РД 22-16-2005 стр.1 Углеродистые стали

 

РД 22-16-2005

 

 

Машины грузоподъемные.

Выбор материалов для изготовления,

ремонта и реконструкции

сварных стальных конструкций.

Дата введения: 15.05.2005г.

1. Область применения.

Настоящий нормативный документ распространяется на сварные узлы башенных, стреловых самоходных и несамоходных кранов, мачтовых, переставных кранов, кранов-лесопогрузчиков, кранов-манипуляторов.

РД является обязательным для всех предприятий, проектирующих и изготовляющих сварные узлы указанных грузоподъемных машин, независимо от ведомственной подчиненности.

Требования РД могут быть распространены на выбор материалов при изготовлении, ремонте и реконструкции других грузоподъемных машин. Документ не распространяется на сварные узлы грузоподъемных машин, грузозахватных приспособлений и тары, проектируемых и изготовляемых для экспериментальных и научно-исследовательских целей.

Допускается применение металлопродукции и присадочных сварочных материалов для изготовления, ремонта и реконструкции грузоподъемных машин, освоенных производством до введения настоящего РД, в соответствии с требованиями РД 22-16-96 технологии которых аттестованы в соответствии РД 03-615-03.

2. Нормативные ссылки

В настоящем документе использованы ссылки на действующие стандарты и технические условия, приведенные в Приложении А.

3. Термины и определения, обозначение сталей и сварочных материалов:

Уровень прочности:

для тонколистового и толстолистового

проката                                                      — Показатель прочности стали, равный

пределу текучести (σт) или временному сопротивлению разрыву металла (σв) в МПа

Категория стали                                        — Показатель, характеризующий гарантированный

уровень пластических и прочностных свойств (предел текучести или временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударную вязкость ) стали при температуре эксплуатации грузоподъемной машины.

Конструкция бистальная                           — Конструкция, в которой для несущих элементов

сварного узла используются две или более марок сталей с различными классами прочности. —

Класс прочности                                       — Показатель прочности стали, равный пределу
текучести или временному сопротивлению в МПа.

Присадочные сварочные материалы — Электроды, сварочная проволока (флюсы, защитные газы , в том числе углекислый, аргон или его смеси) и другие материалы, применяемые для образования сварного соединения.

Прокат листовой                                        — Прокат, изготовленный в виде полосы или листа,

различающийся — по толщине: тонко- и толстолистовой прокат; 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 шириной от 200 до 1050 мм. 

Прокат сортовой                                        — Прокат круглого, прямоугольного, шестигранного

или эллипсовидного сечения специальных видов проката (сегменты шпонок, специальных реек и др.)

 

Прокат тонколистовой Прокат толстолистовой

 

Прокат фасонный

 

 

Профиль гнутый

 

 

 

Сопротивление нормативное

 

 

 

 

Сопротивление расчетное

 

 

Сталь высокопрочная

 

 

 

Сталь углеродистая

 

 

 

 

Сталь низколегированная

 

 

 

 

 

Уровень прочности

Z — плоскость
Прокат полосовой и листовой толщиной до 3,9 мм.

—  Прокат полосовой, широкополосный и листовой
толщиной от 4 до 80 мм.

—  Прокат в виде уголков, швеллеров, тавров, двутавров, полос с уклоном, профилей для оконных и фонарных переплетов и др.

—  Прокат в виде стальных гнутых профилей различной формы, размеров, изготовленных на профилегибочных станах из углеродистых и низколегированных сталей, перечисленных в настоящем нормативном документе.

—  Минимальное значение сопротивления металла (временное сопротивление разрыву или предел текучести), гарантируемое нормативной документацией и технологией изготовления предприятием для конкретного вида металлопродукции.

—  Величина сопротивления металла разрыву (временное сопротивление разрыву или пределу текучести), принятое при расчете.

—  Сталь, обладающая высокими прочностными свойствами (предел текучести не менее 550 МПа) и обладающая гарантированной хладостойкостью и свариваемостью.

—  Сталь, представляющая собой сплав железа (основа) с углеродом и содержащая примеси, которые присутствуют в стали в связи с условиями ее производства (сера, фосфор, марганец, кремний, медь, никель и др.).

-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.

— см. Класс прочности.

Вертикальная плоскость, перпендикулярная плоскости прокатки.

