Сборка-сварка цементировочного бака

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1. Назначение и описание конструкции

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Технические условия на изделие

2.2. Технические условия на основной материал

2.3. Оценка свариваемости стали Ст3сп

2.4. Выбор способа сварки

2.5. Выбор сварочных материалов

2.6. Выбор сварочного оборудования

2.8. Расчет режимов сварки и нормирование сборки и сварки на одно изделие

2.8.1. Расчет режимов сварки

2.8.2. Расчет массы наплавленного металла для МП

2.8.3. Расчет машинного времени

2.9. Разработка технологии изготовления сварной конструкции

2.10. Расчет химического состава шва

2.11. Контроль сварных соединений и конструкции

3. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

3.1. Разработка мероприятий по снижению сварочных деформаций

3.2. Охрана труда и техника безопасности при сварочных работах

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕ

Введение

Сварка – наиболее эффективная технология создания неразъемных соединений конструкционных материалов и получения ресурсосберегающих заготовок, максимально приближенных по геометрии к оптимальной форме готовой детали или конструкции.

В связи с повышением спроса целесообразно автоматизировать технологические процессы по изготовлению изделий нефтехимии м строительства.

Целью курсового проекта является проектирование технологического процесса сборки и сварки цементировочного бака буровой установки из листового проката углеродистой конструкционной стали обыкновенного качества марки Ст3сп по ГОСТ 3802005.

Для реализации этой цели в курсовом проекте будут решаться следующие задачи:

- Анализ и выбор способа сварки;

- Выбор сварочного оборудования;

- Выбор сварочных материалов;

- Разработка технологии сборки и сварки;

- Расчет оптимальных режимов сварки для заданного изделия;

- Назначение мер по борьбе с деформациями при сварке;

- Требования безопасности при изготовлении сварных конструкций

В проектном варианте предлагается сварку выполнять механизированным или автоматическим способом. Данный вид сварки весьма перспективен для сварки изделий строительных конструкций, имеет большие преимущества перед существующими технологическими процессами сварки.

Технологическая часть

2.1. Технические условия на изделие

Технические условия на изготовление изделия:

1. Химический состав стали по ГОСТ 3802005. сортамент проката листового горячекатаного по ГОСТ 1990374. Технические условия на прокат листовой по ГОСТ 1463989.

2. Все сварные швы должны быть плотными.

3. Допускаемые дефекты согласно РД 34.15.13296.

2.4. Выбор способа сварки

Выбор того или иного способа сварки в каждом конкретном случае должен производиться с учетом ряда факторов, главными из которых являются:

- свойства свариваемого металла;

- толщина материала, из которого изготавливается конструкция (изделие);

- габариты конструкции (изделия);

- экономическая эффективность.

При изготовлении сварных стальных конструкций применяются различные способы дуговой сварки.

Ручная дуговая сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей выполняется в основном электродами с основным (фтористокальциевым) покрытием типа Э42А, Э-46, Э50А, обеспечивающими более высокую технологическую прочность и повышенные пластические свойства по сравнению с электродами других типов. Для сварки сталей с пониженным содержанием углерода (например 09Г2) в ряде случаев используют электроды с рутиловым покрытием, например АНО1. Наиболее широко применяют электроды марок УОНИИ 13/45А, СМ11, АНО-8 (тип Э42А) и УОНИИ 13/55, ДСК50, АНО-7 (тип Э50А), обеспечивающие прочность и пластичность металла шва на уровне свойств основного металла.

Высокая прочность металла шва при сварке электродами типа Э42А достигается за счет перехода легирующих элементов в шов из основного металла и повышенной скорости охлаждения металла шва.

Требования к конструктивным элементам и геометрическим размерам сварных швов регламентируются ГОСТ 526480 и ГОСТ 1553575.

