Расход электродов: Расход электродов на 1 метр шва, 1 стык трубы

Расход электродов на 1 метр шва, 1 стык трубы

https://vtmstol.ru/blog/rashod-jelektrodov-pri-svarke

21.08.2020

Сохранить статью:

При выполнении сварочных работ из всех материалов больше всего расходуется электродов. Необходимое их количество можно рассчитать приблизительно для каждого этапа работ непосредственно перед началом. Расход варьируется в зависимости от нескольких факторов:

• марки присадочной проволоки или электрода;
• вида сварки;
• сечения стыка.

Площадь сечения шва определяется по-разному в зависимости от типа соединения: тавровое, стыковое, угловое. Далее приведена таблица с соответствующими формулами:

Здесь: b – расстояние между кромками; S – толщина детали; а e и g – ширина и высота заготовок.

• Норма расхода электродов на 1 стык трубы
• Норма расхода электродов на 1 метр шва
• Расчет количества электродов на 1 метр шва
  • Коэффициенты
  • Поправочные коэффициенты

Норма расхода электродов на 1 стык трубы

Ведомственные строительные нормы (разделы ВСН 452-84 или ВСН 416-81) содержат информацию о норме расхода электродов на 1 стык трубопровода и на 1 метр шва. Показатели разделены в зависимости от вида сварки:

• ММА – ручная дуговая;
• TIG – ручная аргоновая;
• автоматическая с использованием флюса и другие.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими верстаками собственного производства от компании VTM.

Далее приведена часть таблицы с примером утвержденных нормативов для соединения типа С8:

Читайте также: Сварка труб ручной дуговой сваркой

Норма расхода электродов на 1 метр шва

Количество электродов на выполнение определенного вида работ можно определить самостоятельно. Она суммарно включает наплавленный слойи непродуктивные потери: огарки, шлак, разбрызгивание. На первом этапе вычисляется масса наплава. Результат определяется по формуле:

масса = площадь сечения шва поперечная * плотность свариваемого металла * длина сварного соединения

Показатель плотности металла берется из справочной литературы. К примеру, эталонная плотность стали углеродистой будет составлять 7,85 г/см куб., а никельхромовой стали составит 8,5 г/см куб. поле этого используется вторая формула, позволяющая определить суммарное количество электродов, необходимых для выполнения сварочных работ:

расход = масса наплава * коэффициент

Коэффициент расхода для используемых марок электродов разный. Необходимые данные можно найти в нормативной литературе. Если требуется узнать расход электродов в кг/м, то длина шва в первой формуле подставляется не в сантиметрах, а в метрах.

Расчет количества электродов на 1 метр шва

Коэффициенты

Поправочные коэффициенты

Для уточнения расчетов требуются корректирующие коэффициенты. В таблице ниже приведены примеры поправок в зависимости от типа задач:

Сваривание поворотных стыков

Вваривание патрубков, которые располагаются под углом по отношению к основной трубе. Если не указано иное, то угол по умолчанию составляет 90 градусов.

Вваривание патрубков, которые расположены снизу или сбоку по отношению к основной трубе.

Читайте также: Как рассчитать стоимость сварки металлоконструкций

Нормы расхода электродов при сварочных работах

Оцените, пожалуйста, статью

12345

Всего оценок: 10, Средняя: 2

Может быть интересно

Все статьи

таблица, нормы расхода при сварочных работах на тонну металла

Одним из важных показателей является расход электродов на 1 метр шва, который приводится в специальных таблицах. Эти данные позволяют производить расчет сметы.

В подсчете необходимо учитывать множество нюансов, поэтому его делает опытный сварщик, разбирающийся в марках материалов и в методиках сварки. От правильности выполнения расчета будут зависеть экономические показатели всего проекта.

Содержание

1. Что влияет на расход?
2. Как определить затраты сварочных материалов?
3. Высчитываем затраты присадочного материала в штуках
4. Как снизить потери?
5. Таблицы
6. Затраты на формирование вертикальных стыков трубопроводов, со скошенными кромками
7. Горизонтальные соединения трубопроводов со скосом одной кромки
8. С19 вертикальных стыков со скосом кромок
9. Соединения С52 вертикальных стыков трубопроводов с криволинейным скосом кромок
10. С53 вертикальные стыки трубопроводов с криволинейным скосом
11. Соединения У7 угловые фланцев с трубой
12. Угловые У8 фланцы с трубой с симметричным скосом одной кромки
13. Вертикальные соединения С2 трубопроводов
14. Вертикальные соединения С17 трубопроводов со скосом кромки
15. С18 вертикальные стыки трубопроводов
16. Соединения С5 вертикальных стыков трубопроводов без скоса
17. Соединения С19 вертикальных стыков трубопроводов со скосом кромок
18. Итог

Что влияет на расход?

Важной составляющей любого производственного процесса является правильно спланированный расход сварочных материалов. Это необходимо в предварительном расчете сметы, что позволит заранее оценить финансовые затраты.

Особенно важно знать нормы расхода во время строительства крупных объектов. На столь больших масштабных производствах даже незначительная экономия материала в каждой отдельной задаче может существенно снизить экономические затраты.

Коэффициенты расхода электродов.

В этих целей было создано понятие затрат на 1 м шва. Оно позволяет сварщикам ориентироваться в стоимости работ, которые необходимо выполнить. Кроме того, это позволит нормировать количество стержней на объем материала.

Стоит отметить, что в бытовых условиях подобные оценки не нужны. Ведь маленький объем работ создания соединений каких-либо металлических изделий не принесет существенных затрат при перерасходе материала.

Кроме того среди множества показателей, есть такие, которые в наибольшей степени влияют на потери. Их важно знать, ведь это поможет в будущем сэкономить деньги.

К ним относятся:

• масса наплавки материала на шов;
• длительность и глубина соединения;
• общая масса наплавки;
• тип сварки.

Как определить затраты сварочных материалов?

Существует множество специализированных формул, позволяющих теоретически рассчитать, какая должна быть норма расхода электродов. Среди них можно выделить несколько самых распространенных способов.

Первый метод основан на применении специального коэффициента расхода стержней. Он позволяет также определить затраты сварочных материалов:

H=M*K

здесь М – масса свариваемой металлической конструкции, К – специальный коэффициент, который можно взять из справочника. Его величина находится в интервале от 1,5 до 1,9.

Второй метод – расчет, включающий физические свойства стержней и материалов. С его помощью можно определить массу наплавленного металла.

Данный способ также предполагает использование табличных коэффициентов, которые можно взять из специализированных справочников. Кроме того необходимо выполнить замер шва.

Подсчет определяется формулой:

G=F*L*M

где F – площадь поперечного сечения, L – длина шва; M – масса одного кубического сантиметра проволоки.

Как видно, данный расчет количества электродов подразумевает выполнение предварительных тестовых работ.

После того, как они будут сделаны, мастер производит следующие действия:

• осуществляет измерение огарка;
• учитывает параметры : напряжение и силу тока;
• замеряет длину соединения, полученного после сварки.

Таким образом, можно рассчитать нормативы, показывающие, сколько необходимо затратить на один шов свариваемых материалов. К ним также необходимо отнести затраты рабочего газа, например, ацетилена и кислорода, арматуры или других металлических частей.

В результате станет возможным подсчет всех экономических затрат.

Высчитываем затраты присадочного материала в штуках

В сварке используют различные присадочные материалы, которые также могут со временем заканчиваться. В связи с этим важно знать расход сварочной проволоки, использующейся во время соединения металлических частей изделий.

Данная информация необходима по нескольким причинам. Во-первых, появляется возможность заблаговременно рассчитать нужное количество проволоки. Во-вторых, расчет затрат каждого отдельного метода работы покажет, какой именно способ будет наиболее выгодным с экономической точки зрения.

Важно иметь в виду, что у каждого типа присадки есть свой коэффициент наплавки. Так как для качественного выполнения соединения важно, чтобы оно выполнялось непрерывно, затраты материалов нужно знать заранее.

Расчет площади сечения наплавленного металла.

Стоит учитывать, что значение данного параметра зависит от вида сварки. Можно самостоятельно научиться делать подобные расчеты, но в целях экономии времени были созданы онлайн сервисы, которые позволяют свести вычисления к автоматизму.

Таким образом, данный критерий не менее важен, чем коэффициент расхода электродов.

Расход – важное понятие, характеризующее необходимый объем материалов для формирования соединения на определенном участке. Иначе говоря, он включает в себя все этапы работы, в том числе и подготовку, чтобы технологический процесс был выполнен в соответствии с высокими стандартами.

У всех видов сварки также существуют свои показатели расхода, будь-то или обычная газовая. Везде есть свои нюансы, которые влияют на количество затрачиваемого материала.

Ради удобства простых расчетов можно воспользоваться онлайн сервисами и определить затраты, например, у аргонодуговой сварки на калькуляторе. Стоит брать во внимание и изделия, с которыми осуществляется работа. У сварки труб или листов будут разные параметры.

После того, как произведены расчеты, можно составлять смету или же просто оценить размер необходимых затрат.

Не стоит забывать о том, что после покупки стержней часть из них может оказаться бракованной. В связи с этим необходимо учитывать возможность списания учитывать это в подсчете.

Как снизить потери?

Характеристики стыковых соединений.

Рассчитать расход электродов – это лишь один из способов оценки затрат. Во время работы материала может понадобиться больше ожидаемой нормы по многим причинам.

Например, более третьей части может пойти на разбрызгивание и огарки. Расход во время варки на 1 кг наплавленного металла зависит от их типа. Например, у жаропрочных и нержавеющих сталей его значение составляет 1,8.

Кроме того, нормы расхода электродов на 1 стык зависят и от вида работы. На сварку трубопроводов уйдет не столько же материала за час работы, как на соединение листового материала.

Стоит иметь в виду, что не только расход электродов на 1 м шва или на 1 тонну влияет на затраты. Необходимо учитывать и списание материалов на производстве.

Поскольку финансовая сторона вопроса является очень важной составляющей в любом деле, то возможность снижения затрат очень актуальна. Существует два способа экономии: технический и организационный.

Самым простым и доступным методом экономии является использование оптимальных параметров сварки. Каждый тип работ предполагает использование соответствующих материалом и режимов, если соблюдать все условия, тогда электроды не будут «гореть».

Использование и автомата экономит потери на разбрызгивании более двух процентов.

Стоит также отдавать предпочтение стержням с высокой эффективностью, что снизит потери. Также они должны быть с высоким коэффициентом наплавки. Так что правильный выбор материалов – важная составляющая экономии.

Обобщая все вышесказанное, можно сделать вывод, что точное и правильное соблюдение технологии сварочного процесса, а также выбор оптимальных параметров, является залогом экономии средств.

Таблицы

Нормы расхода сварочных материалов определяются с использованием коэффициента. Данный параметр берется из специальных таблиц. Если необходимо определить расход электродов, например, в сварке труб, тогда следует воспользоваться таблицей.

В целях упрощения расчетов можно использовать уже готовые таблицы, в которых приводятся готовые данные. На производстве использовать подобный материал существенно проще, чем выполнять каждый раз новые вычисления.

Нормы покрытыми стержнями приведены в таблицах ниже.

Норма на 1 стык.

Норма на 1 м шва.

Затраты на формирование вертикальных стыков трубопроводов, со скошенными кромками

1 м шва.

1 стык.

Горизонтальные соединения трубопроводов со скосом одной кромки

1 м шва.

1 стык.

