• RU
  • icon На проверке: 14
Меню

Разработка технологического процесса сборки-сварки изготовления корпуса емкости насоса СВ-1,0 кубометров

  • Добавлен: 20.06.2022
  • Размер: 5 MB
  • Закачек: 3
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Разработка технологического процесса сборки-сварки изготовления корпуса емкости насоса СВ-1,0 кубометров - диплом

Состав проекта

icon 101186_б-МНСТз-51_2022_1_01.cdw
icon Фланец Обечайки.frw
icon 101186_б-МНСТз-51_2022_1.docx
icon 101186_б-МНСТз-51_2022_1_02.frw
icon 101186_б-МНСТз-51_2022_1_03.jpg
icon 101186_б-МНСТз-51_2022_1_02.jpg
icon 101186_б-МНСТз-51_2022_1_03.frw
icon Вытяжка.frw
icon 101186_б-МНСТз-51_2022_1_01.jpg
icon 00.00-СП(Емкость-накопитель).spw

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon 101186_б-МНСТз-51_2022_1_01.cdw

101186_б-МНСТз-51_2022_1_01.cdw
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Рабочее избыточное давление
Допустимая рабочая температура среды
Рабочая среда - цемент
(4-й класс опасности в соответствии
с ГОСТ 12.1.007-76).
Группа сосуда по СОУ МПП 71.120-217:2009 - 4.
Основной конструкционный материал: сборочных единиц и
деталей - Ст3сп5 ДСТУ 2651:2005ГОСТ 380-2005.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
*Размеры для справок.
Неуказанные предельные отклонения размеров: механически
обработиваемых поверхностей - H14
механической обработки - H16
Сборник подлежит действию НПАОП 0.00-1.07-94
регистрации в органах Госнадзорохрантруда Украины
и изготавливается согласно СОУ МПП 71.120-217:2009 и
ТУ У 29.2-00217432-014-2002.
Сборник должен быть заземлен в соответствии с ПУЭ
по ГОСТ 12.1.030-81 и ГОСТ 21130-75.
Для защиты сборника от превышения давления должен
быть установлен предохранительный клапан в соответствии с
требованиями"Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов
работающих под давлением.Расчет и выбор предохранительного
клапана осуществляется заказчиком.
Сборник снаружи окрасить согласно ТИ 25273.00107
цвет не регламентируется. Знаки заземления окрасить
Назначение штуцеров - см. табл.1.
Действительное расположение штуцеров
внешний осмотр и измерения сварных
соединений производить в соответствии с требованиями
СОУ МПП 71.120-217:2009.
Сварные швы выполнить согласно табл. 2.
Методы контроля сварных швов смотри табл. 3.
Диаметр отверстий под штуцера - табл. 4.
и штуцер поз. 3 подрезать по днищу.
Конструктивные элементы швов сварных соединений должны
соответствовать инструкциям ТИ 21-1-89
Обьем контроля сварных швов % от общей длины - 25.
Шероховатость отверстий под штуцера должна быть
Сборник отгружать в собранном виде согласно упаковочного
Остальные технические отклонения согласно
инструкции 25000.00119.
В табличке нанести общую массу сборника
указанные в технических характеристиках.
УЗК или просвечивание
Цветная дефектоскопия
по СОУ МПП 71.120-217:2009
св 08Г2С ГОСТ 2246-70
1.2498.00.00СБ 612010

icon Фланец Обечайки.frw

Фланец Обечайки.frw
ПН-S ГОСТ 19903-2015
Общие допуски по ГОСТ 30893.1-2002: H14
Ст3сп3-св ГОСТ 14637-89
троль на сплошность. Класс сплошности - 1 по ГОСТ 22727-88.
Допускается замена категории стали на 4 или 5.
**Размер согласовать с фактическим наружным диаметром днища Т203.061.01.00.025.
Контроль качества швов - визуальный и измерительный по РД 03-606-03 в объеме
*Размеры для справок.
Массовая доля серы в металле не более 0
фосфора - не более 0
Маркировать по стандарту предприятия-изготовителя.
Допускается изготовить не более чем из 6-х равных секторов сваркой по
ГОСТ 14771-76-ИП (см. Б вариант): проволока Св-08Г2С-О ГОСТ 2246-70
провести термическую швов и околошовных зон.
Остальные ТТ по ГОСТ 34347-2017 и ПБ 03-584-03.