Механизированная или автоматическая сварка под флюсом в большинстве случаев выполняется с применением тех же сварочных материалов, что и при сварке низкоуглеродистых сталей: плавленые флюсы АН348А, ОСЦ-45 (однодуговая сварка), АН60 (многодуговая сварка), а также сварочные проволоки Св08ГА, Св-10Г2. Для сварки микролегированных сталей, например 15Г2АФ, в ряде случаев применяют низкокремнистый флюс АН22 в сочетании с проволоками Св08ХМ и Св10НМА. Однако при этом швы менее стойки против кристаллизационных трещин, вследствие чего сварку следует выполнять с предварительным подогревом.

Металл швов, сваренных под флюсом, благодаря значительной доли участия основного металла и достаточному содержанию легирующих элементов обладает более высокой стойкостью против коррозии в морской воде, чем металл швов, сваренных покрытыми электродами обычного состава.

Требования к конструктивным элементам и геометрическим размерам сварных швов регламентируются ГОСТ 871379 и ГОСТ 1553475.

Механизированная сварка в защитных газах выполняется в основном в полуавтоматическом режиме. Технология сварки низколегированных сталей в углекислом газе практически ничем не отличается от технологии сварки низкоуглеродистой стали. На практике применяют те же сварочные материалы, что и для сварки низкоуглеродистой стали. Так, стали Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп, 10, 20, 20Л сваривают сварочной проволокой Св08А. При однослойной сварке и сварке не более чем в два-три слоя можно применять проволоку Св12ГА.

Механизированную сварку в СО2 выполняют также порошковыми проволоками ППАН4 и ППАН8, при этом швы равнопрочным основному металлу и имеют повышенные пластические характеристики.

Таким образом, использование механизированной сварки в среде углекислого газа и автоматической сварки под флюсом при изготовлении резервуара позволяет уменьшить себестоимость изделия, а также улучшить условия работы сварщиков, повысить производительность процесса, вместе с тем, позволяет получить изделие высокого качества, что особенно важно при производстве крупногабаритных изделий для хранения нефтепродуктов.

Исходя из габаритов изделия, толщины листового проката, длины протяженности сварочных швов и заданных технических требований к готовой конструкции и качеству швов, а также объема выпуска 750 шт., наиболее приемлемым вариантом является механизированная (полуавтоматическая) сварка в защитных газах по ГОСТ 1477176.

Основные преимущества сварки в среде защитных газов:

− повышенная степень защиты металлов от окисления на открытом воздухе;

− удобство в использовании данного типа сварочного аппарата при работе в различных пространственных положениях;

− при использовании в качестве защитного газа аргона, на поверхности сварочного шва не возникает шлаковых включений и оксидов;

− при использовании сварки в среде защитных газов возможно наблюдение за процессом формирования сварочного шва и его регулирование;

− большая производительность и эффективность, чем при использовании дуговой сварки;

− невысокая себестоимость при использовании углекислого газа, в качестве защитного.

Недостатками такого способа сварки являются:

− дефицитность и высокая стоимость инертных защитных газов;

− необходимость защиты сварщика от светового и теплового излучения.

Организационная часть

3.1. Разработка мероприятий по снижению сварочных деформаций

Сварочные деформации вследствие изменения размеров и формы конструкций существенно затрудняют их сборку, ухудшают внешний вид и эксплуатационные качества. Сварочные напряжения снижают сопротивляемость сварных конструкций разрушению, особенно при воздействии циклических нагрузок и агрессивных сред. Поэтому применяют различные способы уменьшения или устранения сварочных деформаций и напряжений.

Мероприятия по уменьшению деформаций и напряжений могут осуществляться на разных стадиях изготовления конструкции: до сварки — на стадии проектирования конструкции и технологии производства, во время и после сварки.

Мероприятия, применяемые преимущественно для снятия сварочных напряжений, влияют на деформации и, наоборот, мероприятия, применяемые преимущественно для уменьшения деформаций, влияют на величину напряжений.

Способы уменьшения остаточных напряжений делят на термические, механические и термомеханические. Наиболее эффективно снятие остаточных напряжений способами, осуществляемыми после сварки.

