ДЕФЕКТЫ XАРАКТЕРА ЧАСТЬ IV (Длинная форма)

Приобретенные дефекты и деформации лицевого скелета

• дефекты нижней челюсти
• дефекты скуловой кости
• дефекты верхней челюсти
• реваскуляризируемые аутотрансплантаты
• микрохирургическая аутотрансплантация тканей

КТ – компьютерная томография

МРТ- магнитно-резонансная томография

УЗИ – ультразвуковое исследование

УЗДГ – ультразвуковая допплерография

РАТ – реваскуляризируемый аутотрансплантат

Термины и определения

Дефект лицевого скелета (от лат. d?fectus – уменьшение, недостаток) – симптомокомплекс, характеризующийся отсутствием или потерей вещества костной ткани, которое ведет к нарушению анатомической целостности структур лицевого скелета, эстетическим и функциональным расстройствам.

Деформация лицевого скелета (от лат. deformatio — искажение) – симптомокомплекс, характеризующийся нарушением формы и/или размеров всей кости или ее части, а так же нарушением соотношения костей лицевого скелета, ведущее к анатомическим, эстетическим и функциональным расстройствам.

Реваскуляризируемый костный аутотрансплантат (от англ.: revascularization – подключение к новому источнику сосудистого питания) – это комплекс аутотканей, имеющих осевую систему кровоснабжения с перспективой восстановления питания от сосудов, находящихся в области дефекта.

Кожный перфорантный сосуд – сосуд, отходящий от основного осевого питающего ствола, кровоснабжающий кожную площадку аутотрансплантата.

Сосудистая ножка – основной питающий сосуд, кровоснабжающий весь конгломерат тканей, входящих в состав аутотрансплантата.

1.1 Определение

Пациенты с приобретенными дефектами и деформациями лицевого скелета являются сложной группой больных.

Данные дефекты возникают в результате травм, огнестрельных ранений, онкологических резекций, в результате чего возникают смещения костных фрагментов, деформации лицевого скелета, оростомы, обширные рубцовые деформации, ведущие к нарушению функций артикуляции, жевания, глотания, слюнотечение.

Опухоли эпителиального происхождения – развиваются в толще кости, деформируя полностью ее фрагменты, обладают пролиферативным и инвазивным ростом. К ним можно отнести различные виды амелобластом, остеобластокластом, лечение которых проводится с помощью резекции пораженной опухолью части лицевого скелета с образованием дефекта.

Опухоли мезенхимального происхождения – сюда относятся такие опухоли волокнистой соединительной ткани, как фиброма и фиброзная гистиоцитома, а также большая группа так называемых фиброматозов.

Последние рассматриваются как результат нарушения развития соединительной ткани в эмбриогенезе и постнатальном периоде. Гистологически при этом отмечается пролиферация фибробластов и фибробластоподобных элементов, а также коллагенообразование с явлениями тканевого, нередко клеточного атипизма и инвазивного роста.

Неправильно сросшийся перелом (ложный сустав) – неправильное срастание переломов челюстей, возникшее в следствии не обращения за медицинской помощью или нарушения принципов лечения, в частности неправильное сопоставление отломков или неудовлетворительная их фиксация, в результате которой происходит вторичное смещение отломков и срастание их в неправильном положении. При сопоставлении отломков образуется дефект костной ткани.

Дефекты послеоперационные – состояния после радикального лечения эпителиальных злокачественных опухолей: плоскоклеточного рака дна полости рта, нижней губы, нижней челюсти, аденокарциномы твердого неба и верхнечелюстной пазухи, после оперативного лечения соединительнотканных опухолей – сарком.

Дефекты посттравматические – состояния возникшие в результате воздействия травмирующего агента силой, превышающей прочность костных структур, ведущих к образованию дефекта. Наиболее часто подобные повреждения возникают после дорожно-транспортных происшествий, огнестрельных ранений.

Остеомиелит (от греческих слов: osteo от osteon — «кость»; myelo — «мозг»; -itis — «воспаление») — гнойно-некротический процесс, развивающийся в кости и костном мозге, а также в окружающих их мягких тканях, вызываемый пиогенными (производящими гной) бактериями или микобактериями с образованием участка нежизнеспособной ткани.

Остеонекроз – это гибель клеток костной ткани, которая происходит на фоне нарушенного кровоснабжения. Все это сопровождается разрушением кости и снижением ее прочности. Поэтому вторым названием этого заболевания является аваскулярный (асептический) некроз. Различают три вида: остеорадионекроз, бисфосфонатный остеонекроз, дезоморфиновый остеонекроз.

