–азработка технологического процесса производства рулонной заготовки крыши вертикального цилиндрического наземного резервуара объемом 200 м3

ќписание и услови€ эксплуатации крыши вертикального цилиндрического наземного резервуара. ¬ыбор способа сварки и сварочного оборудовани€. –азработка технологии изготовлени€ полотнища крыши.  онтроль качества сварных соединений, исправление дефектов.

–убрика ѕроизводство и технологии
¬ид курсова€ работа
язык русский
ƒата добавлени€ 25.09.2014

—аратовский √осударственный “ехнический ”ниверситет

 афедра ЂЁлектронное машиностроение и сваркаї

 урсовой проект по дисциплине

Ђѕроизводство сварных конструкцийї

“ема: –азработка технологического процесса производства рулонной заготовки крыши вертикального цилиндрического наземного резервуара объемом 200 м3

¬ыполнил:

—тудент гр. ќ“—-31

Ћуковихин ƒ.¬.

ѕроверил: “рофимов ƒ.¬.

—аратов 2011

—ќƒ≈–∆јЌ»≈

¬¬≈ƒ≈Ќ»≈

1.  ќЌ—“–” “ќ–— јя „ј—“№

1.1 ќѕ»—јЌ»≈  ќЌ—“–” ÷»» » ”—Ћќ¬»… Ё —ѕЋ”ј“ј÷»»

1.2 ћј“≈–»јЋ »«ƒ≈Ћ»я

2. ¬џЅќ– —ѕќ—ќЅј —¬ј– » » —¬ј–ќ„Ќќ√ќ ќЅќ–”ƒќ¬јЌ»

2.1 јЌјЋ»« —¬ј–»¬ј≈ћќ—“» ћј“≈–»јЋј

2.2 ¬џЅќ– —ѕќ—ќЅј —¬ј– »

2.3 ќЅќ—Ќќ¬јЌ»≈ » ¬џЅќ– —¬ј–ќ„Ќџ’ ћј“≈–»јЋќ¬

2.4 –ј—„≈“ –≈∆»ћќ¬ —¬ј– »

2.4.1 –≈∆»ћ ј¬“ќћј“»„≈— ќ… —¬ј– »

2.4.2 –≈∆»ћ –”„Ќќ… ƒ”√ќ¬ќ… —¬ј– »

2.5 ¬џЅќ– ќЅќ–”ƒќ¬јЌ»я » »—“ќ„Ќ» ќ¬ ѕ»“јЌ»я ƒЋя —¬ј– »

2.5.1 ќЅќ–”ƒќ¬јЌ»≈ ƒЋя ј¬“ќћј“»„≈— ќ… —¬ј– » ѕќƒ —Ћќ≈ћ ‘Ћё—ј

2.5.2 ¬џЅќ– »—“ќ„Ќ» ј ѕ»“јЌ»я ƒЋя –”„Ќќ… ƒ”√ќ¬ќ… —¬ј– »

2.6 ¬—ѕќћќ√ј“≈Ћ№Ќќ≈ —Ѕќ–ќ„Ќќ-—¬ј–ќ„Ќќ≈

ќЅќ–”ƒќ¬јЌ»≈

3. –ј«–јЅќ“ ј “≈’ЌќЋќ√»» »«√ќ“ќ¬Ћ≈Ќ»я

ѕќЋќ“Ќ»ўј  –џЎ»

3.1 «ј√ќ“ќ¬»“≈Ћ№Ќџ≈ ќѕ≈–ј÷»»

3.2 “≈’ЌќЋќ√»я —Ѕќ– » » —¬ј– » ѕќЋќ“Ќ»ўј

3.2.1 ќЅў»≈ “–≈Ѕќ¬јЌ»я

3.2.2 “≈’ЌќЋќ√»я —Ѕќ– »

3.2.3 “≈’ЌќЋќ√»я —¬ј– »