С19 вертикальных стыков со скосом кромок

1 м шва.

1 стык.

Соединения С52 вертикальных стыков трубопроводов с криволинейным скосом кромок

1 м шва.

1 стык.

С53 вертикальные стыки трубопроводов с криволинейным скосом

1 м шва.

1 стык.

Соединения У7 угловые фланцев с трубой

1 м шва.

1 фланец.

Угловые У8 фланцы с трубой с симметричным скосом одной кромки

1 м шва.

Угловые У8 фланцы.

1 м шва.

1 патрубок.

Нормы для ручной аргонодуговой сварки приведены в таблицах ниже.

Вертикальные соединения С2 трубопроводов

1 м шва.

1 стык.

Вертикальные соединения С17 трубопроводов со скосом кромки

1 м соединения.

1 стык.

С18 вертикальные стыки трубопроводов

1 м соединения.

1 стык.

Соединения С5 вертикальных стыков трубопроводов без скоса

1 м шва.

1 стык.

Соединения С19 вертикальных стыков трубопроводов со скосом кромок

1 м соединения.

1 стык.

Соединения С8 горизонтальных стыков.

Приведенные выше таблицы позволяют определить расход электродов на стык, метр или на тонну металла. Расход флюса при автоматической сварке обычно составляет 20% по массе от расхода сварочной проволоки.

Таким образом, становится понятно, как рассчитать количество электродов в каждой конкретной задаче.

Итог

Расход электродов при сварке – важный параметр, который позволяет заблаговременно сделать экономическую оценку выполняемых работ. Рассчитанный показатель позволит определить затраты на тонну металлоконструкций или же на одно соединение.

Важно понимать, что данное значение соответствует идеальным условиям сварки, и оно может отличаться от реального. В связи с этим в расчет количества электродов необходимо закладывать их дополнительное количество, так как аттестация может выявить, что часть из них непригодна.

Норма расхода электродов на 1 тонну металлоконструкций

Неотъемлемой частью процесса возведения любой металлоконструкции является грамотное и точное планирование расхода материалов для составления сметы и подсчета предстоящих финансовых затрат. Вычисляется не только количество задействованного в строительстве материала, но и то, сколько электродов потребуется затратить при проведении сварочных работ.

Умение правильно рассчитывать расход электродов на тонну металлоконструкций — одно из приоритетных требований к профессиональным сварщикам, работающим в крупных компаниях. Без проведения правильных расчетов невозможно узнать точную себестоимость металлоконструкции, предполагаемую прибыль. Все эти нюансы важны для фирм, задействованных в сфере возведения металлических конструкций.

Расход электродов при сварке

Оказывает прямое влияние на производительность и продолжительность рабочего процесса. Отработанное присадочное изделие для сварки необходимо заменить новым.

Если под рукой сварщика не окажется нужных электродов, это отразится на сроках проведения сварки в сторону увеличения. Докупить присадочный материал не является основной проблемой. Все усложняется тем, что он требует предварительной подготовки. Электроды надо прокалить и просушить. Это занимает от полутора до двух часов.

Когда электроды нужны для наплавки нескольких килограмм металла, ситуация не столь критична, в отличие от сварки габаритных металлоконструкций. Любой простой чреват и временными, и финансовыми затратами. Чтобы процесс работы ничего не тормозило, предельно важно выполнить правильный расчет того, сколько электродов требуется на одну тонну металлоконструкций.

Методы вычисления

Показатель расхода зависит от вводных параметров:

• массы наплавки;
• длины сварочного шва;
• нормы расхода.

Массой наплавки называют вес металла, который заполняет собой стыковочный шов. Точные данные этого параметра приводятся в технологической карте сварки. Его показатель по грубым подсчетам равен от 1 до 1,5% от массы металлоконструкции.

Габариты шва измеряют рулеткой по стыку. Получаемый результат умножают на общее число швов, присутствующих в разделе. Это обусловлено тем, что глубокие стыки заваривают параллельным либо последовательным накладыванием двух-трех швов.

Нормой расхода является масса наплавки на один метр шва. Она вычисляется как для отдельного узла либо детали, так и в зависимости от типа выполняемой сварочной операции.

Учитывая эти нюансы, расчет расхода присадочных изделий должен проводиться и теоретически, и практически.

Теоретический расчет

Основан на использовании различных формул. На практике наибольшее распространение получили два типа расчета:

1. по коэффициенту;
2. по физическим характеристикам.

Первый способ охватывает собой различные категории расходных материалов и вычисляется по формуле: H = M * K, где М — масса подвергаемого сварке металла, а K — специальный коэффициент расхода присадки.

Второй способ основан на характеристиках и применяемого электрода, и подвергаемой сварке металлоконструкции, рассчитывается формулой: G = F * L * Масса проволоки, в которой F — это площадь поперечного сечения, а L — длина шва.

Если первая формула позволяет вычислить расход, то вторая — массу наплавленного металла. Оба расчета являются «табличными», то есть основываются на стандартных показателях, соответствующих определенным маркам электрода, типу металла, величине шва.

Расчет расхода электродов по коэффициенту

Чтобы выполнить вычисление, нужно знать точный коэффициент электрода (K) который, как и другие параметры, указан в приложении РДС 82-201-96 «правил разработки норм расхода материалов в строительстве».

Значение коэффициента варьируется от 1,5 и до 1,9. Меньший показатель соответствует второй группе электродов, а наивысшей шестой. Если при работе используется марка ЦТ-28 из второй группы, показатель K равен 1,5.

Используя математический расчет для определения необходимого количества электродов для наплавки тонны металла, получаем значение 1500 кг, то есть H = 1000 * 1,5. Соответственно, расход возрастает, если применяется марка более возрастной группы, к примеру, НЖ-13, имеющая коэффициент, который равен 1,8.

Практический расчет

Подразумевает определение массы металла и проведение сварных тестовых работ. Когда они завершены, выполняют замер огарка, учитывают напряжение и силу тока, длину выполненного шва. Основываясь на этих данных, определяют число требуемых электродов для сварки шва определенной длины.

Точным вычисление будет в том случае, когда и внешние данные, и угол положения при выполнении основных работ останутся аналогичными тем, которые были во время тестирования. Чтобы избежать неточности определения, эксперимент повторяют от трех до четырех раз. Если соблюсти это условие, расчет получится еще точнее, чем при использовании формул.

Погрешность расчета

Никакой метод вычислений не дает стопроцентной точности. Закупать расходный материал для обеспечения полноценного и непрерывного рабочего процесса рекомендуется с запасом. Необходимо учитывать и возможность наличия в партии электродов бракованных и низкокачественных изделий.

Чтобы не приходилось останавливать сварку, следует увеличить полученные при расчетах данные на пять либо семь процентов. Это гарантировано избавит от различного рода форс-мажорных обстоятельств. Учитывают и то, что количество расходного материала зависит как от технологического процесса, так и от типа заполняемого присадками шва.

Как снизить затраты?

Существует несколько условий, которые позволяют сэкономить на расходных материалах для проведения сварочных работ, но при этом никак не отражаются на качестве:

1. Наибольшей экономии присадок позволяет добиться использование полуавтоматического либо автоматического сварочного аппарата. Когда работы проводятся вручную, то потери составляют от пяти процентов и выше. При автоматическом и полуавтоматическом процессе этот показатель вдвое ниже. Если и присадки, и аппарат имеют высокое качество, сокращение расходных изделий будет максимальным.
2. Показатели силы тока и напряжения должны полностью соответствовать выбираемому присадочному материалу. Поэтому, настраивая сварочный аппарат, нужно уделять особое внимание этим параметрам.
3. Количество затрачиваемых электродов при равных условиях может отличаться. Это обусловлено положением расходного изделия при выполнении сварки. Поэтому многие сварщики предпочитают не ограничиваться формулами и прибегают к практическим расчетам, проводя несколько тестов, чтобы найти «идеальное» положение.

Соблюдение этих трех важных условий и грамотный выбор способа сэкономить позволяет сократить количество требуемого присадочного материала практически на тридцать процентов. Это достаточно внушительная сумма в денежном эквиваленте.  

на 1 тонну металлоконструкций, на 1 метр шва при сварочных работах, таблицы, при сварке труб, нормы, количество

Одним из важных показателей сварочных работ является расход электродов на 1 метр шва, который приводится в специальных таблицах. Эти данные позволяют производить расчет сметы.

В подсчете необходимо учитывать множество нюансов, поэтому его делает опытный сварщик, разбирающийся в марках материалов и в методиках сварки. От правильности выполнения расчета будут зависеть экономические показатели всего проекта.

Параметры, влияющие на расход

Прежде чем выполнять расчет количества электродов при сварке, следует узнать, какие показатели оказывают важнейшее значение:

• Масса наплавки материала на соединение. Объем данного параметра не должен превышать 1,5 % от общей массы всей конструкции.
• Продолжительность и глубина сварочного шва.
• Общая масса наплавки на 1 м.п. соединения. Нормы расхода электродов на 1 метр шва являются справочными показателями, представленными в ВСН 452-84.
• Тип сварки.

Поправочные коэффициенты

Для более точного расчета применяют корректирующие коэффициенты. Их полный перечень можно найти в ВСН 452-84. Приводим примеры поправок в зависимости от рабочих задач:

• При сварке поворотных стыков

• При вваривании патрубков, расположенных под углом к основной оси трубы (по умолчанию величина угла принимается за 90°)

• При положении патрубков сбоку или снизу по отношению к основной трубе

Теоретический и практический расчеты

Рассчитать расход электродов с теоретической точки зрения можно с помощью большого количества специальных формул. Рассмотрим наиболее распространенные.

Первый способ – по коэффициенту – применяется для расчета расхода различных сварочных материалов, а не только электродов:

Н = М * К, где М – масса свариваемой конструкции; К – специальный коэффициент расхода из справочника, который варьируется в диапазоне от 1,5 до 1,9.

Второй способ основан на расчетах, зависящих от физических свойств электрода и металлоконструкции. Позволяет определить массу наплавленного металла. Здесь исполнителю понадобится знать справочные данные, также необходимо выполнить замер соединительного шва:

G = F * L * M, где F – площадь поперечного сечения; L – длина сварочного шва; M – масса проволоки (1 см3).

Практический расчет подразумевает осуществление тестовых работ. После их завершения, сварщик следует произвести следующие действия:

• выполнить замер огарка;
• учесть напряжение и силу тока;
• определить длину сварного соединения.

Эти данные и позволяют установить расход сварочных электродов при сварке конструкций швом определенной длины.

Точные показатели исполнитель сможет получить только, если внешние данные и угол положения при основных работах будут идентичны тем, которые были во время тестирования. Для избежания неточности параметров, рекомендуется производить эксперимент 3-4 раза. Это позволит получить более точные расчеты, чем при использовании теоретических формул.

Использую данные методы, можно с легкостью произвести расчет расхода электродов на тонну металлоконструкций. Однако, следует помнить о существовании погрешности.

От чего зависит?

Затраты на электроды, сварочную проволоку и т.п. используемых при соединении элементов конструкции, потребление электрической энергии, главным образом влияет сечение сварочного шва.

В свою очередь этот показатель зависит от того, каким именно образом выполняется сварка, какую толщину имеет металл, качество подготовки деталей.

Важно! Даже небольшое увлажнение электродов резко повышает расход, снижает качество шва, затрудняет работу. Храните материалы исключительно в сухом месте, в упаковке предотвращающей попадание воды.