icon 101186_б-МНСТз-51_2022_1.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
«Разработка технологического процесса сборки-сварки изготовления корпуса емкости насоса СВ-10 кубометров»
наименование темы выпускной квалификационной работы
фамилия имя отчество
должность ученая степень уч. звание подпись датаИнициалы Фамилия
полное наименование кафедры
на выпускную квалификационную работу
Тема ВКР: «Разработка технологического процесса сборки-сварки изготовления корпуса емкости насоса СВ-10 кубометров»
Цель целевая технология (установка) и исходные данные
Цель: разработка технологии и выбор оборудования для сборки и сварки изготовления корпуса емкости насоса СВ-10 кубометров.
В настоящей выпускной квалификационной работе обоснован выбор способа сборки и сварки корпуса емкости насоса СВ-10 кубометроввыбор сварочных материалов и оборудования произведен расчет режимов сварки разработан технологический процесс изготовления корпуса емкости насоса СВ-10 кубометров с применением полуавтоматической сварки в среде СО2оборудования и сварочных материалов.
В экономическом разделе дан анализ и расчет принятого метода сварки оценена экономическая эффективность внедрения разработанной технологии.
Разработаны мероприятия по охране труда пожарной безопасности.
перечень чертежей подлежащих разработке
Сборочный чертеж «Емкость насоса »
должность ученая степень уч. званиеподпись датаИнициалы Фамилия
Содержание расчетно-пояснительной записки
АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1 Назначение и особенности конструкции аппарата емкостного
2 Материал сварной конструкции
3 Обоснование выбора способа сварки
4 Выбор сварочных материалов
5 Расчет режимов сварки
6 Обоснование выбора сварочного оборудования
7 Разработка технологического процесса
8 Выбор способа контроля качества
КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ
1 Разработка сборочно- сварочной оснастки
ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1 Расчет затрат на сварочные материалы
2 Расчет основной заработной платы производственных рабочих
3 Расчет затрат на электроэнергию по эксплуатации оборудования
4 Расчет единицы оборудования и затрат на ремонт оборудования
5 Расчет годового объема производства и экономического эффекта
БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Список используемой литературы
Основная рекомендуемая литература
Козловский С.Н. Введение в сварочные технологии : учеб.пособие С. Н. Козловский. - СПб. ; М. ; Краснодар : Лань 2011. - 416 с.
Steel Heat Treatment: Metallurgy and Technologies ed. G. E. Totten. - 2nd ed. – Portland: Tylor & Francis Group 2006. – 820 p.
ГОСТ 5520-79. Прокат листовой из углеродистой низколегированной и легированной стали для котлов и сосудов работающих под давлением. - Введ. 1980–01–01. – М. : Изд-во стандартов 1997. – IV 15 с. : ил.
ТУ У 05416923.049-99. Флюс сварочный для дуговой сварки из низколегированых сталей повышеной прочности типа 09Г2 09Г2С 10ХСНД. - Введ. 2000–01–01. – М. : Изд-во стандартов 2000. – 5 с.
ГОСТ 2246-70. Проволока стальная сварочная. Технические условия. - Введ. 1973–01–01. – М. : Изд-во стандартов 2015. – 17с.
ГОСТ 8713-79. Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы конструктивные элементы и размеры. - Введ. 1981–01–01. – М. : Изд-во стандартов 2015. – 38с.
ГОСТ 23518-79. Дуговая сварка в защитных газах. Соединения сварные под острыми и тупыми углами. Основные типы конструктивные элементы и размеры. - Введ. 1973–03–11. – М.: Изд-во стандартов 2011. – 28с. : ил.
должность ученая степень уч. званиеподпись дата Инициалы Фамилия
подпись дата Инициалы Фамили
разделы темы их содержание
Отметка о выполнении
Технологический раздел
Конструкторский раздел
Экономический раздел
Безопасность жизнедеятельности и охрана труда при технологических процессах
Список использованных источников
подпись дата инициалыфамилия
Пояснительная записка содержит: страниц - 109; рисунков -11 ; таблиц - 33;
Ключевые слова: СВАРКА РЕЖИМЫ СВАРКИ СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАЩИТНЫЕ ГАЗЫ.
Объект разработки: технологический сборки-сварки свечей и трубопроводов сбросных газорегуляторного пункта блочного.
Цель дипломного проекта – разработать технологический процесс изготовления корпуса емкости насоса СВ-10 кубометров спроектировать участок сборки-сварки по изготовлению емкости.
В проекте предложены обоснованные технические решения по изготовлению емкости с использованием автоматической сварки под слоем флюса и механизированной в среде аргона.
В проекте детально обоснованы выборы как сварочных так и основных материалов способы сварки методы контроля качества сварных соединений сборочно-сварочного оборудования мероприятий по обеспечению безопасности труда и защиты населения в чрезвычайных ситуациях мероприятий по энерго – и ресурсосбережению.
Проект содержит расчеты режимов сварки основных технико-экономических показателей правила по безопасности труда. Также в дипломном проекте разработана специализированная оснастка для сборки - сварки корпуса емкости насоса СВ-10 кубометров.
Разработаны рабочие чертежи и технологический процесс сборки - сварки аппарата емкостного.
Основные требования к материалам изготовлению подготовке кромок сборке сварке и контролю сварных соединений при изготовлении выполнены в соответствии с нормативно-техническими документами.
Предложенные технические решения позволили выполнить изготовление корпуса емкости насоса СВ-10 кубометров с максимальным качеством и минимальными трудоемкостью и энергозатратами.
Цель данной работы разработка технологии сборки-сварки корпуса емкости насоса СВ-10 кубометров.
В настоящей работе обоснован выбор способа сборки-сварки корпуса теплообменника выбор сварочных материалов и оборудования для сварочных работ произведен расчет режимов сварки разработан технологический процесс выполнения сварочных работ. В экономическом разделе дан анализ и расчет принятого метода сварки оценена экономическая эффективность внедрения разработанной технологии.
В разделе по охране труда разработаны мероприятия по охране труда при выполнении сварочных работ и пожарной безопасности.
The purpose of this work is to develop the technology of assembly-welding of the housing of the pump capacity SV-10 cubic meters.
In this paper the choice of the method of assembly-welding of the heat exchanger housing the choice of welding materials and equipment for welding works is justified welding modes are calculated the technological process of welding works is developed. In the economic section the analysis and calculation of the adopted welding method is given the economic efficiency of the implementation of the developed technology is evaluated.
In the section on labor protection measures have been developed for labor protection during welding and fire safety.
АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ13
1 Литературный обзор13
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ17
1 Назначение и особенности конструкции аппарата емкостного19
2 Материал сварной конструкции23
3 Обоснование выбора способа сварки31
4 Выбор сварочных материалов40
5 Расчет режимов сварки53
6 Обоснование выбора сварочного оборудования67
7 Разработка технологического процесса71
8 Выбор способа контроля качества76
КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ83
1 Разработка сборочно- сварочной оснастки84
ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ88
1 Расчет затрат на сварочные материалы88
2 Расчет основной заработной платы производственных рабочих89
3 Расчет затрат на электроэнергию по эксплуатации оборудования91
4 Расчет единицы оборудования и затрат на ремонт оборудования91
5 Расчет годового объема производства и экономического эффекта92
БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА95
Список используемой литературы112
Сварка металлов – это процесс в результате которого образуется неразъемное соединение путем установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве пластическом деформировании или при совместном воздействии того и другого. Современные технологии позволяют производить сварку практически в любых условиях: как в специально оборудованном цехе так и на открытом воздухе под водой и даже в космосе. Для выполнения сварных соединений необходим источник энергии им может быть: электрическая дуга горящий газ электронный луч лазерное излучение ультразвук трение.
Классификация видов сварки
По основным физическим признакам выделяют три класса сварных соединений в зависимости от используемой формы энергии: термический класс – используется тепловая энергия термомеханический класс – тепловая энергия и давление механический класс – механическая энергия и давление.
К термическому классу относят следующие виды сварки: электродуговая газопламенная плазменная лазерная электронно-лучевая электрошлаковая. Самый первый в истории вид сварки металлов – кузнечный относится к термомеханическому классу также к этому классу относят: контактную диффузионную сварку высокочастотными токами и сварку трением. Механический класс включает сварку взрывом ультразвуковую и холодную сварки. Применение наиболее распространенных видов сварки. Самым широко распространенным способом сварки металлов является электродуговая сварка. Ручная дуговая сварка удобна при выполнении коротких и криволинейных швов например при работе в трудно доступных местах. Автоматическую сварку под флюсом применяют в серийном и массовом производствах при необходимости устройства длинных прямолинейных или кольцевых швов например при изготовлении подкрановых балок. Важным преимуществом сварки является возможность при производстве изделия выбирать его наиболее рациональную конструкцию и форму. Сварка позволяет экономно использовать металлы и значительно уменьшить отходы производства. Например при замене клепаных конструкций сварными экономия материалов в среднем составляет 15 20% а при замене литых — около 50%. Трудоемкость сварочных работ меньше чем при клепке и литье. Исключаются такие работы как разметка Сверловка отверстий сложная формовка и др. Особенно ощутимо снижение трудоемкости при изготовлении крупногабаритных изделий: при замене литых корпусов и станин сварно-литыми а штампованных изделий сложной формы — штампо-сварными что в свою очередь снижает их себестоимость.
Формулировка проектной задачи. ЦЕЛЬЮ данной выпускной квалификационной работы является разработка технологического процесса сборки-сварки корпуса насоса СВ-10 кубометров.
Разработка технологии изготовления;
Подбор сварочного оборудования;
Расчет экономической эффективности;
Расчет опасных и вредных производственных факторов.
ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ является корпус насоса СВ-10 кубометров.
1 Литературный обзор
Насосы серии CB и CBI представляют собой несамовсасывающие горизонтальные многоступенчатые центробежные насосы. Насос соединен с электродвигателем на одном валу и установлен на опорной плите. Удобная в обращении конструкция делает насос подходящим для установки в небольших бытовых или промышленных системах водоснабжения. Насос оснащен механическим уплотнением и сквозным валом насоса-двигателя.
Бытовые системы водоснабжения
Установки повышения давления.
Перекачка и циркуляция жидкостей на предприятиях легкой промышленности и агрокомплекса.
Системы кондиционирования воздуха.
Системы холодоснабжения или холодильные установки
Специализированное оборудование OEM (стороннего производителя).
При разработке технологического процесса изготовления корпуса насоса СВ-10 кубометров был проведен патентный обзор существующих конструкций данных аппаратов представленный в табл.1 изучены соответствующие ГОСТы по изготовлению корпусов насосов используемые сварные соединения а также требования к проектированию выполнению и контролю качества.
Таблица 1 - Результаты поиска патентной информации
Владелец патента:Научно-производственное объединение по технологии машиностроения
Публикация:1994.09.30
Изобретение позволят повысить надежность и снизить трудоемкость изготовления путем исключения пересечения поверхностей крепления элементов корпуса. В корпусе насоса состоящего из двух соединенных сварным швом полусфер 1 и 2 одна из которых имеет радиально расположенный всасывающий патрубок а другая - напорный патрубок и фланец соединенный с ней сварным швом и помещенный по оси всасывающего патрубка. Плоскость симметрии сварного шва соединяющего полусферы 1 и 2 расположена под углом к оси всасывающего патрубка. Патрубки выполнены за одно целое со сферической частью корпуса при этом расстояние между сварными швами составляет не менее двух толщин сферической части. Полусферические заготовки штампуют за одно целое с патрубками посредством двухоперационной штамповки-вытяжки и отбортовки. 1 з.п. ф-лы
КОРПУС НАСОСА содержащий две соединенные между собой полусферы на одной из которых размещен всасывающий патрубок а на другой - напорный патрубок и фланцевый блок с цилиндрической стенкой установленный соосно с всасывающим патрубком отличающийся тем что с целью повышения надежности и снижения трудоемкости изготовления путем исключения пересечения поверхностей крепления элементов корпуса плоскость соединения полусфер расположена под углом к оси всасывающего патрубка при этом оба патрубка выполнены за одно целое с полусферой.
Сварной корпус насоса
Автор:ГОРДЕЕВ АНАТОЛИЙ АФАНАСЬЕВИЧ
Публикация:1980.03.05
Изобретение относится к насосостро- ению а именно к корпусам центробежных насосов и может быть применено в атом ной энергетике. Известен сварной корпус насоса со сферической поверхностью содержащий напорный радиальный патрубок и расположенные вдоль оси корпуса подсоедини- тельный и подводящий патрубки l. Недостаток известного корпуса насоса заключается в повышенной металлоемкости. Целью изобретения является уменьшение металлоемкости. Указанная цель достигается тем что расстояние от точки пересечения оси корпуса с плоскостью соединения послед него с присоединительным патрубком до наружной поверхности корпуса составляет не более радиуса его сферической поверхности. На чертеже изображен предлагаемый сварной корпус насоса продольный разрез. Сварной корпус насоса состоит из собственно корпуса 1 со сферической поверхностью 2 и содержит напорный радиальный патрубок 3 и расположенные вдоль оси 4 корпуса 1 присоединительный и подводящий патрубки 5 и 6 соответственно. Расстояние С от точки пересечения оси 4 корпуса 1 с плоскостью соединения 7 Носледнего с присоединительным патрубком 5 до наружной поверхности 2 корпуса 1 составляет не более. радиуса R его сферической поверхности. 2. Применение описанного изобретения позволяет в 25 раза уменьшить металлоемкость конструкции и облегчить выполнение работ со стороны внутренней поверхности корпуса - подварку корня шва исправление дефектов-cBajjKH наплавку антикоррозионного и выполнение последующей механической обработки.
В результате теоретического анализа существующих технологических процессов сборки и сварки различных корпсов емкостей насосов были выявлены недостатки связанные со способами получения сварных соединений. Для устранения этих недостатков предлагается произвести следующие изменения в технологическом процессе: за счет замены ручной дуговой сварки покрытыми электродами на механизированную сварку в среде защитных газов повысить качество швов увеличить скорость сварки конструкции сократить расход материалов снизить время производственного цикла а также получить экономический эффект.
В результате внедрения в технологический процесс вышеуказанных
изменений значительно улучшаются технические и экономические
показатели снижается себестоимость изделия повышается рентабельность
производства данного изделия.
Рисунок 1. Чертеж сварки корпуса емкости насоса СВ-10 кубометров
Рассмотрим корпус насоса и его составляющие. В дальнейшем будем применять сокращение КН (корпус насоса).
На чертеже 1 видно что корпус КН состоит из цилиндрической формы стали СТ3 с использованием боковой крепежной системы и выходов и входов (клапанов) на верхней стороне закругленного корпуса
В разработке наш КН состоит из крупнолистового свернутого в трубу изделия (обечайка).
Корпус является базовой деталью в которой монтируются отдельные сборочные единицы и детали соединяемые между собой с требуемой точностью относительного положения. Он обеспечивает постоянство точности взаимного расположения деталей как в статическом состоянии так и в процессе эксплуатации насоса а также плавность работы. Корпус насоса является базовой корпусной деталью со сложными пространственно расположенными внутренними и наружными поверхностями. Наиболее ответственные из них подвергаются механической обработке с обеспечением указанных на чертеже точностью и шероховатостью поверхностей.
Насос — это устройство в котором внешняя механическая энергия преобразуется в энергию перекачиваемой жидкости в результате чего осуществляется ее перемещение. Насосы обширно применяются в энергетике нефтяной и сельскохозяйственной отраслях. На тепловых и атомных электростанциях нефтяных месторождениях насосы используются в системе технического водоснабжения (охлаждение конденсаторов водоснабжения закачивания воды в пласт и т. к.).
Из-за особенностей условий эксплуатации и редкости современных крупных насосов нужно предъявлять повышенные требования к организации их технического обслуживания и ремонта. В настоящее время познания о проведении ремонта насосного оборудования рассредоточены по различным литературным источникам что представляет назначенные трудности при их использовании.
Анализ технологичности является одним из важнейших этапов разработки технологического процесса и проводится с целью выявления возможностей использования наиболее прогрессивных и эффективных методов средств и технологических процессов изготовления изделия с заданными показателями качества и минимальными затратами.
Корпус насосапредназначен для отвода и подвода потока от рабочего колеса насоса т.е. для преобразования кинетической энергии потока в давление после колеса.
Так же корпус водяного насоса служит для объединения всех неподвижных деталей насоса в один общий узел – статор.
В зависимости от типа и назначения циркуляционного агрегата корпуса различаются как формой так и устройством.
Материал для корпуса насосавыбирается по соображениям прочности и коррозионной стойкости.
В насосах для пресной воды наиболее распространенными материалами являются чугун или углеродистая сталь.
Для корпусов высоконапорных питательных насосов применяют пятипроцентную хромистую кованую сталь. Эта сталь обладает повышенной по отношению к углеродистой стали коррозионной стойкостью.
Для защиты стыковых поверхностей от эрозии металла в случае образования неплотностей на корпуса наплавляют нержавеющую сталь с последующей термообработкой.
На многие современные насосы бытового исполнения устанавливают корпус из нержавеющей стали.
Лопаточные отводы высоконапорных насосов выполняют из литой нержавеющей стали.
В насосах для морской воды корпус по соображениям защиты от коррозии делают из бронзы.
Элементы корпуса насоса в подавляющем большинстве случаев соединяют шпильками. Такая стяжная шпилька является одним из наиболее нагруженных деталей корпуса. Изготавливают их обычно из стали 40 или 45.
Насосы серии CB могут применяться для повышения давления в существующих системах водоснабжения для перекачивания жидкости из резервуаров полива. Насосы предназначены для перекачивания чистой химически нейтральной по отношению к материалам насоса жидкости без твердых и длинноволокнистых включений Насосы пригодны для горизонтальной и вертикальной установки (при условии что электродвигатель находится в верхней части).
Проточная часть механизма изготавливается из алюминиевого сплава.
В секции всасывания жидкость подводится к колесу в напорной секции отводится жидкость и воздух имеются глухой и рабочий каналы. Вал крепится шарикоподшипниками защищенными торцовыми уплотнениями от попадания рабочей жидкости. Уплотнительное кольцо обеспечивает герметичность разъема напорной и всасывающей секций.
Перед тем как запустить механизм его заполняют рабочей жидкостью. При запуске рабочая среда в помпе захватывается крыльчаткой и по рабочему каналу попадает в напорную секцию. Одновременно с этим в глухой канал также попадает часть жидкости и после этого вытесняется в пространство между лопастями колеса. Вследствие этого процесса воздух вытесняется у ступицы крыльчатки в отвод.
Так откачивается весь воздух из всасывающего трубопровода и его место заполняет перекачиваемая среда. Жидкость поступившая в помпу проходя через крыльчатку получает кинетическую энергию и попадает в напорный трубопровод. Новая порция рабочей жидкости тут же заполняет свободное пространство снова. Это непрерывный процесс.
В сравнении с центробежными помпами вихревые насосы обладают следующими достоинствами:
Одинаковые размеры и частота вращения крыльчатки дают большее в 3-7 раз давление на выходе.
Конструкция устройства проще.
Вихревые помпы серии СВН-80 обладают самовсасывающей способностью.
Возможность перекачивания смесей жидкостей с газом.
При выборе материалов для изготовления сосудов (сборочных единиц деталей) следует учитывать: расчетное давление температуру стенки (минимальную и максимальную) химический состав и характер среды технологические свойства и коррозионную стойкость материалов.
Для изготовления сосудов и их элементов должны применяться основные материалы приведенные в ПБ 03-584-03.