3.3 —¬ј–ќ„Ќџ≈ Ќјѕ–я∆≈Ќ»я » ƒ≈‘ќ–ћј÷»», ћ≈–џ »’ —Ќ»∆≈Ќ»я

3.4  ќЌ“–ќЋ№  ј„≈—“¬ј —¬ј–Ќџ’ —ќ≈ƒ»Ќ≈Ќ»… » »—ѕ–ј¬Ћ≈Ќ»≈ Ѕ–ј ј

3.4.1  ќЌ“–ќЋ№  ј„≈—“¬ј

3.4.2 »—ѕ–ј¬Ћ≈Ќ»≈ ƒ≈‘≈ “ќ¬

3.5 Ќќ–ћ»–ќ¬јЌ»≈ “≈’ЌќЋќ√»„≈— ќ√ќ ѕ–ќ÷≈——ј

3.6 ќ—Ќќ¬Ќџ≈ ѕќЋќ∆≈Ќ»я ѕќ Ѕ≈«ќѕј—Ќќћ” ѕ–ќ¬≈ƒ≈Ќ»ё —¬ј–ќ„Ќџ’ –јЅќ“

—ѕ»—ќ  »—ѕќЋ№«ќ¬јЌЌќ… Ћ»“≈–ј“”–џ

¬¬≈ƒ≈Ќ»≈

—овременный уровень развити€ нефт€ной промышленности требует соответствующего развити€ резервуаростроени€. ћногообразие нефтей и нефтепродуктов, особенности их свойств и условий хранени€ вызывают необходимость иметь емкости разных типов и назначений, удовлетвор€ющие требовани€м экономичности, рациональности и удобства при эксплуатации.

ƒо недавнего времени резервуары изготовл€лись только полистовым методом, пр€мо на монтажных площадках. Ётот способ не всегда обеспечивает требуемое качество, увеличивает сроки изготовлени€ и стоимость работ.

ѕопытки индустриализировать изготовление и монтаж резервуаров привели к изготовлению на заводах элементов резервуаров в виде крупных блоков. ј в дальнейшем к методу рулонировани€.

«аводска€ автоматическа€ сварка под слоем флюса позволила обеспечить высокую прочность и плотность соединений. » на р€ду с рулонированием позволила, в услови€х монтажных площадок, на стенке, днище и кровле резервуара выполн€ть минимальное количество швов.

ѕрименение механизированных способов сварки, а также применение современных методов контрол€ качества сварных соединений, позволило значительно увеличить производительность и качество резервуаростроени€.

1.  ќЌ—“–” “ќ–— јя „ј—“№

1.1 ќѕ»—јЌ»≈  ќЌ—“–” ÷»» » ”—Ћќ¬»… Ё —ѕЋ”ј“ј÷»»

¬ данном проекте рассматриваетс€ процесс изготовлени€ рулонных заготовок крыши вертикального, цилиндрического, наземного, резервуара, объемом 200 м3. –езервуар предназначен дл€ хранени€ нефтепродуктов и будет эксплуатироватьс€ в климатическом районе с умеренным климатом, при температурах до -40?—.

√еометрические параметры резервуара выбраны согласно рекомендаций ѕЅ 03-381-00 Ђѕравила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров дл€ нефти и нефтепродуктовї: высота стенки - 6 м, внутренний диаметр стенки - 6,63 м.

 ровл€ резервуара представл€ет собой самонесущую коническую крышу. ≈е несуща€ способность обеспечиваетс€ конической оболочкой настила. ѕри эксплуатации крыша будет испытывать, в основном, нагрузки направленные сверху вниз: собственный вес кровли, вес оборудовани€ расположенного на ней, вес утеплител€, снегова€ нагрузка и вакуум.

