Разработка технологии сборки и сварки объемной днищевой секции танкере дедвейтом 8300 тонн

Содержание

А4 Введение

1. Техническое задание на проект

1.1. Назначение изделия и его технические характеристики

1.2. Требования к сварочному материалу и прокату

1.3. Применяемые материалы и анализ свариваемости

1.4. Расчёт норм расхода сварочных материалов при сварке судокорпусных конструкций

2. Технологическая часть

2.1. Анализ техпроцесса сборки и сварки изделия, применяемого на предприятии

2.1.1. Правка листового и профильного проката

2.1.2. Очистка и грунтовка

2.1.3. Изготовление деталей

2.1.4. Газовая резка

2.1.5 Гибка деталей

2.1.6. Плазменная резка

2.1.7. Сборка и сварка полотнища плоскостной секции

2.1.8. Приварка холостого набора к полотнищу плоскостной секции

2.1.9. Последовательность сборки и сварки днищевой секции

2.2. Усовершенствованный техпроцесс сварки. Составление технологических карт

2.3. Технологичность изделий

3. Выбор сварочного оборудования и материалов

3.1. Принадлежности и инструмент для дуговой сварки

3.2 Применяемое сварочное оборудование

3.2.1. Трактор A2 Multitrac с блоком управления РЕН

3.2.2. Сварочный полуавтомат Кеmpoweld

3.2.3. Сварочный автомат АДФ-800 для дуговой сварки плавящимся электродом

3.2.4. Трансформатор сварочный ТДМ-

3.3. Применяемые материалы

3.3.1. Флюс для автоматической сварки OK Flux 10.

3.3.2. Сварочная проволока для автоматической сварки

3.3.3. Сварочные электроды для РДС

3.3.4. Порошковая проволока для сварки в среде защитных газов OK Tubrod 15.

3.4. Выбор вспомогательного оборудования и материалов

4. Расчет режимов сварки

4.1. Расчет режима дуговой сварки под флюсом

4.2. Расчет режима полуавтоматической сварки в смеси M

4.3. Расчет режимов ручной дуговой сварки

5. Контроль качества сварных швов. Общие сведения о сварочных напряжениях и деформациях

5.1. Контроль качества сварки

5.2. Дефекты сварных швов и соединений

5.3. Методы неразрушающего контроля сварных соединений

5.4. Понятие о сварочных напряжениях и деформациях

5.5. Конструктивно-технологические методы уменьшения сварочных деформаций

5.6. Технологические методы предупреждения сварочных деформаций

6. Экология и охрана труда

6.1. Охрана окружающей среды

6.2. Безопасность сварочных работ

6.2.1. Электрическая безопасность сварщика

6.2.2. Взрывобезопасность

6.2.3. Защита от ожогов

6.2.4. Защита органов дыхания

6.2.5. Пожарная безопасность

7 Экономическая часть

7.1. Расчёт технико-экономических показателей техпроцесса, сборки и сварки изделия

7.2. Расчёт экономической эффективности выбранного варианта технологического процесса сборки и сварки изделия

Заключение

Литература

Введение

Рост добычи нефти в прикаспийском регионе, развитие и интеграция трубопроводных нефтегазовых магистралей прикаспийских стран все более заставляет задуматься над развитием морской инфраструктуры, которая в будущем позволит стать надежным связующим звеном между каспийскими экспортерами. Именно развитие морского нефтетранспорта позволит в будущем усилить значимость стратегических трубопроводных направлений. Понимая это, правительства и частные компании уже затратили немало средств на реконструкцию своих портов, строительство терминалов, сегодня разговор идет о строительстве на Каспии современного танкерного флота и кто будет первым, тому и будет принадлежать "пальма первенства", заключающаяся в огромных транзитных дивидендах и полной загрузки своих трубопроводных мощностей. Поэтому важным направлением диверсификации путей экспорта становится рост объема перевозок нефти и нефтепродуктов по Каспию. Для этих целей государства прикаспийского региона создают свои танкерные флота. Российской Федерации как члену этого региона так же имеющие крупные месторождения нефти в Северной части моря тоже необходимо иметь свой танкерный флот конкурентный с другими государствами. Ещё одна причина необходимости танкеров небольшая глубина северной части Каспия, что делает проблематичной с экологической точки зрения строительства трубопровода.