                                                                     

Обозначения, принятые при маркировке сталей

и их расшифровка

 


А — АЗОТ,

Б — НИОБИЙ,

Г — МАРГАНЕЦ,

Д — МЕДЬ,

М — МОЛИБДЕН,

Н -НИКЕЛЬ,

П -ФОСФОР,

Р— БОР,

С -КРЕМНИЙ,

Т-ТИТАН,

Ф-ВАНАДИЙ,

Х-ХРОМ,

Ю-АЛЮМИНИЙ.


Углеродистые стали

(Примеры обозначений)

Ст3кп,                                               — Ст — обозначает слово "сталь"; 3 — условный номер марки стали по ГОСТ 14637, ГОСТ 535 и др.;

Ст3Гпс,                                              — степень раскисления: кипящей (кп), полуспокойной

кп, пс, сп                                           (пс), спокойной (сп) плавки;

Г                                                        — повышенное содержание марганца, более 0,5%;

Ст3пс ДТУ-1 (ДТУ-2, ДТУ-3, — ДТУ -1 (ДТУ-2, ДТУ-3, ДТУ-4) — указывает на поставку

ДТУ-4)                                              металлопроката в деформированном термически

упрочненном состоянии с указанием условного обозначения степени упрочнения (1, 2, 3, 4);

Ст3сп3, Ст3Гпс5, Ст3сп6 и т.д. — Цифра, указываемая после степени раскисления, обозначает согласно ГОСТ 14637 или ГОСТ 535 разделение на категории: 1,2,3,4,5,6 в зависимости от нормируемых показателей. Первая категория не указывается;

Сталь 10, сталь 15                           -10, 15, 20, 45 — обозначает среднее содержание углерода в качественной конструкционной стали в сотых долях процента;

Д указывает повышенное содержание (более 0,15%)

меди.
А, Б и В                                            В углеродистых качественных сталях металла труб

(ГОСТ 8731-74) означает: поставляемая сталь группы А гарантирует только механические свойства металла

(обычно эта буква не указывается в написании), группы Б гарантирует только химический состав металла трубы, группы В гарантирует и механические свойства и химический состав марки стали, из которой изготовлена труба.

В последних нормативных материалах обозначение группы В не указывается, но гарантируется поставщиком

 

 

Низколегированные и высокопрочные стали

 

(Примеры обозначения)

12ГНЗМФАЮДР-СШ,                    -12, 15 — среднее значение содержания углерода в сотых

15ХГН2МАФАч                               долях процента;

Г,Ю, Н, Р                                          — наличие легирующих элементов менее 1% (кроме мар-

ганца, для которого без указания цифры допускается его содержание до 1,6%); цифры 2, 3 после буквы, указывающей наличие легирующего элемента, его содержание в процентах; буква"ч" обозначает обработку жидкого металла редкоземельными металлами цериевой группы;

СШ (Ш)                                              -обозначает специальную обработку, в том числе

синтетическими шлаками;
А                                                         — в конце обозначения марки стали буква А указывает на

пониженное содержание серы и фосфора.
Ч-33                                                   — Ч обозначает марку стали Череповецкого меткомбината;

33 и 44 — пределы текучести в кгс/мм 2.
1-12                                                     — 1 и 7 — условный номер марки стали по ГОСТ В 3-21967

и ГОСТ В 3-21968;
7-12                                                     -12 категория марки стали по ГОСТ В 3-21967 и ГОСТ

В 3-21968.

АБ1- Ш, АБ2- Ш2                            -АБ условное обозначение сталей по ТУ 14-1-5148

1 и 2 (после АБ) — указывает среднее содержание никеля; Ш и Ш2 указывает на проведение внепечной обработки шлаком жидкого металла.

 

 

Сварочные материалы

 

(Примеры обозначений)

Электроды типа Э46А,                   Буква Э означает слово "электрод"; 46, 50 — среднее

Э50А                                                значение временного сопротивления (не ниже) наплав  ленного металла электрода в кгс/ мм 2;

— А наплавленный металл электрода обеспечивает повышенные прочностные и пластические свойства, а также ударную вязкость, при отрицательной температуре эксплуатации.

