EN 25817 (comparativ pentru clasele de calitate B,C, D)

7.Realizarea WPS-urilor aferente sudării acestor repere

La alegerea variantelor optime din criteriile mai sus menţionate stă în ordine:

Siguranţa în exploatare Preţul de cost

05/14/08 4

1.1.1.Eventuale măsuri de reducere a costurilor prin schimbarea soluţiei constructive şi/sau a materialelor

La alegerea unor modificări constructive contribuie dotările intreprinderii unde se va reliza produsul. Adică au utilaje mai moderne mai productive. (sudură cu electrod invelit, MIG-MAG, plasmă etc reclamă alt rost din punct de vedere dimensional)

Modificări constructive se fac şi în cazul îmbunătăţirii siguranţei în exploatare sau asigurare unei calităţi superioare (în loc de îmbinare de colţ se preferă îmbinări cap la cap tirant)

Reducerea numărului profilelor, sortimentelor de materiale reclamă modificări constructive

05/14/08 5

1.1.2. Ordinea de lucru Se parcurge etapele:1. 1.Sablare2. 2. Debitare (foarfecă ghilotină, foarfecă combinată, ştanţare,

matriţare, forjare turnare, tăiere cu flacără oxi-gaz sau plasmă, strung ferestrae, etc)

3. 3. Prelucrarea rostului (şeping, freză, trumph, raboteză, foarfecă ghilotină, tăiere cu flacără sau plasmă, polizare etc)

4. 4. Prelucrări mecanice (în funcţie de importanţă inainte sau după sudare)

5. 5. Montare (cu sau fără dispozitiv)6. 6. Prindere provizorie de sudură (heftuire)7. 7.Sudarea (cu sau fără dispozitiv , cu preîncălzire sau fără)8. 8.Tratament termic după sudare (parţial sau total)9. 9. Control (nedistructiv)

05/14/08 6

1.1.3. Alegerea procedeelor de sudare şi justificarea alegerii făcute

Alegerea procedeelor de sudare se face în funcţie de productivitate şi de dotarea intreprinderii, dintre procedee manuale, semimecanizate , mecanizate sau robotizate

1.1.4. Schiţarea formei rostului de sudare (conform SR EN 29692-1), simbolizarea acestora

( conform SR EN 22553) şi stabilirii ordinii de realizare a punctelor de prindere provizorie.

Ordinea de relizare a prinderilor provizorii se execută în funcţie de grosimea componentelor. Important este cine execută şi cum execută (vol I ambele standarde)

05/14/08 7

1.1.5. Stabilirea tipului şi a numărului de certificate de sudor (conform SR EN 287-1)

Parcurs standardul 287-1

1.1.6.Stabilirea nivelului de acceptare a imperfecţiunilor conform SR EN 25817

(comparativ pentru clasele de calitate B,C, D) B moderat C intermediar D sever

1.1.7. Realizarea WPS-urilor aferente sudării acestor repere

05/14/08 8

Realizarea WPS-urilor aferente sudării acestor repere

05/14/08 9

1.2. Studiu de caz

05/14/08 10

Cadru

05/14/08 11

SECVENŢE DE LUCRU

05/14/08 12

LAGĂR

05/14/08 13

LAGĂR

05/14/08 14

PLATFORMĂ

05/14/08 15

PLATFORMĂ

05/14/08 16

PLATFORMĂ

05/14/08 17

GRINDĂ

05/14/08 18

TIRANT

05/14/08 19

RECIPIENT SUB PRESIUNE DIN

05/14/08 20

05/14/08 21

2. STUDIU DE CAZ PENTRU REPARAREA STRUCTURILOR AVARIATE.

2.1. CAUZELE APARIŢIEI AVARIILOR Avaria poate să apară: instantaneu neprevăzut

în urma unor forţe şi acţiuni externe fără acţiuni externe

după un timp mai indelungat de exploatare după ce a depăşit durata de viaţă preconizată (vezi poduri rutiere sau de cale ferată etc)

