Файл: Изложение на 80 листах, приложение альбомчертежей и плокатов на 10 листах формата А1, альбом технологической документации. Содержание.docx

РЕФЕРАТ

Цель работы – проектирование участка сборки-сварки расширительной ёмкости объёмом 1м², выбор оборудования и оснастки для изготовления емкости и разработка техпроцесса операций.

Методика работы основана на применения теоретических знаний, в решении конкретных инженерных задач на основе знаний, полученных в процессе обучения.

На защиту выносится:

Расширительная ёмкость объёмом 1м³, анализ вариантов, технология изготовления, установка для приварки люка на двух листах, установка для сварки кольцевых швов, центратор, стенд гидроиспытаний, участок сборки-сварки емкости, технико-экономические показатели проекта.

Практическая ценность.

Поект может быть использована на производстве в машиностроении, нефтехимической промышленности и т.д.

Структура и объём проекта: введение, 9 разделов имеющих: 12 рисунков, 15 таблиц, 30 расчётах формул и список литиратуры из 13 наименований, изложение на 80 листах, приложение: альбомчертежей и плокатов на 10 листах формата А1, альбом технологической документации.


СОДЕРЖАНИЕ

Реферат…………………………………………………………………………….2

Введение…………………………………..………………………………….……5

1. 
   Описание сварной конструкции……………………….………………..……7
   
   1. 
      Технические требования на изготовление расширительной емкости…8
      
      1. 
         Сварочные материалы………………………………………………8
         
      2. 
         Требования к изготовлению…………………………………...…...9
         
      3. 
         Методы контроля…………………………………………………..10
         
2. 
   Анализ вариантов технологических операций для изготовления расширительной емкости………………………………………….…………11
   
   1. 
      Резка листовых заготовок для изготовления обечайки .………….…..11
      
   2. 
      Подготовка кромок под сварку ……………….....………………….…..11
      
   3. 
      Изготовление обечайки………………………………………………….12
      
   4. 
      Резка заготовок для изготовления донышек…………………………...13
      
   5. 
      Штамповка донышек…………………………………………………….14
      
   6. 
      Резка припуска штампованных донышек, вырезка отверстий люк в корпусе, резка заготовок для цапф……………………………………..15
      
   7. 
      Зачистка кромок донышек и обечайки…………………………………15
      
   8. 
      Резка заготовок из труб для штуцеров и люка………………………..15
      
      1. 
         Механическая резка на ленточно-отрезном станке……………..16
         
      2. 
         Механическая резка наторцеотрезном станке…………………..17
         
   9. 
      Вид сварки……………………………………………………………….17
      
      1. 
         Сварка под слоем флюса………………………………………….17
         
      2. 
         Сварка в среде защитных газов…………………………………..18
         
   10. 
       Защитная среда для сварки расширительной емкости………….18
       
   11. 
       Защитная среда для приварки и сварки люка и цапф…………...19
       
   12. 
       Электродная проволока…………………………………………...20
       
   13. 
       Метод неразрушающего контроля……………………………….22
       
3. 
   Разработка техпроцесса заготовительных операций……………………...24
   
   1. 
      Резка листовых заготовок для изготовления обечайки………………..24
      
   2. 
      Изготовление обечайки………………………………………………….25
      
   3. 
      Резка заготовок для изготовления донышек и цапф…………………..25
      
   4. 
      Штамповка днища……………………………………………………….27
      
   5. 
      Очистка кромок донышек, штуцеров, обечаек………………………...28
      
   6. 
      Резка труб………………………………………………………………...29
      
4. 
   Разработка установок для сборки – сварки конструкций и технологии сварки……………………………………………………………………....…30
   
   1. 
      Характеристика и особенности сварки применяемых материалов…..30
      
   2. 
      Расчет режимов для автоматической сварки под слоем флюса……...31
      
5. 
   Проектирование компоновки установки и сборочно-сварочных приспособлений……………………………………….……………………...35
   
