Разработка технологического процесса производства рулонной заготовки крыши вертикального цилиндрического наземного резервуара объемом 200 м3

Саратовский Государственный Технический Университет

Кафедра «Электронное машиностроение и сварка»


Курсовой проект по дисциплине

«Производство сварных конструкций»

Тема: Разработка технологического процесса производства рулонной заготовки крыши вертикального цилиндрического наземного резервуара объемом 200 м3


Выполнил:

Студент гр. ОТС-31

Луковихин Д.В.

Проверил: Трофимов Д.В.


Саратов 2011

СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ

. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

.1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

.2 МАТЕРИАЛ ИЗДЕЛИЯ

. ВЫБОР СПОСОБА СВАРКИ И СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИ

.1 АНАЛИЗ СВАРИВАЕМОСТИ МАТЕРИАЛА

.2 ВЫБОР СПОСОБА СВАРКИ

.3 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

.4 РАСЧЕТ РЕЖИМОВ СВАРКИ

.4.1 РЕЖИМ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ

.4.2 РЕЖИМ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

.5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ И ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ ДЛЯ СВАРКИ

.5.1 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ ПОД СЛОЕМ ФЛЮСА

.5.2 ВЫБОР ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

.6 ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ СБОРОЧНО-СВАРОЧНОЕ

ОБОРУДОВАНИЕ

. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПОЛОТНИЩА КРЫШИ

.1 ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ

.2 ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ ПОЛОТНИЩА

.2.1 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

.2.2 ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ

.2.3 ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ

.3 СВАРОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ, МЕРЫ ИХ СНИЖЕНИЯ

.4 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ИСПРАВЛЕНИЕ БРАКА

.4.1 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

.4.2 ИСПРАВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ

.5 НОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

.6 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО БЕЗОПАСНОМУ ПРОВЕДЕНИЮ СВАРОЧНЫХ РАБОТ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


ВВЕДЕНИЕ


Современный уровень развития нефтяной промышленности требует соответствующего развития резервуаростроения. Многообразие нефтей и нефтепродуктов, особенности их свойств и условий хранения вызывают необходимость иметь емкости разных типов и назначений, удовлетворяющие требованиям экономичности, рациональности и удобства при эксплуатации.

До недавнего времени резервуары изготовлялись только полистовым методом, прямо на монтажных площадках. Этот способ не всегда обеспечивает требуемое качество, увеличивает сроки изготовления и стоимость работ.

Попытки индустриализировать изготовление и монтаж резервуаров привели к изготовлению на заводах элементов резервуаров в виде крупных блоков. А в дальнейшем к методу рулонирования.

Заводская автоматическая сварка под слоем флюса позволила обеспечить высокую прочность и плотность соединений. И на ряду с рулонированием позволила, в условиях монтажных площадок, на стенке, днище и кровле резервуара выполнять минимальное количество швов.

Применение механизированных способов сварки, а также применение современных методов контроля качества сварных соединений, позволило значительно увеличить производительность и качество резервуаростроения.


1. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ


.1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ


В данном проекте рассматривается процесс изготовления рулонных заготовок крыши вертикального, цилиндрического, наземного, резервуара, объемом 200 м3. Резервуар предназначен для хранения нефтепродуктов и будет эксплуатироваться в климатическом районе с умеренным климатом, при температурах до -40?С.

Геометрические параметры резервуара выбраны согласно рекомендаций ПБ 03-381-00 «Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов»: высота стенки - 6 м, внутренний диаметр стенки - 6,63 м.

Кровля резервуара представляет собой самонесущую коническую крышу. Ее несущая способность обеспечивается конической оболочкой настила. При эксплуатации крыша будет испытывать, в основном, нагрузки направленные сверху вниз: собственный вес кровли, вес оборудования расположенного на ней, вес утеплителя, снеговая нагрузка и вакуум.

Минимальная расчетная толщина полотна конической крыши (без припуска на коррозию) определяется по формуле:


tк=4,48(Р/Е)0,5× r/sin?


где ? - угол крыши с горизонтальной плоскостью;

r - радиус серединной поверхности пояса стенки резервуара;

Е - модуль упругости стали;

Р - расчетная нагрузка.

Р=1,05gм+0,95×1,2gу+0,9×1,6s+0,95×1,2Рвак


где gм - вес 1 м2 листа крыши;

gу - вес 1 м2 утеплителя;

s - полное нормативное значение снеговой нагрузки;

Рвак - величина относительного разряжения в резервуаре под крышей.