Нержавеющие стали применяемые в сварных конструкциях относятся к группе материалов 9 (М11). Согласно ГОСТ 7350-77 толстолистовую коррозионно-стойкую сталь изготовляют следующих марок: 20X13 09Х16Н4Б 12X13 14X17H2 08X13 12X17 08Х17Т 15Х25Т 07Х16Н6 09Х17Н7Ю 03X18H11 03Х17Н14М3 08Х22Н6Т 12X21H5T 08X21Н6М2Т 20Х23Н13 08Х18Г8Н2Т 15Х18Н12С4ТЮ 10Х14Г14Н4Т 12Х17Г9АН4 08Х17Н13М2Т 10X17Н13М2Т 10X17H13M3T 08Х17Н15М3Т 12Х18Н9 17X18Н9 12Х18Н9Т 04Х18Н10 08Х18Н10 08Х18Н10Т 12Х18Н10Т 08Х18Н12Т 12Х18Н12Т 08Х18Н12Б 03Х21Н21М4ГБ 03Х22Н6М2 03Х23Н6 20Х23Н18 12X25Н16Г7АР 06ХН28МДТ 03ХН28МДТ 15Х5М.
Для изготовления назначаем сталь листовую. По техническим условиям для заданной ёмкости насоса подходит коррозионно-стойкая сталь 12Х18Н10Т. Технические требования на листы из такой стали задаются ГОСТ 19903-2015 «Прокат сортовой горячекатаный» и ГОСТ 19904-90 «Прокат сортовой холоднокатаный».
Исходя из обеспечения требований к прочности проектируемой конструкции ёмкости и агрессивных условий работы принимаем в качестве основного материала для его изготовления сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 7350-77 (таблица 1.2).
Таблица 2- Химический состав стали 12Х18Н10Т ГОСТ 7350-77
Кремний (Si) не более
Марганец (Mn) не более
Сплав 12Х18Н10Т применяется в сварных конструкциях работающих в контакте с азотной кислотой и другими средами окислительного характера; в некоторых органических кислотах средней концентрации органических растворителях атмосферных условиях и т.д. Изготавливают емкостное теплообменное и другое оборудование: детали работающие до 600 °С; сварные аппараты и сосуды работающие в разбавленных растворах азотной уксусной фосфорной кислот растворах щелочей и солей и другие детали работающие под давлением при температуре от -196 до +600 °С а при наличии агрессивных сред до +350 °С. Механические свойства стали 12Х18Н10Т приведены в таблице 1.3.
Таблица 3- Механические свойства стали 12Х18Н10Т ГОСТ 7350-77
Термообработка состояние поставки
Прутки. Закакла 1020-1100 °С воздух масло или вода.
Прутки шлифованные обработанные на заданную прочность.
Прутки нагартованные
Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 1000-1080 °С вода или воздух.
Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 1050-1080 °С вода или воздух.
Листы горячекатаные или холоднокатаные нагартованные
Поковки. Закалка 1050-1100 °С вода или воздух.
Проволока термообработанная
Трубы бесшовные горячедеформированные без термообработки.
Эллиптические днища изготавливаются также из листового проката того же материала.
Для обеспечения равномерной конструктивной прочности сосуда и из экономических соображений для изготовления его опор принимаем сталь Ст3пс5 ГОСТ 380-94 (таблица 1.4).
Таблица 4- Химический состав в % материала Ст3пс5 (ГОСТ 380-94)
Углеродистые стали применяемые в сварных конструкциях относятся к группе основных материалов 1 (М01). Сталь Ст3пс5 применяется для изготовления несущих элементов сварных и несварных конструкций и деталей работающих при положительных температурах. Её механические свойства приведены в таблице 1.5.
Таблица 5- Механические свойства при Т=20С стали Ст3пс5
Прокат ГОСТ 535-2005
Лист толстый ГОСТ 14637-89
Арматура ГОСТ 5781-82
Катанка ГОСТ 30136-95
Принимаем для опор листы из стали Ст3пс5 ГОСТ 14637-89.
Опоры из углеродистых сталей допускается применять для сосудов из коррозионно-стойких сталей при условии что к сосуду приваривается переходная обечайка опоры из коррозионно-стойкой стали высотой определяемой расчетом..
Сортамент проката листового горячекатаного и холоднокатаного из стали 12Х18Н10Т устанавливается ГОСТ 19903-2015 и приводится в таблицах 1.6.
Механические свойства толстолистового проката в зависимости от сортамента из стали Ст3пс5 устанавливается ГОСТ 14637-89 и приводится в таблице 1.6.
Таблица 6- Механические свойства толстолистового проката из стали Ст3пс5 (ГОСТ 14637-89)
Временное сопротивление в Нмм2 (кгсмм2)
Предел текучести т Нмм2 (кгсмм2) для толщин мм
Относительное удлинение 5 % для толщин мм
В соответствии с ГОСТ 19903-2015 ГОСТ 19904-90 ГОСТ 14637-89 на поверхности проката не должно быть рванин сквозных разрывов раскатанных пригара и корочек а также пузырей-вздутий гармошки трещин плен загрязнений и вкатанной окалины. Допускаются дефекты (рябизна риски и другие местные дефекты) не выводящие прокат за предельные размеры.
Устранение поверхностных дефектов проката всех толщин изготовляемого на толстолистовых станах проводится зачисткой. Допускается зачищенные участки проката толщиной более 10 мм заваривать.
Зачистка проводится абразивным инструментом или способами не вызывающими изменений свойств проката.
При удалении дефектов поверхности проката зачисткой допускается уменьшение толщины не более 5% номинальной сверх минусового предельного отклонения но не более 3 мм при этом площадь отдельного зачищенного участка поверхности проката не должна быть более 100 см2 суммарная площадь всех зачищенных участков на одном листе - не более 2 % его площади.
На поверхности листов допускаются без зачистки отдельные забоины риски царапины отпечатки если глубина их залегания не выводит толщину листа за предельные отклонения а также тонкий слой окалины не препятствующий выявлению поверхностных дефектов незначительная рябизна.
Листы поступающие в производство должны быть обрезаны. На листах прокатанных на непрерывных станах допускается кромку не обрезать. Глубина дефектов на кромках не должна превышать половины предельного отклонения по ширине и выводить листы за номинальный размер по ширине.
Расслоения в листах не допускаются. На обрезанных кромках проката не должно быть расслоений трещин и рванин а также выводящих за предельные размеры по ширине и длине:
- волосовин и трещин напряжения глубиной более 2 мм и длиной более 25 мм;
- зазубрин глубиной более 2 мм для проката толщиной до 20 мм и 3 мм - проката больших толщин.
На кромках проката не должно быть заусенцев высотой более 2 мм.
Допускаются отдельные раскатанные пузыри если они расположены не скученно и длина каждого не превышает 20 мм а глубина - 2 мм.
Смятие и подгиб кромок после обрезки не должны выводить прокат за предельные отклонения от плоскостности по ГОСТ 19903-94.
На обжатых кромках не должно быть расслоений рванин трещин пузырей-вздутий плен загрязнений вкатанной окалины волосовин и рисок выводящих прокат за предельные размеры по ширине.
Глубина дефектов на необрезанной кромке чиста или рулона не должна превышать половины предельного отклонения по ширине и не выводить ширину проката за номинальный размер.
Одним из ключевых параметров в производстве сварных конструкций является свариваемость сталей которая во многом определяет выбор способов сварки и виде технологических процессов.
Учитывая что стандартное определение свариваемости носит прикладной характер и отражает функциональное назначение изделий со сварной конструкцией в условиях эксплуатации целесообразно ввести в употребление новый термин — функциональная свариваемость.
Определение функциональной свариваемости практически полностью совпадает по сути с определением свариваемости по ГОСТ 29273–92 — функциональная свариваемость — свойство металлов и сплавов образовывать при соответствующей технологии сварки соединения с металлической целостностью отвечающие требованиям нормативно-технической документации на эксплуатационные показатели конкретного изделия со сварной конструкцией.
В современной сварочной терминологии различают физическую свариваемость и технологическую свариваемость.
Физическая свариваемость определяется физико-химическими свойствами соединяемых металлов и характеризует принципиальную возможность получения сварных соединений в основном из разнородных металлов.
Технологическая свариваемость — это комплексная характеристика металлов и сплавов отражающая их реакцию на процесс сварки и определяющая относительную техническую пригодность материалов для выполнения заданных сварных соединений удовлетворяющих условиям их последующей эксплуатации. Чем больше применимых к данному металлу видов сварки и шире для каждого вида сварки пределы оптимальных режимов обеспечивающих возможность получения сварных соединений требуемого качества тем лучше его технологическая свариваемость.
Свариваемость стали обеспечивается технологией ее изготовления и химическим составом.
Низкоуглеродистые стали для изготовления сварных конструкций к которым относятся и высоколегированная сталь 12Х18Н10Т и конструкционная сталь обыкновенного качества Ст3пс5 в общем отличаются хорошей свариваемостью. Снижать свариваемость могут вредные примеси если содержание их превышает норму.
Вредные примеси могут ухудшать свариваемость даже и при среднем содержании не выходящем из нормы если они образуют местные скопления например вследствие ликвации. Вредными для сварки элементами в низкоуглеродистой стали являются фосфор и сера причём последняя особенно склонна к ликвации с образованием местных скоплений.
Отрицательное влияние на свариваемость может оказывать также засорённость металла газами и неметаллическими включениями. Засорённость металла вредными примесями зависит от способа его производства и о ней частично можно судить по маркировке металла. Сталь повышенного качества сваривается лучше чем сталь обычного качества соответствующей марки; сталь мартеновская лучше чем сталь бессемеровская а сталь мартеновская спокойная лучше чем кипящая. При изготовлении ответственных сварных изделий указан-ные отличия в свариваемости низкоуглеродистых сталей должны обязательно приниматься во внимание и учитываться при выборе марки основного металла.
Углеродистые стали содержащие углерода более 025% обладают пониженной свариваемостью по сравнению с низкоуглеродистыми причём свариваемость постепенно снижается по мере повышения содержания углерода. Стали с повышенным содержанием углерода легко закаливаются что ведёт к получению твёрдых хрупких закалочных структур в зоне сварки и может сопровождаться образованием трещин. С повышением содержания углерода растёт склонность металла к перегреву в зоне сварки. Увеличенное содержание углерода усиливает процесс его выгорания с образованием газообразной окиси углерода вызывающей вскипание ванны и могущей приводить к значительной пористости наплавленного металла.
Простейшая оценка свариваемости стали проводится по углеродному эквиваленту (риск развития холодных трещин).
Эквивалент углерода низколегированных конструкционных сталей независимо от состояния их поставки - горячекатаные нормализованные и термически упрочненные - определяется по формуле 1.1:
где С Мn Сr Мo V Ti Nb Cu Ni B – содержание % от массы в составе металла стали соответственно углерода марганца хрома молибдена ванадия титана ниобия меди никеля бора.
Величина эквивалента углерода низкоуглеродистых марок стали и низколегированной стали только с кремнемарганцевой системой легирования рассчитывается по формуле 1.2:
В последнем случае медь никель и хром содержащиеся в сталях как примеси при подсчете не учитываются.
Тогда для стали Ст3пс5:
Для высоколегированных катаных сталей рассчитывается хромоникелевый эквивалент по формулам:
где в правой части уравнения химические символы означают процентное содержание данных элементов в металле шва.
Тогда для стали 12Х18Н10Т:
Для стали 12Х18Н10Т хромоникелевый эквивалент определенный по формулам (1.3) (1.4) попадает в область диаграммы Шеффлера (рисунок 1.2) при которой происходит образование лучшей структуры для сварки – аустенит + небольшое содержание феррита; для стали Ст3пс5 углеродный эквивалент определенный по формуле (1.2) составляет 021-033 что позволяет считать эти стали свариваемыми без ограничений. При этом для сварки могут применяться такие способы как ручная дуговая покрытыми электродами автоматическая под флюсом механизированная и автоматическая в защитном газе электро-шлаковая и т.д.
Рис. 2 Структурная диаграмма нержавеющих сталей (диаграмма Шеффлера)
При этом при сварке изделий при положительной температуре воздуха предварительный и сопутствующий подогрев не требуется.
Согласно ПБ 03-584-03 сосуды в зависимости от конструкции и размеров могут быть изготовлены с применением всех видов промышленной сварки за исключением газовой сварки. Применение газовой сварки допускается только для труб змеевиков.
Автоматическая сварка под флюсом
Для выполнения обоих стыковых швов рассмотренных в данном курсовом проекте мы приняли автоматическую сварку: на флюсовой подушке для наложения первого шва и под флюсом – для второго так как длина швов достаточно большая; возможно использование флюсовой подушки; повышается производительность процесса.
Достоинства способа: повышенная производительность (до 20-25 раз по сравнению с ручной дуговой сваркой); минимальные потери электродного металла (не более 2%); отсутствие брызг; максимально надёжная защита зоны сварки; минимальная чувствительность к образованию оксидов; мелкочешуйчатая поверхность металла шва в связи с высокой стабильностью процесса горения дуги; не требуется защитных приспособлений от светового излучения поскольку дуга горит под слоем флюса; низкая скорость охлаждения металла обеспечивает высокие показатели механических свойств металла шва; малые затраты на подготовку кадров; отсутствует влияние субъективного фактора; уменьшение себестоимости 1 м сварного шва
Недостатки способа: трудозатраты с производством хранением и подготовкой сварочных флюсов; трудности корректировки положения дуги относительно кромок свариваемого изделия; неблагоприятное воздействие на оператора; нет возможности выполнять сварку во всех пространственных положениях без специального оборудования.
Области применения: сварка в цеховых и монтажных условиях; сварка металлов от 15 до 150 мм и более; сварка всех металлов и сплавов разнородных металлов.
Пути повышения производительности: 1) Сварка (наплавка) независимой дугой горящей между двумя электродами (к изделию ток не подводят); при большом расстоянии от дуги до поверхности изделия основной металл вообще не проплавляется; 2) Сварка трёхфазной дугой при которой глубина проплавления зависит от соотношения токов в дугах горящих между электродами и изделием; 3) Сварка разнородными дугами. Питание дуги между электродами и изделием осуществляется при этом постоянным током а дуги между электродами - переменным током; 4) Однофазная двухэлектродная наплавка основанная на питании электродов и изделия от концов и середины вторичной обмотки сварочного трансформатора; 5) Наплавка с подачей присадочной проволоки в дугу (к проволоке ток не подводят); 6) Сварка (наплавка) по подкладке из металла требуемого химического состава и выполняющую функции теплопоглощения сварочной дуги и повышения коэффициента наплавки; 7) Сварка комбинированной дугой (зависимой и независимой горящей между основным и дополнительным электродами); 8) Сварка расщеплённым электродом; 9) Сварка (наплавка) ленточным электродом; 10) Сварка многодуговая: а) В общую ванну; б) В разделённые ванны.
Повышение производительности достигается за счет использования больших сварочных токов (до 2000 А) и непрерывности процесса сварки. Применение голой проволоки позволяет приблизить токоподвод на минимально возможное расстояние от дуги и тем самым устранить опасный разогрев электрода при больших значениях тока. Плотная флюсовая защита сварочной ванны предотвращает разбрызгивание и угар расплавленного металла в условиях действия мощной дуги. Увеличение тока сопровождается увеличением глубины проплавления что позволяет сваривать металл большой толщины (до 20 мм) за один проход без разделки кромок.
Повышение качества сварных швов достигается путем:
а) Повышения механических свойств наплавленного металла благодаря надежной защите сварочной ванны флюсом интенсивному раскислению и легированию вследствие увеличения объема жидкого шлака и сравнительно медленному охлаждению шва под флюсом и твердой шлаковой коркой;
б) Улучшения формы и поверхности сварного шва и обеспечения постоянства его размеров по всей длине вследствие регулирования режима сварки механизированной подачи и перемещения электрод ной проволоки.
Автоматическая сварка под флюсом применяется в серийном и массовом производстве для выполнения длинных прямолинейных и кольцевых швов на металле толщиной от 2 до 100 мм. Под флюсом сваривают углеродистые и легированные стали медь алюминий и их сплавы. Автоматическая сварка широко применяется в котлостроении судостроении производстве сварных труб и других отраслях машиностроения и строительства. Она является одним из основных звеньев ряда автоматических линий для сварки автомобильных колес станов для производства сварных прямошовных и спиральных труб.
При сварке под флюсом сварочная дуга горит под слоем сыпучего вещества. Высота слоя флюса на основном металле 20—80 мм. Схема установки и процесс автоматической сварки горизонтального стыкового шва электродной проволокой под слоем флюса показаны на рисунке 1.3.
Рис. 3 Автоматическая дуговая сварка под флюсом: а — схема установки: 1 — бункер 2— флюсоотсасывающее устройство; 3 — кассета 4 — электродная головка; 5 — подающий механизм сварочной головки; 6 —шлаковая корка; 7 — флюс; 8 — сварной шов; б — процесс сварки; 1 — электрод 2 — газовый пузырь; 3 — флюс: 4 — слой шлака; 5 — металл шва; 6 — ванна жидкого металла; h — глубина провара
Под автоматом располагают изделие подготовленное под сварку. Ток от источника питания (обычно переменный) подводят к свариваемому изделию и к сварочной головке. При сварке на подготовленные кромки изделия впереди электрода насыпается флюс из бункера. Дуга возбуждается между свариваемым изделием и электродной проволокой. Для этой цели применяют несколько способов. Наиболее часто дугу возбуждают посредством закорачивания электрода на изделие. При этом закороченный конец проволоки засыпают слоем флюса подаваемого из бункера. При горении дуги образуется жидкая металлическая сварочная ванна закрытая сверху расплавленным шлаком и оставшимся нерасплавленным флюсом. Дуга горит под слоем флюса и следовательно без доступа воздуха. Нерасплавившийся флюс отсасывается шлангом в бункер. Шов имеет ровную мелкочешуйчатую поверхность серебристого цвета; сверху он покрыт коркой шлака легко удаляемой с поверхности шва.
При автоматической сварке под флюсом обычно автоматизируют не только подачу электродной проволоки в зону горения дуги но и возбуждение устойчивое поддержание горения дуги перемещение дуги относительно изделия со скоростью сварки заварку конечного кратера и разрыв дуги.
При автоматической сварке под слоем флюса применяют ток до 3000—4000 А.
Возбуждаемая дуга расплавляет не только электрод и основной металл но и часть флюса. Расплавленный металл электрода в виде отдельных капель перемешивается с расплавленным флюсом и оседает в сварочной ванне. Образующиеся при высокой температуре дуги паро- и газообразные вещества — продукты частичного испарения металла разложения флюсов и остатки воздуха находящегося в слое гранулированного порошкообразного флюса — создают вблизи дуги замкнутую газовую полость. Последняя изолирует дугу от атмосферного воздуха.
Большая плотность тока и направленное давление газов способствуют движению металла и шлака в расплавленной ванне обеспечивают глубокий провар основного металла и в конечном итоге высокие механические свойства.
Рассмотрим разновидность автоматической сварки - сварку на флюсовой подушке (рисунок 1.4). Её сущность заключается в том что под свариваемые кромки изделия 1 подводят флюсовую подушку 2 — слой флюса толщиной 30 70 мм. Флюсовая подушка прижимается к свариваемым кромкам под действием собственной массы изделия или с помощью резинового шланга 3 наполненного воздухом. Давление воздуха в зависимости от толщины свариваемых изделий составляет 005 006 МПа для тонких и 02 025 МПа для толстых кромок. Флюсовая подушка не допускает подтекания расплавленного металла и способствует хорошему формированию металла шва.
Рис. 4 Флюсовая подушка
Свариваемые листы собираются с зазором 2—4 мм и укладываются на слой флюса который с помощью специального приспособления плотно прижимается к свариваемому металлу с обратной стороны и удерживает жидкий металл от вытекания. Свариваемые листы укладываются на ролики укрепленные на поворотных стойках. Кромки листов располагают вдоль двух швеллеров и прижимают к ним с помощью электромагнитов. Между швеллерами уложен брезентовый желоб в который насыпан флюс. Желоб опирается на стальную подкладку под которой проложен резиновый шланг в шланг подается сжатый воздух. Для равномерного прилегания флюса к металлу давление воздуха должно быть: для листов 4—6 мм — 05—1 атмосфера; для листов до 50 мм — 2—3 атмосферы.
После наложения шва с одной стороны листы поворачивают зазор между ними тщательно очищают от остатков флюса если нужно подрубают зубилом и затем сваривают второй шов с другой стороны стыка уже без флюсовой подушки. При сварке толстых листов без скоса кромок величина зазора должна быть: для листов толщиной 30 мм—6—7 мм; 40 мм — 8—9 мм; 50 мм — 10—11 мм.
При сварке круговых швов цилиндрических сосудов применяют подвижные флюсовые подушки из транспортерной резиновой ленты. Флюсоудерживающие устройства показаны на рисунке 1.5.
Рис. 5 Флюсоудерживающие устройства: а - бумажный ограничитель флюса б - ограничитель с деревянными брусками в - подвижные щеки для прямых швов г - то же для угловых швов д - то же для кольцевых швов
Для выполнения углового шва принимаем механизированную аргонодуговую сварку как рекомендуемую ГОСТ 14771-76 для соединений такого типа.
Сварка в защитных газах является одним из способов дуговой сварки. При этом способе в зону дуги подается защитный газ струя которого обтекая электрическую дугу и сварочную ванну предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха окисления и азотирования.
Сварка в защитных газах отличается следующими преимуществами: высокая производительность (в 2 3 раза выше обычной дуговой сварки) возможность сварки в любых пространственных положениях хорошая защита зоны сварки от кислорода и азота атмосферы отсутствие необходимости очистки шва от шлаков и зачистки шва при многослойной сварке;