Как правило, основную характеристику — катет шва, от которого зависит его сечение, задает проект. Отсюда определяется нужный диаметр сварочного материала, сила сварочного тока и пр.

Если мы внимательно рассмотрим процесс электросварки, то убедимся, что далеко не весь вносимый металл используется. Часть его испаряется пламенем дуги, часть разбрызгивается, знакомыми всем сварочными искрами.

Какое-то количество металла связывается в покрывающем шов шлаке, образованном расплавленной обмазкой и окислами. Эти потери определяют словом «угар».

Наконец, сама технология процесса предполагает удерживание электрода. Соответственно часть его остается неиспользованной. Такой кусочек техническом языком называют «огарок», длина его около 50 мм. Часть этих расходов зависит от расположения и длины шва. Так же потери выше, когда приходится варить множество отдельных участков, к примеру, при сварке арматуры, чем один длинный шов.

Количество электродов в 1 кг

После получения готовых данных о необходимом количестве электродов, сварщик переходит к закупке материалов. Здесь возникает ещё один вопрос: сколько следует приобретать упаковок с расходниками. Для этого нужно определить какое число стержней составляет 1 кг (стандартная пачка). На данный показатель влияют все параметры сварочных материалов:

• диаметр;
• длина прутка;
• вес стержня;
• толщина герметичной упаковки.

Чем больше эти параметры, тем меньше прутков в пачке.

Однако, следует знать, что электроды определенного диаметра имеют собственную среднюю массу:

[ads-pc-2][ads-mob-2]

Где купить

Продажей расходных материалов различных типов занимаются компании, собранные в отдельном разделе. Ознакомление с представленной информацией позволит узнать, где купить сварочную проволоку.

Кроме возможности приобретения продукции у поставщиков, рекомендуется также ознакомиться с ассортиментом, предлагаемом производителями. Ведущие мировые предприятия, например, ESAB и DEKA, обладают широкой сетью представительств, что позволяет приобрести расходные материалы и быть полностью уверенным в качестве продукции.

Разделы: Сварочная проволока

Метки: легированные сварочные проволоки, медная сварочная проволока, порошковые сварочные проволоки, проволока для аргонодуговой сварки, проволока сварочная алюминиевая, проволока сварочная омедненная, проволока сварочная полированная, проволока стальная сварочная, сварочная нержавеющая проволока, сварочная проволока титановая

Предыдущая статья: Производители сварочной проволоки Следующая статья: Сварочная проволока ESAB

Как посчитать расход электродов на тонну металла

Расчёт количества электродов на 1 т. металла также проводится на первоначальном этапе. Данный параметр применяется для работ большого масштаба, для крупныхпроектов. Норма расхода электродов на тонну металла – это максимальная величина затрат сварочных материалов.

Данный показатель рассчитывается по следующей формуле, которая определяет расход с помощью массы металла:

Н = М * К расхода, где М – масса металла; К расхода – табличная величина основывается на стандартных характеристиках, зависит от марки электрода.

Погрешности

Сами вычисления не могут быть неточными. Но вот исходные данные — вполне.

• Табличные значения принимают по усредненным показателям, практически могут отличаться в разы.
• Данные, вводимые в формулы, определяются замерами. При этом, возможны как погрешности самих приборов, так и методов измерения.
• Данные образцов не совпадают. Это вызвано разной точностью подготовки, отклонениями размера шва и т.п.

Все перечисленные отклонения способны накапливаться и на практике доходят до 5-7%. Именно это количество сварочного материала рекомендуется иметь как резерв.

Расчет электродов на 1 метр шва: онлайн и самостоятельно

Некоторые сайты соответствующей тематики предоставляют возможность произвести расчеты с помощью онлайн-калькулятора. Данный способ отличается простотой и удобством. Исполнителю достаточно будет ввести цифры в надлежащие окошки, кликнуть кнопку “рассчитать” и автоматически получить готовый результат.

Сварщики также могут выполнить расчеты самостоятельными силами. Для этого используются следующая общая формула:

Н = Нсв + Нпр + Нпр, где Нсв – расход электродов на сваривание; Нпр – расход стержней на прихватки; Нпр – расход на проведение правки методом холостых валиков.

Нормы расхода сварочных электродов на прихваточные работы определяется в процентном отношении от расхода на основные работы:

• толщина стенок конструкции до 12 мм. – 15%;
• свыше 12 мм. – 12%.

Также существуют стандартные нормы, которые варьируются в зависимости от типа электрода и толщины стенок конструкции.

В зависимости от коэффициента расхода, согласно паспортным данным, электроды, применяемые при дуговой и комбинированной сварке трубопроводов из легированных и высоколегированных сталей, объединены в 6 групп (табл. 1). К группе 1 относятся электроды с коэффициентом расхода 1,4.

Группа электродов	Коэффициент расхода электродов	Марка электродов
II	1,5	ОЗЛ-Э6; ОЗЛ-5; ЦТ-28; ОЗЛ-25Б
III	1,6	ЦЛ-17, ОЗЛ-2, ОЗЛ-8, ЗИО-8, ОЗЛ-6, ОЗЛ-7, ОЗЛ-3, ОЗЛ-21
IV	1,7	ОЗЛ-9А, ГС-1, ЦТ-15, ЦЛ-11, УОНИ-13/НЖ, ЦЛ-9
V	1,8	ОЗС-11, ОЗЛ-22, ОЗЛ-20, НЖ-13
VI	1,9	АНЖР-2, ОЗЛ-28, ОЗЛ-27

Рассмотрим данные нормы на примере соединения вертикальных швов типа С18:

Толщина стенки, мм.	Масса наплавленного металла, кг.	Электроды группы II, кг.	Электроды группы III, кг.	Электроды группы IV, кг.	Электроды группы V, кг.	Электроды группы VI, кг.
3,0	0,201	0,366	0,390	0,415	0,439	0,464
4,0	0,249	0,453	0,484	0,514	0,544	0,574
5,0	0,330	0,600	0,640	0,680	0,720	0,760
6,0	0,474	0,861	0,918	0,975	1,033	1,090
8,0	0,651	1,182	1,261	1,341	1,419	1,498
10,0	0,885	1,607	1,714	1,821	1,928	2,035
12,0	1,166	2,116	2,257	2,398	2,539	2,680
15,0	1,893	3,436	3,665	3,894	4,123	4,352
16,0	2,081	3,778	4,030	4,281	4,533	4,785
18,0	2,297	4,532	4,834	5,136	5,438	5,740

Рассмотрим данные нормы на примере соединения горизонтальных швов типа С18

Толщина стенки, мм.	Масса наплавленного металла, кг.	Электроды группы II, кг.	Электроды группы III, кг.	Электроды группы IV, кг.	Электроды группы V, кг.	Электроды группы VI, кг.
3,0	0,152	0,269	0,286	0,305	0,322	0,340
4,0	0,207	0,368	0,393	0,417	0,442	0,466
5,0	0,262	0,465	0,497	0,527	0,588	0,590

Особенности

Нормы расхода электродов для сварки трубопроводов и для иных деталей могут отличаться, это нужно учитывать. Полный перечень норм прописан в нормативных документах (СНиПах, ГОСТах и прочих). Изучите хотя бы основные выдержки из документов, чтобы иметь представления об ограничениях.

Также не всегда получается полностью соблюсти нормы расхода электродов при сварочных работах, поскольку часто условия работы не позволяют выполнить весь спектр процедур для правильного использования комплектующих. В таких ситуациях мы рекомендуем провести расчет и хотя бы стараться приблизиться к этой цифре в своей работе. Но если на вашем производстве есть строгий контроль качества, то вам все же придется соблюсти нормы.

Расход электродов при сварке труб

Теоретический расчет осуществляется следующим методом вычисления: норма расхода на 1 метр шва делится на вес одного электродного прутка. Мерой вычисления является число требуемых стержней. Затем полученное значение умножается на метраж. Результат следует округлять в большую сторону.

Чтобы получить значение нормы в килограммах необходимо произвести следующие расчеты: объем раздела длиной в 1 метр умножается на плотность металла. Первый параметр следует определять, как объем цилиндра с диаметром, равным большей стороне стыка. Полученное значение нужно увеличить в 1,4-1,8 раз. Данная поправка берет в расчет огарки.

Существует также нормы расхода электродов при сварке труб исходя из затрат на сваривание одного стыка (при соединении горизонтальных стыков трубопроводов типа С8 сo скосом одной кромки):

Размер труб, мм.	Масса наплавленного металла, кг.	Электроды группы II, кг.	Электроды группы III, кг.	Электроды группы IV, кг.	Электроды группы V, кг.	Электроды группы VI, кг.
45Х3	0,021	0,037	0,040	0,042	0,044	0,047
45Х4	0,028	0,050	0,054	0,057	0,061	0,064
57Х3	0,027	0,047	0,060	0,054	0,067	0,060
57Х4	0,036	0,064	0,069	0,073	0,077	0,082
76Х5	0,061	0,108	0,116	0,123	0,130	0,137

Важно! В зависимости от вида соединяемых стыков, наличия или отсутствия скосов, нормы расхода электродов для сварки трубопроводов могут разниться.

Полный перечень справочных норм представлен на сайте – https://znaytovar.ru/gost/2/vsn_45284_proizvodstvennye_nor. html. [ads-pc-3][ads-mob-3]

Общая информация

Прежде чем приступить к расчетам, определимся, что влияет на расход электродов для дуговой сварки. Прежде всего, это тип сварочного оборудования, толщина металла и самого электрода, выбранный режим сварки, опыт сварщика и некоторые косвенные причины (например, физическая усталость мастера), влияющие на конечный результат. При сварке электродами крайне важно выбрать размер электрода, соответствующий типу и толщине свариваемого металла. Только после того, как вы правильно настроите аппарат и подберете комплектующие, можно выполнять расчет расхода сварочных электродов на 1 т металлоконструкции.

Переде тем, как сделать расчеты, нам понадобится выяснить следующие особенности:

• Отдельно рассчитайте массу металла, который наплавится на шов. Этот показатель не должен быть больше 2% от общей массы всей металлоконструкции или детали. Расчет производится с помощью отдельной формулы, о которой мы поговорим позже.
• Измерьте длину шва. Помимо длины учтите еще и его глубину. Для особо ответственных конструкций допустимо накладывание нескольких швов для надежности.
• Выясните нормы расхода. Это, по сути, общая масса наплавленного металла на 1м шва.

Нормы расхода — это справочная информация, она прописана в нормативных документах. От марки электрода зависит норма расхода. Дополнительные данные вы можете изучить в документах Всесоюзных норм №452-84. Зачастую используют два метода расчета, так называемый теоретический и физический. Полученные цифры сравнивают и определяют погрешность, но об этом мы поговорим далее.

Также учтите, что при сварке могут использоваться разные виды сварных швов. От этого тоже зависит расход электродов на 1 тонну металлоконструкций, поскольку для каждого типа соединения характерна своя масса металла. Ниже вы можете видеть основные параметры, на которые нужно обратить внимание.

Как снизить расход электродов при сварке

Существует несколько рекомендаций, которые позволят снизить затраты при приобретении сварочных материалов:

1. Использование автоматического или полуавтоматического сварочного аппарата позволяет добиться наибольшей экономии. При сваривании в ручном режиме потери могут составлять от 5% и более. Механизация процесса обеспечивает снижение данного показателя в два раза. Высокое качество оснащение и расходников могут сделать сокращение затрат максимальным.