.2 МАТЕРИАЛ ИЗДЕЛИЯ

крыша сварка соединение

С учетом температурных, климатических и эксплуатационных условий, для изготовления крыши выбрана сталь марки Ст 3сп5 по

ГОСТ 14637-89, химический состав и механические свойства в соответствии с ГОСТ 27772-88.

Согласно требованию ПБ 03-381-00 п.2 сталь для изготовления люка должна применяться только спокойная (полностью раскисленная) с классами прочности по ГОСТ 27772-88.

Химический состав и механические свойства стали представлены в таблицах 1 и 2.


Таблица 1. Химический состав стали

маркастандарт Массовая доля элемента %Ст3сп5ГОСТ 27772- 88C Mn Si S P Cr Ni Cu N 0.22 0,65 0.15- 0,3 0.05 0.04 0.3 0.3 0.3 0.008

Таблица 2. Механические свойства стали

Марка сталиТолщина листа мм Предел текучести Н/мм2 Временное сопротивление Н/мм2Относит. удлинение %Изгиб до параллельности сторонУдарная вязкость KCV. Дж/см2Ст3сп5 4-10 245 380 25 d=1.5a* 30 (t=-10?)С учетом требований ПБ 03-381-00 «Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов» п.2,3, п.п.2.3.2 в качестве исходной заготовки для изготовления полотнищ крыши используется листовой горячекатаный прокат:


лист


Лист повышенной точности, особо высокой плоскостности, с обрезной кромкой, габаритные размеры , из стали марки Ст 3сп, категории 5 по, с гарантией свариваемости.


2. ВЫБОР СПОСОБА СВАРКИ И СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИ.


.1 АНАЛИЗ СВАРИВАЕМОСТИ МАТЕРИАЛА


Стали содержащие углерода до 0,3%, как правило, хорошо свариваются. Содержание марганца до 1% не ухудшает свариваемость и не затрудняет сварку (ухудшение свариваемости происходит при Mn>2.5%). Кремний до 1%, также не влияет на свариваемость. Кремний и марганец используются как раскислители. Хром, при содержании до 0,6%, не отражается на свариваемости. Медь и никель (соответственно до 1% и до 0,3%) улучшают свариваемость, пластические свойства, повышают прочность, ударную вязкость и коррозионную стойкость.

Исходя из вышеизложенного делаем вывод, что данная сталь (Ст 3является малоуглеродистой и сваривается без ограничений всеми способами сварки.


.2 ВЫБОР СПОСОБА СВАРКИ


При выборе способа сварки необходимо следовать рекомендациям ПБ 03-381-00 п.6.3 «Рекомендуемые способы сварки», а также принципам технологической и экономической целесообразности.

При изготовлении полотнищ крыши наиболее рационально использовать автоматическую сварку под слоем флюса. Для этого способа сварки характерно высокое качество металла шва, которое достигается за счет надежной защиты расплавленного металла от взаимодействия с воздухом расплавленным шлаком. Слой шлака на поверхности шва уменьшает скорость кристаллизации металла сварочной ванны и скорость охлаждения металла шва. В результате снижается вероятность появления таких дефектов, как газовые поры и другие неметаллические включения. Стабильность процесса сварки обеспечивает постоянный химический состав и механические свойства металла шва на всей длине шва. Для автоматической сварки характерна высокая плотность тока на электроде, что дает возможность вести сварку на больших токах. Это позволяет увеличить глубину проплавления основного металла и производить сварку металла без разделки кромок (это снижает время и расходы на подготовку кромок под сварку).

Высокая производительность, снижение расхода сварочных материалов за счет сокращения потерь металла на угар и разбрызгивание, отсутствия потерь на огарки, снижение трудоемкости работ по подготовке кромок под сварку и зачистке шва от брызг и шлака делает использование автоматической сварки под слоем флюса экономически выгодным.

Предварительная сборка деталей полотнищ осуществляется на прихватках ручной дуговой сваркой.


.3 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ


Металл шва в сварном соединении должен иметь прочностные характеристики не ниже, чем основной металл и химический состав, как можно более близкий к основному металлу. Это достигается, в большой степени, правильным подбором сварочных материалов.

