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

Из этого следует, чтодля получения листовых заготовок толщиной S=10мм используем резку на гильотинных ножницах.
2.2. Подготовка кромок под сварку

Для обработки кромок под сварку, а именно подготовки разделки кромки на кольцевых стыках возможны два варианта:

- Обработка на строгальном станке

- Обработка ручным фаскоснимателем

В наше время продольно-строгальные станки применяются для
обработки различных поверхностей и плоскостей стальными резцами. С их помощью можно качественно обработать не только крупные и сложные конструкции, но и мелкие и средние детали, требующие особого подхода и сноровки. К одному из преимуществ работы на строгальном станке, является простая и быстрая наладка и отстройка механизма. Установка деталей крупных размеров совсем несложная. Совокупность этих факторов указывает не только на экономическую выгоду, но и простоту работы и обслуживания.

Ручные фаскоснимтели имеют более низкую стоимость, а также более трудоемкая работа при получении фасок необходимых параметров. Недостатком также является необходимость дополнительных обработок труб перед их применение, но при этом листы после обработки можно  передавать на сварку не подвергая дополнительным обработкам.

Исходя из перечисленных преимуществ строгальных станков выбираем данный вид обработки кромок при изготовлении расширительной емкости.
2.3. Изготовление обечайки

Изготовление обечайки диаметром 1000мм можно произвести следующими способами:

- Трехвалковые;

- Четырехвалковые;

Преимущества трехвалковых вальц заключаются в том, что они способны гнуть профили большого размера, а также профили малых размеров и радиусов, в сочетании со значительной полезной длиной и повышенной жесткостью поддерживающих валов, с межцентровым расстоянием между вальцами, имеющим широкий диапазон изменчивости.

Четырехвалковые вальцы обладают следующими преимуществами:

1. 
   Благодаря более совершенной функции гибки и подгибки, достигается наиболее укороченный плоский край.
   
2. 
   За один проход возможно осуществление вальцовки; в том числе и подгибка с двух краев листового металла, при достаточной мощности машины.
   
3. 
   Исключается предварительная операция по подгибке металла с обоих краев, как того требовалось при использовании трехвалковых машин.
   
4. 
   Автоматический режим подгибки позволяет обойтись без перезаправки листа. Если в трехвалковых станках требовалась наклонная подача, то в четырехвалковых станках листовой прокат заправляется горизонтально.
   

---

Так как на трехвалковых вальцах возможно обработать металлический лист толщиной S=10мм, шириныl=1500мм и длиныl=3140мм, качество гиба на высоком уровне, а также обеспечивает нужный результат за 1-2 прохода, при этом стоимость данного типа вальц значительно ниже, выбираем данный вид вальц.
2.4. Резка заготовок для изготовления донышек

Рассмотрим два варианта резки заготовок для донышек:

– Газопламенная резка;

– Воздушно-плазменная резка.

Газопламенная резка обладает следующими преимуществами: низкий уровень тепловложений и как результат – низкий уровень коробления изделия, высококачественный рез, мобильность – источник плазменной резки + источник сжатого воздуха.

Что же касается воздушно-плазменной резки: простота применения, резка сразу без подогрева, более низкие тепловложения, очень низкий уровень коробления, качественный рез, безопасность.

Так как производство расширительной емкости является серийным производством, а воздушно-плазменная резка обладает более качественным резом, чем газопламенная, и обладает более высокой производительностью, выбираем воздушно-плазменную резку.

---

2.5. Штамповка донышек

Для штамповки днища используются два вида штамповки:

– Холодная объемная штамповка;

– Горячая объемная штамповка;

При холодной штамповке не возникает необходимости в нагреве исходных материалов и инструментов. В результате холодной объемной штамповки поверхность заготовки не окисляется, благодаря чему полученные детали отличаются большей прочностью и точностью размеров, меньшей шероховатостью поверхности. Результатом подобной обработки становятся качественные изделия с высокими и стабильными механическими свойствами. Отсутствие термообработки означает и отсутствие окалины, которая образуется на поверхности деталей при нагреве, кроме того из общего химического состава поковок не уходят углерод и цинк. Недостатком же этого метода можно назвать то, что он, в отличие от горячей штамповки, требует значительных усилий[10].

Горячей объёмной штамповкой можно получать без напусков поковки сложной конфигурации. В следствии этого значительно сокращается объём последующей механической обработки, штамповочные поковки обрабатывают только в местах сопряжения с другими деталями, и эта обработка может сводиться только к шлифованию. Производительность горячей штамповки значительно выше, чем при холодной штамповке – составляет десятки и сотни штамповок в час. В то же время штамповочный инструмент штамп – дорогостоящий инструмент и является пригодным только для изготовления какой то одной, конкретной поковки. В связи с этим штамповка экономически целесообразна лишь при изготовлении достаточно больших партий одинаковых поковок.