Анкилоз (греч. ank?losis, от греч. ank?los — согнутый) — неподвижность сустава, наступающая в результате образования костного, хрящевого или фиброзного сращения суставных концов сочленяющихся костей. Причиной анкилоза могут быть острые и хронические инфекции в суставе, а также разрушение суставных концов патологическими процессами при ранениях и травмах.

1.2 Этиология и патогенез

Рост числа пострадавших с травмами лицевого скелета, тяжесть образующихся посттравматических дефектов, тяжесть огнестрельных ранений, осложнений раневого процесса, обширность вмешательства при радикальном удалении злокачественных опухолей и осложнения лучевой терапии обусловливают необходимость полноценного анатомо-функционального восстановления утраченной области. Эта многочисленная группа больных в основном представлена трудоспособными людьми, которые из-за дефекта лица стали инвалидами.

Дефекты центрального отдела лица образуются вследствие огнестрельных ранений восходящего попадания или выстрела в упор, при суицидальных попытках, после блоковых онкологических резекций подбородочного отдела, тотальной резекции носа, тотальной максиллэктомии, гнойно-некротических процессов по поводу остеорадионекроза, производственных травм.

Боковые дефекты лица образуются при пороке развития первой и второй жаберных дуг, после онкологических резекций челюстей, огнестрельных ранений, остеорадионекроза, производственных травм.

После сегментарной резекции тела нижней и верхней челюстей при онкологических заболеваниях, остеомиелите, боковых огнестрельных ранениях образуются дефекты угла нижней челюсти, скулоглазничного изгиба, линейные дефекты лицевого скелета.

1.3 Эпидемиология

Доброкачественные опухоли эпителиального происхождения встречаются чаще в возрасте 17-45 лет, как у мужчин, так и у женщин. Локализуется чаще на нижней челюсти в области ее угла и ветви. Амелобластома составляет 18% всех доброкачественных опухолей и опухолеподобных образований челюстей.

Остеобластокластома практически не встречается у детей до 12-летнего возраста, наиболее часто она обнаруживается в возрасте от 18 до 40 лет, 15-20% всех доброкачественных опухолей костей.

Миксома – одна из наиболее распространённых опухолей, чаще обнаруживается в возрасте 10-30 лет, примерно с равной частотой поражает верхнюю и нижнюю челюсти. ЕЕ удельная составляющая 8%.

Фиброзная дисплазия выявляется чаще в период прорезывания постоянных зубов, а также полового созревания, сопровождающегося активизацией деятельности эндокринной системы, интенсивным ростом челюстей и других костей лицевого скелета.

Среди травм, бытовые травмы являются наиболее частыми. Около 90% бытовых травм возникают в результате удара и 10% – при падении и по другим причинам. У мужчин бытовая травма встречается в 4 раза чаще, чем у женщин.

66% бытовых травм встречаются в возрасте от 20 до 40 лет. Транспортные травмы имеют тенденцию к сезонности (апрель-сентябрь) и встречаются чаще у мужчин. Огнестрельные ранения с повреждением костей составляют 10—15%.

Производственная травма составляет 10%.

Остеомиелитический процесс может развиваться у людей всех возрастов, но чаще встречается в возрасте 20-40 лет. Женщины болеют реже, чем мужчины. Остеомиелит верхней челюсти составляет 15% всех случаев, нижней – 85%. Одонтогенный остеомиелит нижней челюсти встречается чаще (68%), чем верхней челюсти (32%).

1.4 Кодирование по МКБ 10

D16.4 – Доброкачественное новообразование костей черепа и лица;

D16.5 – Доброкачественное новообразование нижней челюсти костной части;

K07.8 – Другие челюстно-лицевые аномалии;

K07.9 – Челюстно-лицевая аномалия неуточненная;

K08.2 – Атрофия беззубого альвеолярного края;

М24.6 – Анкилоз сустава;

M84.0 – Плохое срастание перелома;

M84.1 – Несрастание перелома (псевдартроз);

M84.8 – Другие нарушения целостности кости;

M84.9 – Нарушение целостности кости неуточненное;

M85.9 – Нарушение плотности и структуры кости неуточненное;

M86.2 – Подострый остеомиелит;

M86.3 – Хронический многоочаговый остеомиелит;

M86.9 – Остеомиелит неуточненный;

M87.1 – Лекарственный остеонекроз (бисфосфонатный);

M87.3 – Другой вторичный остеонекроз;

M87.8 – Другой остеонекроз;

M87.9 – Остеонекроз неуточненный;

Т66 – Неуточненные эффекты излучения (остеорадионекроз);

T86.9 – Отмирание и отторжение пересаженного(ой) органа и ткани неуточненных;

T90.0 – Последствия поверхностной травмы головы;

T90.1 – Последствия открытого ранения головы;

T90.2 – Последствия перелома черепа и костей лица;

T90.4 – Последствия травмы глаза окологлазничной области;

Y88.3 – Последствия хирургических и терапевтических процедур как причин анормальной реакции или позднего осложнения у пациента без упоминания о случайном нанесении ему вреда во время их выполнения.