Cauzele principale apariţiei avariilor

proiectare execuţie

exploatare Intreţinere +

reparaţie

Figura 2.1. cauzele principale apariţiei avariilor

05/14/08 22

În cazul când există documentaţie se va verifica

Alegerea greşită a materialului de bază. ( dpdv a sudabilităţii, tendinţă de îmbătrânire prematură, neţinând cont de, felul solicitării, de temperatura minimă de exploatare);

Greşală de dimensionare făcând calcule de verificare; Dacă clasele de calitate şi de execuţie pentru îmbinări şi

componente sunt corect prevăzute; În azul când nu există documentaţie se va executa Determinarea calităţii materialului de bază Executarea unui releveu Pe releveu se vor aplica eforturile permanente respectiv cele

accidentale Efectuarea unor calcule de verificare

2.1.1. Surse principale de producere a avarilor cauzate de proiectare

05/14/08 23

2.1.1. Surse principale de producere a avarilor cauzate de proiectare

Cauze reieşite în urma analizei proiectului de execuţie şi/sau a documentaţieiDin calcule de verificare rezultă secţiuni subdimensionateNoduri necorespunzătoareRacorduri necorespunzătoareAmplasarea îmbinărilor în zone puternic solicitateCordoane de sudură dimensionate necorespunzătorLocuri cu concentratori de tensiuneÎmbinarea necorespunzătoare cap la cap a două table de grosimi diferiteFolosirea unor îmbinări de colţ în loc de cap la capÎmbinări amplasate în zone unde se schimbă secţiunea

05/14/08 24

2.1.2. Surse principale de producere a avarilor cauzate de execuţie

Defecte în materialul de bază (imperfecţiuni, segregaţii, porozităţi, defecte de suprafaţă şi interne reduc rezistenţa, deosebit de afectate pot fi piesele turnate, la care apar frecvent segregaţii, pori retasuri, goluri şi chiar fisuri, la forjate şi laminate pot apărea segregaţii segregaţii perlitice, suprapuneri de material fisuri din aceste cauze apar ruperi prin oboseală)

Amorse de fisură în locul ruperii, fisurării (tăiere oxi-gaz sau alte procedee)

Defecte în cordoane Defecte de montaj (spaţii prea mari, montare forţată, etc) Ordine de sudare necorespunzătoare (care introduc

tensiuni remanente în structură) Pregătirea necorespunzătoare a rostului

05/14/08 25

2.1.2. Surse principale de producere a avarilor cauzate de execuţie

Alte deficienţe pe diferite procedee de fabricaţie Formarea la rece cum ar fi ambutisarea, deformarea prin

întindere, îndoirea etc. produc mari tensiuni reziduale. Apar modificări ale caracteristicilor de material, se produc fisuri şi microfisuri scade local ductilitatea

Prelucrarea mecanică şi rectificareaproduce tensiuni reziduale şi rugozităţi care concentrează tensiunea.În dreptul rizurilor de prelucrare se poate iniţia ruperea prin oboseală chiar şi pe suprafeţe netede. Rectificare severă poate produce supraîncălziri locale care produc fisuri

Marcările prin lovire (poansonări) pot apare ruperi fragile Tratament termic neadecvat Sudarea apare coroziunea fisurantă sub tensiune, la oţeluri slab

aliate tratamentul termic de detensionare după sudare poate fi un factor de fragilizarealegerea unui material de adaos nepotrivitsau utilizarea unor energii liniare excesive în timpul sudării pot avea efecte similare

05/14/08 26

2.1.3. Surse principale de producere a avarilor cauzate de exploatare

Supraîncărcarea structurii Utilizarea peste parametrii de proiectare. (condiţii

anormal de severe de viteză, turaţie încărcare) A lucrat în alt mediu pentru care a fost proiectat

(temperatură, coroziv etc.) Schimbarea destinaţiei utilajului

05/14/08 27

2.1.3. Surse principale de producere a avarilor cauzate de intreţinere

Utilizarea unor materiale subansamble piese de schimb necorespunzătoare la intreţinerea utilajului

