Разработка технологии изготовления кожуха диаметром 1600 мм, толщиной стенки 45 мм из стали 12ХМ.

Содержание

Содержание

Аннотация

Введение

1. Анализ исходных данных

1.1 Условия работы и технические требования к изделию

1.2 Оценка свариваемости применяемых материалов

2. Проектно-технологическая часть

2.1 Анализ технологичности конструкции изделия

2.2 Выбор способов и оборудования для сборки деталей

2.3 Выбор способов сварки

2.4 Выбор сварочных материалов

2.5 Расчет и выбор режимов сварки

2.6 Выбор сварочного оборудования

2.7 Выбор вспомогательного оборудования

2.8 Выбор методов и оборудования контроля качества

2.9 Разработка технологического процесса сборки и сварки

2.10 Планировка сборочно-сварочного участка

3. Производственная безопасность

4. Технико-экономические показатели разработанной технологии

Заключение

Список использованных источников

Аннотация

Задачей данного проекта являлась разработка технологии изготовления кожуха диаметром 1600 мм, толщиной стенки 45 мм из стали 12ХМ.

В проекте описана характеристика изделия и условия его работы, характеристика материала и сварочные операции. Выбраны необходимое оборудование, сварочные материалы, режимы сварки и контрольные операции.

В графической части показаны сборочный чертеж аппарата, технологические параметры сварки данного изделия, средство механизации, технологический процесс изготовления кожуха, техникоэкономические показатели и план цеха.

Выпускная работа состоит из пояснительной записки объемом 89 листов, графической части объемом 6 листов формата А1, технологического процесса сборки и сварки кожуха - 20 листов.

Введение

Быстрое развитие химической технологии и все возрастающее производство многочисленного химического оборудования, требуют создания высокоэффективных, экономичных и надежных аппаратов высокого качества, большинство из которых изготовляются из стали с использованием сварки.

Химические аппараты предназначаются для осуществления в них химических, физических или физико-химических процессов (химическая реакция, теплообмен без изменения агрегатного состояния, испарение, конденсация, кристаллизация, растворение, выпарка, ректификация, абсорбция, адсорбция, сепарация, фильтрация н т. д.), а также для хранения или перемещения в них различных химических веществ. В зависимости от назначения, чаще всего по протекающему технологическому процессу, химические аппараты называются: реактор, теплообменник, испаритель, конденсатор и т. д.

Содержащиеся и перерабатываемые вещества в аппаратах бывают в разном агрегатном состоянии (чаще всего в жидком и газообразном, реже в твердом), различной химической активности (по отношению к конструкционным материалам) – от инертных до весьма агрессивных, для обслуживающего персонала – от безвредных до токсичных и в эксплуатации – от безопасных до огне- взрывоопасных.

Различные химико-технологические процессы в аппаратах осуществляются при различных, свойственных каждому процессу, давлениях – от глубокого вакуума до избыточного в несколько сот тысяч килопаскалей и самых разнообразных температурах: от – 250 до +900 ℃.

Характер работы аппаратов бывает непрерывный и периодический, а установка их может быть стационарной (в помещении или на открытой площадке) и нестационарной (предусматривающей или допускающей перемещение аппарата).

Одним из широко распространенных технологических процессов получения такой аппаратуры является сварка. Основными особенностями этих конструкций с точки зрения сооружения являются значительные геометрические размеры – порядка десятков метров, большая, исчисляемая километрами, протяженность сварных соединений, к плотности и прочности которых предъявляются высокие требования.

При осуществлении собственно сварочных операций, в том числе при применении механизированных способов сварки, выполняются вспомогательные приемы по установке и кантовке изделий под сварку, зачистке кромок и швов, установке автомата в начале шва, отводу автомата или перемещению изделия и т.д. На выполнение этих операций затрачивается в среднем 35% трудоемкости собственно сварочных операций. Таким образом, комплексная механизация сварочного производства имеет чрезвычайно важное значение.

Хотя сварка является ведущим технологическим процессом изготовления металлических конструкций, однако, значительная часть общей трудоемкости производства сварного изделия приходится на заготовительные, сборочные и отделочные операции. Отсюда следует, что обеспечение высокой производительности производства сварных конструкций возможно только на основе комплексной механизации и автоматизации всех основных и вспомогательных операций.

Актуальность выпускной работы обусловлена тем, что активное развитие нефтехимической промышленности в нашей стране требует изготовления большого количества различных аппаратов, обладающих высоким качеством и низкой стоимостью.

Целью данного проекта является разработка технологии и планировка участка сборки и сварки корпуса теплообменного аппарата диаметром 1600 мм, толщиной стенки 45 мм из стали 12ХМ.

Проектно-технологическая часть

2.1 Анализ технологичности конструкции изделия

Технологичность – это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, техническом обслуживании и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.

В данном изделии должна обеспечиваться точность геометрических форм и размеров, элементов, высокая прочность изделия, высокое качество сварных швов их доступность для контроля, и герметичность, а также обеспечение удобного положения для сварки.

Корпус теплообменника состоит из двух цилиндрических обечаек, концевой обечайки, конусной обечайки, двух опор, штуцеров, а также затвора Шольца DN 1600 PN80.

Данное изделие высокотехнологично, поскольку состоит из типовых элементов – обечаек, штуцеров. При его сборке и сварке можно широко применить универсальные приспособления и оборудование.

Так как элементы изделия обладают большими размерами и весом целесообразно применить при его изготовлении механизированные способы сборки, также для обеспечения высокой производительности целесообразно применить автоматизированные способы сварки.