ћинимальна€ расчетна€ толщина полотна конической крыши (без припуска на коррозию) определ€етс€ по формуле:

tк=4,48(–/≈)0,5„ r/sinи

где и - угол крыши с горизонтальной плоскостью;

r - радиус серединной поверхности по€са стенки резервуара;

≈ - модуль упругости стали;

– - расчетна€ нагрузка.

–=1,05gм+0,95„1,2gу+0,9„1,6s+0,95„1,2–вак

где gм - вес 1 м2 листа крыши;

gу - вес 1 м2 утеплител€;

s - полное нормативное значение снеговой нагрузки;

–вак - величина относительного разр€жени€ в резервуаре под крышей.

1.2 ћј“≈–»јЋ »«ƒ≈Ћ»я

крыша сварка соединение

— учетом температурных, климатических и эксплуатационных условий, дл€ изготовлени€ крыши выбрана сталь марки —т 3сп5 по

√ќ—“ 14637-89, химический состав и механические свойства в соответствии с √ќ—“ 27772-88.

—огласно требованию ѕЅ 03-381-00 п.2 сталь дл€ изготовлени€ люка должна примен€тьс€ только спокойна€ (полностью раскисленна€) с классами прочности по √ќ—“ 27772-88.

’имический состав и механические свойства стали представлены в таблицах 1 и 2.

“аблица 1. ’имический состав стали

марка

стандарт

ћассова€ дол€ элемента %

—т3сп5

√ќ—“

27772-

88

C

Mn

Si

S

P

Cr

Ni

Cu

N

0.22

0,65

0.15-

0,3

0.05

0.04

0.3

0.3

0.3

0.008

“аблица 2. ћеханические свойства стали

ћарка

стали

“олщина

листа

мм

ѕредел текучести

Ќ/мм2

¬ременное

сопротивление

Ќ/мм2

ќтносит. удлинение

%

»згиб до параллельности

сторон

”дарна€ в€зкость KCV. ƒж/см2

—т3сп5

4-10

245

380

25

d=1.5a*

30

(t=-10?)

— учетом требований ѕЅ 03-381-00 Ђѕравила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров дл€ нефти и нефтепродуктовї п.2,3, п.п.2.3.2 в качестве исходной заготовки дл€ изготовлени€ полотнищ крыши используетс€ листовой гор€чекатаный прокат:

лист

Ћист повышенной точности, особо высокой плоскостности, с обрезной кромкой, габаритные размеры , из стали марки —т 3сп, категории 5 по, с гарантией свариваемости.

2. ¬џЅќ– —ѕќ—ќЅј —¬ј– » » —¬ј–ќ„Ќќ√ќ ќЅќ–”ƒќ¬јЌ».

2.1 јЌјЋ»« —¬ј–»¬ј≈ћќ—“» ћј“≈–»јЋј

—тали содержащие углерода до 0,3%, как правило, хорошо свариваютс€. —одержание марганца до 1% не ухудшает свариваемость и не затрудн€ет сварку (ухудшение свариваемости происходит при Mn>2.5%).  ремний до 1%, также не вли€ет на свариваемость.  ремний и марганец используютс€ как раскислители. ’ром, при содержании до 0,6%, не отражаетс€ на свариваемости. ћедь и никель (соответственно до 1% и до 0,3%) улучшают свариваемость, пластические свойства, повышают прочность, ударную в€зкость и коррозионную стойкость.

»сход€ из вышеизложенного делаем вывод, что данна€ сталь (—т 3€вл€етс€ малоуглеродистой и свариваетс€ без ограничений всеми способами сварки.

2.2 ¬џЅќ– —ѕќ—ќЅј —¬ј– »

ѕри выборе способа сварки необходимо следовать рекомендаци€м ѕЅ 03-381-00 п.6.3 Ђ–екомендуемые способы сваркиї, а также принципам технологической и экономической целесообразности.