малая зона термического влияния; относительно малые деформации изделий; возможность наблюдения за процессом формирования шва; доступность механизации и автоматизации.
Недостатками этого способа сварки являются необходимость принятия мер предотвращающих сдувание струи защитного газа в процессе сварки применение газовой аппаратуры а в некоторых случаях и применение относительно дорогих защитных газов.
Известны следующие разновидности сварки в защитном газе: в инертных одноатомных газах (аргон гелий) в нейтральных двухатомных газах (азот водород) в углекислом газе. В практике наиболее широкое применение получили аргонодуговая сварка и сварка в углекислом газе. Инертный газ — гелий применяется очень редко ввиду его большой стоимости. Для сварки ответственных конструкций широко применяется сварка в смеси газов аргона и углекислого газа в соотношении 85% аргона и 15% С02. Качество этой сварки сталей очень высокое. Питание дуги осуществляют источники постоянного тока с жесткой характеристикой. В последние годы применяются в основном сварные выпрямители серии ВДУ с универсальной внешней характеристикой т. е. жесткой либо крутопадающей простым переключением пакетника.
Переменный ток не применяется из-за низкой устойчивости процесса горения дуги плохого формирования и плохого качества шва. Напряжение на дуге при сварке в С02 должно быть не более 30 В так как с увеличением напряжения и длины дуги увеличивается разбрызгивание и окисление. Обычно напряжение дуги — 22— 28 В скорость сварки — 20-80 мч расход газа 7—20 лмин. Сварка в С02 с проволокой дает провар более глубокий чем электроды поэтому при переходе с ручной сварки оправданным считается уменьшение катетов примерно на 10%.
Сварку в углекислом газе производят почти во всех пространственных положениях что очень важно при производстве строительно-монтажных работ. Сварку осуществляют при питании дуги постоянным током обратной полярности. При сварке постоянным током прямой полярности снижается стабильность горения дуги ухудшается формирование шва и увеличиваются потери электродного металла на угар и разбрызгивание. Однако коэффициент наплавки в 16 18 раза выше чем при обратной полярности. Это качество используют при наплавочных работах. Листовой материал из углеродистых и низколегированных сталей успешно сваривают в углекислом газе; листы толщиной 06 10 мм сваривают с отбортовкой кромок. Допускается также сварка без отбортовки но с зазором между кромками не более 03 05 мм. Листы толщиной 10 80 мм сваривают без разделки кромок; при этом зазор между свариваемыми кромками должен быть не более 1 мм. Листы толщиной 8 12 мм сваривают V-образным швом а при больших толщинах — Х-образным швом. Перед сваркой кромки изделия должны быть тщательно очищены от грязи краски окислов и окалины. Сварочный ток и скорость сварки в значительной степени зависят от размеров разделки свариваемого шва т. е. от количества наплавляемого металла. Напряжение устанавливается таким чтобы получить устойчивый процесс сварки при возможно короткой дуге (15 40 мм). При большей длине дуги процесс сварки неустойчивый увеличивается разбрызгивание металла возрастает возможность окисления и азотирования наплавляемого металла.
Дуговая сварка в среде защитных газов является одним из широко применяемых технологических процессов в машиностроении.
Сущность процесса сварки в среде защитных газов неплавящимся и плавящимся электродами схематично показана на рисунке 1.6. В первом случае электрическая дуга возбуждается между вольфрамовым или угольным электродом 1 и основным металлом 2 и горит в среде защитного газа 3. Для заполнения разделки в дугу подается присадочная проволока 4.
Рис. 6 Схема процесса сварки в среде защитных газов: а — неплавящимся электродом; б — плавящимся электродом
При сварке плавящимся электродом электрическая дуга горит в среде защитного газа 3 между сварочной проволокой 1 и основным металлом 2. Проволока подается механически с постоянной скоростью или переменной зависящей от напряжения дуги.
Установка для сварки в среде защитных газов состоит из источника тока сварочного полуавтомата набора газоэлектрических горелок очистителя и баллонов с газами.
Все рассматриваемые соединения выполняются на прихватках. Способ их выполнения – ручная дуговая сварка.
Сварочные материалы для автоматической сварки под флюсом должны иметь сертификат качества (сертификат соответствия) и быть аттестованы в соответствии с требованиями РД 03-613-03.
Сварочные материалы перед запуском в производство следует проверить на соответствие их качества требованиям действующих государственных и отраслевых стандартов и технических условий.
В случае несоответствия данных сертификатов данным бирок (маркировочных надписей) или отсутствия сертификата качества на предприятии должен проводиться анализ химического состава сварочных материалов а при необходимости - испытания наплавленного металла иили металла шва.
Методы оценки качества сварочных материалов виды проводимых испытаний и нормы требований к ним должны соответствовать требованиям государственных и отраслевых стандартов технических условий.
Сварочные материалы предназначенные для сварки соединений должны обеспечивать получение механических свойств металла шва или наплавленного металла в соответствии с требованиями указанными в государственных и отраслевых стандартах. Сварочные материалы должны обеспечивать равнопрочность металла шва с основным металлом.
Основной металл - Сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 7350-77 исходя из химического состава относится к высоколегированным хромоникелевым сталей аустенитного класса. Сталь имеет в составе химически активные элементы т.е.выбираем защитный газ –аргон по ГОСТ 10157-70.
Газообразный и жидкий аргон (рис. 1.7) получают из воздуха и остаточных газов аммиачных производств.
Газообразный и жидкий аргон используется в качестве защитной среды при сварке резке и плавке активных и редких металлов и сплавов на их основе алюминия алюминиевых и магниевых сплавов нержавеющих хромоникелевых жаропрочных сплавов и легированных сталей различных марок а также при рафинировании металлов в металлургии. В аналитической химии чистый аргон используется в качестве газа-носителя в эмиссионной спектрометрии ICP-спектрометрии масс-спектрометрии и т.д.
Аргон – жидкость при температуре -1859 °С при нормальных условиях – газ.
Не оказывает опасного воздействия на окружающую среду. Газообразный аргон тяжелее воздуха и может накапливаться в слабо проветриваемых помещениях у пола. При этом снижается содержание кислорода в воздухе что вызывает кислородную недостаточность и удушье.
Жидкий аргон – низкокипящая жидкость которая может вызвать обморожение кожи и поражение слизистой оболочки глаз.
Аргон — негорючий и невзрывоопасный газ. Он не образует взрывчатых смесей с воздухом. Будучи тяжелее воздуха аргон обеспечивает хорошую газовую защиту сварочной ванны. Аргон газообразный чистый поставляется согласно ГОСТ 10157—62 трех марок: А Б и В (таблица 1.8). Содержание влаги для газообразного аргона всех трех марок не должно превышать 003 гм.
Таблица 7- Состав аргона различных марок
Наименование показателя
Объемная доля аргона % не менее
Объемная доля кислорода % не более
Объемная доля азота % не более
Объемная доля водяных паров % не более
Аргон марки А рекомендуется применять для сварки и плавки активных и редких металлов (титана циркония и ниобия) и сплавов на их основе а также для сварки особо ответственных изделий из других материалов на заключительных этапах изготовления. Аргон марки Б предназначен для сварки и плавки плавящимся и неплавящимся вольфрамовым электродом сплавов на основе алюминия и магния а также других сплавов чувствительных к примесям растворимых в металле газов. Аргон марки В рекомендуется для сварки и плавки хромоникелевых коррозионно-стойких и жаропрочных сплавов легированных сталей различных марок и чистого алюминия.
Следовательно принимаем аргон марки В.
Аргон следует хранить и транспортировать в стальных цельнотянутых баллонах соответствующих требованиям ГОСТ 949—57. В баллоне при давлении 150 атмосфер содержится около 6 м газообразного аргона. Баллон для хранения чистого аргона окрашен в нижней части в черный а в верхней части — в белый цвет. На верхней части баллона черными буквами нанесена надпись «Аргон чистый». Аргон в основном получают из воздуха в котором он содержится в относительно небольшом количестве (128% по массе). Производство аргона осуществляется на кислородных установках с аргонными приставками. В этих приставках сырой аргон очищается до необходимой степени чистоты от азота и кислорода.
Выбираем электродную сварочную проволоку для дуговой сварки в Ar для данной группы сталей.
Для сваривания материала необходимо использовать сварочную проволоку из аналогичной группы сталей. Для сварки стали 12Х18Н10Т применяемой в конструкции проектируемого емкостного аппарата следует использовать проволоки сплошного сечения следующих типов (по ГОСТ 2246-70) для обеспечения стойкости к межкристаллитной коррозии: Св-06Х19Н9Т.
Поэтому по каталогу сварочных материалов [4] выбираем проволоку марки Св-06Х19Н9Т (ГОСТ 2246- 70). Химический состав сварочной проволоки представлен в таблице 1.9.
Таблица 8 - Химический состав сварочной проволоки
содержание химических элементов %
Согласно ПБ 03-584-03 механические свойства металла шва или наплавленного металла должны быть не ниже требований указанных в таблице 1.10.
Таблица 9- Механические свойства металла шва и наплавленного металла
Временное сопротивление разрыву
Относительное удлинение %
Ударная вязкость KCU Джсм2
при температуре 20 °С
Углеродные марганцовистые и марганцево-кремнистые
временного сопротивления разрыву основного материала указанного в соответствующих стандартах
Низколегированные хромистые и хромомолибденовые
Среднелегированные хромистые хромомолибденовые и хромованадиевовольфрамовые
Высоколегированные с особыми свойствами
По стандарту или техническим условиям на сварочный материал а при отсутствии в них данной характеристики - не менее 18
На поступившей на завод сварочной проволоке должны быть сертификат и бирки с указанием марки проволоки номера плавки и химического состава государственного стандарта на проволоку наименования или товарного знака предприятия-поставщика.
Цех должен получать проволоку со склада обязательно с сертификатом и контрольным химическим анализом. Перед употреблением сварочная проволока должна быть очищена от грязи масла ржавчины. Очищать проволоку можно химическим травлением на специальных очистно-намоточных устройствах или дробеструйной очисткой. Очищенная проволока должна храниться в местах исключающих ее загрязнение и попадание на нее влаги.
Для сварки на автоматах и полуавтоматах проволоку наматывают в кассеты. На поверхность кассеты должна приклеиваться этикетка с указанием марки намотанной проволоки ее диаметра и номера плавки. Этикетку заверяют производственный мастер ОТК и лицо производившее намотку.
Сварочная проволока должна храниться в закрытом складском помещении. Проволоки сплошного сечения порошковые проволоки не требуют предварительной сушки прокалки перед сваркой. После вскрытия упаковки проволока должна быть использована в течение 24 ч в случае хранения на открытом воздухе исключающем попадание влаги. При попадании влаги или хранении проволоки в открытой упаковке более 24 ч перед использованием проволоки требуется просушка.
Проволоку транспортируют транспортом всех видов в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки грузов действующими на транспорте данного вида. По согласованию потребителя с изготовителем допускается транспортирование проволоки на крупногабаритных катушках массой 1 т и более в открытых транспортных средствах. Каждый моток должен быть плотно перевязан мягкой проволокой не менее чем в трех местах равномерно расположенных по периметру мотка. Каждая партия проволоки должна сопровождаться сертификатом удостоверяющим соответствие проволоки требованиям стандарта.
По соглашению сторон проволока поставляется намотанной на катушки или в кассеты. Проволока в мотках (катушках кассетах) должна состоять из одного отрезка свернутого неперепутанными рядами и плотно укатанного таким образом чтобы исключить возможность распушивания или разматывания мотка. Концы проволоки должны быть легко находимы. Допускается контактная стыковая сварка отдельных кусков проволоки одной плавки: при этом зона сварного соединения должна соответствовать требованиям настоящего стандарта.
Временное сопротивление разрыву легированной и высоколегированной проволоки должно соответствовать нормам указанным в таблице 10
Таблица 10- Временное сопротивление разрыву легированной и высоколегированной проволоки
Диаметр проволоки мм
Временное сопротивление разрыву проволоки МПа (кгсмм2) предназначенной
для сварки (наплавки)
для изготовления электродов
Поверхность проволоки должна быть чистой и гладкой без трещин расслоений плен закатов раковин забоин окалины ржавчины масла и других загрязнений. На поверхности проволоки допускаются риски (в том числе затянутые) царапины местная рябизна и отдельные вмятины. Глубина указанных пороков не должна превышать предельного отклонения по диаметру проволоки.
По требованию потребителя проволока изготавливается с улучшенной поверхностью. В этом случае на поверхности проволоки допускаются мелкие волочильные риски царапины следы шлифовки местная рябизна и отдельные вмятины при глубине каждого из указанных пороков не более 14 предельного отклонения по диаметру.
К сварочной проволоке предъявляют ряд технических требований:
) Допустимые отклонения от номинального диаметра. Ужесточение допустимых предельных отклонений от номинального диаметра снижает вероятность заклинивания проволоки в канале токоподводящего наконечника и обеспечивает постоянную плотность тока при сварке. Овальность проволоки не должна превышать 002 мм.
) Временное сопротивление разрыву (см. таблицу 13);
) Постоянство химического состава по длине проволоки;
) Размеры кассет и катушек для проволоки. Проволоку диаметром 06 и 08 мм следует наматывать на кассеты наружным диаметром 100 и 200 мм проволоку диаметром 10-14 мм - на кассеты диаметром 200 и 300 мм а проволоку диаметром 16-20 мм - на кассеты и катушки диаметром 300 мм;
) Диаметр намотки и собственное напряжение "закрутки". Диаметр намотки проволоки на кассеты и катушки оказывает влияние на стабильность токоподвода в контакте "проволока - наконечник" и на расположение торца электрода относительно оси наконечника. Критерием качества намотки сварочной проволоки служит диаметр отрезанного свободного витка проволоки лежащего на ровной поверхности горизонтальной плиты. Этот диаметр должен находиться в пределах 1000-1300 мм для проволоки диаметром 12-20 мм.При слишком низком диаметре могут создаться такие проблемы как чрезмерный износ сварочного наконечника и «гуляние» дуги. Сварочная проволока подаётся по направляющему каналу не равномерно. Если диаметр слишком велик (проволока имеет более пластичное состояние) что может привести к непостоянному контакту проволоки в сварочном наконечнике и тем самым к нестабильной сварке. Собственное напряжение "закрутки" проволоки должно ограничиваться величиной при которой конец свободно лежащего отрезанного витка проволоки приподнимается над ровной поверхностью горизонтальной плиты на высоту не более 20 мм. Используя сварочную проволоку с соответствующими техническими параметрами исключит непредвиденные издержки технологического процесса сварки;
) Вид намотки и упаковки. Сварочную проволоку можно укладывать в кассеты и катушки по двум схемам: "виток к витку" или "навалом". Первая схема предусматривает использование кассет и катушек с жесткими базовыми размерами и прецизионного намоточного оборудования оснащенного электронными устройствами управления пространственным расположением витков проволоки. Основной объем сварочной проволоки производят и поставляют зарубежные фирмы по схеме намотки "виток к витку". Упаковка сварочной проволоки должна обеспечивать длительную ее сохранность без нарушения технологических свойств. Испытания различных видов упаковки показали что водоотталкивающая бумага и "тарная" ткань практически не защищают проволоку от коррозии при всех видах обработки ее поверхности. Слабые защитные свойства упаковки такого рода обусловлены ее негерметичностью и отсутствием ингибиторных свойств. Влага проникает через упаковку и стыки ленты. При резких перепадах температуры окружающей среды происходит конденсация влаги на поверхности проволоки. Упаковка в ингибитированную бумагу снижает скорость коррозии проволоки с технологической смазкой в 13 раза омедненной и электрохимически обработанной - почти в 10 и 100 раз.
Осмотру и обмеру должны подвергаться все мотки (катушки кассеты) проволоки.
Диаметр проволоки измеряют с точностью до 001 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях в каждом сечении не менее чем в двух местах на расстоянии не менее 5 м друг от друга.
Пробы для химического состава отбирают по ГОСТ 7565-81 при выплавке стали и при необходимости в проволоке.
Для проверки временного сопротивления разрыву проволоки от каждой партии отбирают 2 % мотков (катушек кассет) но не менее трех мотков (катушек кассет).
Для проверки наличия следов мыльной смазки на поверхности проволоки от каждой партии отбирают 2% мотков (катушек) но не менее трех мотков (катушек).
При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторные испытания на удвоенном количестве образцов взятых из той же контрольной партии проволоки.
При получении неудовлетворительных результатов повторных испытаний предприятие-изготовитель может произвести пересортировку партии проволоки путем проведения испытаний по тем же показателям каждого мотка (катушки кассеты) с последующей сдачей мотков (катушек кассет) выдержавших испытания.
Для сварки под флюсом применяем флюс сварочный плавленый АН-26-С ГОСТ 9087-81.
Область применения:Предназначен для автоматической и полуавтоматический сварки нержавеющих коррозионно-стойких и жаропрочных сталей.
Устойчивость дуги хорошая разрывная длина дуги до 10 мм формирование шва хорошее с плавным переходом к основному металлу склонность к образованию пор и трещин низкая отделимость шлаковой корки хорошая.
Низкокремнистый среднемарганцовистый солеоксидный флюс с химической активностью Аф = 045-05. При сварке-наплавке под флюсом не слишком интенсивно протекают кремне- и марганцевосстановительные процессы. Ударная вязкость металла швов составляет 150 Джсм2 при 20 0С. Хорошо зарекомендовал при сварке конструкций работающих до -60 0C.
Характеристика флюса:Цвет зерен - от серого до светло-зеленого всех оттенков; размер зерен 025-25 мм; строение зерен - стекловидное; объемная масса 14-18 кгдм3. Постоянный и переменный ток до 1200А Vсв ma Uхх источника питания – не ограничено; сушка при Т= 400 0С 2 ч.
Химический состав наплавленного металла представлен в таблице 11
Таблица 11 - Химический состав наплавленного металла
наплавленного металла %
Флюсы применяемые для сварки должны соответствовать ГОСТ 9087-81. На каждом мешке ящике бочке должна быть наклеена этикетка с указанием завода-изготовителя номера партии марки флюса и грануляции.
Перед использованием флюс необходимо просушить в течении 2-3 часов: стекловидный при температуре 100-1200 С пензовидный – при температуре 300-3500 С. Флюс должен выдаваться в количестве необходимом для односменной работы трубосварочной базы. Не допускается смешивать флюсы разных марок.
Флюс должен быть упакован в бумажные мешки по ГОСТ 2226.нетто одного мешка от 20 до 50 кг. Взвешивание должно проводиться с погрешностью не более 1 % от массы мешка. По согласованию изготовителя с потребителем допускается упаковывание флюсов в специализированные контейнеры изготовленные по нормативно-технической документации обеспечивающие сохранность флюса и его качество при транспортировании. Флюс должен транспортироваться в крытых транспортных средствах любым видом транспорта в соответствии с правилами перевозки погрузки и крепления грузов действующими на соответствующем виде транспорта. Флюс должен храниться в крытых неотапливаемых складских помещениях по группе хранения 3ЖЗ ГОСТ 15150.
Легировать шов можно через флюс (таблица 1.13) или проволоку. Легирование через проволоку более предпочтительно так как обеспечивает повышенную стабильность состава металла шва. При сварке используют безокислительные низкокремнистые фторидные и высокоосновные флюсы создающие в зоне сварки безокислительные или малоокислительные среды способствующие минимальному угару легирующих элементов. Остатки шлака и флюса на поверхности швов которые могут служить очагами коррозии сварных соединений на коррозионно- и жаростойких сталях необходимо тщательно удалять. Тип флюсов предопределяет преимущественное использование для сварки постоянного тока обратной полярности. При этом достигается и повышенная глубина проплавления. Флюсы для электродуговой сварки высоколегированных сталей указаны в таблице 12.
Таблица 12- Флюсы для электродуговой сварки высоколегированных сталей
Автоматическая электродуговая сварка аустенитно-ферритными швами
Автоматическая электродуговая сварка сталей с небольшим запасом аустенитности аустенитно-ферритными швами
Автоматическая электродуговая сварка сталей с большим запасом аустенитности чисто аустенитными швами
Автоматическая электродуговая и электрошлаковая сварка сталей с большим запасом аустенитности чисто аустенитными швами
Электрошлаковая сварка сталей с большим запасом аустенитности чисто аустенитными швами