1.5 Классификация

• По этиологии
  1. После перенесенных инфекций (неспецифических и специфических гнойно- воспалительных процессов мягких тканей и костей лицевого скелета) и некрозы тканей в результате выраженных расстройств кровообращения;
  2. Посттравматические (как результат воздействия физических факторов: механической травмы (огнестрельной и неогнестрельной (в том числе производственной (промышленной и сельскохозяйственной) и непроизводственной (бытовой, уличной, спортивной, транспортной, операционной)); термической травмы (ожогов и обморожений); электротравмы; баротравмы; лучевой травмы (в том числе и остеорадионекроз челюстей); и химической травмы: кислотами, щелочами и др. агрессивными веществами);
  3. Послеопухолевые (после удаления доброкачественных и злокачественных опухолей и опухолеподобных образований).
• По локализации (Вербо Е.В.)

Дефекты подбородочного изгиба. Сопутствующие дефекты мягких тканей:

• Дефекты наружной выстилки (подбородочная и подподбородочная области, нижняя губа);
• Дефекты внутренней выстилки (преддверие рта, подъязычная область, язык).

Дефекты верхнечелюстного изгиба. Сопутствующие дефекты мягких тканей:

• Дефекты наружной выстилки (верхняя губа, подглазничная область);
• Дефекты внутренней выстилки (твердое небо, полость носа, преддверие рта).

Дефекты угла нижней челюсти. Сопутствующие дефекты мягких тканей:

• Дефекты наружной выстилки (щечная, околоушно-жевательная, подчелюстная области);
• Дефекты внутренней выстилки (слизистая оболочка щеки, подъязычная область).

Дефекты скулоглазничного изгиба. Сопутствующие дефекты мягких тканей:

• Дефекты наружной выстилки (подглазничная и скуловая области, ткани век);
• Дефекты внутренней выстилки (конъюнктива, верхнее преддверие рта, твердое небо.

Линейные дефекты лицевого скелета.

Дефекты латеральных отделов верхней челюсти. Сопутствующие дефекты мягких тканей:

• Дефекты наружной выстилки (подглазничная область, веки, скат носа);
• Дефекты внутренней выстилки (основание носа, преддверие рта, твердое небо).

Дефекты латеральных отделов нижней челюсти. Сопутствующие дефекты мягких тканей:

• Дефекты наружной выстилки (щечная, подчелюстная, околоушно-жевательная области, боковая поверхность шеи);
• Дефекты внутренней выстилки (преддверие рта, челюстно-язычный желобок, крыловидно-челюстная складка).

Дефекты ветви нижней челюсти. Сопутствующие дефекты мягких тканей:

• Дефекты наружной выстилки (околоушно-жевательная область);
• Дефекты внутренней выстилки (крыловидно-челюстное и окологлоточное пространства.

2.1 Жалобы и анамнез

Жалобы пациентов и анамнестические данные соответствуют категории дефекта.

Зачастую жалобы на эстетическую неудовлетворенность или анатомическую неполноценность нивелируются жалобами на функциональную недостаточность, а именно: нарушение или невозможность откусывания пищи, открывания рта, артикуляции, жевания, глотания, саливации, дыхания, обоняния, зрения.

Жалобы дополняются болью, нарушением чувствительности. В анамнезе уточняется вид и давность травмы, определяют объем ранее оказанной медицинской помощи.

У пациентов, перенесших оперативное лечение по поводу онкологических заболеваний необходимо выяснить объем лучевой нагрузки (суммарная доза облучения), а также химиотерапевтическое лечение с указанием количества курсов терапии и препаратов, что важно для определения риска возникновения у пациента остеорадионекроза или бисфосфонатного остеонекроза костей лицевого скелета, риска некроза пересаженного аутотрансплантата.

2.2 Физикальное обследование

• Рекомендуется начать обследование с определения реального объема дефекта или деформации, его влияние на функцию и на окружающие ткани.