ѕри изготовлении полотнищ крыши наиболее рационально использовать автоматическую сварку под слоем флюса. ƒл€ этого способа сварки характерно высокое качество металла шва, которое достигаетс€ за счет надежной защиты расплавленного металла от взаимодействи€ с воздухом расплавленным шлаком. —лой шлака на поверхности шва уменьшает скорость кристаллизации металла сварочной ванны и скорость охлаждени€ металла шва. ¬ результате снижаетс€ веро€тность по€влени€ таких дефектов, как газовые поры и другие неметаллические включени€. —табильность процесса сварки обеспечивает посто€нный химический состав и механические свойства металла шва на всей длине шва. ƒл€ автоматической сварки характерна высока€ плотность тока на электроде, что дает возможность вести сварку на больших токах. Ёто позвол€ет увеличить глубину проплавлени€ основного металла и производить сварку металла без разделки кромок (это снижает врем€ и расходы на подготовку кромок под сварку).

¬ысока€ производительность, снижение расхода сварочных материалов за счет сокращени€ потерь металла на угар и разбрызгивание, отсутстви€ потерь на огарки, снижение трудоемкости работ по подготовке кромок под сварку и зачистке шва от брызг и шлака делает использование автоматической сварки под слоем флюса экономически выгодным.

ѕредварительна€ сборка деталей полотнищ осуществл€етс€ на прихватках ручной дуговой сваркой.

2.3 ќЅќ—Ќќ¬јЌ»≈ » ¬џЅќ– —¬ј–ќ„Ќџ’ ћј“≈–»јЋќ¬

ћеталл шва в сварном соединении должен иметь прочностные характеристики не ниже, чем основной металл и химический состав, как можно более близкий к основному металлу. Ёто достигаетс€, в большой степени, правильным подбором сварочных материалов.

ѕри автоматической сварке под слоем флюса, химический состав металла шва определ€етс€ не только хим. составом сварочной проволоки, но и хим. составом флюса. “ак как флюс не только защищает поверхность сварочной ванны, но и происходит легирование металла сварочной ванны из расплавленного флюса. ѕоэтому особое внимание удел€етс€ правильному сочетанию проволока-флюс.

—уществует р€д рекомендаций на этот счет в нормативной и справочной литературе. Ќа основании этих рекомендаций, в данном случае рационально использовать сварочную проволоку —в 08ј и флюс јЌ-348-ј.

“аблица 3. ’имический состав флюса по √ќ—“ 9087-81

ћарка

флюса

јЌ-348-ј

ћассова€ дол€ компонентов %

SiO2

MnO

CaF2

MgO

CaO

Al2O3

F2O3

S

P

41-44

34-38

4-5.5

5-7.5

?6.5

?4.5

?2

?0.15

?0.12

“аблица 4. ’имический состав сварочной проволоки по √ќ—“ 2246-70.

ћарка

ѕроволоки

—в 08-ј

ћассова€ дол€ элемента %

C

Si

Mn

Cr

Ni

S

P

ƒр.

элем.

0.1

0.03

0.35-

0.6

0.1

0.25

0.03

0.03

?0,01

ƒл€ сборки на прихватках рекомендуетс€ использовать штучные покрытые электроды марки ћ–-3. ¬ качестве электродного стержн€ используетс€ проволока той же марки, что и при основном способе сварки. —ледовательно, химический состав металла прихваток будет очень близок хим. составу металла шва основного способа сварки.

“аблица 5. ’арактеристика покрытых электродов.

“ип

электрода

ћарка

электрода

ћарка свар.

проволоки

–од, пол€рн. тока

ѕоложение

сварки

 оэф. наплавки

г/јч

Ё 46

ћ–-3

—в-08

—в-08ј

переем. и

пост.

все

полож.

8 - 8,5

2.4 –ј—„≈“ –≈∆»ћќ¬ —¬ј– »

Ёлементы полотнища крыши расположены в одной плоскости, примыкают торцами друг к другу и образуют соединение, определ€емое по √ќ—“ 2601-84 Ђ—варка металлов. “ермины и определени€ основных пон€тий.ї как стыковое.