Перед использованием флюсы должны подвергаться прокалке в соответствии с режимами прокалки флюсов приведенными в таблице 13.
Таблица 13- Режимы прокалки флюсов
Режим повторной прокалки 1) 2) (перед использованием)
АН-348А АН-348АМ ОСЦ-45 ОСЦ-45М АНЦ-1
АН-42 АН42М ФЦ-22 АН-26С
Флюсы сварочные после их прокалки следует хранить:
) в сушильных шкафах на противнях из нержавеющей стали;
) в жесткой плотной таре закрытой крышкой с резиновым уплотнением;
) в кладовых при температуре окружающего воздуха не ниже +15оС и при относительной влажности воздуха не более 50%.
Срок годности флюсов после прокалки – 15 суток.
И для автоматической и для механизированной сварки принимаем сварочную проволоку Св-06Х19Н9Т; защитные материалы – флюс АН-26С и аргон в качестве защитного газа.
Прихватки выполняем электродами ЦЛ-11 ГОСТ 10052-75 как рекомендуемыми справочной литературой для ручной дуговой сварки нержавеющих сталей аустенитного класса.
Эти электроды с основным покрытием предназначены для сварки ответственных изделий из коррозийно-стойких хромоникелевых сталей марок 12Х18Н10Т 12Х18Н9Т 08Х18Н12Т 08Х18Н12Б и им подобных когда к металлу шва предъявляют требования стойкости к межкристаллитной коррозии. Сварка может производиться во всех пространственных положениях на постоянном токе обратной полярности.
Стержень - из проволоки марки Св-06Х19Н9Т по ГОСТ 2246-70. Диаметр выпускаемых электродов 30; 40 и 50 мм. Металл шва стоек против межкристаллитной коррозии. Содержание ферритной фазы в наплавленном металле (2-10)%.
Швы № 1-5 условно отнесем к кольцевым швам емкости насоса.
Швы № 1 2 3 свариваются по ГОСТ 8713-79 [6]. Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы конструктивные элементы и размеры. Настоящий стандарт распространяется на соединения из сталей а также сплавов на железоникелевой и никелевой основах выполняемых сваркой под флюсом и устанавливает основные типы конструктивные элементы и размеры сварных соединений.
АФ-автоматическая на весу.
Швы № 123 выполняются согласно таблице 14
Таблица 14- Конструктивные элементы швов № 123
Швы № 4 5 выполнены согласно ГОСТ 23518-79 [7]. Дуговая сварка в защитных газах. Соединения сварные под острыми и тупыми углами. Основные типы конструктивные элементы и размеры. Настоящий стандарт устанавливает основные типы конструктивные элементы и размеры сварных соединений из сталей а также сплавов на железоникелевой и никелевой основах выполняемых дуговой сваркой в защитных газах. УП - в углекислом газе и его смеси с кислородом плавящимся электродом.
Шов № 4 выполняется согласно таблице 15.
Таблица 15- Конструктивные элементы швов № 4
Шов № 5 выполняется согласно таблице 16
Таблица 16- Конструктивные элементы швов № 5
Расчет режимов сварки на сварное соединение №1
Выбор и расчет сварных соединений и подготовки кромок на шов №1
Конструктивные элементы шва № 1 соединения С7 по ГОСТ 8713-79 представлены в таблице 17
Таблица 17 – Конструктивные элементы
Условное обозначение сварного соединения
Конструктивные элементы
Подготовленных деталей свариваемых кромок
Исходные данные: Материал- сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 7350-77.
Сварочная проволока- Св-06Х19Н9Т ГОСТ 2246-70.
Защитная среда- сварочный флюс АН-26С ГОСТ 9087-81.
Род тока- постоянный.
Полярность- обратная.
Толщина металла S=S1=8 мм.
Расчет режимов сварки и расчет расхода сварочных материалов на шов №1 ГОСТ 8713-79-С7-АФ.
Основными параметрами режима автоматической сварки под слоем флюса оказывающим влияние на размеры и форму шва являются: диаметр электродной (сварочной) проволоки dэл мм; сила сварочного тока Iсв А; напряжение на дуге Uд В; скорость подачи электродной проволокиVп.п. мч; скорость сварки Vсв мч.
Дополнительными параметрами режима являются: род тока; полярность (при постоянном токе); марка флюса.
Задаем требуемую глубину провара при сварке с первой стороны по формуле 1.5:
h = S2 ± (1-3) мм (1.5)
где S – толщина металла мм.
h = 82 ± (1-3)= 4± (1-3) мм.
Рассчитываем по формуле 1.6 илу сварочного тока для получения заданной глубины проплавления основного металла:
Iсв = (80-100)·h А . (1.6)
Диаметр сварочной проволоки рассчитываем по формуле 1.7:
dэл = 2Iсв j· мм (1.7)
где Iсв – сила сварочного тока А; – 314;
dэл =139 мм – расчетное. Принимаем dэл =2 мм.
Напряжение на дуге принимают для стыковых соединений в пределах 26-30 В. Большему току и диаметру электрода соответствует большее напряжение на дуге. Выбираем напряжение 28 В.
Коэффициент наплавки (LН) при сварке постоянным током обратной полярности
Принимаем LН = 112 гА ч.
Скорость сварки электродной проволокой диаметром 2 мм по формуле 1.8:
V = (8-12) · 103 Iсв мч . (1.8)
Скорость подачи сварочной проволоки (Vn.n.) определяют по формуле 1.9:
Vп.п. = 4· LН · Iсв γ · dэл 2 мч (1.9)
где LН – коэффициент наплавки гА·ч; – 314;
dэл – диаметр электродной проволоки мм;
γ – удельный вес наплавленного металла гсм3 (78 гсм3 – для стали);
Iсв – сила сварочного тока А.
Результаты расчетов режима сварки стыковых соединений следует занести в табл. 1.20.
Таблица 18- Режимы сварки стыкового шва
Определение объективного объема расхода сварочной проволоки – это возможность найти пути ее экономии без потери качественных характеристик сварной конструкции.
Норматив расхода сварочной проволоки Нр кг в общем виде:
Где М- масса наплавленного металла дифференцированная по типу сварного соединения и толщине свариваемого металла кг;
kp- коэффициент расхода проволоки учитывающий неизбежные ее потери дифференцируемый по диаметру применяемой проволоки и виду применяемого защитного газа.
Масса наплавленного металла М в кг на 1 м шва определяется:
Где F- площадь поперечного сечения наплавленного металла шва данного типа сварного соединения которая рассчитывается по номинальным размерам конструктивных элементов подготовленных кромок свариваемых деталей и шва сварного соединения по ГОСТ 14771-76 см2;
ρ – плотность металла принятая для углеродистых и низколегированных сталей равной 785 гсм3 ;
Шов № 1 лист толщиной 8 мм сварное соединение С 7 диаметр электрода 2 мм;
режим сварки : сила тока 230 А 28 В средняя скорость сварки 48 мч.
Находим массу наплавленного металла :
М= 114*785*759*10-3=679 кгм
Коэффициент расхода сварочной проволоки kp=107.
Норматив расхода сварочной проволоки на 1 м шва составляет кг:
Определяем основное время сварки Т0=076*6048= 095 мин.
Результаты расчетов сведем в итоговую таблицу 1.21.
Таблица 19- Результаты расхода сварочных материалов
Масса наплавленного металла кгм
Расход сварочной проволоки на 1 м шва кг
Основное время сварки мин
Расчет режимов на сварное соединение №2 (№4)
Выбор и расчет сварных соединений и подготовки кромок на шов №2
Конструктивные элементы шва № 2 соединения У3 по ГОСТ 8713-79 представлены в таблице 20
Таблица 20 – Конструктивные элементы
Сварочная проволока СВ-06Х19Н9Т ГОСТ 2246-70.
Защитная среда Аргон ГОСТ 10157-2016.
Полярность- обратная .
Расчет режимов сварки и расчет расхода сварочных материалов на шов №2 ГОСТ 23517-79-У3-УП (№4)
Сварка в среде углекислого газа [10] широко применяется при изготовлении конструкций из углеродистых низколегированных теплоустойчивых сталей среднелегированных хромоникелевых и аустенитных сталей.
Основные типы соединений выполняемые в среде углекислого газа регламентированы ГОСТ 14771-76.
Основными параметрами режима сварки в среде углекислого газа являются: диаметр электродной проволоки dэл мм; сила сварочного тока Iсв А.; напряжение на дуге Uд В; скорость сварки Vсв мч; расход защитного газа qr..
Дополнительными параметрами режима являются: род тока; полярность при постоянном токе.
Глубина провара (h) при сварке определяем по формуле 1.10:
kh – коэффициент пропорциональности. Для сварки в среде углекислого газа равен 21.
Iсв = 100·4 21 = 190 А .
Диаметр сварочной проволоки рассчитываем по формуле 1.11:
dэл = 2Iсв j· мм (1.11)
dэл =155 мм – расчетное. Принимаем 12 мм.
Оптимальное напряжение дуги определяем по формуле 1.12:
Скорость сварки примерно определяем как (1.13):
Скорость подачи электродной проволоки определим по формуле 1.14:
Vпод= 4LН·Iсв γ ·dэл 2 мч (1.14)
где LН – коэффициент наплавки – 116 гА·ч; – 314;
Результаты расчета режима сварки стыкового шва занесем в табл. 21
Таблица 21- Режимы сварки стыкового шва в среде углекислого газа
Норматив расхода сварочной проволоки Нр кг в общем виде по формуле 1.15:
Масса наплавленного металла М в кг на 1 м шва определяется по формуле 1.16:
Расчет норматива расхода защитного газа
Норматив расхода защитного газа HГ в литрах или кубических метрах на 1 м шва определяется по формуле 1.17:
где НУГ – удельный расход защитного газа м3с (лмин);
n – количество проходов i = 1 2 3 n (величина сечения каждого прохода для сварки стыковых соединений проволоками диаметром 14 – 16 не должна превышать 30-40 мм2 а диаметром 2 мм – 40-60 мм2).
Расход защитного газа НДГ в литрах или кубических метрах на каждый проход рассчитывается по формуле 1.18:
где ТПЗ - время на подготовительно-заключительные операции (продувку горелки до сварки настройку режимов сварки обдув места сварки по окончании процесса) с (мин).
Значение ТПЗ для мелкосерийного производства можно принять равным 12 с (02 мин) для крупносерийного и массового – 6 с (01 мин) на каждый проход.
Расход защитного газа оцениваем в зависимости от толщины свариваемого металла. Для листа толщиной 8 мм принимаем расход 15 лмин.
Шов № 4 толщиной 8 мм сварное соединение У3 сварочная проволока Cв-06Х19Н9Т диаметром 12 мм;
режим сварки : сила тока 190 А напряжение20 В средняя скорость сварки 236 мч.
М= 154*785*2167*10-3=262 кгм
Коэффициент расхода сварочной проволоки kp=111.
Определяем основное время сварки Т0=21*60236=53мин.
Норматив расхода газа определяем по формуле 1.19:
Нг= Нуг * Т0 + Нуг * Тпз = Нуг (Т0 + Тпз) (1.19)
Нг = 15 (053+02)= 11 лм.
Результаты расчетов сведем в итоговую таблицу .23
Таблица 23- Результаты расхода сварочных материалов
Расчет режимов на сварное соединение №3 (№5)
Выбор и расчет сварных соединений и подготовки кромок на шов №3
Конструктивные элементы шва № 3 соединения Т2 по ГОСТ 23518-79 представлены в таблице 24
Таблица 24 – Конструктивные элементы
Расчет режимов сварки и расчет расхода сварочных материалов на шов №3 (№ 5) ГОСТ 23517-79-Т2-УП.
При сварке таких швов диаметр электродной проволоки выбирается в зависимости от толщины металла.
Глубина провара (h) при сварке с первой стороны определяем по формуле:
h = S 2 ± 1 = 82=3 мм.
Iсв = 100·4 21 = 142 А .
Диаметр сварочной проволоки рассчитываем по формуле 1.25:
dэл = 2Iсв j· мм (1.25)
dэл =134 мм – расчетное. Принимаем 12 мм.
Оптимальное напряжение дуги определяем по формуле:
Скорость сварки примерно определяем как (1.27):
Скорость подачи электродной проволоки определяестя по формуле 1.28:
Vпод= 4LН·Iсв γ ·dэл 2 мч (1.28)
Результаты расчета режима сварки стыкового шва занесем в табл. 25
Таблица 25- Режимы сварки стыкового шва в среде углекислого газа
Норматив расхода сварочной проволоки Нр кг в общем виде (1.28):
Масса наплавленного металла М в кг на 1 м шва определяется по формуле 1.29:
Норматив расхода защитного газа HГ в литрах или кубических метрах на 1 м шва определяется по формуле 1.30:
Расход защитного газа НДГ в литрах или кубических метрах на каждый проход рассчитывается по формуле 1.31:
Шов № 5 лист толщиной 8 мм сварное соединение Т 2 сварочная проволока Cв-06Х19Н9Т диаметром 12 мм;
режим сварки : сила тока 142 А напряжение25 В средняя скорость сварки 21 мч.
М= 418*785*759*10-3=249 кгм
Определяем основное время сварки Т0=76*6021=217 мин.
Норматив расхода газа определяем:
Нг= Нуг * Т0 + Нуг * Тпз = Нуг (Т0 + Тпз) = 15 (217+02)= 356 лм.
Результаты расчетов сведем в итоговую таблицу 26
Таблица 26- Результаты расхода сварочных материалов
При выборе сварочного источника руководствуемся следующими требованиями [12]:
рассчитан на номинальный ток сварки при ПВ 100%;
иметь номинальное напряжение до 30 В;
иметь номинальную мощность больше расчетной:
где U – рабочее напряжение сварочного процесса В; I – рабочий ток сварки А; 1 2 – к.п.д. источника и коэффициент запаса соответственно.
Выберем в качестве сварочного полуавтомата Сварог TECH MIG 3500 (рис. 1.8) [13] который удовлетворяет основным нашим требованиям и коэффициент добротности которого равен
Рис. 8 Сварочный полуавтомат Сварог TECH MIG 3500
Сварог TECH MIG 3500 - промышленный сварочный полуавтомат для механизированной сварки MIGMAG в среде газов сварки порошковой проволокой FCAW и ручной дуговой MMA сварки;
Рассчитан на продолжительную работу там где требуется сварка металлических изделий различной толщины.
Основные характеристики сварочного полуавтомата TECH MIG 3500 представлены в таблице 1.28.
Таблица 1.28- Основные характеристики сварочного полуавтомата TECH MIG 3500
Источник тока подающее устройство и баллон с защитным газом устанавливаются на стальную тележку. Возможно также установить ящик для инструментов или блок водяного охлаждения;
Скорость подачи проволоки: 18–16 ммин.
Выберем в качестве аппарата для автоматической сварки MZ 630 (J38) Сварог (рис. 1.9) [14] который удовлетворяет основным нашим требованиям и коэффициент добротности которого равен
Рис. 9 Сварочный автомат Сварог MZ 630
Основные характеристики сварочного полуавтомата TECH MIG 3500 представлены в таблице 1.29.
Таблица 1.29- Основные характеристики сварочного полуавтомата TECH MIG 3500
Аппарат MZ 630 (J38) предназначен для автоматической сварки под слоем флюса — это высокопроизводительный способ сварки который применяется для быстрого и качественного соединения за один проход продолжительных швов длиной от нескольких метров и толщиной свариваемых кромок до 30 мм;
Состоит из мощного инверторного источника питания и передвижной каретки (трактора) на которую установлен механизм подачи проволоки тридцатикилограммовая кассета с проволокой бункер со сварочным флюсом и блок управления всем автоматом;
Автоматизированы все операции: возбуждение и поддержание горения дуги подача сварочной проволоки перемещение проволоки вдоль свариваемых кромок с заданной скоростью защита дуги и сварочной ванны от действия воздуха (дуга горит под слоем флюса) прекращение сварки и заварка кратера в конце шва и др.;
Шов получается идеально гладкий и ровный что обеспечивается автоматической равномерной подачей проволоки и непрерывной скоростью сварки;
Рабочая скорость: 15 - 72 мчас.
Рекомендации по применению:
Автомат производит сварку соединений встык с разделкой и без разделки кромок угловых швов наклонным электродом а также нахлесточных швов. Швы могут быть прямолинейными или кольцевыми.
В данном случае целесообразно разделить процесс производства емкости на отдельные подпроцессы (процессы изготовления отдельных узлов) что даст возможность выполнить процессы одновременно. После чего конечные процессы объединить в один.
Изготовление обечайки
Доставить трубы листовой прокат днища и кронштейны на место сборки;
Править листовой прокат на листоправильных вальцах;
Очистить металл от грязи ржавчины и окалины дробеструйной обработкой;
Передать листовой прокат на слесарный участок;
Разметить листовой прокат;
Зачистить кромки под сварку;
Передать заготовки на участок вальцевания;
Произвести предварительное подгибание кромок листовых заготовок;
Свальцевать обечайку диаметром 1000 мм;
Передать заготовку обечайки на участок сборки и сварки продольного шва;
Установить заготовку на установке;
Выполнить сварку продольного шва;
Передать обечайку на слесарный участок;
Срезать выводные планки и зачистить шов;
Разметить отверстие в обечайке;
Вырезать отверстие по разметке.
После сборки и сварки обечаек корпус (без днищ) должен удовлетворять следующим требованиям:
а) отклонение по длине не более ±03% номинальной длины но не более ±75 мм;
б) отклонение от прямолинейности не более 2 мм на длине 1 м но не более 30 мм при длине корпуса свыше 15 м;
в) отклонение от прямолинейности корпуса (без днищ) сосудов с внутренними устройствами устанавливаемыми в собранном виде не превышает величину номинального зазора между внутренним диаметром корпуса и наружным диаметром устройства на участке установки.
Усиления кольцевых и продольных швов на внутренней поверхности корпуса следует зачищать в местах если они мешают установке внутренних устройств.
Усиления сварных швов не снимают у корпусов сосудов изготовленных из двухслойных и коррозионно-стойких сталей; при этом у деталей внутренних устройств делают местную выемку в местах прилегания к сварному шву. В случае если зачистка таких внутренних швов необходима следует предусматривать технологию сварки обеспечивающую коррозионную стойкость зачищенного шва.
Отклонение внутреннего (наружного) диаметра в цилиндрической части отбортованных днищ и полусферического днища допускается не более ±1% номинального диаметра. Относительная овальность допускается не более 1% если не установлено более жестких требований.
Днища изготовленные из коррозионно-стойкой стали аустенитного класса методом горячей штамповки или горячего фланжирования а также днища прошедшие термообработку или горячую правку следует очищать от окалины если это требование предусмотрено технической документацией. Пассивирование рабочей поверхности днищ производится по требованию технической документации.
Элементы привариваемые непосредственно к корпусу изнутри или снаружи: лапы цилиндрические опоры подкладки под фирменные пластинки опорные кольца под тарелки и др. должны изготавливаться из материалов обладающих хорошей свариваемостью и иметь с материалом корпуса близкие значения коэффициентов линейного расширения. При этом разница в значениях коэффициентов линейного расширения не должна превышать 10 %.
Методы разметки заготовок деталей из сталей аустенитного класса марок 12Х18Н10Т 10Х17Н13М3Т 08Х17Н15М3Т и др. и двухслойных сталей с коррозионно-стойким слоем из этих сталей не должны допускать повреждений рабочей поверхности деталей.
На поверхности обечаек и днищ не допускаются риски забоины царапины раковины и другие дефекты если их глубина превышает минусовые предельные отклонения предусмотренные соответствующими стандартами и техническими условиями или если после их устранения толщина стенки будет менее допускаемой по расчету.
Поверхности деталей следует очищать от брызг металла полученных в результате термической (огневой) резки и сварки.
Заусенцы следует удалять а острые кромки деталей и узлов притуплять.
Все глухие части сборочных единиц и элементов внутренних устройств должны иметь дренажные отверстия расположенные в самых низких местах этих сборочных единиц и элементов для обеспечения полного слива жидкости в случае остановки сосуда.
Все глухие полости сосудов и их частей должны иметь отверстия для удаления воздуха.
В сварочных соединениях не допускаются следующие наружные дефекты:
– трещины всех видов и направлений;
– свищи и пористость наружной поверхности шва;
– наплавы прожоги и незаплавленные кратеры;
– смещение и совместный увод кромок свариваемых элементов свыше предусмотренных норм;
– несоответствие формы и размеров требованиям стандартов технических условий или проекта;
– поры выходящие за пределы установленных норм;
– чешуйчатость поверхности и глубина впадин между валиками шва превышающие допуск на усиление шва по высоте.
Не допускаются дефекты площадью более 1000 мм2 при чувствительности контроля Д5Э по ГОСТ 22727-88. На одном метре длины контролируемой кромки допускается не более трёх зафиксированных дефектов (пор) при минимальном расстоянии между ними 100 мм.
В случае обнаружения недопустимых дефектов исправления производятся в соответствии с Инструкцией на исправление методом дуговой сварки строчечных дефектов выявляемых в процессе изготовления толстостенной нефтехимической аппаратуры.
Оси резьбовых отверстий деталей внутренних устройств должны быть перпендикулярными к опорным поверхностям. Допуск перпендикулярности должен быть в пределах 15-й степени точности если не предъявляются в документации более жесткие требования.
При установке штуцеров и люков:
– позиционное отклонение (в радиусном измерении) осей штуцеров и люков допускается не более ±10 мм;
– отклонения диаметров отверстий под штуцера и люки должны быть в пределах зазоров допускаемых для сварных соединений;
– оси отверстий для болтов и шпилек фланцев не рекомендуется совмещать с главными осями сосудов и следует располагать симметрично относительно этих осей при этом отклонение от симметричности допускается не более ±5°;
– отклонение по высоте (вылету) штуцеров допускается не более ±5 мм.
Маркировку сосудов осуществляют в соответствии с требованиями ПБ 03-584-03.
Маркировка сосудов с толщиной стенки корпуса 4 мм и более наносится клеймением или гравировкой. Маркировка заключается в рамку выполненную атмосферостойкой краской и защищается бесцветным лаком (тонким слоем смазки). Глубина маркировки клеймением или гравировкой должна быть в пределах 02-03 мм.
Форма и цвет маркировки должны соответствовать требованиям государственного стандарта и быть отчетливо различимыми длительное время.
Цвет покрытия выбирается в зависимости от условий эксплуатации сосуда (сборочной единицы) по государственным стандартам и проекту.
Назначенные расчетные и гарантийные сроки безопасной эксплуатации сосудов указываются в технической документации. Продление сроков эксплуатации сосудов осуществляется в установленном порядке.
Транспортирование и крепление сосудов следует производить по документации изготовителя и требованиям к транспортным средствам.
Категорию и условия транспортирования и хранения сосудов в части воздействия климатических факторов внешней среды следует указывать в технической документации на конкретные сосуды. При назначении категории и условий хранения следует учитывать сроки сохраняемости комплектующих деталей.