Высокие экологические требования, связанные с изолированностью Каспийского моря (озера) требуют высокий класс изготовления нефтеналивных судов и определенный дедвейт танкера. В связи с этим требуется модернизация старых технологий изготовлений различных частей судна, применения новых материалов методов сварки повышающую прочность и другие механические свойства изделия. Танкер дедвейтом около 8 тыс. тонн является для Каспия оптимальным вариантом, большие по вместимости суда такого класса нежелательны, так как есть риск экологической катастрофы. Танкер этого типа может заходить в любые порта Прикаспийских государств, а так же подниматься по реке и выходить в бассейн других морей, что позволяет транспортировать нефть не только в бассейне Каспийского моря, что удешевляет перевозку и отпадает необходимость в привлечении железнодорожного транспорта.

1.2. Требования к сварочному материалу и прокату

На сварочный материал, поступающий на предприятие, должна быть сопроводительная документация (сертификаты), удостоверяющая его качество в соответствии с требованиями на поставку.

Сварочные материалы рекомендуется хранить в сухих отапливаемых помещениях, рассортированные по партиям, маркам и диаметрам.

До запуска сварочных материалов в производство следует провести их подготовку под сварку для соблюдения условий, предъявляемых к сварочным материалам перед их употреблением:

сварочная проволока должна быть сухой, чистой (без следов ржавчины, масла, защитных покрытий, технологической смазки и др. загрязнений);

перед намоткой сварочной проволоки в кассетах при наличии на ней загрязнений (следов ржавчины, масла, технологической смазки), следует провести ее обработку (очистку) механическим способом. Контроль качества очистки на соответствие производится визуально;

к кассетам необходимо приложить этикетки с указанием марки и диаметра проволоки, а также номер плавки.

электроды, используемые для сварки металлоконструкций необходимо прокаливать.

При поступлении проката на завод, он должен быть осмотрен и про-верен на соответствие действующим стандартам или техническим условиям (по сертификатам), рассортирован, замаркирован, сложен по сортаментам, маркам, плавкам и толщинам. Приемка должна осуществляться ОТК.

2.1.2. Очистка и грунтовка

Очистке от окалины и ржавчины с последующим грунтованием или пассивированием подвергается вся листовая сталь перед подачей на раз-метку и вырезку деталей. Грунтование листов, детали из которых подвергаются горячей гибке или термообработке, перед запуском в производство не производится. После очистки и пассивации на всех листах наносится маркировка, включающая марку материала и номер плавки, при необходимости в марку вносится толщина листа.

2.1.3. Изготовление деталей.

Разметка – нанесение контура детали на поверхность исходной заготовки или нанесение линий базирования сопрягаемых деталей при сборке. Разметка деталей выполняется в тех случаях, когда предусматривается механическая резка. При разметке на прокат наносятся контуры деталей в натуральную величину с учетом припусков на обработку. Производится ручная разметка по эскизам.

Размечаются простейшие листовые детали с прямолинейными кромками, без внутренних или кромочных вырезов. Все необходимые построения разметчик выполняет на листе. На металле разметка фиксируется кернением. Детали из профильного проката размечаются и маркируются по эскизам. Он размечается на специально оборудованных столах, состоящих из ряда металлических козелков. Для разметки профиль укладывается на эти козелки. Процесс разметки полособульбовой стали состоит из разметки длины детали.

6.1. Охрана окружающей среды.