Nerspectarea programului şi instrucţiunilode intreţinere

Lucrări de intreţinere de proastă calitate Operator uman neautorizat

05/14/08 28

2.1.5 Concluzii Avariile pot avea surse foarte diferite provenind din istoria produsului Se produc avarii dacă se fac erori din proiectare, din timpul fabricaţiei la

revizii intreţinere şi reparaţii Pentru evitarea avariilor este necesară analiza foarte atentă a

documentaţiilor de execuţie , prevederea de examinări nedistructive adecvate, stabilirea unui sistem de supraveghere a proceselor de fabricaţie, protocolarea tuturor operaţiilor efectuate pentru uşurarea verificărilor ulterioare, pregătirea corespunzătoare a personalului de execuţie, organizarea în întreprindere a unui sistem de asigurarea calităţii certificat etc.

Determinarea cauzelor de avarii se face prin specialişti calificaţi dar personalul tehnic este bine să ştie modul în care trebuie să trateze o avarie, cum trebuie să păstreze dovezile privind evenimentul şi ce fel de date sunt necesare pentru elucidare unei avarii

Expertizarea cauzelor avariilor necesită cunoştinţe tehnice din diferite domenii întrucât este nevoie de o abordare multidisciplinară

05/14/08 29

2.2 STUDII DE CAZTampon fix UIC de categoria C

Tamponul se compune din următoarele subsisteme:

carcasa tamponului: ansamblul talpă-ţeavă interioară ansamblu taler- ţeavă exterioară

ansamblul amortizor hidraulic ansamblul set de arcuri inelare

05/14/08 30

Tampon fix UIC de categoria C

Figura 1.1 Schiţa cauzei avariei

05/14/08 31


1.1. Studiul documentaţiei Materiale de bază a subansamblelor sudate Ansamblul talpă-ţeavă interioară

Talpa tamponului : S355J2G3 conform SR-EN 10025

Ţeavă interioară : OLT 45, Conform STAS 8183-80 Ansamblul taler-ţeavă exterioară:

Talerul tamponului: S355J2G conform SR-EN 10025

Ţeava exterioară: OLT 45, Conform STAS 8183-80

05/14/08 32


1.2. Procedeul de sudare aplicat la fabricarea tampoanelor

Procedeul folosit la fabricare componentelor sudate ale tampoanelor este procedeul de sudare prin topire cu arc electric cu sârmă plină în mediu de gaz protector activ, în varianta semimecanizată (MAG 135)

1.3. Materialele de adaos folosite materialul de adaos este sârmă plină tip G3Si1 gazul de protecţie este gaz activ M2.2. (96%Ar, 3%

CO2, 1% O2) (Arcal)

05/14/08 33


1.4.Felul cusăturilor executate

05/14/08 34


1.5. Tehnologia de sudare care se aplică pentru execuţia sudurii

Pregătire pantru sudare Toate piesele vor fi curăţate la luciul metalic în zona de

sudare, şi pe o lăţime de 50 mm de la axa cusăturii, nu vor avea asupra lor pe rugina, vopsea, grăsimi sau alte impurităţi, muchiile vor fi prelucrate corespunzător

Prinderea provizorie cu sudură Prinderile provizorii cu sudură se face cu procedeul de

sudare electrică în mediu de gaz protector M2.2 conform SR-en 439

05/14/08 35


2.Detrminarea cauzelor avariei Principala cauză a avariei a fost executarea

incorectă şi neconformă cu tehnologia prescrisă a cordonului de rădăcină şi a stratului de încărcare de la sudura de 10│∕. Prin care se realizează fixarea nedemontabilă dintre talpa tamponului de ţeava interioară.

3. Modul de eliminarea a defectelor 4. Îmbunătăţirea tehnologiei de execuţie

05/14/08 36


4.1.1. Îmbunătăţirea tehnologiei

05/14/08 37


4.1.2. Îmbunătăţirea tehnologiei prin mărirea caracteristicilor mecanice

O astfel de metodă ar fi folosirea procedeului de sudare mecanizată cu sârmă tubulară şi gaz de protecţie CO2

4.1.3.Înbunătăţirea tehnologiei prin metode de verificare mai bune.