К термическим способам относят предварительный и сопутствующий подогрев во время сварки и высокий отпуск после сварки.

Общий высокий отпуск является наиболее эффективным методом уменьшения остаточных напряжений для нашего изделия, так как позволяет снизить напряжения на 85—90% от исходных значений и одновременно улучшить пластические свойства сварных соединений. Высокий отпуск состоит из нагрева (для стали до температуры около 650 °С), выдержки (2-4 ч) и медленного охлаждения.

Мероприятия, применяемые до сварки.

1. Рациональное конструирование сварного изделия, которое включает:

– уменьшение количества наплавленного металла и соответственно количества вводимого при сварке тепла за счет уменьшения сварных швов и их сечений;

– избежание скоплений и перекрещиваний швов;

– симметричное расположение швов для уравновешивания деформаций;

– симметричное расположение ребер жесткости, накладок, косынок и т. д. и их минимальное использование.

2. На стадии разработки технологии целесообразно предусматривать:

– размеры и форму заготовок с учетом величины возникающих прй сварке усадок;

– предварительную деформацию заготовок, которая была бы противоположной ожидаемой сварочной деформации;

– правильный выбор вида сварки, учитывая, что деформации при ручной сварке, как правило, больше, чем при автоматической, а деформации при сварке под флюсом больше, чем при сварке в углекислом газе.

Мероприятия, применяемые в процессе сварки:

– снижение погонной энергии при назначении более экономичных режимов;

– искусственное охлаждение зоны сварки, например, водой, водоохлаждаемыми медными накладками и т. д. для уменьшения зоны нагрева и соответственно сварочных деформаций;

– закрепление свариваемых изделий в жестких приспособлениях; применение многослойных швов вместо однослойного, проковка швов после каждого прохода;

– рациональная последовательность сварки для уравновешивания деформаций, применение обратноступенчатого способа сварки, заключающегося в том, что всю длину шва разбирают на отдельные ступени и сварку каждой ступени выполняют в направлении, обратном общему направлению сварки.

Мероприятия, применяемые после сварки:

- механическая правка сварных изделий для создания пластических деформаций, обратных сварочным, путем растяжения, изгиба, местного деформирования проковкой, прокаткой роликами, осадкой металла по толщине под прессом и др.;

– тепловая правка местным нагревом. Расширяющийся при местном нагреве металл осаживается прилегающим холодным металлом, поэтому после охлаждения размеры нагретого участка уменьшаются, что приводит к устранению местных деформаций (хлопунов, выпучин и т. д.); – высокий отпуск деталей в зажимных приспособлениях.

Заключение

В первом разделе курсового проекта мною было отражено описание заданной конструкции резервуара, химический состав и свойства используемого материала.

Во втором разделе был выбран оптимальный способ сварки, который отвечает всем основным требованиям конструкции, подобраны сварочные материалы, основное и вспомогательное сварочное оборудование и разработана технология изготовления сварной конструкции «Сосуд разъёмный». Также в этом разделе, мною были рассмотрены технико-экономические технологического процесса, такие как:

- определение типов сварных соединений в сварной конструкции;

- определение длины швов и площади поперечного сечения сварных швов;

- определение массы наплавленного металла;

- расчет расхода сварочных материалов;

- расчет расхода электроэнергии;

- выбраны целесообразные методы контроля заданной конструкции.

В третьем разделе проекта были приведены основные меры по борьбе с деформациями при сварке, а также техника безопасности при выполнении сварочных работ.

Чертеж - бак цементировочный - Ст3сп.cdw

Химический состав стали по ГОСТ 380-2005.
сортамент проката листового горячекатаного по ГОСТ 19903-74.
Технические условия на прокат листовой по ГОСТ 14639-89.
Все сварные швы должны быть плотными.
Допускаемые дефекты согласно РД 34.15.132-96.
ГОСТ 14771-76-Т6-УП
ГОСТ 14771-76-У8-УП