К сосудам прилагается следующая документация:
– паспорт согласно требованиям нормативно-технической документации по промышленной безопасности для сосудов работающих под давлением;
– инструкция по монтажу;
– руководство по эксплуатации включая регламент пуска и остановки;
– ведомость запасных частей;
– расчеты на прочность;
– чертежи быстроизнашивающихся деталей (при необходимости);
– акт о проведении контрольной сборки или контрольной проверки размеров схема монтажной маркировки сборочные чертежи в трех экземплярах (для сосудов транспортируемых частями);
– эксплуатационная документация включая меры безопасности порядок эксплуатации контроля ремонта диагностирования и освидетельствования;
– техническая документация на комплектующие изделия (электродвигатели редукторы насосы и др.).
Общие сведения и организация контроля [15]
По ГОСТ 15467-79 качество продукции - это сумма свойств продукции говорящих о ее пригодности удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением [16]. Качество сварных изделий зависит от соответствия материала техническим условиям состояния оборудования и оснастки правильности и уровня отработки технологической документации соблюдения технологической дисциплины а также квалификации работающих. При организации технологического процесса контроль должен быть его неотъемлемой частью. Обнаружение дефектов служит сигналом не только к отбраковке продукции но и оперативной корректировке технологии.
Сварные соединения контролируются:
- внешний осмотр и измерения;
- физический метод контроля (УЗК или просвечивание проникающим излучением);
- механические испытания;
- металлографические исследования;
- дополнительные методы которые предусмотрены инструкцией.
Ультразвуковой контроль и просвечивание проводят по всей протяженности сварного соединения с целью выявления в сварных соединениях внутренних дефектов (трещин непроваров пор шлаковых включений).
Механические испытания подвергают контрольные пластины не имеющие недопустимых дефектов с целью проверки соответствия прочностных и пластических свойств контролируемых сварных соединений.
При механическом испытании должно производиться:
- испытания на статические растяжения;
- испытание на статический изгиб или сплющивание;
- испытание на ударную вязкость.
Механические испытания проводят в соответствии ГОСТ 6996-76.
Металлографическим исследованиям подвергаются стыковые тавровые и угловые соединения образцов в тех случаях предусмотренных правилами Росгортехнадзора ТУ на изготовление изделий.
Качество контрольных соединений считается неудовлетворительным если при любом виде контроля будут обнаружены внутренние или внешние дефекты выходящие за пределы норм установленные стандартом.
Контроль изделий производят пооперационно или после окончания изготовления. Последним способом обычно контролируют несложные изделия. Качество выполнения сварки на изделии оценивают по наличию наружных или внутренних дефектов. Развитие физики открыло большие возможности для создания высокоэффективных методов дефектоскопии с высокой разрешающей способностью позволяющих проверять без разрушения качество сварных соединений в ответственных конструкциях.
В зависимости от того нарушается или не нарушается целостность сварного соединения при контроле различают неразрушающие и разрушающие методы контроля.
Исследуемые швы согласно таблице сварных швов проверяют следующими методами контроля.
Шов № 1: радиографический ГОСТ 7512-82 [17] ультразвуковая диагностика ГОСТ Р 55724-2013 [18] визуальный и измерительный контроль РД 03-606-03 [19] гидроиспытания.
Шов № 4: радиографический ГОСТ 7512-82 ультразвуковая диагностика ГОСТ Р 55724-2013 визуальный и измерительный контроль РД 03-606-03 гидроиспытания.
Шов №5: визуальный и измерительный контроль РД 03-606-03 цветная дефектоскопия ГОСТ 18442-80 гидроиспытания.
Визуальный и измерительный контроль качества сварных соединений (наплавок) в процессе сварки (наплавки) и готового сварного соединения (наплавки) выполняют с целью подтверждения их соответствия требованиям конструкторской документации ПТД и (или) НД и Правил.
Визуальный и измерительный контроль выполненных сварных соединений (конструкций узлов) проводят с целью выявления деформаций поверхностных трещин подрезов прожогов наплывов кратеров свищей пор раковин и других несплошностей и дефектов формы швов; проверки геометрических размеров сварных швов и допустимости выявленных деформаций поверхностных несплошностей и дефектов формы сварных швов.
Визуальный и измерительный контроль проводят невооруженным глазом и (или) с применением визуально-оптических приборов до 20-кратного увеличения (луп микроскопов эндоскопов зеркал и др.). При контроле материала и сварных соединений (наплавок) при изготовлении (строительстве монтаже ремонте и реконструкции) технических устройств и сооружений используют лупы с 2-7-кратным увеличением а при оценке состояния технических устройств и сооружений в процессе их эксплуатации - лупы до 20-кратного увеличения.
Радиационные методы контроля являются надежным и широко распространенными методами контроля основанными на способности рентгеновского и гамма-излучения проникать через металл. Выявление дефектов при радиационных методах основано на разном поглощении рентгеновского или гамма-излучения участками металла с дефектами и без них. Сварные соединения просвечивают специальными аппаратами. С одной стороны шва на некотором расстоянии от него помещают источник излучения с противоположной стороны плотно прижимают кассету с чувствительной фотопленкой. При просвечивании лучи проходят через сварное соединение и облучают пленку. В местах где имеются поры шлаковые включения непровары крупные трещины на пленке образуются темные пятна. Вид и размеры дефектов определяют сравнением пленки с эталонными снимками. Источниками рентгеновского излучения служат специальные аппараты (РУП-150-1 РУП-120-5-1 и др.).
Наиболее объективным и оптимальным методом контроля тавровых нахлесточных и угловых соединений является ультразвуковой [20].
Методика ультразвукового контроля обеспечивает выявление в сварных швах трещин непроваров несплавлений шлаковых включений и газовых пор с эквивалентной площадью не менее нормативных величин дефектов и указанием их количества координат расположения и условной протяженности без расшифровки характера.
При ультразвуковом контроле не гарантируется выявление дефектов в пределах мертвой зоны преобразователя в соответствии с эксплуатационной документацией на применяемые дефектоскоп и преобразователь а также дефектов в зоне индикации мешающих сигналов из-за неровности усиления шва конструктивных элементов свариваемых деталей структурных неоднородностей и плоскостных дефектов расположенных параллельно поверхности шва.
Выбор способа контроля зависит от толщины стенок сварного соединения величины усиления или катета шва характера и расположения возможных дефектов конструкции сварного соединения и наличия доступа к сварному шву.
Выбранный способ должен обеспечивать контроль всего сечения наплавленного металла.
Для сварных соединений применяют следующие способы контроля:
- прямым или раздельно - совмещенным преобразователем;
- наклонным преобразователем (прямым одно - и двукратно отраженным лучом).
Контроль прямым или раздельно - совмещенным преобразователем применяют для выявления дефектов расположенных параллельно внешней поверхности околошовной зоны.
Контроль наклонным преобразователем прямым лучом применяется для выявления дефектов в нижней (корневой) части шва.
Ультразвуковой способ использует способность ультразвуковых волн отражаться от границ разделяющих две упругие среды с разными акустическими свойствами. Посланная прибором ультразвуковая волна пройдя металл отражается от его нижней поверхности и возвращается обратно фиксируясь датчиком. При наличии внутри металла дефекта датчик отобразит искажение волны. Различные дефекты отображаются по-разному что позволяет определенным образом классифицировать их.
Цветная дефектоскопия или капиллярный контроль [21]. Капиллярный контроль основан на капиллярной активности жидкостей - их способности втягиваться проникать в мельчайшие каналы (капилляры) имеющиеся на поверхности материалов в том числе поры и трещины сварных швов. Чем выше смачиваемость жидкости и чем меньше радиус капилляра тем больше глубина и скорость проникновения жидкости.
С помощью капиллярного контроля можно контролировать материалы любого вида и формы - ферромагнитные и неферромагнитные цветные и черные металлы и их сплавы керамику пластмассы стекло. В основном капиллярный метод применяют для обнаружения невидимых или слабовидимых невооруженным глазом поверхностных дефектов с открытой полостью. Однако с помощью некоторых материалов (керосина например) можно с успехом обнаруживать и сквозные дефекты.
Контроль гидравлическим давлением применяют при проверке прочности и плотности различных сосудов котлов паро- водо- и газопроводов и других сварных конструкций работающих под избыточным давлением.
Контроль качества сварной проволоки
ГОСТ 2246-70 на присадочную проволоку сплошного сечения марки устанавливает:
- диаметр сварочной проволоки;
- химический состав;
- правила приемки и методы испытания;
- требования к упаковке и маркировке транспортировке и хранению.
Каждая бухта сварочной проволоки должна иметь металлическую бирку на которой указаны наименование и товарный знак завода изготовителя условное обозначение проволоки и номер партии. Сварочная проволока должна транспортироваться и храниться в условиях исключающих ее ржавление загрязнение и механические повреждения.
Контроль качества защитного газа
Аргон для сварки должен соответствовать ГОСТ 10157-2016 газ должен поставляться на рабочее место сварщика осушенным [22]. Содержание влаги не должно превышать допустимого значения (005%).
Перед поступлением заготовок на сборку проверяют: чистоту поверхность металла габаритные размеры качество подготовки кромок углы скоса кромок. Дефекты заготовок под сварку в значительной мере сказываются на качестве и производительности сварочных работ.
Контроль за исполнением технологического процесса [23]
Перед тем как приступить к сварке сварщик должен ознакомиться с технологическими картами в которых указывают последовательность операций.
Не менее важным является соблюдение режима сварки. После того как закончена сварка изделия сварные швы зачищают от шлака наплывов а поверхность узла - от брызг металла.
Исправление брака. Недопустимые дефекты обнаруженные в процессе изготовления (до изготовления) реконструкции монтажа ремонта наладки испытания и эксплуатации должны быть устранены с последующим контролем исправленных участков.
Технология исправления дефектов и порядок контроля устанавливаются НД разработанной в соответствии с требованиями Правил и НД.
Отклонения от принятой технологии исправления дефектов должны быть согласованы с ее разработчиком. Удаление дефектов следует проводить механическим способом с обеспечением плавных переходов в местах выборок. Максимальные размеры и форма подлежащих заварке выборок устанавливаются НД.
Допускается применение способов термической резки (строжки) для удаления внутренних дефектов с последующей обработкой поверхности выборки механическим способом.
Если при контроле исправленного участка будут обнаружены дефекты то допускается проводить повторное исправление в том же порядке что и первое.
Исправление дефектов на одном и том же участке сварного соединения допускается проводить не более трех раз.
Существует несколько основных способов сборки конструкции [24]:
В зависимости от формы размеров повторяемости элементов и характера производства сборка сварных конструкций может осуществляться 1) по разметке 2) по контрольным отверстиям 3) при помощи шаблоновупоров-фиксаторов кондукторов и других специальных приспособлений облегчающих и упрощающих сборку.
При сборке под сварку в частности кольцевых стыков емкостей необходимо обеспечить полное совпадение стыкуемых кромок как по толщине так и по периметру т.к. только при этих условиях возможна качественная сварка.
Способ сварки кольцевых стыков емкостей включающий изготовление обечаек и днищ сборку свариваемых деталей на разборном подкладном кольце сварку кольцевого стыка и удаление подкладного кольца отличающийся тем что перед сборкой кромки свариваемых деталей нагревают наружным гибким нагревательным элементом и в нагретом состоянии свободно надвигают на собранное вне емкости подкладное кольцо до полного контакта торцевых поверхностей свариваемых деталей отключают нагревательный элемент и полученную сборку охлаждают до комнатной температуры после чего выполняют сварку кольцевого стыка и удаляют подкладное кольцо.
Устройство для сборки под сварку кольцевых стыков емкостей содержащее разборное подкладное кольцо состоящее из соединенных между собой отдельных частей отличающееся тем что оно снабжено наружными гибкими нагревательными элементами для нагрева кромок свариваемых деталей а подкладное кольцо выполнено диаметром большим диаметра свариваемых деталей для обеспечения необходимого монтажного зазора при их нагреве и гарантированного натяга между подкладным кольцом и свариваемыми деталями при охлаждении при этом отдельные части подкладного кольца соединены между собой без зазоров коническими болтовыми соединениями а поверхности контакта отдельных частей выполнены под углом к плоскости кольца для обеспечения свободного разъединения частей кольца при его разборке после сварки.
Расчёт многозвеневого центратора.
Зажимные устройства должны обеспечивать:
- надежность в работе простоту по конструкции и удобство в обслуживании;
- исключение деформирования закрепляемой заготовки и сохранение целостность их поверхности;
- закрепление и открепление заготовок с минимальной затратой сил и времени;
- равномерный зажим заготовок особенно в многоместных приспособлениях;
- исключение смещения заготовки при ее закреплении.
Место приложения сил закрепления выбирают из условия наибольшей жесткости и устойчивости крепления заготовки и ее минимальной деформации.
В ручных зажимных устройствах сила на рукоятке не должна превышать 150 Н. Значения моментов развиваемых рукой на маховичках и рукоятках различных конструкций и размеров приведены в таблице 4.1.
Средняя продолжительность закрепления заготовок различными зажимными устройствами составляет:
- в трехкулачковом патроне ключом - 4 с;
- одним винтовым зажимом (ключом) - 45 с;
- штурвалом - 25 с; поворотом рычага - 25 с;
- маховичком или звездочкой – 2 с;
- поворотом рукоятки пневмо- и гидрокрана - 15 с.
При необходимости увеличения: усилия зажима применяют приспособления с силовыми (пневматическими гидравлическими) узлами.
Расчёт передачи винт-гайка.
Передача винт-гайка используется для движения рабочей части механизма пережима и для передачи поступательного усилия на пережемной наконечник. Скорость выдвижения 115 мммин усилие на конце винта рассчитано и равно 10000 Н.
По рекомендациям выбираем материал винта и гайки:
винт: сталь 45 ГОСТ 1050-88 в=588 Мпа т=353 Мпа;
гайка:сталь 3 ГОСТ 380-2005 в=490 Мпа.
-допускаемое напряжение на сжатие винта Мпа.
где: т- предел текучести материала винта (т= 353 Мпа)
- коэффициент запаса (= 3 35).
Допускаемое давление для пары сталь-сталь берем из табл.
Конструкцию гайки принимаем цельную соответственно коэффициент высоты равен : φн = 15.
В передаче используем обычный треугольный профиль резьбы: φh = 05.
Определяем средний диаметр резьбы:
где: Р- осевая нагрузка Н (Р= 3 838 Н)
По ГОСТ 24738-81 принимаем однозаходную резьбу zр =4 d = 20 мм Р = 2 мм d2 = 16 мм d3 =194 мм.
Угол подъема резьбы:
Приведенный угол трения:
где f – коэффициент трения в резьбе для пары сталь-сталь =012.
α2 – угол наклона рабочей стороны профиля резьбы для трапецеидальной 150
Предварительно выбранный диаметр винта проверяем на прочность с учётом крутящего момента по эквивалентному напряжению в самом опасном сечении винта:
где: Мхв- крутящий момент на винте Н×мм.
Для триугольной резьбы:
где d2- средний диаметр резьбы мм
γ- угол подъёма винтовой линии
Условие прочности выполняется.
Так как винт работает в горизонтальном положение расчет винта на устойчивость производить не требуется
Произведем расчет числа витков резьбы в гайке по формуле:
Определяем наружный диаметр гайки:
- допускаемое напряжение кручения для стальных гаек (= 50 Нмм2).
Определяем КПД передачи:
где: - КПД винтовой пары.
где: ρ- угол трения (при расчётах принимается ρ 6о)
вп= (09 095)×028 = 035
ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Рассмотрим возможность изготовления сварного изделия емкости дренажной для шлама с использованием двух способов сварки – ручной дуговой сварки плавящимся электродом в среде аргона (базовый вариант) и механизированной сварки в аргона (проектируемый вариант) на примере шва №5. Учитывая только те затраты на сварку изделия которые будут различны в сравниваемых вариантах выберем лучший вариант [27].
1 Расчет затрат на сварочные материалы
Определяем стоимость сварочных материалов. Для этого находим расход сварочных материалов при двух способов сварки. При ручной дуговой сварке и механизированной в среде аргона.
Расчетные данные представлены в табл. 3.1 – 3.7.
Таблица 27- Затраты на сварочные материалы
Исходные данные и расчетная формула
Сравниваемые процессы
Изменение затрат рубизд
РД сварка в среде аргона
Механизированная сварка в среде аргона
-масса наплавленного металла кгизд
-коэффициент учитывающий отношение веса электродов или проволоки к весу наплавленного металла
- цена сварочной проволоки электродов рубкг
На основании полученных расчётов представленных в таблице3.1 можно сделать вывод что затраты при проектируемой технологии уменьшаться на 12637 руб.изд. в связи с меньшей массой наплавленного металла и более низким коэффициентом учитывающим отношение веса инструмента к весу наплавленного металла.
Итак затраты на защитный газ по вариантам ниже таблица 3.2.
Таблица 28- Затраты на защитный газ
- норма расхода газа (флюса) лмин (кгпог.м.)
- основное время на сварку минм
- длина сварного шва м
- цена за единицу газа (флюса) (рублкг)
Экономия по варианту 2 составляет 176905руб.
Основная заработная плата производственных рабочих определяется суммированием всех расценок на полную обработку сварной конструкции по всем операциям технологического процесса. Расценка определяется уменьшением часовой тарифной ставки соответствующего разряда на норму штучного времени. Норма штучного времени численность и профессионально-квалификационный состав звена определяется в зависимости от выбранного способа изготовления сварной конструкции.
Расчет основной заработной платы производственных рабочих занятых на производстве конструкции а также на расчет социальных отчислений производится в таблице 3.3-3.4.
Таблица 29 -Затраты на заработанную плату рабочих
- среднемесячная зарплата сварщиков
- месячный фонд времени работы рабочих часмесяц
- штучно – калькуляционное время минизд
На основе полученных расчётов представленных в таблице 3.3 можно сделать вывод что затраты при проектируемой технологии уменьшаться на 8451 руб.изд. в связи с уменьшением размера среднемесячной заработной платы рабочих и сокращением штучно-калькуляционного времени приходящегося на одно изделие.
Таблица 30 -Отчисления на социальные цели
- процент отчислений на социальные цели от основной и дополнительной заработной платы kотч=30%
Сз- - затраты на заработанную плату рабочих
Здесь также присутствует небольшая экономия за счет снижения величины штучно-калькуляционного времени по варианту 2.
3 Расчет затрат на электроэнергию по эксплуатации оборудования
Снижение затрат на энергоресурсы является одной из основных задач каждого предприятия. Это обусловлено тем что цены на электроэнергию постоянно повышаются поэтому предприятия стремятся сократить затраты на электроэнергию.
Расчет затрат производится в таблице 3.5.
Таблица 31- Затраты на электроэнергию
- основное время сварки минм;
- длина сварного шва мизд
- коэффициент полезного действия источника питания
- стоимость 1 квт-ч электроэнергии руб
Амортизационные отчисления – это отчислениячастистоимости основных фондов для возмещения их износа.
Амортизационные отчисления включаются в издержки производства или обращения. Производятся коммерческими организациями на основе установленных норм и балансовой стоимости основных фондов на которые начисляется амортизация.
Стоимость единицы оборудования норма амортизации и затраты на ремонт оборудования определены по данным предприятия где проводится производство корпусов парогенератора. Затраты на ремонт оборудования сведены в таблицу 32
Таблица 32- Затраты на ремонт оборудования
-цена оборудования соответствующего вида
- коэффициент учитывающий затраты на ремонт
-штучно- калькуляционное время минизд
-годовой фонд времени работы оборудованиячасгод
- коэффициент загрузки оборудования
По результатам расчета представленным выше более выгоден второй вариант т.е. автоматическая сварка под слоем флюса (таблица 33).
Таблица 33 -Результаты расчетов
Сварочные материалы руб.изд.
Затраты на защитный газ
Основная зарплата руб.изд.
Социальные цели руб.изд.
Электроэнергия руб.изд.
Итак более выгоден второй вариант то есть механизированная сварка в среде аргона. Этот вариант нам обходится дешевле на 17715163 руб. Выбираем второй вариант.
Годовой объем производимой продукции может быть принят равным годовой производительности оборудования по выбранному варианту сварки по формуле 3.1:
Годовой экономический эффект от применения лучшего варианта составляет по формуле 3.2:
Э = 73 · 17715163= 12932 069 руб.год.
Рассчитывая и анализируя технико-экономические показатели до и после вложений устанавливается экономическая эффективность.