‘орма подготовки кромок и геометрические размеры соединени€ регламентируютс€ √ќ—“ 8713-79 Ђ—варка под флюсом. —оединени€ сварные.ї

“аблица 6. ‘орма подготовки кромок

“ип соединени€

”словное обозначение

’арактер соединени€

“олщина свариваемых деталей

‘орма

подготовки кромок

стыковое

—7

двустороннее

2,0-20 мм

без скоса

“аблица 7.  онструктивные элементы шва

—пособ сварки

”словное обозначение

 онструктивные элементы

“олщина деталей

b

e

g

ј‘

—7

5-6 мм

0+1

?19

2.4.1 –≈∆»ћ ј¬“ќћј“»„≈— ќ… —¬ј– ».

“ак как характер сварного соединени€ двусторонний, то глубина проплавлени€ с каждой стороны должна составл€ть 60-70% от толщины свариваемых деталей:

H=(0.6ч0.7)s=(0.6ч0.7)„6Ш4 (мм)

ƒиаметр электродной проволоки dэ=3 мм.

—варочный ток: Iсв=80Ќ/k ,

где k=1,1 (при данном диаметре электрода и выбранной марке флюса).

Iсв=80„4/1,1=291 (ј)

ѕринимаем : Iсв=300 ј

Ќапр€жение на дуге:

Uд=25+(0,06ч0,07)Iсв/ dэ=25+(0,06ч0,07)„300/3?32 (¬)

 оэф. формы провара: шпр= м*„(19-0,01„ Iсв) dэ Uд/ Iсв

 м*=0,367„i0.1925=0.367„450.1925=0.76,

где i=45ч90 ј/мм2 - допустима€ плотность тока на электроде.

шпр=0,76„(19-0,01„300) 3„32/ 300=3,9

ќриентировочно площадь поперечного сечени€ наплавленного металла:

Fн=0.75eq=0.75„19„2=28,5 (мм2)

ѕри автоматической сварке под флюсом коэф. наплавки можно, с достаточной дл€ расчета точностью, прин€ть равной коэф. расплавлени€:

бн=бр= брд+ брm

—оставл€юща€, обусловленна€ тепловложением дуги:

брд =11,6±0,4 (г/јч)

”величение коэф. расплавлени€ за счет предварительного нагрева вылета электрода:

брm =3,1„10-3 „L / dэ2 =3,1„10-3„ „7 / 0,32 =4,18 (г/јч)

где L=7 см - длина вылета электрода,

dэ=0,3 см.

бн=11,6+4,18=15,78 (г/јч)

—корость сварки (скорость перемещени€ дуги):

бн„ Iсв 15.78„300

хсв = --------------- = ---------------------------- =21,16 (м/ч)

Fн„н„100 0.285„7.85„100

где н=7,85 г/см3 - плотность стали,

Fн=0,285 см2.

—корость подачи проволоки:

бн„ Iсв 15,78„300

хп.пр. = ------------- = ------------------ = 85,3 (м/ч)

Fэ„н 7,07„7.85

√де Fэ = р dэ2 /4 - площадь сечени€ электрода.

Ёффективна€ теплова€ мощность дуги:

Qэф= Iсв „ Uд „ з =300„32„0,8=7680 (ƒж)

где з=0,8 - эффективный  ѕƒ нагрева издели€ дугой.

‘актическа€ глубина провара при данном режиме сварки:

Ќф = 0,0076„ = 0,0076„ = 0,44 (см)

‘актические геометрические размеры шва при данном режиме сварки:

eф =Ќф„ шпр=4,4„3,9=17,16 (мм)

qф = eф / шв =17,16/8=2,15 (мм)

шв=8 - коэф. формы валика.

Fнф=0.75eq=0.75„17,2„2,2=28,38 (мм2)

√еометрические размеры шва при данном режиме сварки наход€тс€ в пределах допускаемых √ќ—“ом.