2.9 Разработка технологического процесса сборки и сварки изделия

1) Кромки прилегающих поверхностей зачищаем шлифовальной машиной с двух сторон на ширину 20 мм.

2) Осуществляем сборку цилиндрических обечаек и сегментов конической обечайки по продольному стыку на прихватках, используя проволоку СвХГ2СМА диаметром 1,4 мм, газ Ar+CО2 20%, полуавтомат ПДГ508 с источником питания ВДУ506. Перед сборкой произвести предварительный подогрев до 200℃.

3) Осуществляем сварку цилиндрических обечаек и сегментов конической обечайки по продольному стыку, сварочным трактором АДФ1000 с источником питания ВДУ1000, используя проволоку Св08ХМ, флюс АН348 А, на флюсовой подушке. Перед сваркой произвести предварительный подогрев до 200℃.

4) Сваренные сегменты конических обечаек вальцуются на другом участке, там же выполняется разделка кромок под сварку кольцевых стыков. Свальцованные конические обечайки собирают и сваривают продольный стык.

5) Осуществляем сборку вертикальным способом цилиндрической и конической обечаек по кольцевому стыку на прихватах, используя проволоку СвХГ2СМА диаметром 1,4 мм, защитный газ Ar+CО2 20%, полуавтомат ПДГ508 с источником питания ВДУ506. Перед сборкой произвести предварительный подогрев до 200℃.

6) Осуществляем сварку цилиндрической и конической обечаек по кольцевому стыку используя сварочную колонну ПГ1 со сварочной головкой СГФ1000, проволоку СВ08ХМ, флюс АН348 А, на флюсовой подушке. Перед сваркой произвести предварительный подогрев до 200℃.

7) Осуществляем сборку концевой обечайки с затвором Шольца по кольцевому стыку на прихватах используя проволоку СвХГ2СМА диаметром 1,4 мм, защитный газ Ar+CО2 20%, полуавтомат ПДГ508 с источником питания ВДУ506. Перед сборкой произвести предварительный подогрев до 200℃.

8) Осуществляем сварку концевой обечайки с затвором Шольца по кольцевому стыку используя сварочную колонну ПГ1 со сварочной головкой СГФ1000, проволоку СВ08ХМ, флюс АН348 А. Перед сваркой произвести предварительный подогрев до 200℃.

9) Производим сборку в горизонтальном положении на прихватках кольцевого стыка цилиндрической обечайки и полукорпуса из цилиндрической и конической обечаек используя проволоку СвХГ2СМА диаметром 1,4 мм, защитный газ Ar+CО2 20%, полуавтомат ПДГ508 с источником питания ВДУ506. Перед сборкой произвести предварительный подогрев до 200℃.

10) Осуществляем сварку кольцевого стыка, используя сварочную колонну ПГ1 со сварочной головкой СГФ1000, проволоку СВ08ХМ, флюс АН348 А, на флюсовой подушке.

11) Производим сборку на прихватках цилиндрической обечайки и концевой обечайки с затвором Шольца используя проволоку СвХГ2СМА диаметром 1,4 мм, защитный газ Ar+CО2 20%, полуавтомат ПДГ508 с источником питания ВДУ506. Перед сборкой произвести предварительный подогрев до 200℃.

12) Осуществляем сварку кольцевого стыка цилиндрической и концевой обечайки, используя сварочную колонну ESAB 300C со сварочной головкой СГФ1000, проволоку СВ08ХМ, флюс АН348 А, на флюсовой подушке. Перед сваркой произвести предварительный подогрев до 200℃.

13) Осуществляем сборку штуцеров.

14) Производим приварку штуцеров и серьг, используя проволоку СвХГ2СМА диаметром 1,4 мм, защитный газ Ar+CО2 20%, полуавтомат ПДГ508 с источником питания ВДУ506.

15) Производим сборку листов опоры теплообменника, используя проволоку СвХГ2СМА диаметром 1,4 мм, защитный газ Ar+CО2 20%, полуавтомат ПДГ508 с источником питания ВДУ506.

16) Осуществляем сварку листов опоры теплообменника, используя используем проволоку СвХГ2СМА диаметром 1,4 мм, защитный газ Ar+CО2 20%, полуавтомат ПДГ508 с источником питания ВДУ506.

17) Производим сварку опор и корпуса, используем проволоку СвХГ2СМА диаметром 1,4 мм, защитный газ Ar+CО2 20%, полуавтомат ПДГ508 с источником питания ВДУ506.

18) Выполняем контроль качества сварных швов.

19) Выполняем контроль герметичности.

20) Выполняется термообработка с помощью печи с выкатным подом модели КЭП 1100ВП.

Заключение

Разработана технология изготовления теплообменника, основным преимущество которого является максимально возможное использование автоматизированных способов сборочных и сварочных операций.

Все основные и самые крупные детали корпуса теплообменника предложено сваривались автоматической сваркой под флюсом. Достоинства данного способа сварки заключаются в повышенной производительности, максимально надежной защите сварного шва и малыми затратами на подготовку кадров. Для изготавливаемой детали были назначены необходимые контрольные операции и рассмотрено качественное оборудование, позволяющие выпускать качественное изделие в соответствии с требованиями ГОСТ.

С учетом размеров проектируемого участка и объёма годового выпуска осуществлён расчет экономических показателей проекта. Учтена необходимость поддержки достаточного уровня заработной платы основных и вспомогательных рабочих, а также руководителей, специалистов и служащих, занятых в нефтехимической отрасли. Рассчитанные показатели говорят о том, что производство корпуса теплообменника окупится за 2,5 года.