Pentru a mării siguranţa verificării s-a impus verificarea cu ultrasunete a cusăturii deja prelucrate

05/14/08 38


4.1.4. Îmbunătăţirea tehnologiei prin robotizarea procesului de sudare

Robotizarea procesului de sudare este soluţia care dă cea mai mare siguranţă la execuţia acestor subansamble sudate. Este posibilă proiectarea unei celule flexibile de sudare robotizate care ar rezolva toate cordoanele la realizarea tampoanelor (toate tipurile)

05/14/08 39


5. Elaborarea planului de reparaţiePregătirea pentru sudare (curăţire, pregătire

componente)Sudarea (confor tehnologiei omologate)Verificarelichide penetrante+vizualPrelucrarea pe strungVerificare din nou cu lichide penetranteReasamblarea

05/14/08 40

Cadrul boghiului metrou 1. Analiza cauzelor fisurării în diferite zone

05/14/08 41

Cadrul boghiului metrou Analiza zonei 1

05/14/08 42

Cadrul boghiului metrou

Apariţia fisurii din cauza oboselii materialului

05/14/08 43


05/14/08 44


Fisura porneşte din craterul de sfârşit de cordon a îmbinării suportului Meggy pe lonjeronul lateral şi se propagă atât în talpa sub suport cât şi în inima lonjeronului ( vezi figura 1. 4.)

Analiza zonei 3 şi 5 La ambele zone forma fisuriilor are caracter de

oboseală ( vezi figura 1.1.). În zona 3 apar destul de des datorita faptului ca acestea se găsesc în jurul paharelor unde este suspendat motorul de antrenare al boghiului.

În zona 5 apar foarte rar fisuri.

05/14/08 45


Din analiza documentaţiei deci a proiectului de execuţie rezultă următoarele deficienţe:

Structura cadrului boghiului este foarte rigidă. Cele 4 noduri de îmbinare intre traverse şi longeroane sunt într-o construcţie foarte rigidă, acest lucru este amplificat prin legarea celor două traverse şi cu suportul cilindrului în partea superioară a cadrului

Material de bază incorect ales pentru o astfel de construcţie OL 52.3.K adică S355J2G3 în loc de O.k adică S285J2G3

Unele îmbinări incorect alese vezi zona suportului Meggy Razele de racordare mici exemplu R 20 R 70 (vezi figura 1.5) Amplasarea îmbinărilor în zone necorespunzătoare figura 1.5.

1.Stabilirea cauzelor tehnologice şi constructive

05/14/08 46

Cadrul boghiului metrouMărirea razei

05/14/08 47

Cadrul boghiului metrou 2.Elaborarea tehnologiei de remaniere

Fazele principale ale tehnologiei de remaniere au fost:

•Depistarea capătului fisuriilor

•Delimitarea fisurilor prin aplicarea unei găuri Ø6 mm la

capătul fisurilor

•Crăiţuirea arc –aer şi polizarea rostului

•Resudarea utilizând plăcuţe tehnologice şi energii liniare mici

•Controlul îmbinării cu US

•Alezarea găurii

05/14/08 48

Cadrul boghiului metrou Soluţii de îmbunătăţire

Paralel cu tehnologia de remaniere s-au căutat şi măsuri corective care pot fi aplicate pe boghiurile în exploatare pentru a mării viaţa lor. Dintre aceste măsuri amintim:Mărirea razei R20 la R100 prin aplicarea unor gusee (figura 1.5)Decuparea suportului cilindrului ( vezi figura 2.1)

05/14/08 49


Măsuri constructive în vederea proiectării unei noi generaţii de boghiuri

În vederea elasticizării cadrului boghiului prima măsura care s-a aplicat a fost decuparea inimii traversei în zona îmbinării cu longeroanele vezi figura 3.1.

05/14/08 50

Cadrul boghiului metrouDeplasarea îmbinării tălpii inferioare longeron cu traversa vezi figura 3.2.Mărirea R20 şi R70 vezi figura 3.2

Studii de Caz

Documents

Transcript of Studii de Caz