2. Каждая конкретная марка стержней подразумевает использование определенного вида и величины тока. При настройке сварочного аппарата стоит обращать особое внимание на данные параметры. Неправильный режим сварки может привести к значительным финансовым потерям.

3. Расход электродов может варьироваться в зависимости от положения прутка при сваривании. Некоторые исполнители путем практических тестов или расчетов, самостоятельно определяют оптимальное положение.

Следуя данным советам и грамотно выбирая электрод, расход материалов можно сократить практически на 30%.

Способы экономии материалов

Есть несколько способов, позволяющих экономить на расходниках. Это позволит уменьшить затраты на покупку стержней:

• Используйте автоматические и полуавтоматические аппараты. При ручной сварке могут возникать потери более 5%. Помните, что чем выше качество расходников и оборудования, тем эффективнее производится сварка, а значит происходит меньше потерь.
• Разные марки и модели электродов работают с разным током. Настраивая аппарат, обращайте на это внимание. При подборе неправильных режимов сварки, можно понести большие потери.
• На расход влияет технология сварки. Так, при неправильном угле стержня, расход может увеличиваться.

Опытные сварщики на практике выясняют, какой угол сварки является оптимальным. Это дает им возможность работать быстро и экономно.

Придерживаясь таких рекомендаций, правильно подбирая электроды и внимательно настраивая оборудование, можно значительно сэкономить расход материалов.

Таблицы

Расход электродов на 1 кг наплавленного металла

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей

Для сварки высоколегированных сталей

Для сварки коррозионностойких сталей

Для сварки теплоустойчивых сталей

Для сварки разнородных сталей и сплавов

Для сварки жаропрочных сталей

[ads-pc-4][ads-mob-4]

Расчет количества электродов при сварке различных соединений

Сварные соединения без скоса кромок

Положение шва	Толщина основного металла, мм	Зазор, мм	Масса наплавленного металла, кг /1 м шва
Нижнее	1	0	0,02
	1. 5	0,5	0,02
	2	1	0,03
	3	1,5	0,05
Нижнее	4	2	0,13
	5	2	0,16
	6	2,5	0,21
	7	3	0,28
Горизонтальное	1	0	0,02
	1,5	0,5	0,03
	2	1	0,04
	3	1,5	0,07
Горизонтальное	4	2	0,17
	5	2,5	0,20
	6	3	0,25
	7	3	0,33
Потолочное	4	2	0,08
	5	2	0,13
	6	2,5	0,14
	7	3	0,16

Угловые соединения

масса наплавленного металла, кг /1 м шва

Толщина металла, мм	Площадь сечения шва, мм2
2	2	0,03	0,02	0,03	0,03
3	4,5	0,05	0,05	0,05	0,06
4	8	0,07	0,07	0,07	0,08
5	12,5	0,10	0,11	0. 11	0,13
6	18	0,15	0,15	0,16	0,17
7	24,5	0,20	0,21	0,22	0,25
8	32	0,26	0,27	0,28	0,32
9	40,5	0,33	0,34	0,36	0,40
10	50	0,40	0,42	0,44	0,50
11	60,5	0,49	0,53	0,57	0,62
12	72	0,58	0,62	0,66	0,73
15	113	0,91	0,97	1,04	1,11
18	162	1,31	1,37	1,49	1,60
20	200	1,62	1,62	1,78	1,98
22	242	1,95	2,00	2,16	2,39
25	323	2,58	2,60	2,90	3,18

Тавровые соединения

масса наплавленного металла, кг/1 м шва

Толщина металла, мм	Площадь сечения шва, мм2
2	4	0,04	0,05	0,04	0,04
2,5	6,5	0,06	0,07	0,06	0,07
3	9	0,08	0,10	0,09	0. 09
3,5	12,5	0,11	0,13	0,12	0,13
4	16	0,14	0,16	0,15	0,17
4,5	20,5	0,18	0,20	0,19	0,21
5	25	0,22	0,25	0,24	0,26
5,5	30,5	0,26	0,29	0,28	0,32
6	36	0,31	0,33	0,34	0,37
6,5	42,5	0,37	0,39	0,40	0,44
7	49	0,43	0,45	0,44	0,51
7,5	56,5	0,47	0,51	0,50	0,58
8	64	0,55	0,58	0,60	0,65
9	81	0,69	0,74	0,75	0,86
10	100	0,85	0,89	0,91	1,02
11	121	1,03	1,08	1. 12	1,23
12	144	1,22	1,27	1,33	1,48
13	169	1,41	1,49	1,53	1.73
14	196	1,62	1,76	1,78	2,02
15	225	1,86	1,95	2,07	2,31

V-образные односторонние сварные соединения

масса наплавленного металла, кг /1 м шва

Толщина металла, мм	Зазор, мм	Нижнее 50°	Нижнее 60°	Вертикальное 70°	Потолочное 80°	Горизонтальное60°
4	1	0,09	0,10	0,132	0,14	0,11
5	1	0,13	0,15	0,19	0,22	0,16
6	1	0,17	0,20	0,29	0,30	0,24
7	1,5	0,26	0,30	0,38	0,44	0,33
8	1,5	0,31	0,37	0,47	0,55	0,44
9	1,5	0,38	0,44	0,59	0,69	0,51
10	2	0,49	0,57	0,76	0,86	0,64
11	2	0,56	0,66	0,89	1,02	0,76
12	2	0,65	0,77	1,05	1,23	0,89
14	2	0,86	1,02	1. 34	1,60	1,17
15	2	0,97	1,15	1,55	1,81	1,34
16	2	1,04	1,23	1.75	2,02	1,46
18	2	1,33	1,60	2,17	2,51	1,83
20	2	1,63	1,94	2,62	3,11	2,21
25	2	2.46	2,94	4,00	4,76	3,34

калькулятор нормы для тонны металлоконструкций – Расходники и комплектующие на Svarka.guru

Дуговая электрическая сварка деталей включает два основных компонента. Первый это соединяемые металлические изделия, второй — дополнительный металл который их соединяет.

При этом важно определить оптимальный расход электродов на 1 м шва калькулятор для расчета, которого сегодня можно найти в сети интернет.

Причина здесь не только финансовая, но и технологическая. Вес соединительного металла утяжеляет готовое изделие, и эта величина может доходить до 1,5% от ее начального веса.

Если для статических элементов это не принципиально, то для движущихся механизмов может оказаться существенными, даже критическими.

Содержание

• 1 От чего зависит?
• 2 Практический и теоретический расчеты
• 3 Погрешности
• 4 Формулы, используемые при расчетах. Поправочные коэффициенты
• 5 Сколько размещается в 1 кг?
• 6 Расход на тонну металлоконструкции
• 7 При сварке труб
• 8 Снижение затрат
• 9 Заключение

От чего зависит?

Затраты на электроды, сварочную проволоку и т.п. используемых при соединении элементов конструкции, потребление электрической энергии, главным образом влияет сечение сварочного шва.

В свою очередь этот показатель зависит от того, каким именно образом выполняется сварка, какую толщину имеет металл, качество подготовки деталей.

[stextbox id=’alert’]Важно! Даже небольшое увлажнение электродов резко повышает расход, снижает качество шва, затрудняет работу. Храните материалы исключительно в сухом месте, в упаковке предотвращающей попадание воды.[/stextbox]

Как правило, основную характеристику — катет шва, от которого зависит его сечение, задает проект. Отсюда определяется нужный диаметр сварочного материала, сила сварочного тока и пр.

Если мы внимательно рассмотрим процесс электросварки, то убедимся, что далеко не весь вносимый металл используется. Часть его испаряется пламенем дуги, часть разбрызгивается, знакомыми всем сварочными искрами.

Какое-то количество металла связывается в покрывающем шов шлаке, образованном расплавленной обмазкой и окислами. Эти потери определяют словом «угар».

Наконец, сама технология процесса предполагает удерживание электрода. Соответственно часть его остается неиспользованной. Такой кусочек техническом языком называют «огарок», длина его около 50 мм.Часть этих расходов зависит от расположения и длины шва. Так же потери выше, когда приходится варить множество отдельных участков, к примеру, при сварке арматуры, чем один длинный шов.

Практический и теоретический расчеты

Рассчитать расход можно двумя способами:

• теоретическим;
• практическим.

В первом случае, используют нормативные данные с той или иной степенью приближения. Самым простым вариантом будет воспользоваться ведомственными нормами расхода зависящих от вида конструкции (табл. 1). Расчет приводится к тонне готовых изделий.

Метод используют его с практическими целями, для приблизительного расчета расходных материалов для изготовления той или иной конструкции.

Более точные данные дают строительные нормы ВСН 416-81. Нормы представляют сборник эмпирических данных, сведенных в таблицы. Они составлены для большинства применяемых видов стыка трубы, формы шва, вида расходных материалов.

Не менее точный результат дает расчет с использованием формул, куда вводят различные поправочные коэффициенты.

Суть практического метода — полевые замеры реальной работы. Сюда входит качество расходников, тип и возможности сварочного оборудования, квалификация работников и т. д. Метод требует не одного часа затрат труда и материалов. При этом результаты его подходят деталям, близко соответствующим образцам.

Погрешности

Сами вычисления не могут быть неточными. Но вот исходные данные — вполне.

• Табличные значения принимают по усредненным показателям, практически могут отличаться в разы.
• Данные, вводимые в формулы, определяются замерами. При этом, возможны как погрешности самих приборов, так и методов измерения.
• Данные образцов не совпадают. Это вызвано разной точностью подготовки, отклонениями размера шва и т.п.

Все перечисленные отклонения способны накапливаться и на практике доходят до 5-7%. Именно это количество сварочного материала рекомендуется иметь как резерв.

Формулы, используемые при расчетах. Поправочные коэффициенты

Формула, которая применяется для расчета нормы расхода выглядит следующим образом:

(1) Н_Э = _GЭ * L_Ш;

где Н_Э – сам расход, который нужно определить; G_Э – удельная норма; L_Ш – длина шва в метрах.

G_Э рассчитывают по формуле (2): G_Э = k_р * m_н. Здесь: k_р – поправочный табличный к-т, учитывающий потери за счет угара, устройства «холостых валиков» (поправочная наплавка), огарки, предварительные прихватки и пр. Зависит его величина от группы и марки расходников (таблица 2)

(3) m_н = ρ * F_н, Где ρ – удельная плотность стали. В зависимости от типа расходников ее принимают:
Величину m_н – вес (массу) наплавленного металла, определяют по формуле:

• 7,5 гр/см³ (7500 кг/м³) при использовании сварочной проволоки, тонкопокрытых или голых стержней;
• 7,85 гр/см³ (7850 кг/м³), для толстопокрытых электродов.

Fн – поперечное сечение наплавленного металла шва см². Значение вычисляют по табличным данным из ГОСТ 5264-80, либо с помощью самостоятельных замеров.

Сколько размещается в 1 кг?

Как правило вес пачки точно не регламентируется, однако обычно, эта величина составляет 1, 5, 6 или 8 кг. Точный вес указан на самой упаковке.

В зависимости от диаметра стержня, пачка содержит разное количество изделий. Если эта величина не указана в этикетке, ее можно посчитать исходя из веса одного стержня.

При отсутствии под рукой таблицы, сориентироваться можно следующим образом. Умножаем длину (обычно 45 см) на площадь сечения, определяемую по формуле площади круга: S=πR². Полученный результат перемножаем с объемным весом стали 7,85 гр/см³.