В соответствии с Конституцией РФ принимают меры для ораны и рационального использования земли и её недр, водных ресурсов, расти-тельного и животного мира, для сохранения чистоты воздуха и воды, обеспечение воспроизводства природных богатств и улучшение окружающей среды. Эти мероприятия группируют по разделам: охрана и использование водных ресурсов, охрана воздушного бассейна, охрана и рациональное использование земель, охрана и рациональное использование минеральных ресурсов.

Охрана и использование водных ресурсов предусматривают мероприятия по возведению сооружений для забора воды из водоемов , очистки сточных вод, созданию систем оборотного водоснабжения с целью уменьшения безвозвратных потерь воды.

В сварочном производстве на многих предприятиях существует си-стема оборотного водоснабжения. Воду, применяемую для охлаждения сварочного оборудования, многократно используют после ее естественно-го охлаждения.

Охрана воздушного бассейна предусматривает мероприятия по обезвреживанию вредных для человека и окружающей среды веществ, выбрасываемых с отходящими газами: сооружение очистных установок в виде мокрых и сухих пылеуловителей для химической и электрической очистки газов, для улавливания ценных веществ, утилизации отходов. Например, из отходящих продуктов сгорания производят сжиженный углекислый газ для сварочных и других целей.

Охрана и рациональное использование земель предусматривает мероприятия, направленные на сокращение выхода земель из сельскохозяйственного оборота, предохранение их от эрозии и других разрушающих процессов, рекультивация.

Что касается производственных шумов, вибрации, воздействию электрических и магнитных полей, то деятельность предприятия не должна нарушать нормативных условий работы других предприятий и организаций, а также ухудшать бытовые условия населения.

Шум, создаваемый сварочным оборудованием, должен быть минимальным.

6.2. Безопасность сварочных работ

Сварка относится к работам с повышенной опасностью, что влечет за собой ряд требований, выполнение которых обязательно. Основными опасными факторами при сварочных работах являются:

опасность поражения электрическим током при выполнении сварочных работ дуговой сваркой;

ожоги кожного покрова и органов зрения излучаемой энергией электрической дуги и брызгами расплавленного металла;

отрицательное воздействие на организм человека газов, паров и пыли, выделяющихся в процессе сварочных работ;

механический травматизм в процессе сборочных работ и под-готовки деталей к сварке;

взрывоопасность баллонов с горючим газом и ацетиленовых генераторов;

пожарная опасность при всех огневых работах;

радиационное поражение при радиационном методе контроля сварных соединений;

при монтажных работах появляется опасность, связанная с работой на высоте.

Поэтому к сварочным работам допускаются только лица, достигшие 18летнего возраста и прошедшие специальную подготовку и медицинское обследование.

6.2.1. Электрическая безопасность сварщика

Под электрической безопасностью сварщика подразумевают комплекс мер, предупреждающих поражение электрическим током. Особенности организма человека таковы, что электрический ток силой от 0,05 А и более при частоте 50 Гц оказывается опасным и может вызвать смертельный исход.

Степень опасности электрического тока зависит от многих факторов и в каждом конкретном случае может колебаться в значительных пределах. Но в любом случае считают, что для человека сила тока, проходящая через организм, не должна превышать 0,1 А. Поражение электрическим током происходит при прикосновении к токоведущим частям оборудования или проводки, находящимся под напряжением. Величина напряжения, под которым может оказаться человек, зависит от величины напряжения холостого хода источника питания сварочной дуги. Напряжение источников питания нормальной сварочной дуги обычно достигает 90 В, а сжатой дуги — 200 В.

Самым первым и наиболее эффективным средством защиты от поражения электрическим током является заземление оборудования и свариваемых деталей и обеспечение надежной изоляции.

В целях электрической безопасности напряжение холостого хода сварочного оборудования ограничивают до следующих величин:

— генераторы постоянного тока — до 80 А;

— трансформаторы — до 90 А.

Каждый сварочный аппарат обеспечивают отдельным заземляющим проводом, подсоединяемым непосредственно к заземляющей магистрали. Заземление источников питания выполняется до включения их в силовую сеть, а снятие их должно осуществляться только после отключения от силовой сети. Кроме этого, применяют защитные ограждения, автоблокировки, индивидуальные средства защиты. Запрещается использование технологического оборудования, конструкций электроустановок и контура заземления в качестве обратного сварочного провода.

Электросварочное оборудование должно регулярно (не реже одного раза в месяц) подвергаться проверке на:

— отсутствие замыкания на корпус;

— целостность заземляющего провода;

— отсутствие оголенных токоведущих частей;

— отсутствие замыкания между обмотками высокого и низкого напряжения;

— исправность блокировок.

При наружных сварочных работах оборудование должно быть надежно защищено от дождя и снега. Наружные сварочные работы во время непогоды запрещены.

Сварку в зимних условиях и во время дождя выполняют под специальным навесом или другим укрытием, следя за тем, чтобы рабочее место сварщика было сухим.

6.2.2. Взрывобезопасность

При газосварочных работах взрывы возможны во время неправильной транспортировки, хранении и использовании баллонов со сжатыми газами. При процессах газопламенной обработки возможны взрывы ацетиленовых генераторов от обратного удара пламени, если не сработает водяной затвор. К взрывам приводит наличие масла на штуцере кислородного баллона или на редукторе.

В процессе работы газовые баллоны необходимо защищать от солнечных лучей и других источников тепла.

Помещение, в котором хранятся баллоны, должно быть расположено на расстоянии не менее 25 м от места, где проводятся газопламенные работы. В одном помещении могут храниться баллоны только с однородными газами, пустые баллоны хранят отдельно от полных.

При транспортировке баллоны укладывают вентилями в одну сторону и перевозят в горизонтальном положении с обязательным применением прокладок. Баллоны укладывают только в один ряд. В кузове автомобиля не должно быть следов масла, жира, а также промасленных предметов.

В процессе погрузочно-разгрузочных работ нельзя снимать баллоны с автомобиля колпаками вниз. Не разрешается переносить баллоны на руках. В случаях обнаружения негерметичности баллона его необходимо вынести в безопасное место и по возможности осторожно выпустить из не-го газ.

Особую осторожность следует соблюдать в обращении с кислородными баллонами. В струе кислорода горят многие вещества, включая металлы, а легковоспламеняющиеся жидкости (масла, жиры, нефть и т.п.) горят со взрывом. Поэтому лица, соприкасающиеся с кислородными баллонами, должны работать в чистой одежде, на руках и инструменте не должно быть следов масел и жиров.

6.2.3. Защита от ожогов

Ожоги, вызванные сварочной дугой, представляют опасность, особенно для глаз. Яркость световых лучей сварочной дуги значительно превышает норму, допустимую для человеческого глаза.

Ультрафиолетовые лучи, являющиеся одной из составляющих светового потока дуги, даже при кратковременном действии в течение нескольких секунд вызывают заболевание глаз, называемое электроофтальмией. Заболевание сопровождается острой болью, резью в глазах, слезотечением, спазмами век.

При значительном поражении глаз световым потоком сварочной дуги можно даже ослепнуть. Продолжительное воздействие светового потока дуги на кожу вызывает ее ожоги. Кроме этого, искры, рассеивающиеся во время сварочных работ, способны вызвать ожоги. Поэтому все участники сварочного процесса должны пользоваться защитными приспособления-ми.

При электросварочных работах основным таким приспособлением является защитная маска, смотровое отверстие которой оснащено светофильтром, задерживающим инфракрасные и ультрафиолетовые лучи и снижающим яркость светового потока дуги.

Газосварщики пользуются защитными очками, снижающими яркость света. Выбор светового фильтра производят в зависимости от мощности дуги и способа сваривания.