При автоматической сварке под слоем флюса, химический состав металла шва определяется не только хим. составом сварочной проволоки, но и хим. составом флюса. Так как флюс не только защищает поверхность сварочной ванны, но и происходит легирование металла сварочной ванны из расплавленного флюса. Поэтому особое внимание уделяется правильному сочетанию проволока-флюс.

Существует ряд рекомендаций на этот счет в нормативной и справочной литературе. На основании этих рекомендаций, в данном случае рационально использовать сварочную проволоку Св 08А и флюс АН-348-А.

Таблица 3. Химический состав флюса по ГОСТ 9087-81

Марка флюса АН-348-А Массовая доля компонентов % SiO2 MnO CaF2 MgO CaO Al2O3 F2O3 S P 41-44 34-38 4-5.5 5-7.5 ?6.5 ?4.5 ?2 ?0.15 ?0.12

Таблица 4. Химический состав сварочной проволоки по ГОСТ 2246-70.

Марка Проволоки Св 08-А Массовая доля элемента % C Si Mn Cr Ni S P Др. элем. 0.1 0.03 0.35- 0.6 0.1 0.25 0.03 0.03 ?0,01

Для сборки на прихватках рекомендуется использовать штучные покрытые электроды марки МР-3. В качестве электродного стержня используется проволока той же марки, что и при основном способе сварки. Следовательно, химический состав металла прихваток будет очень близок хим. составу металла шва основного способа сварки.


Таблица 5. Характеристика покрытых электродов.

Тип электродаМарка электродаМарка свар. проволокиРод, полярн. токаПоложение сваркиКоэф. наплавки г/АчЭ 46МР-3Св-08 Св-08Апереем. и пост.все полож.8 - 8,5

.4 РАСЧЕТ РЕЖИМОВ СВАРКИ


Элементы полотнища крыши расположены в одной плоскости, примыкают торцами друг к другу и образуют соединение, определяемое по ГОСТ 2601-84 «Сварка металлов. Термины и определения основных понятий.» как стыковое.

Форма подготовки кромок и геометрические размеры соединения регламентируются ГОСТ 8713-79 «Сварка под флюсом. Соединения сварные.»


Таблица 6. Форма подготовки кромок

Тип соединенияУсловное обозначениеХарактер соединенияТолщина свариваемых деталейФорма подготовки кромокстыковоеС7двустороннее2,0-20 ммбез скоса

Таблица 7. Конструктивные элементы шва

Способ сваркиУсловное обозначениеКонструктивные элементыТолщина деталейbegАФС75-6 мм0+1?19

.4.1 РЕЖИМ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ.

Так как характер сварного соединения двусторонний, то глубина проплавления с каждой стороны должна составлять 60-70% от толщины свариваемых деталей:


H=(0.6÷0.7)s=(0.6÷0.7)×6?4 (мм)


Диаметр электродной проволоки dэ=3 мм.

Сварочный ток: Iсв=80Н/k ,

где k=1,1 (при данном диаметре электрода и выбранной марке флюса).

Iсв=80×4/1,1=291 (А)


Принимаем : Iсв=300 А

Напряжение на дуге:


Uд=25+(0,06÷0,07)Iсв/ dэ=25+(0,06÷0,07)×300/3?32 (В)


Коэф. формы провара: ?пр=К?*×(19-0,01× Iсв) dэ Uд/ Iсв


К?*=0,36i0.1925=0.367×450.1925=0.76,


где i=45÷90 А/мм2 - допустимая плотность тока на электроде.

?пр=0,76×(19-0,01×300) 3×32/ 300=3,9

Ориентировочно площадь поперечного сечения наплавленного металла:


Fн=0.75eq=0.75×19×2=28,5 (мм2)


При автоматической сварке под флюсом коэф. наплавки можно, с достаточной для расчета точностью, принять равной коэф. расплавления:


?н=?р= ?рд+ ?рm


Составляющая, обусловленная тепловложением дуги:


?рд =11,6±0,4 (г/Ач)


Увеличение коэф. расплавления за счет предварительного нагрева вылета электрода:

?рm =3,1×10-3 ×L / dэ2 =3,1×10-3× ×7 / 0,32 =4,18 (г/Ач)


где L=7 см - длина вылета электрода,

dэ=0,3 см.

?н=11,6+4,18=15,78 (г/Ач)

Скорость сварки (скорость перемещения дуги):


?н× Iсв 15.78×300

?св = --------------- = ---------------------------- =21,16 (м/ч)

×?×100 0.285×7.85×100


где ?=7,85 г/см3 - плотность стали,

Fн=0,285 см2.