ћгновенна€ скорость охлаждени€ металла в околошовной зоне:

щ0 =2р„л„сг„

где л - теплопроводность (дл€ низкоуглеродистых сталей 0,42 ¬т/(см„Ї—))

сг - объемна€ теплоемкость ( 5,25 ƒж/(см3„Ї—))

“0 - начальна€ температура издели€ (20Ї—)

“ - температура наименьшей устойчивости аустенита (550 - 600Ї—)

д - толщина свариваемого металла (0,6 см)

Qп= Qэф / хсв=7680„36/21,16=13066

“огда мгновенна€ скорость охлаждени€ металла:

щ0 =2р„0,42„5,25„=(4,35ч5,7) Ї—/с

ћгновенна€ скорость охлаждени€ не выходит за пределы оптимального интервала скорости охлаждени€ металла в околошовной зоне (1,4 - 15 Ї—/с), следовательно выбранный режим сварки обеспечит получение заданных механических свойств металла.

2.4.2 –≈∆»ћ –”„Ќќ… ƒ”√ќ¬ќ… —¬ј– »

–ƒ— предназначена дл€ сборки деталей на прихватки. ѕрихватки должны обеспечивать надежную фиксацию деталей относительно друг друга как при сборке, так и воврем€ выполнени€ основного способа сварки. Ќо в тоже врем€, геометрические размеры прихваток должны быть минимально возможными, дл€ того чтобы во врем€ основной сварки металл прихваток был полностью переплавлен.

–екомендуетс€ использовать электрод диаметром 4 мм.

—варочный ток 120ч140 ј.

Ќапр€жение на дуге ?26 ¬.

2.5 ¬џЅќ– ќЅќ–”ƒќ¬јЌ»я » »—“ќ„Ќ» ќ¬ ѕ»“јЌ»я ƒЋя —¬ј– »

2.5.1 ќЅќ–”ƒќ¬јЌ»≈ ƒЋя ј¬“ќћј“»„≈— ќ… —¬ј– » ѕќƒ —Ћќ≈ћ ‘Ћё—ј

ƒл€ выбранного способа сварки необходим источник питани€ с пологопадающей вольтамперной характеристикой, исход€ из услови€, что при сварке будет использован сварочный трактор с посто€нной, не завис€щей от напр€жени€ дуги скоростью подачи сварочной проволоки. ƒанному условию удовлетвор€ет выпр€митель ¬ƒ”-1001. ќн свободно обеспечивает выбранный режим сварки. явл€€сь источником посто€нного тока, ¬ƒ” обеспечивает более стабильное горение дуги, по сравнению с источниками переменного тока, а следовательно улучшаетс€ качество сварки.

ѕри данном способе сварки будет использоватьс€ сварочный трактор јƒ‘-1002. “рактор представл€ет собой самоходный механизм, приводимый в движение электродвигателем. —корости сварки и подачи проволоки не завис€т от напр€жени€ сварочной дуги и регулируютс€ ступенчато-сменными зубчатыми колесами. ƒанный трактор надежен и прост в эксплуатации.

“аблица 8. ’арактеристики ¬ƒ”-1001

марка

Ќом.св.

ток, ј

ѕределы

регулир.

тока,ј

Ќом.

напр€ж.

¬

Ќапр€ж.

’’

¬

ѕЌЌќћ

%

 ѕƒ

%

√абариты

мм

ѕервич.

напр€ж.

¬

ћасса

кг

¬ƒ”-1001

1000

300-1000

24-66

56-66

60

66

820„

620„

1100

380

900

“аблица 9. ’арактеристики сварочного трактора јƒ‘-1002

марка

ном. ток,ј

при ѕ¬=100%

ƒиаметр электрод. проволоки

мм

—корость подачи проволоки

м/с„10-2

—корость сварки

м/с

√абарит. –азмеры

(дл.„шир.„выс.)