Уровень убедительности рекомендаций А (уровень достоверности доказательств – 1)

Источник: https://medi.ru/klinicheskie-rekomendatsii/priobretennye-defekty-i-deformatsii-litsevogo-skeleta_14205/

Виды дефектов сварных соединений образовывавшиеся при сварке

Нарушение требований, установленных нормативными документами, при сварке плавлением приводит к образованию брака. Дефекты сварных соединений ГОСТ 30242-97 разделяет на шесть групп. Их нужно знать так же хорошо, как и то, как варить металл правильно.

Трещины: разновидности, причины их образования

Трещиной называют несплошность, которая вызывается резким охлаждением или воздействием нагрузок. Разновидность этого дефекта, которую можно обнаружить только оптическими приборами с увеличением, не менее пятидесятикратного, называют микротрещиной.

Продольные трещины располагаются вдоль сварного соединения и могут располагаться:

• в металле шва;
• в основном материале;
• на границе сплавления;
• в области температурного влияния.

Продольная трещина

Трещины в основном металле, причиной которых являются высокие напряжения, называют скрытыми.

Внешне они напоминают ступеньки. Этот дефект присущ сварным соединениям значительной толщины. Высокие напряжения вызываются слишком жесткими соединениями или некорректным выбором сварочной технологии.

Уменьшение сварочных напряжений снижает вероятность образования скрытых продольных трещин.

Конфигурация продольных трещин определяется линиями сплавления шва и основного металла.

Эти трещины разделяют на:

• горячие, их причиной является высокотемпературная хрупкость сплавов;
• холодные – возникают при медленном разрушении металла.

Поперечные трещины ориентированы перпендикулярно оси сварного шва. Они могут возникать, как в основном материале и металле сварного соединения, так и в зоне температурного влияния.

Радиальные трещины расходятся из одной точки и иначе называются звездообразными. Места их расположения аналогичны локализациям поперечных трещин. Причины образования поперечных и радиальных трещин такие же, как и у продольных.

В месте отрыва дуги на поверхности шва образуется углубление. Дефекты, которые возникают в этом месте, называют трещинами в кратере. Они разделяются на продольные, поперечные, звездоподобные. Конфигурацию этого дефекта определяют: микроструктура зоны сварного соединения, фазовые, термические и механические напряжения.

Если возникает группа не связанных друг с другом трещин, то они называются раздельными. Места и причины их возникновения аналогичны этим характеристикам поперечных и радиальных трещин.

Если из одной трещины образуется группа трещин, то такой брак носит название разветвленных трещин. Места их расположения – основной материал, металл шва, область термического влияния. Причины возникновения такие же, как и у продольных трещин.

Поры: их форма, места расположения и причины появления

Дефекты сварных соединений и соединений в виде полостей в сварном соединении называют порами. Эти полости заполнены газом, который не успел выделиться наружу.

Различают следующие разновидности пор:

• Газовая полость – это образование произвольной формы, не имеющее углов, причиной появления которого явились газы, не успевшие покинуть расплавленный материал.
• Газовой порой называют газовую полость, имеющую сферическую форму.
• Группа газовых пор, которая располагается в металле сварного соединения, называется равномерно распределенной пористостью.
• Скопление пор – это три или более газовых полостей, расположенных кучно на расстоянии между собой, не превышающем тройной диаметр максимальной поры.
• Цепочкой пор называют ряд газовых полостей, которые располагаются линией вдоль сварного соединения с расстоянием между ними, не превышающем трех диаметров наибольшей из пор.
• Если дефектом является несплошность, вытянутая вдоль оси сварного шва и имеющая высоту, которая гораздо меньше длины, то она называется продолговатой полостью.
• Свищом называют трубчатую полость, которая располагается в металле сварного шва. Свищ вызывается выделением газа. Его форма и положение определяются источником газа и режимом твердения. Как правило, свищи образуют скопления в форме елочек.
• Газовая полость, нарушающая целостность поверхности сварного соединения, называется поверхностной порой.
• Если во время затвердевания вследствие усадки образуется полость – она носит название усадочной раковины. А усадочная раковина, расположенная в конце валика и не заваренная при последующих проходах, называется кратером.

Поры – дефекты сварных соединений, фото которых приведено ниже, появляются из-за наличия вредных примесей, как в основном металле, так и в присадочном.

Поры могут образовываться из-за ржавчины и прочих загрязнений, которые не были удалены перед проведением сварки с кромок материала, повышенного содержания углерода, высокой скорости сварочного процесса, нарушений защиты сварочной ванны. Самой частой причиной возникновения пор является отсыревшее покрытие плавящегося электрода.