Скорость подачи проволоки:


?н× Iсв 15,78×300

?п.пр. = ------------- = ------------------ = 85,3 (м/ч)

×? 7,07×7.85

Где Fэ = ? dэ2 /4 - площадь сечения электрода.


Эффективная тепловая мощность дуги:


Qэф= Iсв × × ? =300×32×0,8=7680 (Дж)


где ?=0,8 - эффективный КПД нагрева изделия дугой.

Фактическая глубина провара при данном режиме сварки:


Нф = 0,0076× = 0,0076× = 0,44 (см)

Фактические геометрические размеры шва при данном режиме сварки:


eф =Нф× ?пр=4,4×3,9=17,16 (мм)

qф = eф / ?в =17,16/8=2,15 (мм)

?в=8 - коэф. формы валика.

Fнф=0.75eq=0.75×17,2×2,2=28,38 (мм2)


Геометрические размеры шва при данном режиме сварки находятся в пределах допускаемых ГОСТом.

Мгновенная скорость охлаждения металла в околошовной зоне:


?0 =2?×?×с?×


где ? - теплопроводность (для низкоуглеродистых сталей 0,42 Вт/(см׺С))

с? - объемная теплоемкость ( 5,25 Дж/(см3׺С))

Т0 - начальная температура изделия (20ºС)

Т - температура наименьшей устойчивости аустенита (550 - 600ºС)

? - толщина свариваемого металла (0,6 см)

Qп= Qэф / ?св=7680×36/21,16=13066

Тогда мгновенная скорость охлаждения металла:


?0 =2?×0,42×5,25×=(4,35÷5,7) ºС/с


Мгновенная скорость охлаждения не выходит за пределы оптимального интервала скорости охлаждения металла в околошовной зоне (1,4 - 15 ºС/с), следовательно выбранный режим сварки обеспечит получение заданных механических свойств металла.

2.4.2 РЕЖИМ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

РДС предназначена для сборки деталей на прихватки. Прихватки должны обеспечивать надежную фиксацию деталей относительно друг друга как при сборке, так и вовремя выполнения основного способа сварки. Но в тоже время, геометрические размеры прихваток должны быть минимально возможными, для того чтобы во время основной сварки металл прихваток был полностью переплавлен.

Рекомендуется использовать электрод диаметром 4 мм.

Сварочный ток 120÷140 А.

Напряжение на дуге ?26 В.


.5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ И ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ ДЛЯ СВАРКИ


.5.1 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ ПОД СЛОЕМ ФЛЮСА

Для выбранного способа сварки необходим источник питания с пологопадающей вольтамперной характеристикой, исходя из условия, что при сварке будет использован сварочный трактор с постоянной, не зависящей от напряжения дуги скоростью подачи сварочной проволоки. Данному условию удовлетворяет выпрямитель ВДУ-1001. Он свободно обеспечивает выбранный режим сварки. Являясь источником постоянного тока, ВДУ обеспечивает более стабильное горение дуги, по сравнению с источниками переменного тока, а следовательно улучшается качество сварки.

При данном способе сварки будет использоваться сварочный трактор АДФ-1002. Трактор представляет собой самоходный механизм, приводимый в движение электродвигателем. Скорости сварки и подачи проволоки не зависят от напряжения сварочной дуги и регулируются ступенчато-сменными зубчатыми колесами. Данный трактор надежен и прост в эксплуатации.

Таблица 8. Характеристики ВДУ-1001

маркаНом.св. ток, АПределы регулир. тока,А Ном. напряж. ВНапряж. ХХ ВПННОМ %КПД %Габариты ммПервич. напряж. ВМасса кгВДУ-10011000300-100024-66 56-666066 820× 620× 1100380900

Таблица 9. Характеристики сварочного трактора АДФ-1002

марканом. ток,А при ПВ=100%Диаметр электрод. проволоки ммСкорость подачи проволоки м/с×10-2Скорость сварки м/сГабарит. Размеры (дл.×шир.×выс.) ммМасса кгНапряжение питающей сети вАДФ-1002 1000 2-5 1,7-10 0,3-3,3 345×540×715 45 380

.5.2 ВЫБОР ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

Для РДС используется сварочный трансформатор ТДМ-317. Источник питания имеет крутопадающую вольт-амперную характеристику и свободно обеспечивает необходимый режим работы.