Вес электрода диаметром 4 мм составит около 61гр. Разделив 1 кг, на 0,06 получим 16 шт.

Расход на тонну металлоконструкции

На практике нередко нужен расход электродов на 1 тонну металлоконструкций при этом калькулятор онлайн может оказаться недоступен.

Крайне приблизительно ее можно принять, как 0,9 — 1,2% массы изделия. Более точные данные нам даст таблица 1 (см. выше).

Достаточно точные данные получают расчетом. Для этого, необходимо посчитать все сварные швы конструкции, а затем воспользоваться формулой, приведенной ранее (1).

Но самый надежный метод — по фактическим затратам. Он применим, когда выполняется изготовление серии однотипных сварных изделий.

При этом, самое первое изделие изготавливают, максимально соблюдая технологические нормы:

• оптимальный сварочный ток;
• диаметр электрода;
• подготовку места сварки, включая снятие фаски под нужным углом.

Одновременно ведут точный учет расхода стержней (или проволоки). Полученные данные делят на вес конструкции и соотношение используют далее, как эталон.

При сварке труб

Определить сколько нужно электродов на 1 м шва при сварке резервуаров, трубопроводов, других криволинейных поверхностей выполнить сложнее, чем для ровных швов. Для получения данных в таких расчетах, на практике используют таблицы ведомственных норм ВСН 452-84.

Здесь приведены данные о массе наплавляемого металла с учетом формы шва, толщины стенки трубы, а также группы электродов.

Как выглядит такая таблица можно увидеть на рисунке (таблица 3)

Снижение затрат

Для небольших бытовых работ затраты на расходники при дуговой сварке составляют относительно небольшие суммы. Поэтому, увеличение по какой-либо причине количество затраченных материалов мало что меняет.

Другое дело, когда речь о сварочных работах на крупной стройке, или ремонтном цехе. Здесь перерасход в доли процентов оборачивается тысячными убытками.

Мероприятия, направленные на снижение расходов при сварочных работах, ведут по следующим направлениям:

1. Повышение квалификации персонала
2. Качество сварочного оборудования, своевременное его обслуживание, ремонт и регулировка при необходимости.
3. Улучшение качества используемых материалов, подготовки мест соединений.
4. Использование новых технологий, замена, где это возможно, ручной сварки автоматической и полуавтоматической.

[stextbox id=’info’]Стрельцов В. сварщик со стажем 22 года: «Опытный сварщик даже на худшем оборудовании, сырыми электродами израсходует их меньше, чем новичок. Разумеется, это не исключает необходимость соблюдения технологии».[/stextbox]

Заключение

Расчет количества электродов при сварке лишь малая часть задач, которые приходится решать при сварочных работах. Если подход к делу не формальный, а профессиональный, результатом будет высокое качество при оптимальных затратах.

Главное, чтобы мероприятия по снижении расходов не выполнялись за счет ухудшения условий работы. Практика показывает, что такая экономия в конечном итоге оборачивается лишь убытками.

таблица, калькулятор, 1 тонну металлоконструкций, норма для сварочных работ

Если вам необходимо определить расход электродов или если вы хотите рассчитать сколько необходимо закупить сварочных материалов, то всё это вы найдёте в нашей статье.

Мы подготовили для вас калькуляторы (расчётные программы), подробно описали методику расчёта, описали причины высокого расхода сварочных материалов и способы как их снизить без ущерба для качества.

Содержание

1. Параметры влияющие на расход
2. Теория и практика расчета
3. Погрешность
4. Расход электродов на 1 тонну металлоконструкций
5. Норма расхода электродов
6. Расчет количества электродов на 1 метр шва
7. Калькулятор расчет электродов для трубы
8. Калькулятор расчет электродов для металлоконструкций
9. Расчетные таблицы
10. Для соединения без разделки кромок — С2
11. Для соединений с V-образной разделкой C17
12.  Для угловых швов — У6
13.  Для угловых швов (без разделки кромок) – У4
14.  Для таврового соединения – Т3
15. Для таврового соединения – Т8
16. Для ремонта (подварки)
17. Поштучный расход электродов
18. Расчет расхода при сварке труб
19. Расчет расхода при сварке профиля
20. Какое количество электродов в 1 кг
21. Как уменьшить расход

Параметры влияющие на расход

Основными факторами, от которых зависят потери сварочных материалов являются:

1. Конструктивные параметры шва.
2. Продолжительность процесса.
3. Род тока.
4. Полярность (для постоянного тока).
5. Физико-химические свойства используемых материалов.

К конструктивным параметрам относятся наличие или отсутствие разделки кромок и её вид. Если при использовании v-образной разделки кромок, расход будет значительно выше нежели чем при сварке без разделки.

Также конструктивным параметрам относятся размеры катета шва для угловых, тавровых и нахлесточных соединений. Размер катета определяется конструктором при проектировании путём расчёта. Его усреднённые значение можно взять из нормативного документа.

Продолжительность выполнение процесса увеличивает потери материалов из-за угара металла. Стараться выполнять операции непродолжительно.

А на этапе проектирования стараться избегать выполнения ручными способами (ручная дуговая сварка) швов большой длинны или толщины, применяя вместо них полуавтоматические или автоматические способы.

Род тока, используемый при сварке, бывает: переменный и постоянный. На переменном токе происходит существенные траты металла потому как происходит разбрызгивание. При наличии выбора на каком токе варить, для экономии сварочных материалов лучше применять постоянный ток.

Полярность при сварке постоянным током бывает: прямой и обратный. При проведении процесса на прямой полярности разбрызгивание металла больше. Потому необходимо применять сварку на обратной полярности.

Физические и химические свойства применяемых электродов во многом влияют на угар металла.

В таблице ниже, приведены коэффициенты расхода в зависимости от используемой марки электродов (от их физико-химических свойств).

Допустимые нормы расхода электродов при сварочных работах определяются различными нормативными документами, в частности, ВСН 452-84. В этом документе указывается нормальный потери электродного металла для различных разделок кромок и категорий конструкций.

Также в нём указывается масса наплавленного металла для различных видов соединений, что необходимо на этапе проектирования.

Черные стали (конструкционные, углеродистые, низколегированные)

80.95%

Нержавейку

15.29%

Цветные металлы (алюминий, медь, титан и т.д.)

1.75%

Прочее

2.01%

Проголосовало: 399

Теория и практика расчета

Разница в теории и практике во многом зависит от условий, в которых будет выполняться сварка, а также от мастерства сварщика которое определяется разрядом. О том что такое разряды сварщиков и какие они бывают читайте в нашей статье по ссылке.

Если процесс будет проходить на ветру или в неудобных условиях (в тесноте, где нету нормального доступа), то сварщик будет жечь больше электродов. Поэтому условия выполнения сварки необходимо учитывать при расчёте.

Если руководствоваться ВСНом, то можно использовать метод расчёта по коэффициенту потерь. Его формула имеет следующий вид:

G=m * K.

К – коэффициент потери, применяемый для различных марок, которые мы приводили выше в таблице (диапазон 1,5 -1,9).

М — это масса наплавляемого металла. Это значение рассчитывают путем перемножение площади сечение наплавляемого металла на его плотность (m = p*F).

В итоге получаем следующую формулу для расчета потерь на 1 м шва:

H= P * F * K.

Если нужно определить потери на конкретную длину, в таком случае формула имеет вид:

H= P * F * K * L.

где L — это значение длинны. В некоторых источниках данные формула имеет другой вид:

Н=G * L

где G= K * m — её называют удельная норма расхода;

L — все так же значение длины шва.

Расчёт потерь на практике определяется не формулами, а экспериментально.

Для этого предварительно производится взвешивание электродов. Далее два сварщика сваривают однотипные соединения (той же толщины, диаметра и разделки кромок), которые будут выполняться при производстве работ.

В результате производится контрольное взвешивание оставшихся сварочных материалов и сравнение полученных результатов с значениями теоретического расчёта. Отсюда и получается коэффициент практического расх.

Расход пр. / Расх. теор. = Коэф. расх. пр.

Далее при заказе материалов значения полученные при теоретическом расчёте умножаются на коэффициент практического расх.

Пример: если при расчете мы получили значение 10 кг, а коэффициент расх. пр. равен 1,42, то для получения практического расхода:

10 кг*1,42 = 14,2 кг. Таким образом получаем реальные потери.

Погрешность

Даже использование данных, полученных практическим путем, не даёт гарантий что потери не увеличатся. Часто при выполнении работ на объекте может быть ветер, скачки напряжения, а также могут применяться не до конца просушенный материалы и множество других факторов, которые повлияют на перерасход.

Также в процессе работы могут быть выявлены бракованные электроды: ржавые, с отколотой или вспучившейся обмазкой. Их нельзя будет использовать.

Хафизов Ильдар

Специалист НАКС IV уровня

Задать вопрос

Исходя из практического опыта, при заказе электродов рекомендую дополнительно закладывать от 3 до 5%, чтобы гарантированно обеспечить непрерывность процесса. Потому как доставка материалов в случае их нехватки требует гораздо больших затрат.

Чтобы не было неприятностей с большим количеством бракованных материалов при покупке необходимо одну пачку из партий вскрыть и произвести сварку пробных образцов. Этим можно определит качество электродов и их пригодность.

Это может существенно сэкономить бюджет, если приобретается большое количество материалов (более 1 тонны).

Если Вам необходима 👉 сварочная документация 👈: техкарты, ПСР или любые другие документы по сварке, резке и контролю обращайтесь к нам. Наша документация по сварке будет разработана специально для решения ваших задач, отвечая всем вашим требованиям.

Расход электродов на 1 тонну металлоконструкций

Подсчитать потери электродов можно исходя из массы свариваемых металлоконструкций — на тонну металла. Это достаточно грубый подсчёт. Его можно использовать в тех случаях, когда предстоит большой объём работ. Полученный результат является верхней планкой по расходу сварочных материалов.

Формула, следующая:

H= 0,011* Mкр.;

H — Требуемое количество электродов

Мкр. — Масса свариваемые металлоконструкции.

Норма расхода электродов

Все основные нормы расхода для различных конструкций указаны в следующих нормативных документах:

• ВСН 416-81;
• ВСН 452-84.

Указанные нормативные документы учитывают: способ сварки, тип соединения, толщину детали.

Расчет количества электродов на 1 метр шва

Чтобы определить затраты материала на 1 м, лучше всего воспользоваться таблицами который вы сможете найти в нашей статье ниже. В таблицах уже указан расход количество только на сварочной операции. При расчете общего количества необходимо учесть и потери материалов на выполнение прихваток.

Для этого необходимо воспользоваться следующей формулой:

Н = Нсв + Нп.

где H — искомое количество электродного металла, который потребуется на сварку длинной 1 м.

Нсв — расход на сварочную операцию — значение из таблицы;

Нп — Расход на выполнение прихватки.

Значение Нп рассчитывают по формуле:

Нп = 0,15*Нсв

Для толщины свариваемых деталей менее 12 мм.

В случае если толщина больше 12 мм, то формула имеет вид:

Нп = 0,12*Нсв

Для удобства расчёта расхода электродов на 1 м шва используйте калькуляторы сделанные нашими специалистами. Их Вы можете скачать себе на компьютер или открыть онлайн.