Для экономической эффективности необходимо наиболее полно использовать мощности оборудования производственных площадей трудовых ресурсов а также материальных и топливо-энергетических.
Используя прогрессивное оборудование технологии и оснастку (приспособление) автоматизацию технологического процесса повышается качество сварных конструкций снижается их себестоимость растет производительность труда. Резко увеличивается эффективность капитальных вложений ускоряется оборачиваемость оборотных средств возрастают прибыль и рентабельность сварочного производства.
БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
1 Декомпозиция опасных и вредных факторов
При сварке резервуара присутствуют такие опасные факторы как: световое излучение газ высокая температура пыль тепловое и ультрафиолетовое излучение электрический ток. Открытые газовое пламя и дуга брызги жидкого металла при сварке и резке создают опасность ожогов и повышают опасность возникновения взрыва и пожара. Декомпозиция опасных и вредных производственных факторов создаваемых в агрегатном цехе соответствии с уровнем опасности приведена в таблице 1.
Таблица 34. Декомпозиция опасных и вредных факторов
Технологический процесс и
Опасности создаваемые элементами
Технологического процесса
(Рабочий газовая резка.)
Причины возникновения опасных ситуаций и производственных травм связаны с человеческим фактором.
Электрический ток. Опасность поражения людей электрическим током на производстве и в быту появляется при несоблюдении техники безопасности а также при поломки или неисправности электрического оборудования и бытовых приборов. По сравнению с другими видами производственного травматизма электротравматизм составляет небольшой процент однако по числу травм с тяжелым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест. На производстве из-за несоблюдения правил электробезопасности происходит 75% электропоражений.
Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер. Термическое воздействие тока характеризуется нагревом кожи и тканей до высокой температуры вплоть до ожогов.
Электролитическое воздействие заключается в разложении различных жидкостей организма на ионы нарушающие их свойства.
Механическое действие тока приводит к сильном сокращении мышц вплоть до их разрыва разрывам кожи кровеносных сосудов переломе костей вывихе суставов расслоении тканей.
Биологическое действие проявляется к раздражению и возбуждению живых тканей организма возникновению судорог остановке дыхания изменению режима сердечной деятельности.
Световое действие приводит к поражению слизистых оболочек глаз.
Шумы и вибрации — бич металлообрабатывающих производств поэтому борьба с ними является одной из важнейших задач охраны природы в отрасли. Для борьбы с производственными шумами используют индивидуальные средства защиты и общие средства к которым относят уменьшение шума в источнике его образования и ослабление шума по пути его распространения.
Для снижения уровня производственного шума используют звукоизоляцию звукопоглощение и глушители шума. К средствам звукоизоляции относят звукоизолирующие ограждения (в том числе и из растений) звукоизолирующие кабины акустические экраны и звукоизолирующие кожухи. Применение этих средств снижает воздействие звукового давления на 30-40 дБ. Для снижения уровня аэродинамических шумов применяют глушители шума устанавливаемые на воздуховодах. Они снижают их уровень на 15-30 дБ.
Ослабления шума можно добиться рациональной планировкой предприятий цехов и оптимальным размещением оборудования. Существуют и другие методы борьбы с шумом и вибрациями которые в данном пособии не рассматриваются.
(Сварщик роликовый вращатель сварочный полуавтомат)
Освещенность производственных помещений и рабочих мест также влияет на работу человека и его производительность труда. Дефекты освещения вызывают перенапряжение органов зрения приводят к более быстрому утомлению к снижению работоспособности и в ряде случаев становятся причинами производственного травматизма. Лучше всего зрительный аппарат человека приспосабливается к естественному освещению. Поэтому во время работы при искусственном освещении необходимо использовать такие источники света которые создают световой поток близкий по своему спектральному составу к солнечному свету.
Вентиляция производственных помещений имеет особенную важность: она не только лишь призвана снабдить всех работников свежим воздухом который необходим для их хорошего самочувствия и существенного повышения работоспособности но и по сути является залогом безопасности данного здания. И само собой виды вентиляции производственных помещений бывают самые разные
По способу перемещения воздуха вентиляция делится на естественную и механическую.
В зависимости от способа организации воздухообмена вентиляция может быть местной и общеобменной.
По принципу действия вентиляционные установки подразделяют на:
вытяжные (предназначенные для удаления воздуха) которые в свою очередь могут быть местными и общими;
приточные (осуществляют подачу воздуха) которые подразделяются на местные (воздушные души завесы оазисы) и общие (рассеянный или сосредоточенный приток).
Лучи электрической дуги оказывают вредное влияние на сварщиков и находящихся рядом людей. По своим свойствам они разделяются на видимые и невидимые.
К видимым относят световые лучи электрической дуги которые ослепляюще действуют на глаза а при длительном облучении ослабляют зрение (свет дуги примерно в 10 тыс. раз сильнее нормального света для человеческого глаза). К невидимым относятся ультрафиолетовые и инфракрасные лучи которые вызывают воспаления глаз и кожи.
Ультрафиолетовые лучи действуют на сетчатку и роговую оболочку глаз. Если в течение нескольких минут смотреть на свет дуги без защитных средств то через определенное время (от 1 до 5 ч и более) появляется светобоязнь слезотечение и сильные боли в глазах; создается впечатление что глаза засорены песком. Небольшие воспаления глаз проходят через несколько часов.
Инфракрасные лучи при длительном действии вызывают заболевания глаз способствуют потери зрения (катаракта хрусталика).
Кроме того свет дуги вызывает на открытых частях тела ожоги такие же как солнечные.
Электрические ожоги — наиболее распространенная электротравма возникает в результате локального воздействия тока на ткани. Ожоги бывают двух видов — контактный и дуговой.
Контактный ожог является следствием преобразования электрической энергии в тепловую и возникает в основном в электроустановках напряжением до
Электрический ожог – это как бы аварийная система защита организма так как обуглившиеся ткани в силу большей сопротивляемости чем обычная кожа не позволяют электричеству проникнуть вглубь к жизненно важным системам и органам. Иначе говоря благодаря ожогу ток заходит в тупик.
Рентгеновский контроль
(Оператор рентгеновский аппарат)
Воздействие радиационного излучения на людей называют облучением. В процессе излучения энергия радиации переходит к клеткам таким образом разрушая их. Радиация пагубно действует на органы человека к тому же может вызывать различного рода заболевания осложнения особенно страдают делящиеся клетки вывод радиация сильно опасна для всех детей.
Радиоактивные вещества имеют возможность проникнуть в организм человека с едой и жидкостью в процессе дыхания в процессе внешнего облучения когда эпицентр радиации находится поза телом. Наиболее опасным принято считать внутреннее облучение.
По мнению большинства людей очень важно в повседневной жизни контролировать уровень радиации окружающей среды пищи воды производственного оборудования. Для таких целей применяются такие приборы как дозиметры радиомеры. Данные приборы бывают переносными и стационарными промышленными и для домашних целей. У нас на сайте вы можете выбрать для себя любой прибор на ваше усмотрение.
Ультразвуковой контроль
(контролер ультразвуковой аппарат)
К работе с ультразвуковыми дефектоскопами допускают лиц прошедших инструктаж по правилам техники безопасности и имеющих соответствующее удостоверение. Перед проведением контроля на большой высоте в труднодоступных местах или внутри металлоконструкций оператор проходит дополнительный инструктаж а его работу контролирует служба техники безопасности.
Ультразвуковой дефектоскоп при работе заземляют медным проводом сечением не менее 25 мм2. Работать с незаземленным дефектоскопом категорически запрещается. При отсутствии на рабочем месте розетки подключать и отключать дефектоскоп может только дежурный электрик.
Запрещается проводить контроль вблизи сварочных работ при отсутствии защиты от лучей электрической дуги.
Отгрузка готового изделия заказчику
(Стропальщик крановщик мостовой кран)
Физические перегрузки (физическая динамическая нагрузка масса поднимаемого и перемещаемого груза вручную стереотипные рабочие движения статическая нагрузка рабочая поза наклоны корпуса перемещение в пространстве)
Вибрации при работе мостового крана возникают как в вертикальной так и в горизонтальной плоскостях. Вертикальные колебания кранового моста имеют диапазон частот-15—80 Гц. Горизонтальные колебания которые передаются кабине управления в результате раскачивания груза— диапазон частот 02—10 Гц. Учитывая что резонансная частота колебаний органов человеческого тела находится в диапазоне частот 1 —15 Гц машинист подвергается вертикальным колебаниям наиболее неблагоприятного спектра.
В результате декомпозиции вредных факторов установлено что наибольшую опасность представляют собой: загрязнение воздуха рабочего пространства недостаточное освещение и необходимость зануления оборудования подключенного к электросети. На основании этого необходимо произвести инженерные решения поставленных задач в частности искусственного освещения вентиляции зануления.
2 Инженерные решения по обеспечению безопасности
2.1. Расчет вентиляции
Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции.
Габаритные размеры цеха м
Установочная мощность оборудования кВт
Категория тяжести работы
Наименование вредного вещества
Количество выделяемого вредного вещества мгч
ПДК вредного вещества
Расход приточного воздуха (м³ч) необходимый для отвода избыточной теплоты
Li = Qизбс p (tуд-tпр)
где Qизб - избыточное количество теплоты (кДжч);
с – теплостойкость воздуха (Дж(кг·К)) с = 12 кДж;
tуд - температура воздуха удаляемая из помещения принимается равной температуре воздуха в рабочей зоне;
tпр- температура приточного воздуха равная - 223 °C;
p - плотность воздуха;
P = 35327322.3 = 1.2 кгм³
где Qпр - теплота поступающая в помещение от различных источников;
Qрасч - теплота расходуемая стенами здания и уходящая с нагретыми материалами;
где Qзп - теплота выделяемая при работе электродвигателей оборудования (кДжч);
Qy - теплота выделяемая работающим персоналом (кДжч);
где - коэффициент учитывающий загрузку оборудования одновременность его работы режим работы;
N – общая установленная мощность электродвигателей (кВт).
где n – число работающих человек
Ky - теплота выделяемая одним человеком.
Qзп = 3528 03 900 = 952560 кДжч
Qy = 30 300 = 9000 кДжч
Qпр = 952560+9000 = 961560 кДжч
L1 = 9615601.2 1.2 1.4 = 4765 кДжч
Расход приточного воздуха (м³ч) необходимый для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах
где G – количество выделяемых вредных веществ (мгч);
qуд - концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе которая не должна превышать предельно допустимую (мгм³);
qпр - концентрация вредных веществ в приточном воздухе.
L2 = 75000200-60 = 5357 м3ч
Кратность воздухообмена К (1ч)
где Vе - внутренний свободный объем помещения (м³)
Ve = a b h = 96 30 10 = 28800 м3
К = 5357 28800 = 00186 lч.
Осевой вентилятор Flexit ALBATROS L30RW мощностью 2500 Вт
Диаметр круглой воздухоприемной воронки (D=500мм)
Рис. 10 Схема вентиляции:
-местный отсос; 2-воздуховод; 3-вентилятор.
2.2. Расчет освещения
Расчет общего освещения.
Производственное помещение
Габаритные размеры помещения м
Наименьший размер объекта различения
Контраст объекта различения с фоном
Характеристика помещения по условиям среды
Участок по сборке и сварки стенки
небольшая запыленность
Определяем разряд и подразряд зрительной работы нормы освещенности на рабочем месте.
Характеристика зрительной работы – средняя точность.
Разряд зрительной работы – 3.
Подразряд зрительной работы – Г.
Комбинированное освещение – 750 лк.
Общее освещение – 300 лк.
Рассчитываем число светильников
где S – площадь помещения
S = А В = 96 30 = 2880 м2
L – расстояние между опорами светильников
L = 1 H = 1 10 = 10 м
М – расстояние между параллельными рядами
М ≥ 06 Н М ≥ 06 10 = 7м
N = 288010 7 = 411 = 40шт.
Расчетный световой поток
где Z = 11; К = 18; Еn = 300 4 = 75;
показатель помещения:
i = А ВНy(A+B) = 96 30 10 (96+30) = 2.23
=046 – коэффициент использования светового потока ламп;
Фрасч = 75 11 18 28808 057 = 427680368 = 116217лм
Фрасч = 116217 2 = 58108 лм
Выбрана металлогалогенная лампа ДРИ 700.
Потребляемая мощность Вт осветительной установки:
P = 700 40 2 = 56000 Вт
Вывод: для данного участка для сборки и сварки аккомулятора импульсного газа требуется 40 светильников ЛЛ в каждом по 2 лампы; тип и мощность лампы – ДРИ 7000; общая потребляемая мощность 56000 Вт.
Рис. 11 Схема расположения светильников.
2.3 Расчёт заземляющего устройства
Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентами металлических нетоковедущих частей электроустановки которые могут оказаться под напряжением.
Заземление предназначено для защиты от поражения электрическим током при прикосновении к нетоковедущим металлическим частям электроустановки оказавшимся под напряжением.
Сущность защиты с помощью заземления заключается в создании такого соединения металлических нетоковедущих частей с землей которое обладало бы достаточно малым сопротивлением чтобы сила тока проходящего через человека не достигала опасного значения.
Заземляются все части электроустановок (станины электродвигателей корпуса трансформаторов рубильников и выключателей осветительная арматура защитные панели крановые пути и т.д.) которые могут оказаться под напряжением вследствие повреждения изоляции. При проведении сварочных работ производят заземление корпусов источников питания сварочной дуги.
Заземляющее устройство состоит из заземлителей и заземляющих проводников. Заземлители представляют собой стальные трубы диаметром 50 70 мм с толщиной стенок 3 5 мм либо стержни из угловой стали размером мм или мм забиваемые в землю на глубину 2 25 м с шагом равным или кратным их длине так чтобы их верхние части были под поверхностью земли на глубине 05 08 м.
Определим сопротивление [Ом] одиночного трубчатого заземлителя вертикально установленного в земле по формуле:
где ρ - удельное сопротивление грунта ρ= 4060 Омсм3;
d - диаметр трубы d=5 см;
h - глубина заложения трубы от поверхности земли h=50 см.
Так как сопротивление одиночного заземлителя превышает нормативное значение (3 Ом) используем несколько параллельно соединенных одиночных заземлителей расположенных на расстоянии 25 м друг от друга.
Требуемое число заземлителей определяется по формуле:
где - нормативное значение сопротивления заземляющего устройства ;
- коэффициент использования трубчатых заземлителей учитывающий условия экранирования тока и зависящий от способа размещения электродов
3 Рекомендации по снижению вредного воздествия
Рекомендации по снижению шума. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования заменять ударные процессы на безударные шире использовать принудительное смазывание трущихся поверхностей применять балансировку вращающихся частей.
Значительное снижение шума достигается при замене подшипников качения на подшипники скольжения зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчатоременными передачами металлических деталей деталями из пластмасс.
Снижения аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока улучшением аэродинамики конструкции звукоизоляции и установки глушителей.
Широкое распространение получили методы снижения шума на пути его распространения посредством установки звукоизолирующих и звукопоглощающих преград в виде экранов перегородок кабин и др.
Рекомендации по снижению радиационного излучения. При работах в условиях наличия радиоактивных загрязнений или вероятности возможного появления их в любой момент необходимо помнить что лучше предотвратить загрязнение персонала применяемых им СИЗ техники радионуклидами чем затем ее продезактивировать. Для достижения допустимых норм при радиоактивном загрязнении технических средств в отведенных для этого местах производится дезактивация которая может быть частичной или полной. Частичная дезактивация проводится при условии превышения контрольного уровня загрязнения техники по данным радиометрических измерений. Радиометрический контроль радиоактивного загрязнения осуществляется как до так и после дезактивации. Полная дезактивация проводится по результатам радиометрического контроля после частичной дезактивации если не удалось достичь установленных уровней.
Дезактивация заканчивается по достижении предельно допустимых или неснижаемых уровней установленных органами Госкомсанэпиднадзора.
Рекомендации по снижению запыленности. В работе использованы два способа отбора проб воздуха на пыль при испытании вентиляционных систем:
а) метод внутренней фильтрации при котором пылеотборное устройство устанавливается непосредственно в воздуховоде;
б) метод внешней фильтрации когда пылеулавливающее устройство располагается вне воздуховода и исследуемый воздух направляется к аналитическому фильтру с помощью пылеотборной трубки.
В результате разработки технологического процесса сборки и сварки аккомулятора импульсного газа были рассмотрены: проблемы охраны труда вредоносные факторы сопровождающие процесс сборочно-сварочных операций.
Был произведен расчет:
) потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции.
) общего освещения сборочного участка;
) защитного заземления.
Даны рекомендации в выборе спецодежды сварщиков в зависимости от условий труда и методов сварки рекомендуемые светофильтры для дуговой сварки металлическим электродом рекомендуемые светофильтры при газовой сварки и кислородной резки.
Была произведена оценка технологического процесса в чрезвычайных ситуациях оценка эффективности мероприятий по безопасности
В дипломном проекте была разработана технология сварки кольцевых швов корпуса емкости насоса механизированной сваркой в среде аргона и автоматической сваркой под флюсом. Выбраны сварочные материалы исходя из рациональности и свариваемости. Проведен расчет на прочность сварных швов с учетом напряжения в швах. Проведен расчет режимов сварки под флюсом и механизированной в среде аргона. Рассчитан норматив расхода сварочной проволоки электрода (автоматическая сварка) расчета расхода защитного газа. Представлен вариант схемы сварочного участка.
Ожидаемый экономический эффект при данной программе выпуска составляет 12932069 руб. в год. При увеличении программы выпуска ожидаемый годовой эффект должен увеличиваться а затраты на изготовление уменьшаться.
Проведен анализ безопасности проведения сварочных работ и обеспечена экологическая безопасность проекта.
Козловский С.Н. Введение в сварочные технологии : учеб. пособие С. Н. Козловский. - СПб. ; М. ; Краснодар : Лань 2011. - 416 с.
Овчинников В.В. Расчет и проектирование сварных конструкций : учеб. В. В. Овчинников. - М. : ИЦ "Академия" 2010. - 256 с.
Азаров Н.А. Производство сварных конструкций: учебное пособие Азаров Н.А.— Томск: Томский политехнический университет 2010.— 141 c.
Маслов В.И. Сварочные работы В.И. Маслов – М. : Изд-во М. 1999. - 246 с.
Нормирование расхода сварочных материалов при сварке в углекислом газе и его смесях: справочное пособие ИЭС им. Е.О.Патона – Киев: Екотехнологiя 2008. - 68 с.
Милютин В.С. Источники питания для сварки В.С. Милютин М.П. Шалимов С.М. Шанчуров. – М.: Айрис-пресс 2007. – 384 с
Овчинников В.В. Контроль качества сварных соединений В. В. Овчинников. — 3-е изд. стер. — М. : Издательский центр «Академия» 2014. — 208 с.
ГОСТ 15467-79. Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения. - Введ. 1979–06–30. – М.: Изд-во стандартов 2015. – 21с. : ил.
ГОСТ 7512-82. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод. - Введ. 1984–01–01. – М.: Изд-во стандартов 2008. – 18с. : ил.
ГОСТ Р 55724-2013. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые. - Введ. 2015–07–01. – М.: Изд-во стандартов 2014. – 41с. : ил.
РД 03-606-03. Инструкция по визуальному и измерительному контролю. - Введ. 2003–07–13. – М.: Изд-во стандартов 2004. – 29с. : ил.
ГОСТ 18442-80. Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования - Введ. 1981–06–30. - М.: Издательство стандартов1991. – 16 с.
ГОСТ 8050-76. Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия – Введ. 1992–01–01. - М.: Издательство стандартов 2015. – 25 с. : ил.
Николаев Г.А. Сварные конструкции. Прочность сварных соединении и деформации конструкции: Учебное пособие Г.А. Николаев С.А. Куркин В.А. Винокуров – М.: Высшая школа 1982. – 272с
Таубер Б.А. Сборочно-сварочные приспособления и механизмы: Учебное пособие. – М.: Государственное научно-техническое издание машиностроительной литературы 1961. – 414с.
Красовский А.И. Основы проектирования сварочных цехов: учебник для ВУЗов А.И. Красовский. - 4-е изд. перераб. - М.: Машиностроение 1980. - 319 с
Методические указания к дипломному проектированию под ред. Скворцовой Л.А. – Саратов: Изд-во СГТУ 2010 – 45 с.
Куликов О.Н. Охрана труда при производстве сварочных работ О.Н. Куликов Е.И. Ролин. – М.: Машиностроение 2004. – 298с.
Федосов С.А. Основы технологии сварки: учебное пособие Федосов С.А.— Электрон. текстовые данные.— М.: Машиностроение 2011.— 128 c.

icon 101186_б-МНСТз-51_2022_1_02.frw

101186_б-МНСТз-51_2022_1_02.frw
Общие допуски по ГОСТ 30893.1-2002: Н15
Б-ПН-8 ГОСТ 19903-2015
Маркировать по стандарту предприятия-изготовителя.
*Размеры для справок.
Массовая доля серы в металле не более 0
Допускается замена категории стали на 4 или 5.
Допускается замена на сталь со степенью раскисления "сп".
Ст3пс3-св ГОСТ 14637-89
**Размер уточнить по профилю наружной поверхости днища

icon 101186_б-МНСТз-51_2022_1_03.frw

101186_б-МНСТз-51_2022_1_03.frw
Б-ПН-8 ГОСТ 19903-2015
Общие допуски по ГОСТ 30893.1-2002:
Ст3пс3-св ГОСТ 14637-89
Допускается замена на сталь со степенью раскисления "сп".
**Размер уточнить по фактическому внутр. диаметру днища Т203.061.01.00.025
*Размеры для справок.
Массовая доля серы в металле не более 0
фосфора - не более 0
Маркировать по стандарту предприятия-изготовителя.
Сварочная проволока Св-08ГА ГОСТ 2246-70
Контроль качества шва - визуальный и измерительный по РД 03-606-03 в объеме
испытания на растяжение и изгиб на образцах-свидетелях по ГОСТ 6996-66.
Остальные ТТ по ГОСТ 34347-2017 и ПБ 03-584-03.
Допускается замена категории стали на 4 или 5.
Длина развернутая теоретическая - 3166
развернутую пересчитать.

icon Вытяжка.frw

Вытяжка.frw

icon 00.00-СП(Емкость-накопитель).spw

00.00-СП(Емкость-накопитель).spw
1.2168.00.00 РЭ (81066)
из углеродистой и кис-
устройств. Руководство
ТУ У 29.2-00217432-014-2002
Сборники стальные сварные
Б-ПН-О-10 ГОСТ 19903-74
Ст3сп5 ГОСТ 14637-89
ГОСТ6533-78 (заготовка
для детали 201.2498.00.02)
Б-ПН-О-4 ГОСТ 19903-74
АН.ОКС.Хр ГОСТ 10303-80
Ушко 1-1 АТК 24.201.08.90

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 7 часов 13 минут
up Наверх