Трансформаторы серии ТДМ c механическим регулированием, по схеме соединения катушек и конструктивному исполнению близки к трансформаторам ТД, но являются более современными: имеют безшпиличную конструкцию магнитопровода, усовершенствованную конструкцию переключателя диапазонов токов. Подключение сетевых и сварочных проводов с помощью штыревых разъемов облегчает эксплуатацию. Применение современных обмоточных и изоляционных материалов позволило несколько снизить массу и габариты трансформаторов ТДМ.

Отсутствие быстроизнашивающихся частей, сложных электрических схем и естественное охлаждение делают сварочные трансформаторы более дешевыми и надежными в эксплуатации источниками питания сварочной дуги.


Таблица 9. Технические характеристики ТДМ-317

напряжениеСв. токПНном %КПД %Мощность кВтГабариты ммМасса кгНом. ВХол. хода ВНом. ВПределы регулир.32,6031560-360608619,4555× 585× 818130

.6 ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ СБОРОЧНО-СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ


Рулонируемые полотнища должны собираться, свариваться, контролироваться и сворачиваться в рулоны на специальных установках (стендах) для рулонинования (ПБ 03-381-00, п.4.5.1).

Изготовление рассматриваемых в проекте полотнищ крыши производится на двухъярусном стенде. На верхнем ярусе производится раскладка деталей, сборка на прихватки и сварка первичного шва. После сварки первичного шва полотнище через кантовочный барабан перемещается на нижний ярус, где производится сварка вторичного шва, контроль качества сварки физическими методами и исправление обнаруженных дефектов.


Рисунок 1. Схема стенда

3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОТНИЩА КРЫШИ.


.1 ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ


Основные нормативные требования к изготовлению полуфабриката изложены в ПБ 03-381-00, в п.4 Изготовление конструкций резервуара;

  • приемка, хранение и подготовка металлопроката п.4,2;
  • обработка металлопроката п.4.3.

Весь металлопрокат, поступивший Изготовителю, должен подвергаться входному контролю на его соответствие требованиям проектной, нормативной и товаросопроводительной документации.

Металлопрокат должен быть рассортирован, замаркирован, сложен по профилям, маркам стали и плавкам.

Перед подачей в производство металл должен бить очищен от легкоотслаевающейся окалины и ржавчины, влаги, снега, льда и загрязнений.

Металлопрокат должен храниться в устойчивых штабелях. Не допускается соприкосновение металлопроката с полом или грунтом.

При хранении и выполнении транспортных операций необходимо исключить повреждение кромок и возникновение остаточных деформаций металлопроката.

При невыполнении требования по плоскостности листового металлопроката в состоянии поставки лист должен подвергаться правке на многовалковых листоправильных машинах.

Разметку следует производить с помощью рулеток, соответствующих второму классу точности по ГОСТ 7502, измерительных линеек по ГОСТ 427, а также других измерительных инструментов и шаблонов.

Правка металла должна проводиться способами, исключающими образование вмятин, забоин, других повреждений, поверхности.

Продольные и поперечные кромки листовых деталей должны подвергаться обработке строганием или фрезерованием.

Листовые детали толщиной до 16 мм допускается резать на гильотинных ножницах без последующей обработки кромок строганием или фрезерованием.

Кромки деталей после механической, кислородной или плазменной резки не должны иметь неровностей, заусенцев и завалов, превышающих

мм.

Линейные размеры и форма деталей должны обеспечивать собираемость конструкций с учетом заданных размеров, и предельных отклонений, а также свободное прилегание деталей или совмещение их кромок для выполнения предусмотренных проектом сварных соединений.


.2 ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ ПОЛОТНИЩА


.2.1 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Сборка и сварка резервуара и отдельных его узлов и элементов регламентируется ПБ 03-381-00, п.6 «Сварка резервуаров»:

п. 6.1. Общие требования;

6.2. Требования к квалификации специалистов по сварке;

6.3. Рекомендуемые способы сварки;

6.4. Требования к подготовке и сборке конструкции под сварку;

6.5. Требования к технологии выполнения сварных соединений.


.2.2 ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ

Сборка конструкции может производиться только из выправленных деталей и элементов, очищенных от заусенцев, грязи, масла, ржавчины и влаги.

На всех отправочных элементах должна быть проставлена индивидуальная маркировка и нанесены риски.