Калькулятор расчет электродов для трубы

Для расчета при сварке труб 

Скачать калькулятор

Калькулятор расчет электродов для металлоконструкций

Для расчета при сварке листов и профильных конструкций 

Скачать калькулятор

Полезная статья — Какими электродами варить нержавейку

Расчетные таблицы

Для проведения расчёта необходимого количества исходя из наплавки 1 кг металла следует использовать данные из таблицы ниже.

Пример: для наплавки 1 кг металла ОЗЛ-25Б потребуется 1,4 кг этих электродов, а для АНЖР-2 необходимо 1,9 кг.

Если необходимо рассчитать количество исходя из длины шва, то следует использовать данные из таблиц ниже.

Для соединения без разделки кромок — С2

Данные для расчёта необходимого количества материалов для стыковых швов без разделки кромок и без подварки корня с обратной стороны.

Для соединений с V-образной разделкой C17

Данные для расчёта необходимого количества материалов для стыковых швов с двухсторонней V-образной разделкой кромок, без подварки корня с обратной стороны.

 Для угловых швов — У6

Данные для расчёта необходимого количества при сварке угловых швов с разделкой кромок У6

 Для угловых швов (без разделки кромок) – У4

Данные для расчёта необходимого количества материалов для угловых швов без разделки кромок.

 Для таврового соединения – Т3

Если нужно рассчитать количество электродов для тавровых соединений ниже он приведена таблица с данными для расчёта таврового соединения T3. Этими нормами также можно руководствоваться для сварки нахлесточного соединения Н2.

Для таврового соединения – Т8

Для таврового соединения с разделкой кромок ниже приведены данные для Т8 с двухсторонней разделкой.

Полезная статья – Как найти себя по фамилии в реестре сварщиков НАКС

Для ремонта (подварки)

Если необходимо выполнить ремонт сварного соединения и нужно рассчитать количество материалов, Вам необходимо использовать данные из таблицы, приведённой ниже.

Ручная дуговая электродами (MMA)

56.34%

В среде аргона неплавящимся электродом (TIG)

8.45%

Полуавтоматическая сварка в СО2 или др. газах (MAG-MIG)

23.94%

Под слоем флюса

2.82%

Газовая

8.45%

Проголосовало: 71

Поштучный расход электродов

Если необходимо посчитать расход количества в штуках, то это можно сделать, воспользовавшись следующей формулой:

N=H/Mэл,

где Н — это общий расход в кг;

Мэл — масса одного электрода (берется из таблицы ниже).

Таблица — Масса 1 шт. — (Мэл)

H — берется из таблицы (или рассчитывается по формулам, описанным выше), с учетом длинны шва. Так как данные в таблицы даны на 1 метр сварочного шва.

Пример расчета: если свариваемые детали толщиной 3 мм с разделкой С17 вариться будут в вертикальном положении электродами 2,5 мм, то значение Н по таблице на 1 м шва равняется 0,211 кг. Если сваривать нужно 2 м шва, то Н=2*0,211=0,422 кг.

В этом случае расчет электродов будет такой: N=0,422/0,02=22 шт.;

Полезная статья — Как варить нержавейку электродом

Расчет расхода при сварке труб

Если предстоит сварка труб и нужно посчитать расход электродов при сварке, то можно воспользоваться следующими способами:

1. Воспользоваться нашим калькулятором.
2. Найти данные в таблицах из ВСН 416-81 и ВСН 452-84 в которых уже приведена норма расхода электродов на 1 стык.

В тех же случаях, когда нужный типоразмер трубы отсутствует в таблицах ВСН можно воспользоваться следующей формулой:

Нт=Н*lшва

где Н — расход на 1 требуемой разделки (данные приведены в таблице ниже)

lшва — длина шва, она считается по формуле длины окружности — lшва=Dтр * 3,14

У5
Толщина деталей, мм	Н, кг/ 1 метр шва трубы — до. Ø194	Н, кг/ 1 метр шва трубы  — св. Ø194
6	0,643	0,672
7	0,78	0,813
8	0,933	0,969
10	1,289	1,333
12	1,707	1,76
14	2,19	2,249
16	2,737	2,805
18	3,349	3,424
20	4,024	4,107

Пример расчета: Для трубы диаметром 89х7, разделка С17, неповоротный стык. Из таблицы приведённых выше для разделки С17 при сварке в потолочном положении выбираем соответствующее значение расхода Н — 0,834. Далее производим расчет Нт=0,089*3,14*0,834= 0,233 кг на 1 стык.

Расчет расхода при сварке профиля

При сварке профиля такого как двутавр, швеллер профильная труба и так далее используются те же нормы что и для сварки листового металла. Их методика приведена в разделе — ЗДЕСЬ.

Важной особенностью, которую стоит учитывать, это длительность проведение процесса. Чем более длинные швы и более продолжительная сварка, тем выше процент угара металла, а соответственно выше потери.

Также зачастую сварка металлоконструкций происходит на высоте что осложняет процесс работы и увеличивает потери. Здесь существует простая закономерность — чем сложнее сварщику работать, тем больше будет затрачено материалов и времени.

Какое количество электродов в 1 кг

Зависимости от диаметра, количество электродов в одном килограмме отличается. Данные для различных диаметров приведены в таблице ниже

Как уменьшить расход

Для уменьшения потерь сварочных материалов без ухудшения качества получаемых изделий, можно использовать следующие рекомендации:

1. При покупке крупных партий проводить входной контроль и проверять качество электродов. Это позволит выявить некачественные материалы, которые будут забракованные или использованы лишь частично.
2. Применять полуавтоматические и автоматические методы сварки в тех случаях, где это возможно. При сварке в среде защитных газов использовать в смеси газов, содержащие гелий и аргон для снижения разбрызгивания.
3. Проводить процесс на постоянном токе и использовать обратную полярность.
4. Выполнять процесс на оптимальных режимах (без завышения силы тока) для уменьшения угара.

Напишите в комментариях как вы считаете, что больше всего влияет на расход.

РАСХОД ЭЛЕКТРОДОВ НА СВАРКУ ТРУБ

РАСХОД ЭЛЕКТРОДОВ НА СВАРКУ ТРУБ

Расход электрода при сварке труб

Влияние покрытия TiO2/SiC/SiO2 на расход графитового электрода в состояниях сублимации и окисления по данным моделирования ЭДП и экспериментальных методов

ScienceDirect

Корпоративный знак Insign In/Register

View PDF

• Доступ через Ваше учреждение

Том 420, 25 августа 2021 г. , 127340

HTTPS:/10/1016. surfcoat.2021.127340Получить права и содержание

Графитовые электроды, потребляемые в дуговой печи, составляют большую часть затрат на производство стали; следовательно, затраты, связанные с производством стали, могут быть снижены за счет снижения расхода электродов. Надлежащее покрытие электродов является одним из многих решений, разработанных в ходе эволюции дуговых печей, которое может снизить расход электрода [1,2]. В настоящем исследовании используются два метода моделирования и экспериментальный метод для анализа эффектов использования TiO ₂ /SiC/SiO ₂ покрытие расхода графитового электрода. Учитывая сложность, присущую аналитическим методам, используемым для определения расхода графитового электрода, вызванного окислением, в этом исследовании были проведены эксперименты и тесты, чтобы получить более точное представление о расходе электрода, вызванном окислением. Кроме того, высокоэффективный метод моделирования был использован для более глубокого понимания расхода электрода в режиме сублимации. Результаты лабораторных испытаний показали, что потребление графитового электрода из-за окисления может быть оптимизировано, если электрод покрыт двумя слоями TiO 9 .2032 2 /SiC/SiO ₂ покрытие. По результатам моделирования также было обнаружено, что покрытие электрода слоями TiO ₂ /SiC/SiO ₂ различной толщины эффективно для изменения конической высоты головки графитового электрода.

В электродуговых печах, используемых для плавки стали, электрическая энергия преобразуется в тепло для плавки металлов путем создания дуги либо между графитовыми электродами и металлической шихтой, либо между самими электродами. В этом процессе для создания электрической дуги может использоваться любой из двух видов постоянного или переменного электрического тока [3]. Электродуговая печь, используемая для целей настоящего исследования, питается трехфазным переменным током.

При прохождении электрического тока через электрод между электродом и металлом устанавливается электрическая дуга, в результате чего он начинает плавиться. Как показано на рис. 1, постоянное потребление графитовых электродов происходит как из-за сублимации, так и из-за окисления, при которых обычно выделяется монооксид углерода (CO). Слой СО, образующийся вокруг электрода, снижает воздействие кислорода на графит, и все, что влияет на этот защитный слой, приводит к ускоренным потерям при окислении [5].

Увеличение количества СО и кислорода в печи увеличивает расход электрода, поскольку кислород не только соединяется с СО с образованием СО ₂ , но и окисляет электрод. Следовательно, количество и способ потребления кислорода в дуговой печи влияет на расход электрода [7,6]. На рис. 2 показана окисленная поверхность электрода.

Примеры огромного количества исследований, проведенных к настоящему времени по процессам в электродуговых печах, включают исследования, направленные на разработку комплексной гидродинамической модели реакции горения в электродуговых печах [8], распределение лучистого теплообмена в электродуговых печах с использованием вычислительных гидродинамика [9], моделирование электродуговых печей и зависимость джоулевого нагрева от свойств шлака [10], 3D-моделирование сжигания угля и облучения электродов в электродуговых печах с использованием вычислительной гидродинамики в среде ANSYS FLUENT 14. 0 [11], моделирование электродуговой печи постоянного тока формы и глубины погружения, а также зависимость джоулевого нагрева от свойств шлака [12], численное исследование дуговых электропечей для прогнозирования распределения температуры печи [13], численное моделирование электрического вихря и переноса жидкости в электродуговых печах постоянного тока, оборудованных электрическими напольное охлаждение [14], динамическое моделирование дуговых печей с использованием SIMULINK/MATLAB на основе различных резисторов электродуговых печей с учетом случайного поведения [15], моделирование электродуговых печей с новыми временными диапазонами для изучения вопросов качества энергии [16], 3D моделирование теплового поведения жидкости в электродуговых печах [17] и использование программного обеспечения APSS для динамического моделирования системы рекуперации тепла в паровые печи [18]. В этом исследовании будет показано, что метод моделирования CFD является мощным инструментом для проектирования и разработки электродуговых печей.

Надлежащее покрытие электродов является одним из многих решений, разработанных в ходе эволюции дуговых печей, которое может снизить расход электродов [1,2]. Большое разнообразие материалов (а именно керамических частиц), таких как Al ₂ O ₃ [19], Al ₂ O ₃ /SiO ₂ [20], SiC [21], BN [22]. ], TiN [23] и SiC/SiO ₂ [24] до сих пор использовались для покрытия поверхностей графитовых электродов. Более того, технология, запатентованная в 1999 г.3 использовали процесс распыления металла для покрытия боковой поверхности графитовых электродов TiN в качестве защитного слоя от дугового разряда, высокотемпературного окисления и механического износа [25]. Плечо и др. изучали влияние как используемого защитного слоя, так и таких технологических процессов, как парохимическое осаждение (CVD) и скользящие методы, на окисление графитовых электродов. Ссылка [26] представили новый процесс покрытия углеродистых материалов, в котором слой алюминия первоначально использовался для покрытия смеси алюминиевого клея, карбида кремния, TiO ₂ и борной кислотой, и два слоя на втором этапе спекались в индукционной печи. Среди различных методов нанесения графитового покрытия методом суспензионного спекания, химической реакции из паровой фазы, химического осаждения из паровой фазы, пакетной цементации и электрофонического осаждения [27,19], метод суспензионного спекания считается самым простым и быстрым из-за его низкой скорости процесса. время и надежность покрытия, создаваемого на объектах сложной геометрической формы. И это несмотря на то, что некоторые исследования показали, что покрытие графита SiC является наиболее эффективным методом из-за плотного слоя аморфного SiO 9 .2032 2 образовались на поверхности графита [28,29].