Исходя из перечисленных условий целесообразно выбрать горячую объемную штамповку.
2.6. Резка припуска штампованн ых донышек, вырезка отверстий люк в корпусе, резка заготовок для цапф

Резку припуска осуществляем тем же способом, что и резку заготовок под штамповку – воздушно-плазменной резкой. Так как данный вид резки наиболее подходит для подготовки штампованных частей под сборку-сварку, а также не потребуются затраты на дополнительное оборудование и на его переоснастку.
2.7. Зачистка кромок донышек и обечайки

Зачистку кромок можно производить следующими способами:

– на специальных зачистных станках;

– шлифовальные машинки;

Зачистка может производиться на специальных зачистных станках. Толщина зачищаемой кромки 3-20 мм, производительность зачистки 0,2-1,5 м/мин.

Преимуществами данного метода являются:

- формирование поверхностного слоя с минимумом дефектов структуры;

- экологическая чистота.

Недостаток же состоит в гораздо более дорогостоящем оборудовании, больших габаритах и стационарности установки.

Также зачистку кромок можно производить с помощью шлифовальных машинок. Достоинства их заключаются в малых габаритах, малой стоимости. Недостатками являются меньшая производительность из-за необходимости ведения зачистки вручную.

Так как производство серийное и зачистку кромок удобнее производить на станках, то выбираем зачистные станки.
2.8. Резка заготовок из труб для люка и цапф

При изготовлении штуцеров для расширительной емкости применяются типоразмер труб следующего диаметра: Ø412 мм. Резку трубных заготовок желательно производить на одном и том же оборудов ание, дабы не усложнять техпроцесс и ввиду серийного типа производства. Так как производство серийное, целесообразно применение автоматической резки, которая обеспечивает мерную резку, для исключения операций разметки и наметки и по возможности уменьшения ручного труда. Ввиду малых диаметров труб и нежелательности последующей обработки кромок, термическая резка исключается как возможный вариант. Поэтому выбирается механическая резка.

2.8.1 Механическая резка на ленточно-отрезном станке

В качестве режущего инструмента на станке используется биметаллическая пила в виде замкнутой ленты с зубьями из быстрорежущей стали на кобальтовой основе или твёрдого сплава. Разрезка ленточными пилами - это современная ресурсосберегающая технология в области получения заготовок из различных металлов и сплавов. Использование ленточно - отрезного станка взамен отрезного круглопильного обеспечивает преимущества:

- минимальный отход металла в стружку за счет уменьшения ширины пропила;

- уменьшение мощности главного привода и потребления электроэнергии;

- повышение производительности отрезки за счёт увеличения скорости резания и скорости подачи режущего инструмента;

- повышение качества отрезки в части перпендикулярности реза за счёт уменьшения усилия резания; уменьшение облоя на выходе пилы из заготовки за счёт уменьшенных шага пилы и снижения усилий;

- возможность разрезки практически всей номенклатуры сталей и сплавов, включая жаростойкие и жаропрочные, а также сплавов на никелевой основе;

-однако применение ленточно - отрезного ограничивается возможностью резки труб малой толщиной стенки до 10 мм

2.8.2 Механическая резка на торцеотрезном станке

В качестве режущего инструмента используются резцы из быстрорежущей стали. Торцеотрезной станок позв оляет получить наиболее высокую точность по перпендикулярности реза к продольной оси трубы, обладая теме же качествами, что ленточно-отрезной станок, но резка на торцеотрезном станке возможна труб по толщине стенки превышающим возможности ленточно-отрезного станка [8].

Исходя из возможности резки на одном оборудовании, возможности автоматизации процесса, точности разреза, резка труб большими по толщине стенки выбираю ленточно-отрезной станок.
2.9. Вид сварки

В процессе формирования сварного соединения участвует сталь 09Г2С, которая обладает хорошей свариваемостью.

Для сварки расширительной емкости реально возможны два вида сварки:

– сварка под слоем флюса;

– сварка в среде защитных газов;
2.9.1. Сварка под слоем флюса

Преимущества сварки под флюсом: обеспечивается высокое стабильное качество сварки, что достигается за счет надёжной защиты сварочной ванны и металла шва в период кристаллизации и охлаждения от воздействия атмосферы (кислорода, азота воздуха); пониженный расход электродного металла, и пониженный расход электроэнергии;

Недостатки: сварка ведётся только в нижнем положении, хотя возможность применения для сварки кольцевого шва существует, но это сопровождается усложнением и удорожанием применяемой оснастки; значительны затраты времени на засыпку флюса и удаления шлака; требования к чистоте поверхности выше, чем при сварке в защитных газах.