Наличие одиночных пор не представляет опасности, а вот их цепочка может негативно сказаться на прочностных характеристиках сварного соединения. Участок сварочного шва, пораженный этими дефектами, переваривают, предварительно механически его зачистив.Поры и шлаковые включения

Виды твердых включений в сварном шве

Твердые инородные включения, как металлического, так и неметаллического характера, имеющие в своей конфигурации хотя бы один острый угол, являются недопустимым дефектами в сварном соединении, поскольку играют роль концентраторов напряжений. Дополнительная опасность этих дефектов заключается в том, что они не видимы снаружи. Обнаружить их можно только методами неразрушающего контроля.Шлаковые включения в сварном соединении

Твердые включения разделяются на следующие виды:

• Шлаковые включения – это шлаки, попавшие в сварочный шов. В зависимости от того, в каких условиях они были образованы, они бывают линейными, разобщенными, прочими. Причины их образования – большие скорости сварочного процесса, загрязненные кромки, многослойная сварка, если швы между слоями очищены некачественно. Форма этих бракованных включений очень разнообразна, поэтому они могут быть гораздо опаснее округлых пор.
• Флюсы, служащие для защиты металла от окисления, являются причиной образования флюсовых включений. Также, как и шлаковые, флюсовые включения делят на линейные, разобщенные и прочие.
• Причинами образования оксидных включений могут быть: недостаточно чистая поверхность основного или присадочного металлов, вытаскивание горячего сварочного прутка из области газовой защиты, неправильная подготовка кромок – слишком сильное их затупление.
• Частицы сторонних металлов – вольфрама, меди или других образуют металлические включения. Причиной их образования может стать эрозия вольфрамового электрода или случайное попадание металлических частиц снаружи, а также при использовании для поджига медной стружки.

Несплавление и непровар: причины возникновения

Непровар и несплавление

Дефекты – несплавление и непровар – это отсутствие соединения основного материала и металла сварного соединения.

Несплавление возникает при высоких скоростях сварочного процесса и силе тока более 15000С.

Для предотвращения несплавлений необходимо уменьшить скорость сварки, снизить временной разрыв между образованием и заполнением канавки, тщательно очищать сварочную зону от масел и загрязнений.

Несплавления могут располагаться:

1. в корне сварного шва;
2. на боковой стороне;
3. между валиками.

Непровар возникает по причине невозможности расплавленного металла достичь корня шва.

Причин непровара может быть несколько:

1. недостаточный сварочный ток;
2. слишком высокая скорость перемещения электрода;
3. увеличенная длина дуги;
4. слишком маленький угол скоса кромок;
5. перекос свариваемых кромок;
6. недостаточный зазор между кромками;
7. неправильно выбранный – увеличенный – диаметр электрода.
8. попадание шлака в зазоры между кромками;
9. неадекватный выбор полярности для данного типа электродов.

Непровар – очень опасный и недопустимый сварочный дефект.

К нарушениям формы сварочного шва относят следующие дефекты:

• Подрезы непрерывные – представляют собой непрерывные углубления, расположенные на наружной части валика шва. Если подрезы располагаются со стороны корня одностороннего шва и образуются по причине усадки вдоль границы, их называют усадочными канавками. Подрезы являются широко распространенными поверхностными дефектами, которые возникают из-за слишком высокого напряжения дуги при сваривании угловых швов или по причине неточного ведения электрода. В этом случае одна из кромок проплавлена более глубоко, что приводит к стеканию металла на находящуюся в горизонтальном положении деталь. Для заполнения канавки металла не хватает. При сварке стыковых швов подрезы образуются редко. При слишком высоких значениях скорости сварки и напряжения дуги, как правило, возникают двухсторонние подрезы. Такого же типа дефект получается и при автоматической сварке в случае повышения угла разделки.

• Превышения выпуклостей стыкового или углового шва представляют собой избыток наплавленного металла с лицевой стороны швов сверх положенного значения.
• Если избыток наплавленного металла сверх установленного значения располагается на обратной стороне стыкового шва, то такой дефект называют превышением проплава. Разновидность – местный избыточный проплав.
• Если избыток наплавляемого металла натекает на основной металл, но не сплавляется с ним, то такой дефект называют наплавом.
• Линейное смещение возникает, если свариваемые поверхности расположены параллельно, но не на одном уровне.
• Угловым называют смещение между двумя поверхностями при их расположении под углом, который отличается от необходимого.
• Натек образуется из металла сварного шва который оседает под воздействием силы тяжести. Натек образуется при горизонтальном, потолочном, нижнем положениях сварки, в угловом соединении и шве нахлесточного соединения.
• При прожоге металл сварочной ванны вытекает, образуя сквозное отверстие. Причинами прожога могут стать загрязненность поверхности основного металла или электрода.
• Неполное заполнение разделки кромок возникает из-за недостаточного количества присадочного материала.
• Если в угловом соединении один катет значительно превышает другой, то возникает дефект чрезмерной асимметрии.
• Неравномерная ширина сварного шва.
• Неровная поверхность – это неравномерность формы усиления шва по его протяженности.
• Вогнутость корня шва представляет собой неглубокую канавку со стороны корня шва, которая образовалась по причине усадки.
• Из-за возникновения пузырьков в период затвердевания металла образуется пористость в корне шва.
• Возобновление. Этот дефект представляет собой местную неровность поверхности в зоне возобновления сварочного процесса.