С температурой плавления 1843°С и температурой кипения 2972°С TiO ₂ Обладает такими важными свойствами, как высокая прочность, высокая коррозионная стойкость и поглощение ультрафиолетового света [30]. С другой стороны, SiO ₂ представляет собой твердый материал с температурой плавления 1713°С и температурой кипения 2230°С. Более того, он нашел широкое промышленное применение благодаря своему изобилию и таким уникальным свойствам, как превосходная биосовместимость, высокая температура плавления, устойчивость к тепловому удару и стабильность [31]. Используется в качестве покрытия, SiO ₂ повышает стойкость подложки к окислению [33,34]. Как еще один материал, представляющий большой интерес, SiC обладает большой твердостью, высокой температурой плавления около 2700 °C, низким электрическим сопротивлением и высокой теплопроводностью [32]. Было показано, что покрытия, содержащие SiC, обладают повышенной стойкостью к окислению и тепловым ударам [38]. Было показано, что покрытие, содержащее как частицы SiO ₂ , так и частицы SiC, обладает большей устойчивостью к окислению, чем покрытие, содержащее только частицы SiC [35, 39].]. При этом комбинация SiO ₂ и TiO ₂ не только дает кристаллы меньшего размера с меньшей шероховатостью поверхности [36], но и приводит к лучшей адгезии покрытия к подложке [37]. В то время как TiO ₂ повышает твердость и модуль упругости покрытия, SiO ₂ улучшает коррозионную стойкость покрытия и сцепление слоев [36]. Наконец, было заявлено, что покрытия, содержащие комбинированные SiO ₂ и TiO ₂ , снижают расход электрода [40].

На основании приведенных выше наблюдений в настоящем исследовании используется новая комбинация частиц TiO ₂ /SiC/SiO ₂ для создания защитного покрытия на графитовых электродах. Как показали термодинамические исследования, три типа частиц, используемых в покрытии, достаточно стабильны при высоких температурах [41, 42] и, следовательно, должны представлять собой потенциальное покрытие для защиты графита при высоких температурах дуговой печи. Кроме того, непрерывное применение графитовых электродов подтверждается как исследованиями моделирования на основе сублимации, так и экспериментальными результатами расхода электродов, вызванного окислением.

Фрагменты разделов

Для целей данного исследования уравнения, управляющие системой, дискретизируются и решаются с использованием метода вычислительной гидродинамики. Соответствующее моделирование также выполняется в среде Ansys Fluent для изучения влияния различных задействованных параметров.

Упрощенные формы уравнений движения жидкости не дают удовлетворительных решений для задач, связанных со сложными сегрегированными потоками или с областями, испытывающими сильные вязкие и невязкие взаимодействия.

В связи с высокой эффективностью и точностью имитационного исследования в настоящем исследовании было смоделировано дуговую печь для исследования расхода электрода в режиме сублимации с использованием графитированных электродов без покрытий и с покрытиями. Кроме того, были проведены сравнения изменения расхода электрода за счет сублимации в этих двух режимах.

Процедура нанесения покрытия.

Смесь TiO ₂ /SiC/SiO ₂ была приготовлена ​​в соответствии с инструкциями, описанными ранее, и полученная суспензия была нанесена кистью на поверхность образцов графитовых электродов. В таблице 5 приведены составы нанесенных покрытий.

Для исследования стойкости электродов к нагреву или окислению образцы графитовых электродов помещали в индукционную печь с максимальной теплоемкостью 1200 °C, где они подвергались воздействию температур 400, 700,

Исходные данные в Таблице 6 следует учитывать при анализе затрат и выгод графитовых электродов с покрытием.

Понятно, что для производства 200 тонн расплава расходуется 420 кг графитового электрода.

В таблице 7 приведены затраты, связанные с подготовкой материалов покрытия, необходимых для производства 200 тонн расплава, а также закупочная стоимость графитированных электродов.

Результаты моделирования показывают, что использование электродов с покрытием приводит к снижению веса графитового электрода на 9,66 кг (т. е. 2,3%). скорости определялись для различных режимов работы электродуговой печи. Было установлено, что электрод расходуется в следующих двух частях электрода:

1.

На головке электрода для преобразования ее из цилиндрической в ​​коническую форму;

2.

По длине головки электрода.

Из-за высокой тепловой нагрузки, создаваемой на головке электрода, изменение диаметра

Концепция и дизайн исследования: Хоссейн Алиан Могадам, Маджид Джаббари, Саид Данешманд, Саид Расули Джази, Арезу Хосрави;

сбор данных: Хоссейн Алиан Могадам, Маджид Джаббари, Саид Данешманд, Саид Расули Джази, Арезу Хосрави;

анализ и/или интерпретация данных: Хосейн Алиан Могадам, Маджид Джаббари, Саид Данешманд, Саид Расули Джази, Арезу Хосрави.

Составление рукописи: Хоссейн Алиан Могадам, Маджид Джаббари, Саид Данешманд, Саид Расули Джази, Арезу Хосрави;

пересмотр

Авторы заявляют, что у них нет известных конкурирующих финансовых интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, представленную в этой статье.

Каталожные номера (43)

• G.S.E. Антипас и др.
  

  Бесконтейнерное исследование ближнего порядка в высокотемпературных оксидных системах Fe–Si–Al–Ca–Mg–Cr–Cu–Ni

  Дж. Мол. Структура

  (2012)

• З. Фу и др.
  

  Анализ стабильности покрытий SiO2/SiC на матричном графите для твэлов ВТР-10

  Nucl. англ. Дес.

  (2011)

• П. Ван и др.
  

  (ZrB2–SiC)/SiC защитные покрытия от окисления для графитовых материалов

  Ceram. Междунар.

  (2015)

• Ю. Ли и др.
  

  Окисление в широком диапазоне температур

  Композ.

  Часть B

  (2018)

• К. Ся и др.
  

  Получение антиокислительного покрытия SiC/SiO2 на углеродных волокнах из винилтриэтоксисилана золь-гель методом

  Заявл. Серф. науч.

  (2013)

• Ю. Конг и др.
  

  Нанесение композита расширенный графит/аттапульгит. Материалы в качестве электродов для очистки текстильных сточных вод

  Заяв. Глина наук.

  (2009)

• Z.Q. Фу и др.
  

  Окислительные характеристики матричного графита с покрытием SiO2/SiC топливного элемента высокотемпературного газоохлаждаемого реактора

  Nucl. англ. Дес.

  (2013)

• Нечепуренко А. и др.
  

  Защита графита от окисления покрытиями BN

  J. Solid State Chem.

  (2000)

• Г. С. Цзяо и др.
  

  Многокомпонентное стойкое к окислению покрытие для углерод/углеродных композитов с покрытием sic при высоких температурах

  Матер.

  науч. англ.

  (2008)

• С. Чжан и др.
  

  Улучшение смачиваемости водой и стойкости к окислению графита с помощью золь-гель покрытий Al2O3/SiO2

  J. Eur. Керам. соц.

  (2003)

Д. М. Stefanescu

AME Metals Handbook

(1998)

2162 -2 9212 -9212 -9212 -9212 -9212 -9212 -9212 -9212 -9212 -9212 -9212 -9212 -2 -2 -2 (111). Технология покрытий, том 420, 2021, статья 127333

Тонкие пленки карбида молибдена толщиной 63–97 нм наносят методом реактивного магнетронного напыления на постоянном токе на подложки Al ₂ O ₃ (0001) при 1200 °C при 5 мТорр Ар — СН ₄ газовые смеси с изменяющейся фракцией CH ₄ f _Ch5  = 0–10%. Рентгеновская дифракция θ- 2 θ сканов, ω -кривые качания, ϕ -сканы и карты обратного пространства в сочетании с фазовыми картами дифракции обратного рассеяния электронов показывают, что f 920 8% приводит к эпитаксиальным зернам δ -MoC _y (111) с [112¯] _{δ -MoC} || [112¯0] _Al2O3 и двухосная текстурированная β -Mo ₂ C(0001) с преимущественным [101¯0] _{β -Mo2C} || [101¯0] _Al2O3 ориентация в плоскости. Две фазы эпитаксиально зарождаются на подложке и/или поверх друг друга, после чего следует конкурентный режим роста, который приводит к преобладанию кубической δ -MoC _y (111) или гексагональной β -Mo ₂ C(0001) фаза при f _Ch5 = 7 или 8% соответственно, и снижение плотности слоя, измеренное по отражательной способности рентгеновских лучей, что предполагает образование аморфных кластеров C выше стадии зарождения слоя. Отложение в нижней части F _CH5 ≤ 6% приводит к поликристаллическому β -MO ₂ C и/или BCC MO, в то время как более высокий F _CH5 ≥ 10% Yields NANOCRYSTALLIN встроен в аморфную матрицу C. Увеличение f _Ch5 также вызывает 3-кратное снижение скорости осаждения Мо, измеренное спектрометрией обратного рассеяния Резерфорда, и 18%-ное увеличение напряжения разряда, что связано с адсорбированным CH ₄ и карбидообразование на поверхности мишени.

Посмотреть полный текст

© 2021 Elsevier B.V. Все права защищены.

Testwork повышает производительность графитового электрода основные испытания, направленные на усовершенствование графитовых электродов, используемых в электродуговых печах (ЭДП) по всему миру. Графитированные электроды являются неотъемлемой частью процесса производства стали в ЭДП и составляют значительную часть стоимости. Рынок этих графитовых электродов растет, и любые технологические достижения, которые продлевают срок их службы и снижают уровень потребления, имеют значительную рыночную привлекательность.

Компания Hexagon рада сообщить о результатах своей успешной предварительной технической разработки по добавлению обработанного природного графита в качестве добавки к синтетическим графитовым электродам, используемым на быстрорастущем рынке ЭДП для производства стали. Испытания чешуйчатого графита из проекта McIntosh, обработанного запатентованным ингредиентом и имеющего торговую марку « Performance+ », продемонстрировали положительную и прямую корреляцию между добавлением Performance+ и повышенной электропроводностью и долговечностью синтетических графитовых электродов.

Производители стали из ЭДП являются основными потребителями графитированных электродов, на долю которых приходится 90% всего производства (GrafTech International Ltd., 2019) . При сохраняющемся высоком спросе цены на 135% выше, чем в первом квартале 2017 года (Roskill, 2019) .

Графитированные электроды расходуются каждые 8-10 часов при производстве стали в ЭДП и, следовательно, являются важными затратами, только на покупку которых приходится от 3 до 5% затрат на производство стали (GrafTech International Ltd., 2019) . Тестирование показало, что компания Hexagon смогла успешно продлить срок службы графитовых электродов за счет уменьшения поперечного износа/эрозии электрода (окислительной деградации). Это было достигнуто за счет предварительной обработки очищенного графита запатентованным покрытием компании, а затем последующего смешивания добавки для повышения производительности с синтетическим графитом для производства графитовых электродов.

Увеличение срока службы электродов и снижение энергопотребления.

С помощью специальной присадки Hexagon на основе натурального графита для графитированных электродов ЭДП Компания смогла продемонстрировать снижение энергопотребления при минимизации расхода электрода при нормальной работе ЭДП.

Графитовые электроды обладают высокой термостойкостью (структурная целостность) и используются для проведения электричества при сохранении сверхвысоких температур (теплопроводность) расплавленной стали при выплавке стали в электродуговой печи. Технические разработки Hexagon продемонстрировали последовательное увеличение электропроводности и более низкий коэффициент теплового расширения, что позволило максимально увеличить электрическую эффективность и снизить потребление энергии.

Управляющий директор Hexagon Майк Розенстрайх прокомментировал : «Результаты Performance+ подчеркивают потенциал сокращения времени простоя и снижения энергопотребления, что ведет к снижению затрат и уменьшению углеродного следа в металлургической промышленности. Это существенные проблемы, стоящие перед сталелитейной промышленностью и ведущие к серьезному переходу на ЭДП, например, в Китае. Это решительно подтверждает нашу стратегию поиска ценных возможностей глубокого рынка для нашего природного графита, изложенную в нашем недавнем предварительном исследовании. Действительно, мы сосредоточены на реализации этой стратегии, используя ключевые элементы предварительного исследования и жизненно важные технические ноу-хау, полученные при изучении чешуек природного графита из проекта McIntosh, легированных определенным ингредиентом, которые в совокупности обеспечивают экономическую эффективность в сталеплавильном производстве. ”

КЛЮЧЕВЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

• Компания Hexagon разработала и испытала сверхвысокочистый концентрат природного графита ^{1 2} , обработанный специальной антиоксидантной добавкой для оптимизации характеристик и снижения стоимости экструдированных синтетических графитовых электродов. Этот материал был обозначен как « Performance+ ».
• Сканирующие электронные микрофотографии («РЭМ» на рисунках 1 и 2) иллюстрируют детальную микроскопическую внутреннюю структуру усовершенствованных электродов, предложенных в ходе этого испытания.
• Компания произвела в общей сложности 38 электродов из экструдированного графита; электроды, изготовленные с добавкой Performance+, продемонстрировали постоянное улучшение характеристик электрода, включая характеристики истинной плотности, объемной плотности и электропроводности, по сравнению с контрольной группой (электроды из 100% синтетического графита) , в частности;
  ° увеличение истинной плотности на 12 %
  ° повышение насыпной плотности на 4,5 %
  ° повышение электропроводности на 25 %
• Эти результаты подчеркивают потенциал повышения электрических характеристик и увеличения долговечности/срока службы графитовых электродов для снижения эксплуатационных расходов. Работа Hexagon по техническим разработкам указывает на потенциально значительные новые рыночные возможности для ее преобразованного графитового материала, что согласуется с результатами ее исследования Downstream Scoping Study, опубликованного в мае 2019 года. в мире и представляет собой крупнейший рынок графитированных электродов.
• Все последующие технические работы были выполнены NAmLab ³ , независимой лабораторией Hexagon в США и коммерческим партнером. Природный графит, используемый для производства Performance+, был получен в рамках проекта McIntosh Graphite Project в Западной Австралии.
• Компания Hexagon ведет переговоры с несколькими потребителями и производителями графитированных электродов в США.

2827ae

______________________
¹ Термически очищенный до ≥ 99,95% Углерод  общий процент на вес ( вес. % C).
² Размер чешуек графита -60/+100 меш.
³ NAmLab — базирующийся в США технический и коммерческий партнер Hexagon, чья личность не может быть раскрыта из-за обязательств по соблюдению конфиденциальности.

1.    КОММЕНТАРИЙ

Электродуговые печи («ЭДП») используются для производства стали и считаются наиболее эффективной и экологически безопасной технологией производства, доступной в настоящее время. Благодаря уникальным физическим свойствам графитовые электроды являются критически важным незаменимым промышленным расходным материалом при производстве стали на основе ЭДП.

При средней цене продажи около 10 000 долларов США за тонну мировые мощности по производству графитированных электродов в 2018 году составляли примерно 800 000 тонн, а в 2019 году прогнозируется достижение 850 000 тонн ( GrafTech International Ltd., 2019) . В отчете Roskill (2019) сообщается, что в 2018 году на производство электродов было израсходовано около 750 000 тонн синтетического графита, что согласуется с оценками производства Graftech и подтверждает масштабность этой рыночной возможности

Изготовленный из предшественника нефтяного кокса, синтетический графит разработан в соответствии со строгими спецификациями с высокой чистотой и предсказуемыми электрическими, тепловыми и механическими свойствами, но он менее проводящий и значительно дороже, чем природный графит. В отличие от синтетического графита, природный чешуйчатый графит нельзя спекать (то есть формировать в блоки) , и поэтому его можно использовать только в качестве добавки для электродов.

Однако, учитывая значительный размер и высокий, устойчивый профиль спроса в индустрии графитированных электродов, а также в соответствии с заявленным направлением Hexagon на производство узкоспециализированных изделий из графита для промышленности и энергетики, Компания стремилась разработать добавку на основе природного графита для повышения производительности. электрические характеристики синтетических графитовых электродов. В дополнение к повышению электрических характеристик компания Hexagon стремилась продлить срок службы графитовых электродов за счет частичного замедления разложения электрода за счет создания стойкого к окислению слоя. Окисление является основным ограничением срока службы графитовых электродов.

2.    «PERFORMANCE+» — ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ

Высококачественные графитовые электроды имеют низкое удельное электрическое сопротивление и высокую износостойкость. Компания Hexagon полагала, что сможет улучшить обе эти рабочие характеристики, смешав добавку природного графита с электродами из синтетического графита.

Очищенный природный чешуйчатый графит имеет гораздо более прочную кристаллическую структуру, чем синтетический, и поэтому обладает большей электро- и теплопроводностью. Чем меньше элементных примесей в графите, тем лучше его электропроводность. Понимая это, компания Hexagon стремилась достичь максимальной электропроводности, используя натуральный чешуйчатый графит сверхвысокой чистоты, а не неочищенные материалы.

Расход графитового электрода при плавке является значительной составляющей себестоимости производства стали в ЭДП. Повышенная электропроводность позволяет снизить потери на потребление в электродах за счет использования более высоких напряжений и более низких токов (работа с длинной дугой) . Для дальнейшего повышения срока службы электродов компания Hexagon разработала антиокислительное покрытие для предварительной обработки с низким расходом, чтобы уменьшить потери электрода из-за бокового окисления. Окислительная деградация включает распад макромолекул под действием кислорода на графитовую подложку электрода.

Окисление вызывает расход или выгорание графита во время использования в процессе плавки. При нагревании на воздухе при повышенных температурах (например, когда графитовые электроды погружают в расплавленный металл ЭДП) графит сгорает (или окисляется) , что приводит к образованию летучей двуокиси углерода. Эта паразитная потеря углерода в виде летучих газов является основным ограничением срока службы графитовых электродов. Снижая линейный коэффициент теплового расширения («КТР»), антиоксидантное покрытие Hexagon для предварительной обработки натуральных чешуек улучшает структурную целостность электрода за счет увеличения плотности (снижение пористости) . Низкий коэффициент теплового расширения сводит к минимуму потребление электродов за счет максимального эффективного использования электроэнергии в электродуговой печи при сохранении ее структурной целостности.

Рисунок 2: https://www.globenewswire.com/newsroom/attachmentng/d71ac590-51f9-4ceb-b1c3-b92bb4691b49

3. . Из результатов, описанных выше и подробно описанных ниже, полезно дать краткий обзор процесса производства промышленных электродов и использования ЭДП в сталеплавильном производстве, признавая при этом, что другие области применения ЭДП также могут иметь значение.

Производство графитированных электродов представляет собой высокотехнологичный промышленный процесс с очень строгими техническими характеристиками, которые требуют соблюдения для обеспечения эффективной работы ЭДП.

По размеру электроды могут достигать ~81 см (32 дюйма) в диаметре, более ~3,4 м (11 футов) в длину и могут весить более 2,6 тонны. Срок изготовления от 3 до 6 месяцев.

При эксплуатации расход электрода варьируется от 2 до 3 кг на тонну стали и от 8 до 10 часов производства.

3.1 Производство графитовых электродов

Процесс производства графитовых электродов включает следующие основные процессы, изложенные ниже со ссылкой на испытательные образцы: смешивание с каменноугольным пеком с образованием густой пасты.
Добавка Hexagon’s Performance+ была добавлена ​​к синтетическому графиту.

Прокаливание или прокаливание электрода для разложения и дегазации (очистка) нефтяного игольчатого кокса путем удаления органических материалов, влаги и летучих горючих веществ, тем самым увеличивая содержание связанного углерода, электропроводность и реальную/истинную плотность в полученный кальцинированный нефтяной кокс («CPC»).
Экструдированные графитовые стержни Hexagon были прокалены при 900 ̊C в инертной атмосфере (газообразный азот) в течение 15 часов.

3.2 Электросталеплавильная промышленность

Производство стали в ЭДП росло примерно на 14% в год в 2017 году по сравнению с 4% в целом по производству стали. В результате растущей глобальной доступности стального лома и более устойчивой, высокой переменной стоимости и экологически чистой модели ЭДП. Спрос на нефтяной игольчатый кокс в аккумуляторных батареях для электромобилей ограничил предложение и подтолкнул рыночные цены вверх.

Roskill сообщает (2018) , что на производство стали в ЭДП приходится примерно 27% мирового производства, но только 7% производства стали в Китае. Перспективы роста положительны, особенно в Китае, где правительственные инициативы вынуждают переходить на электросталеплавильную печь от традиционного доминирования производителей стали с кислородно-конверторными печами. Эти инициативы являются результатом усилий по устранению избыточных производственных мощностей по производству стали и улучшению состояния окружающей среды. Метод EAF производит примерно 25% углекислого газа (или CO ₂ ) выбросов конвертерного производства и не требует плавки первичной железной руды или сжигания угля. Кроме того, в результате значительного увеличения производства стали в Китае с 2000 года ожидается существенное увеличение поставок китайского лома, что может привести к снижению цен на лом и обеспечить китайскую сталелитейную промышленность местным ломом, которого раньше не было. Hexagon считает, что эти тенденции позволят производителям стали из ЭДП увеличить свою долю на рынке и расти более быстрыми темпами, чем производители стали из конвертерного металла, что приведет к увеличению спроса на графитированные электроды, что, в свою очередь, создаст потенциально значительный спрос и коммерческое внедрение усовершенствования электродов для ЭДП. добавки, которые снижают затраты и повышают производительность электродов для ЭДП.

4.    РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

Испытания графитовых электродов Performance+ показали прямую зависимость между количеством природного графита, добавленного в электродную матрицу, и улучшенными характеристиками нескольких свойств электрода, включая (см. Таблицы 1-3) :

• повышенная электропроводность
• повышенная насыпная плотность
• улучшенные механические свойства
• потенциал для продления срока службы электрода

По мере увеличения весового процента добавления природного графита к синтетическому плотность электродов увеличилась, достигнув впечатляющих 1,62 г/см ³ при добавлении 2,5 мас.% хлопьев в электродную смесь .

Кроме того, тесты постоянно превосходили полностью синтетический контроль по плотности и проводимости.

В следующем разделе обсуждаются три ключевых параметра тестирования; Объемная плотность, истинная плотность и электропроводность.

4.1  Объемная плотность

Объемная плотность также называется кажущейся плотностью или объемной плотностью. Это характеристика объема разделенного материала, такого как порошки, зерна и гранулы.