2.9.2. Сварка в среде защит ных газов

Преимущества сварки в защитных газах: сварка возможна во всех пространственных положениях; обеспечение достаточно надежной защиты сварочной ванны; отсутствует шлаковая корка; возможность визуального наблюдения за ходом сварки; процесс дуговой сварки менее чувствителен к ржавчине на свариваемых кромках по сравнению со сваркой под флюсом.

Недостатки: повышенное разбрызгивание электродного металла и порообразование при сварки в СО2, но это можно устранить применяя в качестве защитной атмосферы смесь газов.

Соотнеся плюсы и минусы, для изготовления монжуса мною выбрана сварка под слоем флюса; данный вид позволить сварить конструкцию на типовом оборудовании с минимальными затратами на переналадку оснастки, а также с достаточно полным и качественным проплавлением корня шва. Для приварки штуцеров, выбираем сварку в среде защитных газов.
2.10. Защитная среда для сварки расширительной емкости

При изготовлении емкости применяется сталь 09Г2С – это конструкционная низколегированная сталь; при автоматической сварке под слоем флюса этой стали в качестве защитной среды наиболее распространён флюс. Однако процесс сварки под слоем флюса обладает наряду неоспоримыми достоинствами, например более высокие технологически свойства (защита, формирование, отделимость шлаковой корки и др.) и меньшая стоимость, возможность в более широких пределах легировать металл шва через флюс.

Недостатками сварки под слоем флюса, является повышенная жидкотекучесть расплавленного металла и флюса. Поэтому сварка возможна только в нижнем положении при отклонении плоскости шва от горизонтали не более чем на 10—15⁰. В противном случае нарушится формирование шва, могут образоваться подрезы и другие дефекты. Это одна из причин, почему сварку под флюсом не применяют для соединения поворотных кольцевых стыков труб диаметром менее 150 мм. Кроме того, этот способ сварки требует и более тщательной сборки кромок под сварку и использования специальных приемов сварки. При увеличенном зазоре между кромками возможно вытекание в него расплавленного металла и флюса и образование в шве дефектов[7].

Наиболее перспективным с точки зрения высоких сварочно-технологических характеристик является флюс АН-22. Он обеспечивает оптимальное сочетание сварочно-технологических характеристик, стоимости выполнения сварочных работ и качества сварных конструкций.

По сравнению со сваркой под слоем флюса ФЦ-16, он обеспечивает:

-плавный переход от наплавленного к основному металлу;

-снижение трудоемкости при зачистке основного металла от шлака в 8-10 раз;

-повышение производительности труда сварщиков на 20-30%;

-хорошая отделимость шлаковой корки;

-повышение показателей механических свойств металла шва, в том числе значения ударной вязкости при отрицательных температурах;

-улучшение санитарно-гигиенических и экологических характеристик процесса сварки.

Ввиду требований предъявляемых для сварки данного вида стали и более высокой производительности сварки, по сравнению с флюсом ФЦ-16, выбираю сварку под слоем флюса АН-22. Наименьшие затраты на зачистку.
2.11. Защитная среда для приварки и сварки люка и цапф

При изготовлении люка применяется сталь 09Г2С - это конструкционная низколегированная сталь для сварных конструкций; при полуавтоматической сварке этой стали в качестве защитного газа наиболее распространён углекислый газ и его смеси с аргоном и кислородом. Рассмотрим 2 вида газов применяемых для сварки данной конструкции:

- СО2+20%Ar;

- СО2;

Смесь СО2+20%Arобладает рядом преимуществ: увеличение количества наплавленного металла за единицу времени, а также снижение потерь электродного металла на разбрызгивание; снижение количества прилипания брызг; повышение плотности и пластичности металла шва; повышение прочности сварного соединения; улучшает количество оксидных включений и измельчает зерно, улучшая структуру металла.

Недостатками сварки в СО2 являются большие потери электродного металла на разбрызгивание, засорение поверхности свариваемых изделий приваренными брызгами, низкое качество поверхности швов (неровности и грубая чешуйчатость), не всегда удовлетворительные показатели механических свойств металла швов, особенно ударной вязкости при отрицательных температурах.

Ввиду обильного разбрызгивания в СО2, по сравнению со смесью CO2+20%Ar, отсутствием необходимости для серийного производства использовать СО2, а также в соответствии с требованиями выбираю сварку в CO2+20%Ar. Можно выполнять во всех пространственных положениях со сварочным оборудованием, аппаратурой и источниками питания для сварки в углекислом газе [1].
2.12. Электродная проволока

Для сварки расширительной емкости под слоем флюса рекомендуется использовать сварочную проволоку:

– Св-10ГА;

– Св-10Г2;

Они обеспечивают малую загрязнённость металла шва оксидными включениями. Меньшая загрязнённость металла шва оксидными включениями при сварке стали обусловлена более рациональным содержанием Si и Mn; при котором продукты раскисления формируются в виде жидких силикатов.

Таблица 1. Химический состав рекомендуе мых электродных

проволок по ГОСТ 2246-70

Марки проволоки	С, не более	Mn, не более	Si, не более	Cr, не более	Ni, не более	Mо, не более	Ti, V	S		P
								не более
Св–10ГА	0.04	0,87	0.03	-	-	-	-	0,012	0,011
Св-10Г2	0.12	0,12 – 0,35	0,4-0,7	-	1-1,5	-	0,4-0,5	-	-

---

Выбираем проволоку Св–10ГА, так как хим.состав наиболее близок к свариваемым материалам, а также даёт возможность обеспечить равнопрочность сварного шва основному металлу и обеспечивает требуемые механические свойства.

Для сварки и приварки люка и цапфв среде защитных газов рекомендуется использовать сварочные проволоки Св-08Г2С и Св–08Г2; они обеспечивают малую загрязнённость металла шва оксидными включениями. Меньшая загрязнённость металла шва оксидными включениями при сварке стали обусловлена более рациональным содержанием Si и Mn; при котором продукты раскисления формируются в виде жидких силикатов.
Таблица 2. Химический состав рекомендуемых электродных

проволок по ГОСТ 2246-70

Марки проволоки	С, не более	Mn, не более	Si, не более	Cr, не более	Ni, не более	Mо, не более	Ti, V	S		P
								не более
Св–08Г2	0.1	1,4-1.7	0.60-0.85	0.2	0.25	-	-	0,025	0,03
Св-08Г2С	0.05-0.10	1.8-2.1	0.7-0.95	0.20	0.25	-	-	0.25	0.30

Выбор проволоки для сварк и и приварки люка и цапф осуществляется в соответствии с ОСТ 26.260.3-2001 «Сварка в химическом машиностроении. Основные положения» выбираем проволоку Св–08Г2С, так как хим.состав наиболее близок к свариваемым материалам, а также даёт возможность обеспечить равнопрочность сварного шва основному металлу и обеспечивает требуемые механические свойства.
2.13. Метод неразрушающего контроля

---

Рассмотрим два применимых варианта контроля качества - это радиографический метод и ультразвуковой.

Для контроля радиографическими методами характерно наиболее успешное выявление объёмных дефектов, к которым относится поры и шлаковые включения.

Вероятность обнаружения трещины при помощи этого метода контроля мала. Для этого необходимо, чтобы плоскость трещины не совпадала с направлением излучения и чтобы трещина имела достаточное раскрытие, позволяющие надёжно зафиксировать на фотоплёнке. Естественно, что при таком ограничении радиационные методы не дают надёжной гарантии своевременного выявления наиболее опасных дефектов типа трещин. При рассмотрении результатов контроля радиационным методом следует иметь в виду, что он позволяет надёжно зафиксировать только размеры дефекта в плане (в плоскости, перпендикулярной излучению), тогда как размер дефекта в направлении излучения зафиксирован практически быть не может. В практике контроля сосудов это обстоятельство не позволяет установить размер дефекта по толщине стенки сосуда, который в большинстве случаев и определяет степень опасности, так как ориентирован поперёк линии действия рабочих напряжений.
В отличии от радиогр афического, ультразвуковые методы позволяют успешно выявлять именно трещиноподобные дефекты. Спецификой ультразвукового метода контроля является то, что он не даёт конкретной информации о характере дефекта, т.к. на экране дефектоскопа появляется импульс, величина которого пропорциональна отражающей способности обнаруживаемого дефекта; обнаруживаемые дефекты обычно характеризуются эквивалентной площадью, которая устанавливается в зависимости от интенсивности полученного сигнала. Достоинствами ультразвукового метода являются его меньшая по сравнению с методами просвечивания трудоёмкость, а также возможность достаточного точного определения координат обнаруживаемого дефекта. Как показа практика применения ультразвукового метода, он не позволяет достаточно надёжно обнаружить дефекты, лежащие вблизи поверхности изделия, в связи с экранированием сигнала от дефекта сигналом от поверхности.

И так, основываясь на полученных сведениях, мною выбран УЗК контроль, т.к. выявляемость наиболее опасных дефектов выше, а также из условий меньшей трудоёмкости и радиационной безопасности.

---