Наплыв и подрез

Прочие дефекты сварных швов

Все дефекты сварных швов и соединений, которые не были перечислены выше, относятся к категории “прочие”. К ним принадлежат следующие типы дефектов:

• Случайная дуга. В результате возникновения случайного горения дуги возникает местное повреждение поверхностного слоя основного металла, который примыкает к области сварного шва.
• Брызги металла – капли, которые образовались от наплавляемого или присадочного металла во время сварочного процесса. Они прилипают к поверхности остывшего металла сварного шва или основного металла, расположенного в околошовной области.
• Вольфрамовые брызги – создаются частицами вольфрама, выброшенного из расплавленного электрода на основной металл или на сварной шов.
• Поверхностные задиры – это дефекты, которые возникают из-за удаления временно приваренного приспособления.
• Утонение металла образуется при механической обработке. При этом толщина металла имеет значение, которое меньше допустимой величины.

Допустимые дефекты сварных соединений – это отклонения, наличие которых не снижает эксплуатационные свойства сварного соединения и их присутствие разрешено нормативной документацией. Все остальные дефекты, как правило, исправляются с помощью подварки. Исправлять качество сварки более двух раз не разрешается, так как может произойти перегрев или пережог металла.

Источник: https://elsvarkin.ru/texnologiya/vidy-defektov-svarnyx-soedinenij-obrazovyvavshiesya-pri-svarke

«Нормирование дефектов и достоверность неразрушающего контроля сварных соединений»

Федеральная служба по экологическому,
технологическому и атомному надзору

НТЦ «Промышленная безопосность»

Н.Н. КОНОВАЛОВ

НОРМИРОВАНИЕ ДЕФЕКТОВ И ДОСТОВЕРНОСТЬ
НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ФГУП «НТЦ «Промышленная безопасность»

2006

На примере сварных соединений приведены рекомендации по обоснованию норм допустимости дефектов и оценке достоверности неразрушающего контроля.

Рассмотрены методы неразрушающего (ультразвукового, радиационного, магнитопорошкового, капиллярного, вихретокового, визуального и измерительного) контроля сварных соединений конструкций.

Особое внимание уделено технологическим приемам ультразвукового контроля как наиболее распространенного из физических методов контроля.

Рассмотрены вопросы организационного и справочно-аналитического обеспечения работ по неразрушающему контролю. Исследования проводились в НТЦ «Промышленная безопасность».

Книга предназначена для работников научно-исследовательских и проектных организаций, а также инженерно-технических работников заводов-изготовителей, ремонтных заводов, а также экспертных организаций.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Развитие научно-технического прогресса в области производства сварных конструкций грузоподъемных кранов, кранов-манипуляторов, подъемников (вышек), экскаваторов и другого оборудования, решение задач по поддержанию их высокой эксплуатационной надежности требуют совершенствования и более широкого использования неразрушающего контроля, который является одним из важнейших способов получения информации о надежности оборудования, применяемого на опасных производственных объектах. Качество этой информации, ее достоверность и оперативность оценки в значительной мере определяют эффективность обеспечения промышленной безопасности. Организация деятельности по неразрушающему контролю осуществляется в рамках Системы экспертизы промышленной безопасности, создание которой – одно из направлений реализации Федерального закона от 21.07.97 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

Особую роль неразрушающего контроля обусловливают задача обеспечения промышленной безопасности в условиях продолжающегося износа оборудования на опасных производственных объектах и отсутствия средств на его замену и реконструкцию.

Возрастает роль неразрушающего контроля при изготовлении и ремонте сварных конструкций.

Актуальность применения неразрушающего контроля в целях обеспечения эксплуатационной безопасности оборудования, применяемого на опасных производственных объектах, подтверждается постановлением Правительства Российской Федерации от 28.03.01 № 241 «О мерах по обеспечению промышленной безопасности опасных производственных объектов на территории Российской Федерации».

