Подъемно-транспортные машины. Материалы для сварных металлических конструкций (стр. 1 )

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО НАУЧНО‑ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ «ВНИИПТМАШ»

Руководящий документ

Подъемно-транспортные машины.

Материалы для сварных металлических конструкций

РД 24.090.52-07

(Взамен РД 24.090.52-90)

Издание официальное

Москва 2007

Разработан	«ВНИИПТМАШ»
Исполнители	Технический директор , главный специалист
Утвержден	«ВНИИПТМАШ» генеральный директор
Согласован

Регистрационный №______________

Подпись________________________

МП

Без регистрационного номера и подлинной печати «ВНИИПТМАШ» РД недействителен.

Переиздание, перепечатка и все виды копирования запрещены.

2 ЦЕЛЬ

Оптимальный выбор конструкционных и сварочных материалов, для качественного изготовления, ремонта и реконструкции металлических конструкций грузоподъемных кранов и обеспечения их несущей способности при эксплуатации.

3 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

2.1 Настоящий руководящий документ (РД) распространяется на конструкции металлические сварные из углеродистых и низколегированных сталей грузоподъемных кранов, в том числе кранов мостового типа (подвесных и опорных), консольных, портальных, стреловых железнодорожных и краны для объектов использования атомной энергии в соответствии с требованиями НП 043-03, а также на сварные металлоконструкции съемных грузозахватных приспособлений, пластинчатых крюков и тары, которые изготавливаются и подвергаются ремонту и реконструкции специализированными предприятиями России независимо от вида имущественной принадлежности.

2.2 Настоящий РД устанавливает необходимый объем технических требований, предъявляемых к выбору основных и сварочных материалов для металлических конструкций вышеназванных грузоподъемных кранов и грузозахватных приспособлений в исполнении ХЛ, У, ТВ, ТС категорий размещения 1, 2, 3 по ГОСТ 15150.

2.3 Настоящий РД также определяет необходимый объем технических требований, предъявляемых к выбору основных и сварочных материалов при ремонте и реконструкции металлоконструкций грузоподъемных кранов вышеназванной номенклатуры импортного производства, для чего устанавливает:

·  допустимые к применению аналоги металлопроката из отечественных марок сталей;

·  допустимые к применению сочетания зарубежных и отечественных марок сталей, а также сварочных материалов, для создания надежных сварных соединений из них.

2.4 Настоящий РД не распространяется на грузоподъемные машины и оборудование, проектируемое и изготавливаемое для экспериментальных и научно-исследовательских целей, а также устанавливаемых в шахтах, на морских и речных судах и иных плавучих сооружениях.

4 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ СТАЛЕЙ И СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Термин	Определение
Группа (уровень) прочности: для тонколистовых сталей для толстолистовых сталей	Показатель прочности стали, равный временному сопротивлению (σ) в Мпа с добавлением при необходимости спереди букв – ОК (для проката обыкновенного качества) или К (для проката из качественных сталей) Показатель, характеризующий гарантированную минимальную величину предела текучести стали
Категория	Показатель, характеризующий гарантированный уровень пластических свойств при заданной температуре
Класс прочности	Показатель прочности стали, равный ее пределу текучести
Материалы сварочные	Электроды, проволока сварочная, флюс, защитные газы
Прокат листовой	Прокат, изготовленный в виде полосы или листа и различающийся по толщине (тонко и толстолистовой) и по ширине (полосовой, широкополосный и собственно листовой). Прокат поставляется в виде листа (собственно листовой прокат), либо в виде рулона (рулонный прокат).
Прокат полосовой	Прокат листовой шириной от 11 до 200 мм
Прокат широкополосный	Прокат листовой шириной от 200 до 1050 мм
Прокат сортовой	Прокат круглого, прямоугольного, шестигранного или эллипсовидного сечения специальных видов проката.
Прокат тонколистовой	Прокат полосовой и листовой толщиной до 3,9 мм.
Прокат толстолистовой	Прокат полосовой, широкополосный и листовой толщиной от 4 до 80 мм.
Прокат фасонный	Прокат в виде уголков, швеллеров, тавров, двутавров, полос с уклоном и др.
Профиль гнутый	Прокат в виде стальных гнутых профилей различной формы, размеров, изготовленных на профилегибочных станах из углеродистых и низколегированных сталей.
Сопротивление нормативное	Минимальное значение сопротивления металла (временное сопротивление разрыву или предел текучести), гарантируемое нормативной документацией и технологией изготовления предприятием для конкретного вида металлопродукции.
Сопротивление расчетное	Величина сопротивления металла разрыву (временное сопротивление разрыву или предел текучести), принятое при расчете.
Сталь высокопрочная	Сталь, обладающая высокими прочностными свойствами (предел текучести не менее 550 МПа) и обладающая гарантированной хладостойкостью и свариваемостью.
Сталь углеродистая	Сталь представляющая собой сплав железа с углеродом и содержащая примеси, которые присутствуют в стали с связи с условиями её производства (сера, фосфор, марганец, кремний, медь, никель и др.).
Сталь низколегированная	Сталь, изготавливаемая с добавками легирующих элементов (в основном не более 1,0% каждого) хром, никель, молибден, марганец (более 0,4%), кремний (более 0,37%), ванадий (более 0,05%), титан (не более 0,005%), алюминий и др., которые повышают прочностные свойства и хладостойкость.
Уровень прочности	см. Класс прочности.
Z - плоскость	Вертикальная плоскость, перпендикулярная плоскости прокатки.
Под толщиной проката следует понимать: - для листового проката - толщину листа; - для труб - толщину стенки трубы; - для углового проката - толщину полки «d»; - для швеллеров и двутавров - величину «t» из соответствующих стандартов; - для прутка - диаметр прутка или сторону квадрата.

ОБОЗНАЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Элемент	Обозначение
Никель	Н
Хром	Х
Кобальт	К
Молибден	М
Марганец	Г
Медь	Д
Бор	Р
Ниобий	Б
Цирконий	Ц
Кремний	С
Фосфор	П
Редкоземельные металлы	Ч
Вольфрам	В
Титан	Т
Азот	А (в середине наименования)
Ванадий	Ф
Алюминий	Ю
Селен	Е

ОБОЗНАЧЕНИЯ СТАЛЕЙ.

Стали обыкновенного качества.

Нелегированные конструкционные стали обыкновенного качества в соответствии с ГОСТ 380 обозначаются следующим образом:

Ст3пс, Ст5кп, Ст0 и др.

Здесь: Ст – буквы, указывающие на принадлежность стали к группе сталей обыкновенного качества.

Следующая за ними цифра от 0 до 6 указывает на процент содержания углерода (см. табл.).

В конце наименования стали приводятся буквы, определяющие степень её раскисления:

кп – кипящая;

пс – полуспокойная;

сп – спокойная.

Обозначение стали	Содержание углерода, %
Ст0	< 0,23
Ст1	0,06 – 0,12
Ст2	0,09 – 0,15
Ст3	0,14 – 0,22
Ст4	0,18 – 0,27
Ст5	0,28 – 0,37
Ст6	0,38 – 0,49

В обозначение сталей с повышенным содержанием марганца после цифры добавляется также буква Г. Например: Ст3Гсп, Ст5Гпс и др.

Нелегированные конструкционные качественные стали.

Качественные конструкционные стали в соответствии с ГОСТ 1050 обозначают двузначным числом, указывающим примерное содержание углерода в стали умноженное на сто. Так сталь с содержанием углерода 007 – 0,14% обозначается 10, сталь с содержанием углерода 0,42 – 0,50% -45, сталь с содержанием углерода 0,57 – 0,65% - 60. При этом для сталей с содержанием углерода <0,2%, не подвергнутых полному раскислению, в обозначение добавляются буквы кп (для кипящей стали) и пс (для полуспокойной стали). Для спокойной стали буквы в конце их наименований не добавляются, например: 08кп, 10пс, 15, 18кп, 20 и т. д.

Конструкционные легированные стали.

В соответствии с ГОСТ 4543 наименования таких сталей состоят из цифр и букв. Буквы указывают на основные легирующие элементы, включенные в сталь (см. табл.). Цифры после каждой буквы обозначают примерное процентное содержание соответствующего элемента, округленного до целого числа (при содержании легирующего элемента до 1,5% цифра за соответствующей буквой не указывается). Процентное содержание углерода, умноженное на 100, приводится в начале наименования стали.

Например: сталь состава 0,09 – 0,15% С, 0,4 – 0,7% Cr, 0,5 – 0,8% Ni называется 12ХН, сталь состава 0,27 – 0,34% C, 2,3 – 2,7% Cr, 0,2 – 0,3% Mo, 0,06 – 0,12% V называется 30Х3МФ.

Если в стали ограничено содержание серы и фосфора (S<0,03%, P<0,03%) в конце её обозначения ставят букву А. Например: 12Х2Н4А, 15Х2МА.

Стали, подвергнутые электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов, обозначают добавлением через тире в конце наименования стали буквы Ш. Например: 18ХГ-Ш, 20ХГНТ-Ш и др.

Строительные стали.

Строительные стали по ГОСТ 27772 обозначаются буквой С (строительная) и цифрами соответствующими минимальному пределу текучести стали. Буква K в конце наименования указывает на повышенную коррозионную стойкость, буква Т – на термоупрочненный прокат, буква Д – на повышенное содержание меди. Например: С255, С345Т, С390K, С440Д и др.

Высокопрочная конструкционная сталь WELDOX 700E шведской фирмы «SSAB» представляет собой конструкционную сталь с минимальным пределом текучести 700 МПа и отвечает требованиям к соответствующим маркам стали и их качеству в соответствии с EN 1025. WELDOX 700E – с гарантированной ударной вязкостью при температуре -40°С. Поставляется в закаленном и отпущенном состоянии, в листах толщиной мм. Сталь обладает хорошей свариваемостью благодаря своей чистоте и низкому углеродному эквиваленту.

Сварка WELDOX – сталей не отличается от сварки обычных конструкционных сталей. WELDOX ‑ стали сочетают отличную свариваемость и высокую прочность.

Согласно DIN (Deutsche Industrienorm) в Германии буквенно-цифровая система маркировки проводится в соответствии с классификацией сталей по степени легирования и режимам термической обработки.

Углеродистые неулучшаемые стали. В начале марки располагается заглавная буква, отражающая вид раскисления стали: U — кипящая сталь; R — полуспокойная или спокойная сталь, раскисленная марганцем и кремнием; RR — сталь, раскисленная кремнием, марганцем и алюминием по специальной технологии.

Затем следует индекс St и числа, характеризующее величину минимального предела прочности (временное сопротивление разрыву) при комнатной температуре в кгс/мм2 (Н/мм2). Далее, если необходимо, ставится тире и после него цифра, указывающая группу качества стали. Всего этих групп качества три, при этом 3-я группа отличается от групп 1 и 2 более низким содержанием фосфора и серы. Указанные четыре обозначения формируют основу марки, однако возможно и указание дополнительных данных. Буквы, которые ставятся в самом начале марки, обозначают способ выплавки: Е — сталь элекропечной выплавки; М — сталь, выплавленная в мартеновской печи; V — сталь, выплавленная с применением продувки кислородом. В конце наименования стали могут ставиться буквы U или N, указывающие на то, что сталь поставляется соответственно после прокатки или после нормализации.

Например: St 37-2 - сталь обыкновенного качества с минимальным пределом прочности 37 кгс/м2 или 360 МПа второй группы качества;

USt 37-2 - кипящая сталь с минимальным пределом прочности 37 кгс/м2 или 360 МПа второй группы качества;

RSt 37-2 - полуспокойная сталь с минимальным пределом прочности 37 кгс/м2 или 360 МПа второй группы качества;

Европейская система обозначения сталей. Стали по порядку присвоения им наименований делятся на две группы. В первую группу включены стали, наименования которых определяются их назначением и механическими или физическими свойствами. Вторую группу составляют стали, наименования которых определяются их химическим составом.

Группа 1. Наименование сталей (табл. ) состоят из одной или более букв, связанных с назначением стали, за которыми следуют цифры, обозначающие свойства (минимальный предел текучести (Rе) в N/мм2 - три цифры). За цифрами могут следовать дополнительные символы определяющие состояние поставки стали и её назначение.

Например: S355JO – конструкционная сталь с минимальным пределом текучести 355 Н/мм2 и работой разрушения при ударе 27 Дж, измеренной при температуре 0°С.

Группа 2. В группу 2 включены стали, наименования которых определяются их химическим составом. Группа 2 разделена на подгруппы в зависимости от назначения и содержания легирующих элементов (первое число: среднее содержание углерода, умноженное на 100 - до трех цифр, буквы: символы химических элементов, выстроенные по убыванию содержания элементов - при одинаковом содержании – в алфавитном порядке, цифры: отделены тире, соответствуют среднему содержанию элемента)

Например: X5CrNi18-10 – легированная сталь со средним содержанием: углерода – 0,05%, хрома – 18,0%, никеля – 10,0%.

ОБОЗНАЧЕНИЕ СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

Структура условного обозначения электрода по ГОСТ 9466

Где:

1  – тип электрода;

2  – марка электрода, присвоенная разработчиком;

3  – диаметр электрода, мм

4  – назначением электрода;

5  – коэффициент толщины покрытия;

6  – группа индексов, указывающих характеристики наплавленного металла или металла шва;

7  – обозначение вида покрытия;

8  – обозначение допустимых пространственных положений;

9  – обозначение рода применяемого при сварке и наплавке тока, полярности постоянного тока и

номинального напряжения холостого хода источника питания сварочной дуги переменного

тока частотой 50 Гц;

10  – стандарт на структуру условного обозначения ГОСТ 9466;

11  – стандарт на тип электрода согласно ГОСТ 9467.

Электроды:

в условном обозначении типа электродов, предназначенных для сварки углеродистых сталей, содержащих до 0,25% углерода, и низкоqлегированных сталей с временным сопротивлением разрыву до 600 МПа (60 кгс/мм2):

буква Э означает электрод,

две стоящие за буквой Э цифры соответствуют среднему значению временному сопротивлению разрыву металла шва или сварного соединения в кгс/мм2,

буква А стоящая за цифрами когда к металлу сварных швов предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости

Э38, Э42, Э46 и Э50 - для сварки сталей с временным сопротивлением до 50 кгс/мм2;

Э42А, Э46А и Э50А - для сварки тех же сталей, когда к металлу шва предъявляются повышенные требования по пластичности и ударной вязкости;

Э55 и Э60 - для сварки сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 50 кгс/мм2 и до 60 кг с/мм2.

Структура условного обозначения электрода по Европейскому стандарту EN 499

Где:

1  – обозначение класса продукции;

2  – обозначение для прочностных и пластических свойств металла сварного шва;

3  – обозначение для ударной вязкости наплавленного металла;

4  – обозначение химического состава наплавленного металла;

5  – обозначение для покрытия электрода;

6  – обозначение для производительности и тока;

7  – обозначение положения при сварке;

8  – обозначение для содержания водорода в металле сварного шва.

Структура условного обозначения электрода по DIN 1913

Где:

1  – обозначение класса продукции;

2  – обозначение минимального предела прочности и предела текучести;

3  – обозначения, характеризующие пластические свойства;

4  – обозначение типа покрытия и условий сварки;

5  – обозначение эффективности наплавки, проставляется в тех случаях, когда

производительность наплавки выше 120%.

Электроды Е 4343 В10 и Е 5143 В10 по DIN 1913.

Е – электрод стержневой покрытый;

43 и 51 – предел прочности соответственно 430 и 510 МПа;

43 – первая цифра соответствует уровню пластических свойств для энергии удара 28 Дж,

вторая – 47 Дж;

В10 – тип покрытия основное толстое, положение сварки все, за исключением сверху вниз,

постоянный (+), переменный (70).

Сварочная проволока:

Условные обозначения марок проволоки состоят из индекса Св (сварочная) и следующих за ним цифр и букв. Цифры, следующие за индексом Св, указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента;

последующие буквы – условные обозначения легирующих элементов (то же, что и принятое при обозначении марок сталей). Цифры, следующие за буквенными обозначениями химических элементов, указывают среднее содержание элемента в процентах (при условии их содержания более 1%). После буквенного обозначения элементов, содержащихся в небольших количествах, цифры не проставлены.

Буква А на конце условных обозначений марок низкоуглеродистой и легированной проволоки указывает на повышенную чистоту металла по содержанию серы и фосфора.

Например: Св-08, Св-08А, Св-08ГА, Св-10ХН2ГСМФТЮ

Порошковая проволока

ПП-АН4, ПП-АН8

ПП – порошковая проволока,

АН – академия наук (организация-разработчик),

4 и 8– порядковые номера, присвоенные разработчиком этих проволок.

Во вновь разработанных порошковых проволоках последние две цифры обозначают предел текучести наплавленного этой проволокой металла (³54 кгс/мм2), например: ПП-АН54

Сварочная проволока типа ER110S-X марки OK Autrod 13.29 концерна ESAB Швеция ТУ EN 000341.

Омедненная низколегированная хромоникелемолибденовая проволока применяется для сварки низколегированных высокопрочных сталей в среде защитных газов, Обычно сварку производят в смеси 80%Ar / 20% CO2. Рекомендуется для сварки конструкций из сталей Велдокс (Weldox) 700. Проволока широко применяется для сварки напряженных конструкций, работающих при низких температурах.