Проволока Св-08, Св-08А,             — Св холоднотянутая сварочная проволока; первые две

Св- 08ГА, Св-10ХН2ГСМФТЮ цифры обозначают содержание углерода в сотых долях

процента;

— А в конце обозначения марки стали указывает на пониженное содержание серы и фосфора. Обозначение легирующих элементов то же, что и принятое при обозначении углеродистых и низколегированных марок сталей.

Проволока ПП-АН54                         — ПП обозначает: — порошковая проволока; АН- академия

наук. Во вновь разработанных порошковых проволоках последние две цифры обозначают предел текучести наплавленного этой проволокой металла (2: 54 кгс/мм2).

4. Общие требования к выбору марок сталей.

 

4.1. Для изготовления, ремонта и реконструкции несущих сварных стальных конструкций грузоподъемных машин, эксплуатируемых в районах с температурой окружающего воздуха:

– от плюс 40 до минус 40°С (исполнение У );

– от плюс 45 до минус 10°С (тропическое исполнение Т должны применяться стали, приведенные в табл.1.

Для металлических конструкций стреловых кранов исполнения У , изготовленных из сталей по табл.1, разрешается их нахождение в нерабочем состоянии до минус 50°С;

– от плюс 40 до минус 60°С (северное исполнение ХЛ );

– должны применяться стали, приведенные в табл.2.

4.2. Применение выбранной марки стали должно подтверждаться аттестованной по
РД 03-615-03 технологией сварки.

4.3. Стали, приведенные в таблице 1, могут быть использованы также для изготовления вспомогательных элементов кранов обычного и тропического исполнений, а стали по табл. 2 для изготовления вспомогательных элементов — для элементов крана в исполнении "ХЛ".

Для изготовления, ремонта и реконструкции вспомогательных узлов (лестницы, перила, обшивки кабин, защитных кожухов вращающихся деталей и др.) рекомендуются стали, приведенные в таблице 3.

4.4. При выборе сталей для конкретных температурных интервалов эксплуатации необходимо учитывать толщину металлопроката (t, a, S) и труб, а также толщину свариваемой кромки по ковки или литой заготовки( S, d). При этом под толщиной проката и труб понимается:

 

 

 

 

 

 

 

 

– для листа и гнутого профиля — толщина "t",

– для угловой стали — толщина полки "t",

– для швеллеров и двутавровых

балок — средняя толщина полки "t",

– для труб -толщина стенки "t",

– для сортового проката:

круглых прутков — диаметром — диаметр "d "≤25, d1≤50 мм

квадрата — сторона квадрата "а"≤ 25, a1≤50 мм шестигранника — величина " S "≤ 25, S1≤ 60 мм

В таблицах 1-3 в графе 4 приведенные обозначения толщин типа "до 10" или " от 32 до 60" следует читать как "до 10 включительно", "от 32 до 60 включительно"

4.5. В графе 6 приведенные значения ударной вязкости указывают на минимально допустимое ее значение.

4.6. Все стали, указанные в таблицах. 1-3, сгруппированы по маркам и расположены в порядке возрастания их прочностных свойств (предела текучести, временного сопротивления разрыву). Если группа сталей имеет большое число марок (по степени раскисления, классу прочности или другим показателям, например, стали группы Ст3), они размещаются в таблицах в порядке возрастания прочностных свойств -предела текучести марок сталей в пределах этой группы. Однако в таблицах место расположения сталей данной группы определяется по марке стали, имеющей наименьшую величину предела текучести. Так, например, стали группы Ст3 имеют предел текучести в интервале 225 ч- 390 МПа, в таблицах они размещаются, исходя из минимального его значения — 225 МПа.

4.7. Для удобства пользования документом в Приложении Б указан перечень марок сталей, приведенных в настоящем РД. В этом перечне стали расположены в порядке возрастания начальных цифр их обозначения, а при наличии букв — по алфавиту.

4.8. Стали, перечисленные в таблицах 2 и 3.2. (для производства, ремонта и реконструкции сварных узлов грузоподъемных машин исполнения XЛ) и присадочные сварочные материалы в таблице 4.2. могут быть применены для производства сварных узлов грузоподъемных машин исполнения У и Т .

4.9. В условиях среднеагрессивной среды для сварных узлов рекомендуется применять стали с добавкой меди, повышающей их коррозионную стойкость.

4.10. При заполнении паспорта крана в него следует заносить только те марки сталей, которые входят в перечень табл. 1- 3.