Неразрушающий контроль сварных соединений – важнейший этап работы при изготовлении, ремонте и техническом диагностировании сварных конструкций грузоподъемных кранов, кранов-манипуляторов, подъемников (вышек), экскаваторов и другого оборудования.

При этом особую роль приобретают вопросы, связанные с допустимостью в сварных соединениях различных дефектов: непроваров, подрезов, пор, шлаковых включений, раковин и т.п. При контроле необходимо использовать нормы допустимости дефектов.

Нормы, как правило, являются технологическими, то есть они ориентированы на возможности технологического процесса сварки и часто излишне жесткие с позиции обеспечения прочности [1, 2]. Вследствие этого велика вероятность необоснованных исправлений, что нецелесообразно как экономически, так и технически.

Многочисленные данные практики показывают, что места исправления дефектов часто могут служить потенциальными очагами разрушения конструкций в процессе эксплуатации.

Причиной этого являются отрицательные последствия повторной сварки, а именно: остаточные напряжения растяжения, появление малопластичных структур, микротрещин с их склонностью к дальнейшему развитию и т.п. Необоснованная ремонтная сварка может причинить больший вред, чем неустраненный дефект.

Таким образом, исправление сварных соединений с малозначительными дефектами целесообразно исключить в целях сохранения работоспособности сварных конструкций.

В связи с этим возникла необходимость разработки концепции, предусматривающей комплексный подход к вопросам обеспечения качества подготовки персонала и применяемых методических документов, организации процесса контроля, а также состояния и технического уровня используемых средств неразрушающего контроля.

ГЛАВА 1

Сварные конструкции грузоподъемных и горно-транспортных машин достигают 55-80 % их массы [3]. На несущих конструкциях монтируют рабочие органы, а также все механизмы и сборочные единицы машин.

Сварные конструкции машин настолько разнообразны по своему исполнению, что не представляется возможным дать их подробное описание. Конструкции изготовляют из стальных листов, стального фасонного проката, гнутых и штампованных профилей [4].

Несущие конструкции разделяют на балочные, рамные и решетчатые.

К балочным конструкциям относят главные и консольные балки мостовых кранов, стрелы и рукояти кранов-манипуляторов и карьерных экскаваторов. По типу сечения различают балки открытого и замкнутого сечения. Наибольшее распространение получили балки замкнутого сечения.

Различают балки из прокатных профилей постоянного сечения (швеллер, двутавр, прямоугольное сечение, труба) и составные, которые можно изготовлять из листовых, гнутых и комбинированных элементов.

Наиболее экономичными по затрате металла (при действии изгибающего момента в одной плоскости) являются балки двутаврового сечения. Балки замкнутого сечения применяют при действии изгибающих моментов в разных плоскостях или при действии крутящего момента.

Для изготовления балочных конструкций значительных размеров все большее применение находят гнутые профили, при использовании которых металлоемкость конструкции значительно уменьшается.

Рамные конструкции ходовых рам самоходных кранов, поворотных платформ экскаваторов, порталов башенных кранов изготовляют, как правило, из листовых элементов, используют сортовой прокат и гнутые профили. Ходовые рамы, поворотные платформы и порталы имеют почти одинаковые габаритные размеры (длину и ширину).

Как правило, в средней части ходовых рам самоходных кранов, поворотных платформ экскаваторов и порталов башенных кранов устанавливают опорно-поворотные устройства, и, следовательно, рамные конструкции должны обладать определенной жесткостью. Ходовые рамы автомобильных и пневмоколесных кранов изготовляют из отдельных балок (продольных и поперечных).

У таких конструкций наиболее «опасными» при эксплуатации являются места сопряжения продольных и поперечных балок.

Решетчатые конструкции изготовляют из прокатных профилей открытого или замкнутого сечения, причем последние имеют существенное преимущество: они обладают большей несущей способностью при работе на сжатие или кручение. Наибольшее распространение при изготовлении решетчатых конструкций получили уголковые и трубчатые профили.

При выполнении пояса из уголкового профиля элементы решеток изготовляют из уголкового или трубчатого профиля, при выполнении пояса из трубчатого профиля решетки изготовляют также из трубчатого профиля. Соединения решетки с поясами могут быть различными.

В конструкциях из уголковых профилей наиболее распространенным является нахлесточное соединение, при котором полки раскосов приваривают к полкам поясов с внутренней стороны. В решетчатых конструкциях в последнее время пояса выполняют из уголков, решетки – из труб.

Обычно при конструировании решетчатых конструкций из трубчатых элементов к поясам приваривают отрезки труб с разделкой по концам под сопряжение с поясом. Однако трудоемкость изготовления таких конструкций несколько увеличивается разделкой торца и сваркой по пространственному шву.