При сборке не должны допускаться изменения формы элементов не предусмотренные технологическим процессом, а при кантовке и транспортировке - остаточное деформирование их.

Общая сборка конструкции должна производиться путем последовательного соединения всех элементов конструкции или отдельных ее частей.

Сборка на прихватки должна быть выполнена рабочими, имеющими право на производство сварочных работ.

Прихватки, предназначенные для соединения собираемых деталей, должны размещаться в местах расположения швов. Размеры сечения прихваток должны быть минимально необходимыми для обеспечения расплавления их при наложении швов проектного сечения. Длина прихватки должна быть не менее 50 мм и расстояния между прихватками не более 500 мм.

Собранные элементы должны быть предъявлены ОТК для проверки качества сварки и соответствия геометрических размеров собранной конструкции проектным размерам. Элементы принятые ОТК под сварку и не сваренные в течении 24 ч, должны быть повторно проверены ОТК.


.2.3 ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ

Сварка стальных конструкций должна выполняться высокопроизводительными способами. При заводском изготовлении резервуарных конструкции основным способом сварки листовых конструкций является автоматическая сварка под флюсом.

Сварочные работы должны осуществляться под руководством лица, имеющего удостоверение на право производства работ по сварке. Непосредственно сварка должна производиться сварщиком, прошедшим обучение, получившим право на производство данных работ и имеющим соответствующее удостоверение.

Сварка производиться после проверки правильности ее сборки. Сварку следует производить по разработанному и контролируемому технологическому процессу, который должен обеспечить требуемые геометрические размеры швов и механические свойства сварных соединений.

Начало и конец шва должны выводиться на начальные и выводные планки. Эти планки, после окончания сварки удаляются. Места, где были установлены планки, следует зачистить. Риски от абразивной обработки после удаления выводных планок должны быть направлены вдоль кромок сваренных деталей.

При вынужденном перерыве в работе сварку разрешается возобновлять после очистки концевого участка шва длиной 50 мм и кратера от шлака; этот участок и кратер следует полностью перекрыть швом.


.3 СВАРОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ, МЕРЫ ИХ СНИЖЕНИЯ


Сталь, применяемая для изготовления крыши, содержит углерода менее 0,25% и является низкоуглеродистой. Служебные свойства и работоспособность конструкций, изготовленных из подобных сталей, мало зависят от собственных сварочных напряжений и деформаций. Но в некоторых случаях, например при наличии концентратора напряжения, остаточные напряжения и деформации могут повлиять на получение и сохранение необходимых размеров и форм конструкции, а так же повлиять на ее прочность.

Мероприятия по снижению сварочных напряжений и деформаций условно делятся на три группы:

конструктивные;

технологические, проводимые в процессе сварки;

технологические, проводимые после сварки.

Полотнище крыши сконструировано так, что в нем применяются только стыковые швы без разделки кромок, геометрические размеры сечения шва выбираются минимальными (по условию прочности). Это приводит к уменьшению объемов, в которых протекают пластические деформации. Уменьшение объема наплавленного металла ведет к уменьшению возможных напряжений.

Швы на полотнище располагаются симметрично, что способствует более равномерному распределению напряжений в изделии.

Применяемые в изделии швы двусторонние, причем поперечное сечение первичного и вторичного шва спроектированы одинаковыми и сварка этих швов должна производиться на одинаковых режимах. Следовательно напряжения появившиеся в следствии сварки первичного шва компенсируются напряжениями после сварки вторичного шва.

Для недопущения угловой деформации на краю полотнища, сварка вторичных швов проводится «под прижимом». Перед началом сварки вторичного шва полотнище с помощью винтовых прижимов (струбцин) прижимается к полке балки нижнего яруса стенда. Затем производится сварка. Прижимы снимаются после полного остывания шва.

Начальный и конечный участки сварочного шва являются концентраторами напряжения, на них большая вероятность образования дефектов, поэтому они выводятся за пределы полотнища. Начало и конец сварки производится на выводных пластинах.

Жесткое закрепление деталей между собой при сборке на прихватки позволяет уменьшить деформации. Прихватки, установленные до основной сварки, во время прохождения автомата расплавляются, становясь частью шва, и освобождают, таким образом, конструкцию от жесткого закрепления.

Важное значение имеет соблюдение правильного порядка наложения швов (от центра к периферии), устранение всех выявленных дефектов сварных соединений (включая геометрию шва). Любой дефект является концентратором напряжения. Обеспечение плавного перехода от металла шва к основному металлу способствует плавному и равномерному распределению внутренних напряжений в конструкции.