4.11. Ударную вязкость сталей, приведенную в табл. 1, 2, 3, следует проверять при следующей толщине проката и труб (если по нормативной документации не требуется проверка ударной вязкости при меньшей толщине):

– листовой и фасонный прокат, а также поковки и литые заготовки,        — не менее 5 мм;

– сортовой прокат                                                                                             — не менее 13 мм;

– трубы                                                                                                               — не менее 8 мм.

4.12. Ударную вязкость сталей после механического старения, приведенных в табл.1, 2, 3 следует проверять при следующей толщине проката и труб (если по нормативной документации не требуется проверка ударной вязкости при меньшей толщине)

– листовой и фасонный прокат, а также поковки и литые заготовки — не менее 7 мм;

– сортовой прокат и трубы как указано в п. 4.1.1.

4.13. При выборе сталей для несущих элементов сварных узлов при использовании их в бистальных узлах (например, секциях стрелы, башни) необходимо, чтобы допустимый интервал температур эксплуатации бистальной конструкции принимался по менее хладостойкой стали.

В тех случаях, если в графе 6 табл.1 и 2 отсутствуют требования по ударной вязкости, то она указывается в обозначении марки стали. Например, для стали марки СтЗсп5 требования к ударной вязкости заключены в обозначении индекса категории — 5, для стали 09Г2-12 требования к ударной вязкости указаны в 12 категории и т.д.

4.14. Марки сталей и соответствие сталей настоящему РД при производстве, ремонте и
реконструкции должны подтверждаться сертификатом и входным контролем (в частности, по РД 22-28-33 и РД 24.090.100).

4.15. Химический состав сталей; предназначенных для сварных узлов указанных изделий, по содержанию вредных примесей не должен уступать требованиям нормативной документации на эти стали.

Содержание углерода в трубах из стали 20 не должно превышать 0,22%. При этом в металле должна обеспечиваться ударная вязкость при минус 20°С и после механического старения не менее 29 Дж/см2.

4.16. При выборе марок сталей следует учитывать вязкие свойства (ударную вязкость) металла при температуре эксплуатации после естественного старения, которые должны быть не менее 29 Дж/см 2.

4.17. Подбор сочетаний различных марок и толщин сталей для сварных узлов с учетом
конкретной технологии их сварки, а также определение возможности и условий использования марок сталей при отклонении от настоящих требований осуществляется по дополнительным рекомендациям СКТБ БК

4.18. Проверка сплошности проката производится по ГОСТ 22727-88 с учетом класса материала.

4.19. При разработке рекомендаций по применению высокопрочных сталей класса от 390 и выше, в том числе в бистальных конструкциях, должно быть учтено ограничение по углеродному эквиваленту и подтверждено при аттестации в соответствии с требованиями РД 03-615-03.

4.20. Буквы "св" после категории стали обозначают, что прокат поставляется с гарантией свариваемости.

4.21. Поставка сталей с нормированными механическими свойствами и химическим со
ставом должна быть гарантирована поставщиком.

 

 

Стали для изготовления сварных конструкций грузоподъемных кранов

исполнения У, ТВ и ТС по ГОСТ 15150-69 Таблица 1.

Продолжение таблицы 1.

Продолжение таблицы 1.

Продолжение таблицы 1.

Продолжение таблицы 1.

Продолжение таблицы 1.

Продолжение таблицы 1.

Продолжение таблицы 1.

Продолжение таблицы 1.

Продолжение таблицы 1.

Продолжение таблицы 1.

+) При заказе необходимо оговаривать предел текучести и ударную вязкость.

Стали для изготовления сварных конструкций грузоподъемных кранов исполнения ХЛ по ГОСТ 15150-69

Таблица 2.

Продолжение таблицы 2.

Продолжение таблицы 2.

Продолжение таблицы 2.

Продолжение таблицы 2.

+) При заказе металлопроката необходимо оговаривать предел текучести и ударную вязкость

 

 

Стали для сварных вспомогательных узлов грузоподъемных машин (лестницы, перила, переходные площадки, обшивки кабин и другие вспомогательные конструкции).

 

Таблица 3.

 

 

Продолжение таблицы 3.1.

Продолжение таблицы 3.2.

+) При заказе следует оговаривать класс прочности

 

 

 

Сварочные материалы

Таблица 4.