   1. 
      Сварочное оборудование для сварки продольных и кольцевых швов.35
      
   2. 
      Проектирование установки для сварки кольцевых швов……………..42
      
6. 
   Контроль качества…………………………………………………………...47
   
7. 
   Планировка цеха……………………………………………………………..55
   
8. 
   Экономика……………………………………………………………………58
   
9. 
   Охрана труда………...……………………………………………………….67
   
   1. 
      Воздух рабочей зоны и микроклимат……………………….………….68
      
   2. 
      Освещение……………………………………………………….……….70
      
   3. 
      Производственный шум……………………………………….………...74
      
   4. 
      Вибрация…………………………………………………………………75
      
   5. 
      Электробезопасность……………………………………………………76
      
   6. 
      Пожарная безопасность…………………………………………………87
      

---

Список использованной литературы……………...…………..…………….80


ВВЕДЕНИЕ

За последнее десятилетие в связи с интенсивным развитием тепловой и атомной энергетики, химической промышленности и других отраслей техники как у нас в стране, так и за рубежом значительно возрос объем производства и применения сосудов высокого давления. Одновременно с этим значительно расши­рился диапазон условий их эксплуатации по температурам нагружения, параметрам рабочей среды,характеру и числу циклов приложения нагрузки, а также возросли абсолютные размеры сосудов, и усложнилось их конструктивное оформление.

Прогресс в области создания новых, более высоко нагруженных конструкций неразрывно связан с необходимостью совершенствования технологии их изготовления, методов контроля качества, повышения общей культуры производства и уточнения методик их расчета на прочность.

В настоящее время одной из основных технологических операций, широко используемых при изготовлении крупноразмерных сосудов высокого давления, является сварка. По сути дела, создание этих сосудов без использования сварки невозможно. Кроме того, применение сварки позволяет создавать сосуды слож­ной конструкции, а также значительно сокращает цикл их про­изводства и стоимость. При создании сварных сосудов давления нельзя не учитывать их специфические особенности (наличие в районе сварных швов зон структурной и механической неодно­родности металла, возможность существования в металле сварных швов технологических дефектов, неблагоприятно ориенти­рованных по отношению к рабочим напряжениям). Для сосудов, не проходящих после сварки термической обработки, необходимо, кроме того, учитывать влияние на прочность остаточных свароч­ных напряжений [1].

Данная сварная конструкция относится к конструкциям оболочкового типа. Такие конструкции собирают из листовых заготовок и сваривают герметичными швами. В зависимости от габаритных размеров, конструктивного оформления и характерных особенностей изготовления и эксплуатации оболочковые конструкции можно разделить на негабаритные емкости и сооружения, сосуды, работающие под давлением, трубы и трубопроводы [7].

Изготовление, эксплуатация и ремонт сосудов, работающих под давлением находится под особым контролем Ростехнадзора России.

Емкости и сооружения нередко имеют размеры, намного превышающие габарит подвижного железнодорожного состава. Такие изделия приходится изготовлять на заводе по частям и отправлять на место монтажа отдельными секциями.

---

Данная дипломная работа представляет проект разработки участка сборки-сварки расширительной емкости. Целью дипломной работы является демонстрация применения теоретических знаний, в решении конкретных инженерных задач на основе знаний, полученных в процессе обучения.

1.ОПИСАНИЕ СВАРОЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ

Расширительная емкость представляет собой тонкостенный сосуд, работающий под давлением. Разработка и изготовление расширительной емкости выполняется в соответствии с ГOCT Р 52630-2012 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия», который распространяется на стальные сварные сосуды и аппараты, работающие под давлением не более 16 МПа (160 кгс/см кв.), вакуумом с остаточным давлением не ниже 665 Па (5 мм рт. ст.) или без давления (под налив) и при температуре стенки не ниже минус 70 град. С, предназначенные для применения в технологических установках химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, нефтяной, газовой и других смежных отраслях промышленности.
Настоящий стандарт устанавливает основные технические требования к конструкции, материалам, изготовлению (до изготовлению), методам испытаний, приемке и поставке, реконструкции, ремонту, монтажу сосудов и аппаратов.

В процессе эксплуатации контактирует с высокотемпературным органическим теплоносителем. Рабочее давление сосуда – 0,2 МПа. В процессе эксплуатации стенки сосуда работают в интервале температур от минус 47⁰С до +100⁰С. Объем сосуда 1 м³.

Расширительная емкость относится к конструкциям оболочкового типа, к 1 группе опасности по ПБ 03-584-03 – правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных.

Данная сварная конструкция, выполнена из листовой конструкционной низколегированной стали для сварных конструкций 09Г2С толщиной 10мм, длина емкости L=1650мм, диаметр Ø=1000м:

Обечайка, донышки: Лист ;

Штуцера: труба ; ;

Фланец: 4-400-6 ст. 09Г2С ГОСТ 19281-89


Рисунок 1. Расширительная емкость
1.1. Технические требования на изготовление расширительной емкости

---

1.1.1. Сварочные материалы

Сварочные материалы, применяемые для изготовления расширительной емкости, должны удовлетворять требованиям стандартов или технических условий. Качество и характеристики сварочных материалов должны подтверждаться предприятием-поставщиком в соответствующих сертификатах. При отсутствии сертификата сварочные материалы должны проверяться на соответствие требованиям стандартов или технических условий на предприятии-изготовителе емкости [12], [13].

В случае отсутствия сертификата механические испытания металла шва или наплавленного металла должны проводиться на растяжение и ударный изгиб на образцах по ГОСТ 6996.

При получении неудовлетворительных результатов, по какому либо виду испытаний разрешается проведение повторных испытаний на удвоенном количестве образцов по виду испытаний, давшему неудовлетворительные результаты.

Сертификаты и результаты испытаний сварочных материалов, если такие проводились, должны храниться на предприятии-изготовителе [12], [13].

1.1.2. Требования к изготовлению

На поверхности обечайки и днищ не допускаются риски, забоины, раковины, и другие дефекты, если их глубина превышает минусовые предельные отклонения, предусмотренные соответствующими стандартами и техническими условиями, или если после зачистки их толщина стенки будет менее допускаемой по расчету.

Поверхности деталей должны быть очищены от брызг металла, полученных в результате термической (огневой) резки и сварки.

Сварщик должен приступать к сварочным работам только после установления отделом технического контроля правильности сборки и зачистки всех поверхностей, подлежащих сварке.

Смещение кромок в кольцевых швах, выполняемых автоматической сваркой под слоем флюса, не должно превышать 5 мм.

После сборки и сварки корпус должен удовлетворять следующим требованиям:

- отклонение по длине не более ±0,3% от номинальной длины, но не более ±75 мм;

- отклонение от прямолинейности не более 2 мм на длине 1м, но не более 20 мм при длине корпуса до 10 м и не более 30 мм при длине корпуса свыше 10 м.

Отклонение внутреннего (наружного) диаметра корпуса, допускается не более ±1% номинального диаметра.
В сварочных соединениях не допускаются следующие наружные дефекты:

---

- трещины всех видов и направлений;

- свищи и пористость наружной поверхности шва;

- подрезы;

- наплывы, прожоги и нерасплавленные кратеры;

- смещение и совместный увод кромок сваренных элементов свыше норм, предусмотренных стандартом;

- несоответствие форм и размеров требованиям стандартов, технических условий или проекта;

- чешуйчатость поверхности и глубина впадин между валиками шва, превышающие допуск на усиление шва по высоте;

В сварных соединениях не допускаются следующие внутренние дефекты:

- трещины всех видов и направлений, в том числе микротрещины, выявленные при микроисследовании;

- свищи;

- не провары (не сплавления), расположенные в сечении сварного соединения [12], [13];

1.1.3. Методы контроля

Геометрические размеры и форма поверхностей должны измеряться с помощью средств, обеспечивающих погрешность не более 30% от установленного допуска на изготовление.

Габаритные размеры следует определить путем суммирования размеров входящих в них сборочных единиц и деталей.

Контроль качества сварных соединений следует проводить следующими методами:

- ультразвуковой дефектоскопией;

- гидроиспытания.

2. АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАСШИРИТЕЛЬНОЙ ЕМКОСТИ

2.1. Резка листовых заготовок для изготовления обечайки

Для получения листовых заготовок возможно применение следующих видов резки:

– Дисковые ножницы;

– Резка на гильотинных ножницах;

Такой тип металлообрабатывающего оборудования как дисковые ножницы представляют собой наиболее удобный инструмент для быстрой обработки и резки листовых заготовок из металла, толстой проволоки, крепежа малого диаметра. Кроме того, дисковые ножницы дают возможность вырезать из листовой стали элементы любой формы.
При резке не нарушается защитный слой, который есть на поверхности материалов, что является одним из важных преимуществ данного оборудования. 

Что касается резки на гильотинных ножницах, то она обладает следующими преимуществами: высокая точность заготовок (можно рубить в чистовой размер без припуска на механическую обработку, как в случае с воздушно-плазменной резкой), а также высокая производительность при получении прямоугольных заготовок.

---