.4 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ИСПРАВЛЕНИЕ БРАКА


.4.1 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

Контроль качества регламентируется ПБ 03-381-00, п.7 «Контроль качества сварных соединений»:

п. 7.1. Общие требования;

п. 7.2. Организация контроля;

п. 7.3. Визуальный контроль;

п. 7.4. Контроль герметичности.

Визуальному контролю подвергается 100% длины всех сварных соединений резервуара.

По форме и размерам швы должны соответствовать проекту. Швы должны иметь гладкую или равном6ерно чешуйчатую поверхность (высота или глубина впадин не должна превышать 1 мм). Металл шва должен иметь плавное сопряжение с основным металлом.

Швы не должны иметь недопустимых внешних дефектов: трещин, несплавлений, наплывов, грубой чешуйчатости, наружных пор, прожогов, свищей и не заваренных усадочных раковин и кратеров.

Допускается подрез 5% толщины свариваемых деталей, но не более 0,8 мм. Длина подреза не более 10% длины шва.

Выпуклость швов стыковых соединений не более 2 мм.

Смещение свариваемых кромок относительно друг друга

не более 1 мм.

Контролю на герметичность подлежат все сварные швы, обеспечивающие герметичность резервуара. Контроль производится вакуумированием, с перепадом давления не менее 250 мм вод. ст.. Несплошность сварного шва обнаруживается по образованию пузырьков в нанесенном на сварное соединение пенообразующем растворе.


.4.2 ИСПРАВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ

Требования к технологии исправления дефектов регламентируются ПБ 03-381-00, п. 6.5. «Требования к технологии выполнения сварных соединений»: п. 6.5.8 - п. 6.5.10.

Удаление дефектных участков сварных швов должно выполняться механическим методом или воздушно-дуговой строжкой с последующей зашлифовкой поверхности реза.

Заварка дефектных участков производится РДС. Исправленные участки сварного шва должны быть подвергнуты повторному контролю физическими методами. Если в исправленном участке вновь будут обнаружены дефекты, ремонт сварного шва должен выполняться при обязательном контроле всех технологических операций руководителем сварочных работ. Выполнение троекратного ремонта сварных соединений в одной и той же зоне должно согласовываться с разработчиком технологического проекта.

Информация о выполнении ремонтных работ должна быть занесена в журнал контроля качества монтажно-сварочных работ.


.5 НОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА


Так как параметры сварки первичного и вторичного шва одинаковы, то нормирование достаточно провести для сварки с одной стороны полотнища.

) Расчет для автоматической сварки.

Масса наплавленного металла:


QН=FН×?×


где FН=28,4 мм2 - поперечное сечение наплавленного металла,

?=7,85 г/см3 - плотность стали,

LН=13,65 м - длина шва (согл. чертежа).

Тогда масса наплавленного металла:

=0,284×7,85×1365=3043,1 (г)=3,043 (кг)

Расход сварочной проволоки:


Qпр=Кр× =1,1×3,043=3,35 (кг)


где Кр=1,1 - коэф., учитывающий потери проволоки.

Расход флюса:


Qф=Кф× Qпр=1,4×3,35=4,69 (кг)


где Кф=1,4 - коэф., учитывающий вес флюса по отношению к весу

проволоки.

Норма времени на сварку :


Т=tПЗ+tО+tВ+tОБСЛ+tОТД


где tПЗ - подготовительно-заключительное время, для получения задания, работу с документацией, подготовку оборудования и инструмента, а также время на сдачу работы;

tО - основное время (время непрерывного горения дуги);

tВ - вспомогательное время, на установку изделия на сварочный стенд и снятие после сварки;

tОБСЛ - время на обслуживание рабочего места, уход за оборудованием;

tОТД - время на нормируемый отдых и личные надобности.

Для упрощения расчета, заменим большую часть показателей затрат времени одним коэффициентом - Куч (коэф. учета организации труда). Чем выше значение Куч , тем выше организация труда. При автоматической сварке Куч=0,6÷0,8.

Тогда норма времени на сварку полотнища с одной стороны:


Т= tО / Куч


Основное время:


tО = QН /( ?н ×Iсв)=3043/(15,78×300)=0,6428 (ч) ? 40 мин.

Т=0,6428/0,7=0,9183 (ч) ? 56 мин.


Расход электроэнергии:


А=( Iсв × Uд / ?и)tО=(300×32/0,66)0,6428=9350 (Вт×ч)


где ?и - КПД источника питания дуги.

С учетом потерь холостого хода принимаем:

Аав=9,5 кВт×ч

) Расчет для РДС.

Геометрические размеры поперечного сечения прихватки принимаем: е=6 мм, g=2 мм.

Fн=0,75еg=0,75×0,6×0,2=0,09 (см2)

Масса наплавленного металла:


QН=FН×?×LНпр


где FН - поперечное сечение наплавленного металла,

?=7,85 г/см3 - плотность стали,

LНпр - длина шва .

Общая длина прихватки:


LНпр=(LН/50)×5=1365/50×5=136,5?140 (см)


Тогда масса наплавленного металла:

QН=0,09×7,85×140=98,91 (г)=0,1 (кг)

Расход покрытых электродов:


QЭ=Кпт×Кпк× QН=1,33×1,4×0,1=0,12 (кг)


где Кпт=1,33 - коэф., учитывающий потери на угар, разбрызгивание и

огарки;

Кпк - коэф. учитывающий вес покрытия.

Норма времени на сварку :


Т=tПЗ+tО+tВ+tОБСЛ+tОТД


где tПЗ - подготовительно-заключительное время, для получения задания, работу с документацией, подготовку оборудования и инструмента, а также время на сдачу работы;

tО - основное время (время непрерывного горения дуги);

tВ - вспомогательное время, на установку изделия на сварочный стенд;

tОБСЛ - время на обслуживание рабочего места, уход за оборудованием;

tОТД - время на нормируемый отдых и личные надобности.

Для упрощения расчета, заменим большую часть показателей затрат времени одним коэффициентом - Куч (коэф. учета организации труда). Чем выше значение Куч , тем выше организация труда. При ручной сварке покрытыми электродами Куч=0,25÷0,4.

Тогда норма времени сборки на прихватку:


Т= tО / Куч


Основное время:


tО = QН /( ?н ×Iсв)=100/(11,6×140)=0,062 (ч) ? 3,7 мин.

Т=0,062/0,4=0,155 (ч) ? 9,3 мин.


Расход электроэнергии:


Ар=( Iсв × Uд / ?и)tО=(1426/0,86)0,062=262,42 (Вт×ч)


где ?и - КПД источника питания дуги.


.6 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО БЕЗОПАСНОМУ ПРОВЕДЕНИЮ СВАРОЧНЫХ РАБОТ


Охрана труда - комплекс технических и организационных мероприятий, направленных на создание безопасных и здоровых условий труда работающих.

Главной материальной основой улучшения условий труда являются новые метода производства, новая техника, комплексная механизация и автоматизация производства.

Организационная основа - правильная организация производства и обеспечение выполнения правил техники безопасности.

Основные положения техники безопасности при производстве сварочных работ:

порядок допуска к проведению работ (возраст, квалификация, инструктаж по Т.Б. и правилам эксплуатации оборудования);

электробезопасность;

пожаробезопасность;

защита рабочих от влияния вредных и опасных факторов производства (защита зрения, кожи, органов дыхания и т.д.);

правила безопасного проведения конкретных работ (работа с газовым оборудованием, работы на высоте, работы связанные с применением грузоподъемных механизмов и др.);

санитарные правили и соблюдение правил гигиены.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


1. ПБ 03-381-00 Правила устройства вертикальных цилиндрических

стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов.

. Николаев Г. А., Винокуров В. А. Сварные конструкции. Расчет и проектирование: Учеб. для вузов. - М.: Высш. шк., 1990. - 446 с.: ил.

. Мандриков А. П. Примеры расчета металлических конструкций: Учеб. пособие для техникумов. - М.: Стройиздат, 1991. - 431 с.: ил.

. Справочник по специальным работам. Часть 1: «Сварочные работы в строительстве». Под ред. В. Д. Тарана. - М.: Стройиздат, 1971 г.


Теги: Разработка технологического процесса производства рулонной заготовки крыши вертикального цилиндрического наземного резервуара объемом 200 м3  Курсовая работа (теория)  Другое
Просмотров: 13730
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Разработка технологического процесса производства рулонной заготовки крыши вертикального цилиндрического наземного резервуара объемом 200 м3
Назад