 

4.1. Материалы для изготовления сварных узлов конструкции грузоподъемных кранов исполнения У, ТВ, ТС по ГОСТ 15150-69.

 

Продолжение таблицы 4.

4.2. Сварочные материалы для сварки конструкций исполнения
ХЛ ГОСТ 15150-69

 

 

5. Общие требования к выбору присадочных сварочных материалов

 

5.1. Приведенные в настоящем документе требования к сварочным материалам должны обеспечивать предел текучести сварного соединения не ниже предела текучести свариваемых сталей, если не указано иное в ТУ на изготовление изделия или в расчете.

5.2. При сварке бистальных конструкций необходимо использовать сварочные материалы, применяемые для сварки более прочной стали используемой в данном узле.

5.3. Рекомендуемые типы и марки электродов для сварных узлов кранов исполнений У и Т приведены в табл. 4.1., а для кранов в исполнении ХЛ — в табл. 4.2.

Применяемость сварочных материалов в сварных соединениях должна подтверждаться "Свидетельством об аттестации сварочных материалов" в соответствии с требованиями РД 03-613-03.

5.4. Тип электрода или присадочная проволока регламентирует его прочностные характеристики и указываются в конструкторской рабочей документации.

Для заказа в производстве используются конкретные марки электродов или присадочных проволок, соответствующих прочностным свойствам указанным в чертежах или в других документах.

5.5. При выборе материалов необходимо, чтобы временное сопротивление наплавленного металла обеспечивалось в пределах 110 — 125 % от сопротивления свариваемых сталей, если не указано иное в ТУ на изготовление изделия или в расчете.

Например, электрод типа Э55 или присадочная сварочная проволока (временное сопротивление 55 кгс/мм 2 или 540 МПа) рекомендуется для сварки сталей с временным сопротивлением от 430 до 490 МПа.

5.6. Металл шва должен иметь механические свойства не ниже пределов этих свойств металла основных металлоконструкций.

5.7. Качество применяемых присадочных сварочных материалов (электродов, сварочной проволоки, флюсов) должно проверяться входным контролем, и в частности в соответствии с требованиями РД 22-28-33 и РД 24.090.100.

5.8. Для входного контроля электродов или присадочной проволоки (при отсутствии сертификатов):

– с σт>420 Н / мм 2 следует производить сварку пластин из стали марки Ст3пс5 (толщиной до 10 мм) или Ст3сп5 (толщиной до 25 мм);

– с σт > 500 Н/ мм 2 пластин из стали марки 09Г2С-12;

– для остальных электродов и присадочной проволоки — пластин из сталей с временным сопротивлением, соответствующим временному сопротивлению наплавленного металла электрода с учетом требований п. 5.5.

5.9. Марки сварочной проволоки и флюса следует принимать по табл. 4.1. и 4.2. в зависимости от температурного интервала эксплуатации кранов.

5.10. Диаметр присадочной проволоки при сварке конструкций любых исполнений следует принимать согласно сертификатам на эту проволоку.

Сварку же проволокой марки Св-08Г2С в среде углекислого газа углеродистых и низколегированных сталей в конструкциях обычного и тропического исполнений производить проволокой диаметром не более 1,6 мм, конструкций исполнения ХЛ — проволокой диаметром не более 1,2 мм. Сварку в смеси углекислого газа с кислородом (СО2 + О2) или аргона с углекислым газом (Аr + СО2) конструкций любого исполнения допускается выполнять проволокой диаметром до 2,0 мм включительно.

5.11. При изготовлении сварных конструкций флюс АНК- 47 необходимо применять с проволокой Св-08МХ; флюс АН-67А — с проволокой Св-08ГМ или Св-08ГНМ. Для других флюсов допускается применять любую проволоку, указанную в соответствующей графе.

5.12. Для сварки в среде углекислого газа всех сталей с применением присадочных проволок, указанных в таблицах 4.1. и 4.2., следует применять только сварочную двуокись углерода, поставляемую по ГОСТ 8050.

Использовать пищевую двуокись углерода не допускается.

5.13. Приварка вспомогательных элементов к несущим конструкциям производится сварочными материалами (электродами, проволокой и др.), применяемыми для сварки несущих конструкций (узлов).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нормативные сопротивления талей Таблица 5.

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *