МиНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ государственное БЮДЖЕТНОЕ образовательное учреждение высшего образования

«тюменский индустриальный университет»

Институт Промышленных технологий и Инжиниринга

Кафедра «Технология Машиностроения»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

«Производство сварных конструкций»

на тему:

«Ремонт трубопровода методом STT»

Выполнил:	ст. гр. СП	______________
Проверил:	Старший преподаватель	______________

Тюмень, 2018

Задание.

Ремонт трубопровода (нефтепровода) методом STT, путем установки

ремонтной конструкции (обжимной приварной муфты П2).

Рисунок 1- Схема обжимной приварной муфты П2.

Таблица 1.

Позиции деталей	Наименование	Кол-во, шт.	Материал	Толщина мм	Вес, кг
1	Центральное полукольцо муфты П2.	2	Сталь 09Г2С	18	505,5
2	Технологическое полукольцо муфты П2.	4	Сталь 09Г2С	18	66,95

Ориентировочный объем курсового проекта.

Графическая часть выполняется на 3-4х листах формата А4:

1. Общий вид изделия 0,5-1 лист А1 (по заданию руководителя).

2. Чертежи оснастки и средств механизации и автоматизации 2-3 листа формата А4.

3. Технологический план участка (цеха) 0.5-1. лист.

Расчетно-пояснительная записка выполняется на 25-30 листах формата А4

Содержание.

ЗАДАНИЕ 2

СОДЕРЖАНИЕ 4

ВВЕДЕНИЕ 5

1. Общая часть 6

1.1 Общие сведения о конструкции 6

1.2 Характеристика основных материалов конструкции 9

1.3 Разработка последовательности изготовления конструкции 12

1.4 Анализ и выбор способов сварки 15

2. Технологическая часть 19

2.1. Выбор оборудования для подготовки кромок сварных соединений 19

2.2 Технология сборки и сварки 23

2.2.1 Основные типы сварных соединений в конструкции 23

2.2.2 Сварочные материалы базовой технологи 26

2.2.3 Расчет режимов сварки 28

2.2.4 Выбор оборудования для сварочно-монтажных работ 44

3. Контроль качества 48

3.1 Методы и объем контроля качества сварных соединений 48

3.2 Оборудование для контроля качества 55

4. Безопасность производства 61

---

4.1Меры безопасности при выполнении сварочных работ

на трубопроводе под давлением 61

4.2 Меры безопасности при работе с электрооборудованием 64

4.3 Требования к персоналу 65

4.4 Расчет загрязнения воздуха рабочей зоны технологическими

выбросами 66

Заключение 69

Литература 70

Приложения:

Приложение 1 Карты технологического процесса.

Приложение 2 Операционная технологиеская карта визуального и измирительного контроля сварных соединений.

Приложение 3 Операционная технологическая карта проникающими методами.

Приложение 4 Операционная технологическая карта ультразвукового контроля.

Графическая часть:

1.Чертеж муфты(общий вид)

2.Центратор звенный наружный ЦЗН 1221

3.Схема сварочного поста STT

4.Схема выполнения работ по установке муфты П2.

Спецификации:

1.Спецификация (Общий вид изделия)

2.Cпецификация ЦЗН 1221.

Введение.

Целью данного курсового проекта является исследование и расчет сварочных параметров процесса STT для ремонта трубопровода, в частности возможность применения данного процесса для сварки толстостенных изделий, применяя метод валиковой сварки (выполнение сварного прохода за несколько проходов-валиков).

Метод STT особенно актуален для нашего случая, т.к сварка производится на действующем нефтепроводе и STT имея меньшие тепловложения в сварочную ванну наиболее точно отвечает требованиям безопасности при производстве сварных работ на действующих трубопроводах.

Из статей по методу STT делаем вывод, что данная сварка имеет меньшее дымообразование и разбрызгивание в сравнении с обычными методами сварки (MMA, MIG/MAG), что улучшает производительность и эстетичность сварочного процесса.

Метод STT- это механизированный метод сварки, что в сравнении с общеразвитыми в России методами ручной сварки, значительно ускоряют сварочный процесс.

STT на сегодняшний день относится у так называемым “безшлаковым” методам сварки, что положительно сказывается на качестве сварки.

Безусловно, использование метода STT при производстве ремонтных работ на трубопроводах увеличит производительность труда, улучшит качество и условие труда.

1. Общая часть.

1.1 Общие сведения о конструкции.

В курсовом проекте устраняется дефект на действующем магистральном нефтепроводе путем установки обжимной приварной муфты типа П2 [1].

Характеристики трубопровода приведены в таблице 2. Характеристики муфты приведены в таблице 3.

Таблица 2- Характеристики трубопровода

Номинальное давление, МПа	Класс прочности стали	Временное сопротивление, МПа	Диаметр, мм	Толщина стенки, мм	Материал сталь
6	К52	510	1220	18	09Г2С

---

Таблица 3-Характеристики обжимной приварной муфты П2.

Внутренний диаметр,мм	Толщина стенки,мм	Длина муфты,мм	Ширина технологических колец,мм	Сталь	Класс прочности стали	Временное сопротивление,МПа
1220	18	1850	245	09Г2С	К52	510

Муфта П2 - обжимная приварная с технологическими кольцами

устанавливается без зазора между муфтой и трубой. Муфта предназначена для ремонта дефектов стенки трубы и вмятин. Конструкция муфты представлена на рисунке 2.

Муфта состоит из центрального кольца и двух технологических колец. Центральное кольцо состоит из двух полумуфт, а каждое технологическое кольцо – из двух полуколец.[1]

Рисунок 2-Муфта обжимная приварная тип П2

Размеры муфты определены в соответствии с пунктом 7.5.2 РД 153-39.4-067-04 «Методы ремонта дефектных участков действующих магистральных нефтепроводов».

В соответствии с РД 23.040.00-КТН-386-09 «Технология ремонта магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов с давлением до 6,3 МПа», к муфтам данного типа предъявляются следующие требования:

Муфты должны быть изготовлены из листового проката или прямошовных (бесшовных) труб, предназначенных для сооружения магистральных трубопроводов.

Для изготовления муфт применяются углеродистые, низколегированные стали марок 09Г2С, 09Г2С-У 13Г1С-У, 17Г1С-У, 10Г2ФБ или аналогиные им. Муфта должна быть изготовлена из стали аналогичного класса прочности, что и ремонтируемая труба.

Толщина стенки муфты и ее элементов при одинаковой прочности металла трубы и муфты должна быть не меньше толщины стенки ремонтируемой трубы. Допускается применение меньшей нормативной прочности металла муфты номинальная толщина ее стенки будет увеличена в соответствии с расчетом по СНиП 2.05.06-85* (п 8.22), при этом толщина стенки муфты не должна превышать толщину стенки трубы более чем на 20 % (допускается превышение 20 % при округлении величины толщины стенки муфты до ближайшего стандартного значения толщины листа).

Эквивалент углерода металла трубной стали для изготовления муфт не должен превышать Сэ<0,46%.

При установке муфты на дефектный кольцевой сварной шов, соединяющий трубы разной толщины, или на дефект «разнотолщинность» муфта выбирается по наименьшей толщине стенки трубы, входящей в соединение.

Муфты должны быть изготовлены в заводских условиях в соответствии с ТУ, утвержденными и согласованными в установленном порядке с ОАО «АК «Транснефть». ТУ на изготовление ремонтных конструкций должны быть внесены в Реестр ТУ и ПМИ ОАО «АК «Транснефть». Муфты должны иметь маркировку, паспорт и сертификаты качества на применяемые материалы.

Применение муфт и других ремонтных конструкций, изготовленных в полевых условиях (в трассовых условиях) запрещено.

---

Муфта типа П2 производится в соответствии с ТУ-1469-001-48815527-2009. Согласно технических условий, ТУ-1469-001-48815527-2009,( муфте присваивается шифр. Для данного курсового проекта, обжимная приварная муфта имеет следующий шифр:

Муфта (П2) К52-1220-18-1850-14-ЛП-1 ТУ 1469-001-48815527-2009

где,

(П2) тип муфты (муфта обжимная приварная с технологическими кольцами для ремонта дефектов в стенке трубы);

К52 - класс прочности;

1220 – наружный диаметр трубопровода , мм.;

18 – толщина стенки трубы трубопровода соответствующая минимально возможной толщине стенки муфты ,мм.;

1850 – длина центрального кольца муфты (без учета технологических колец) , мм.;

14 – категория проката согласно ГОСТ 19281 или ГОСТ 5520 (для минимальной температуры стенки трубопровода минус 60 С)

ЛП – изготовление муфт из листового проката;

1 – исполнение муфты по форме разделки продольных кромок полуобечаек.

ТУ 1469-001-48815527-2009- нормативный документ по которому производится муфта.

Муфты должны изготавливаться в двух исполнениях по разделке кромок по длинам полуобечаек:

• Исполнение 1 – с симметричной V-образной разделкой кромок, угол скоса кромок 30^о -5^о;

• Исполнение 2 – с несимметричной V-образной разделкой кромок, угол скоса верхней полуобечайки 30^о -5^о, нижней полуобечайки 10^{о +5}.

Величина притупления кромок – (1,8+0,8) мм

На полуобечайках технологических колец муфт (тип П2, тип П4, тип П5, тип В1, тип В2) с одной стороны по диаметру следует производить разделку кромок под сварку с углом скоса 30^о-5^о. Величина притупления кромок – (1,8+0,8) мм.

На внутренней и наружной поверхности муфт и деталей патрубков не допускаются раковины, трещины, расслоения, риски, забоины, которые должны быть удалены методом пологой вырубки или зачисткой абразивным инструментом. Допускаются без исправлений риски и забоины глубиной не более 0,5 мм.

В случае утонения стенки в результате зачистки ниже толщины с учетом минусового допуска на прокат, дефекты должны быть устранены наплавкой с последующей зачисткой с плавным переходом по технологии предприятия-

изготовителя.

Полуобечайки муфт должны изготавливаться без сварных швов.

Допускается изготавливать полуобечейки муфт с одним сварным швом, при этом усиления сварных швов с внешней и внутренней сторон должны быть зачищены заподлицо с основным металлом трубы.

Заготовки полуобечаек из листового проката должны вырезаться нагильотинных ножницах или с помощью плазменной (или газовой) резки. Заготовки полуобечаек из трубных заготовок должны вырезаться с помощью плазменной или газовой резки.

1.2 Характеристика основных материалов конструкции.

Элементы трубопровода и обжимной приварной муфты сделаны из стали 09Г2С по ГОСТ 5520-79.

Сталь 09Г2С это низкоуглеродистая низколегированная сталь перлитного класса широко применяемая в условиях холодного климата. Сталь используется в строительстве трубопроводов, конструкций газонефтехимических производств, судов, мостов и других сооружений, эксплуатируемых в температурном интервале от -70 до +475 С в зависимости от структурного состояния, обеспеченного термообработкой[4].

---

Свариваемость стали 09Г2С - сваривается без ограничений, при использовании разлитных технологий сварки.[5]

Химический состав стали представлен в таблице 4, механические свойства – таблица 5[5].

Таблица 4-Химический состав стали 09Г2С,%

C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	As	Cu
0,09	0,8	1,3	< 0,035	<  0,04	0,3	0,3	0,08	0,3

ГОСТ	Состояние поставки	Сечение, мм	Предел текучести условный, МПа	Временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	Относительное удлинение после разрыва, %
19282-73	Листы после закалки, отпуска (Образцы поперечные)	от 10 до 40.	390	530	19

Таблица 5 – Механические свойства стали 09Г2С

Содержание S и P относит сталь к качественным сталям. Наличие Mn в достаточных количествах, упрочняет феррит, снижает температуру начала y-a-превращения, способствует процессу карбидообращения, что может способствовать понижению сопротивляемости сварных соединений к образованию холодных трещин.

Одним из технологических решений, снижающих вероятность появления холодных трещин, является предварительный и сопутствующий подогрев.

Для определения температуры подогрева и необходимости подогрева в це-

лом, воспользуемся общепринятой методикой[6]. Для этого необходимо рассчитать эквивалент углерода Сэк. Восспользуемся формулой Деардена и О-Нила.

Сэ= С+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15=0,09+1,3/6+0,3/5+0,6/15=0,41% (1)

Таблица 6 – Группы свариваемости.

Согласно таблицы 6 определяем, что сталь 09Г2С пренадлежит к III группе свариваемости и согласно таблицы 7, предварительный и сопутствующий подогрев необходим.

Таблица 7- Условия сварки.

Для расчета температуры подогрева воспользуемся формулой Сефериана.

С”эк = Сэк+С’эк = Сэк+0,005S*Cэк (2)

где С”эк- общий углеродный эквивалент,

S- толщина стенки, мм.

С”эк = 0,41+0,005*18*0,41 = 0,45 %

Т= 350* (3)

где Т- температура подогрева, ͦ С

Т= 350*= 156 ͦ С

Сравним расчетное значение температуры предварительного подогрева с значениями принятыми в РД 153-39.4-086-01 Технология сварочно-монтажных работ по установке ремонтных конструкций (муфт и патрубков) на действующие магистральные нефтепроводы. Температура предварительного подогрева в РД дана - 100 ͦ С. В целях получения надежного сварного соединения будем использовать температуру подогрева – 156 ͦ С.

Согласно [7] для сварки стыков по технологии STT, будем использовать сварочную проволоку сплошного сечения диаметром 1,145 мм типа ER70S-6 по AWS A5.18.

Химический состав сварочной проволоки дан в таблице 8.

Механические свойства наплавленного металла даны в таблице 9.

Таблица 8- Химический состав сварочной проволоки L 56.

По химическому составу сварочная проволока L 56 подобна стали 09Г2С.

---

Смотрите также файлы

• Ekzamen_po_anatomii_otvety.doc

• Все лекции по хирургии.doc

• Preparaty_po_giste_Sostavnoy_fayl_2014.docx

• Zapolnennye_preparaty_antiseptiki_probiotiki_i_t_p.docx

• Гостищев. Общая хирургия.pdf