Для защиты от ожогов кожного покрова применяют брезентовую спецодежду и рукавицы. Запрещается выполнять сварочные работы с за-катанными рукавами и расстегнутым воротом. Спецодежда и обувь сварщика должны обеспечивать оптимальный теплообмен организма при работе с физическими нагрузками, эффективно защищать от брызг расплав-ленного металла и опасных погодных условий, иметь оптимальные весовые характеристики, не стеснять свободу движений, отвечать эстетическим требованиям.

Для защиты ног следует применять кожаную (летом) или войлочную (зимой) обувь, защищающую от теплового излучения, холода, искр, брызг расплавленного металла.

Руки защищают рукавицами от теплового излучения, контакта с нагретыми выше 45°С поверхностями, от низких температур и сварочных брызг.

Для защиты окружающих от светового потока и искр расплавленного металла используют перегородки, переносные ширмы и т.д.

3.2.4. Защита органов дыхания

При сварочных работах появляются вредные газы и аэрозоли, количество и состав которых зависят от способа сварки, свариваемых металлов и сварочных материалов, режима сварки. Особенно опасны для здоровья аэрозоли марганца, которые могут вызвать длительное и стойкое поражение нервной системы, вплоть до паралича. Многие оксиды, попадая на слизистую оболочку органов дыхания, разрушают ее, вызывают аллергические явления, кровотечение и даже бронхиальную астму. Особенно опасны окислы хрома.

При сварке цветных металлов в окружающую среду выделяются вредные газообразные соединения, отравление которыми может пагубно сказаться на здоровье. Поэтому для защиты органов дыхания сварщика и подручного рабочего следует применять защитные маски и фильтрующие респираторы. Для того чтобы респиратор не мешал в процессе работы, нужно пользоваться облегченными конструкциями типа «Снежок» 201 и 301 — модели, которые удовлетворяют следующим требованиям:

респираторы одновременно защищают органы дыхания от очень токсичных как твердых, так и газовых составляющих сварочной аэрозоли;

респираторы совместимы с другими средствами защиты лица, глаз, головы (щитком, очками, каской);

респираторы обеспечивают минимальную нагрузку на дыхательную систему, мягкие ткани лица и голову.

Кроме средств индивидуальной защиты рабочее место сварщика оборудуется приточновытяжной вентиляцией, обеспечивающей оптимальный состав окружающего воздуха.

3.2.5. Пожарная безопасность

Сварочные работы могут стать причиной пожара, если не выполняются элементарные требования противопожарной защиты.

Причиной пожара могут стать искры и капли расплавленного металла, небрежное обращение с огнем сварочной горелки, наличие на рабочем месте горючих жидкостей и газов, захламленность в месте огневых работ. Опасность пожара особенно следует учитывать на строительно-монтажных площадках и при ремонтных работах, в местах, неприспособленных для сварки и т.д. Поэтому в местах сварочных работ следует строго соблюдать меры противопожарной защиты, правильно организуя рабочее место. Если сварочные работы проводятся на высоте, то следует учитывать ограждение рабочего места и очистку от сгораемых материалов.

Размещенные в указанных границах строительные материалы, настилы, конструкции и т.д. необходимо защитить от попадания на них искр металлическим экраном, покрывалом из негорючего материала или другими доступными средствами. В крайнем случае материалы можно по-лить водой. Двери в смежные со сваркой помещения должны быть постоянно закрыты, технологические люки закрыты огнестойкими материалами. Сварочные работы, которые проводятся в местах проходов или проездов, должны быть ограждены с вывешиванием предупредительных плакатов. Все технологическое оборудование, на котором предусмотрены сварочные работы, должно быть предварительно подготовлено и приведено в состояние, удовлетворяющее противопожарным мерам. Рабочее место сварщика оборудуется средствами первичной противопожарной защиты.

После окончания сварочных работ исполнитель обязан тщательно осмотреть место их проведения, устранить возможные источники пожара. Если сварочные работы проводились на трассах топливоподачи, в кабельных сооружениях, складах с горючими материалами и других пожароопасных местах, то в течение 3-х часов после работы необходимо организовать наблюдение за этим местом.