Целесообразнее решетки выполнять из одного трубчатого профиля, изогнутого по нужной форме, и приваривать его к поясу без косынок. Для уменьшения трудоемкости пояса изготовляют из труб квадратного сечения, раскосы – из круглых труб. Применение в решетчатых конструкциях профилей замкнутых сечений, особенно для поясов, является перспективным и позволяет существенно увеличить несущую способность конструкций и экономить металл.

Сварные соединения грузоподъемных кранов, кранов-манипуляторов, подъемников (вышек), экскаваторов имеют сходные конструктивно-технологические признаки. В основном используют низкоуглеродистые и низколегированные стали (ВСт3пс, ВСт3сп, 09Г2, 09Г2С, 10ХСНД, 15ХСНД, 14Г2АФ и др.).

Способы сварки ограничиваются ручной дуговой, в защитном газе и под флюсом. Диапазон толщин свариваемых элементов, как правило, составляет 4-50 мм. Основные толщины расчетных элементов конструкций: 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 22, 24, 30, 35, 40, 50 мм, – однако наиболее распространенный диапазон толщин элементов конструкций 6-16 мм.

Размеры катетов несущих угловых швов равны 4, 5, 6, 8, 10, 12 и 15 мм, причем катеты размером менее 6 мм применяют в основном в нахлесточных соединениях.

Условия эксплуатации машин весьма разнообразны.

Грузоподъемные краны, краны-манипуляторы, экскаваторы и подъемники (вышки) работают в различных климатических районах, характеризующихся изменением температуры от -60 до +50 °С, влажности от 40 до 100% (туман, морской туман), различной скоростью ветра, воздействием атмосферных осадков и др. Под воздействием ветра и снега повышаются нагрузки на конструкции, а под влиянием отрицательных температур, повышенной влажности уменьшается несущая способность конструкций. Грузоподъемные и горно-транспортные машины предназначены для выполнения различных операций. От назначения машин во многом зависят их конструкция и условия эксплуатации. При эксплуатации на сварные соединения могут действовать различные сочетания нагрузок, изменяющихся во времени, например усилие растяжения-сжатия, крутящий и изгибающий моменты [4].

Несмотря на многообразие видов грузоподъемных и горно-транспортных машин, характер работы их конструкций имеет много общего. Это позволяет использовать единые принципы оценки прочности элементов и соединений [5].

Опыт эксплуатации грузоподъемных и горно-транспортных машин показывает, что определяющим фактором, от которого зависит их надежность, часто является выносливость конструкций [5].

Еще большее значение сопротивление усталости приобретает для машин, отработавших нормативный срок службы.

По имеющимся прогнозам [6] к 2005 году доля грузоподъемных кранов с истекшим сроком службы может превысить 95 %.

ГЛАВА 2

Визуальный и измерительный контроль – самый простой и в то же время информативный метод контроля. Это единственный метод неразрушающего контроля, который может выполняться и часто выполняется без какого-либо оборудования или проводится с использованием простейших измерительных средств.

Он позволяет выявлять поверхностные поры и трещины, подрезы, кратеры, прожоги, свищи, наплывы, смещения кромок и другие дефекты.

К недостаткам метода можно отнести низкую вероятность обнаружения мелких поверхностных дефектов, а также зависимость выявляемости дефектов от субъективных факторов (острота зрения, усталость, опыт работы выполняющего контроль специалиста) и условий контроля (освещенность, оптический контраст и др.).

Какими бы уникальными ни были методы и средства последующих контрольных операций, контроль изделий начинается с визуального осмотра невооруженным глазом. На оптимальном для глаз расстоянии – 250 мм различают детали размером ~0,15 мм, однако возможности глаза ограничены при осмотре удаленных, движущихся, недостаточно освещенных объектов.

Наличие грубых поверхностных дефектов может указать на характер и место возможного разрушения конструкции. Учитывая, что различные дефекты имеют определенные доминирующие причины их образования, по результатам визуального и измерительного контроля можно ориентировочно оценить качество и стабильность технологического процесса изготовления или ремонта конструкций.

По внешнему виду сварного шва можно ориентировочно судить о внутреннем качестве шва. Превышение усиления сварного шва характерно для неполного проплавления кромок. Подрез на одной стороне сварного шва и наплыв на другой указывают на возможность непровара по кромке со стороны наплыва. При наличии поверхностных пор и грубой чешуйчатости шва, как правило, имеются и внутренние поры.

Источник: https://files.stroyinf.ru/Data1/49/49531/