мм

ћасса

кг

Ќапр€жение питающей

сети

в

јƒ‘-1002

1000

2-5

1,7-10

0,3-3,3

345„540„715

45

380

2.5.2 ¬џЅќ– »—“ќ„Ќ» ј ѕ»“јЌ»я ƒЋя –”„Ќќ… ƒ”√ќ¬ќ… —¬ј– »

ƒл€ –ƒ— используетс€ сварочный трансформатор “ƒћ-317. »сточник питани€ имеет крутопадающую вольт-амперную характеристику и свободно обеспечивает необходимый режим работы.

“рансформаторы серии “ƒћ c механическим регулированием, по схеме соединени€ катушек и конструктивному исполнению близки к трансформаторам “ƒ, но €вл€ютс€ более современными: имеют безшпиличную конструкцию магнитопровода, усовершенствованную конструкцию переключател€ диапазонов токов. ѕодключение сетевых и сварочных проводов с помощью штыревых разъемов облегчает эксплуатацию. ѕрименение современных обмоточных и изол€ционных материалов позволило несколько снизить массу и габариты трансформаторов “ƒћ.

ќтсутствие быстроизнашивающихс€ частей, сложных электрических схем и естественное охлаждение делают сварочные трансформаторы более дешевыми и надежными в эксплуатации источниками питани€ сварочной дуги.

“аблица 9. “ехнические характеристики “ƒћ-317

напр€жение

—в. ток

ѕЌном

%

 ѕƒ

%

ћощность

к¬т

√абариты

мм

ћасса

кг

Ќом.

¬

’ол. хода

¬

Ќом.

¬

ѕределы регулир.

32,6

0

315

60-360

60

86

19,4

555„ 585„ 818

130

2.6 ¬—ѕќћќ√ј“≈Ћ№Ќќ≈ —Ѕќ–ќ„Ќќ-—¬ј–ќ„Ќќ≈ ќЅќ–”ƒќ¬јЌ»≈

–улонируемые полотнища должны собиратьс€, свариватьс€, контролироватьс€ и сворачиватьс€ в рулоны на специальных установках (стендах) дл€ рулониновани€ (ѕЅ 03-381-00, п.4.5.1).

»зготовление рассматриваемых в проекте полотнищ крыши производитс€ на двухъ€русном стенде. Ќа верхнем €русе производитс€ раскладка деталей, сборка на прихватки и сварка первичного шва. ѕосле сварки первичного шва полотнище через кантовочный барабан перемещаетс€ на нижний €рус, где производитс€ сварка вторичного шва, контроль качества сварки физическими методами и исправление обнаруженных дефектов.

–исунок 1. —хема стенда

3. –ј«–јЅќ“ ј “≈’ЌќЋќ√»» »«√ќ“ќ¬Ћ≈Ќ»я ѕќЋќ“Ќ»ўј  –џЎ».

3.1 «ј√ќ“ќ¬»“≈Ћ№Ќџ≈ ќѕ≈–ј÷»»

ќсновные нормативные требовани€ к изготовлению полуфабриката изложены в ѕЅ 03-381-00, в п.4 »зготовление конструкций резервуара;

приемка, хранение и подготовка металлопроката п.4,2;

обработка металлопроката п.4.3.

¬есь металлопрокат, поступивший »зготовителю, должен подвергатьс€ входному контролю на его соответствие требовани€м проектной, нормативной и товаросопроводительной документации.

ћеталлопрокат должен быть рассортирован, замаркирован, сложен по профил€м, маркам стали и плавкам.

ѕеред подачей в производство металл должен бить очищен от легкоотслаевающейс€ окалины и ржавчины, влаги, снега, льда и загр€знений.

ћеталлопрокат должен хранитьс€ в устойчивых штабел€х. Ќе допускаетс€ соприкосновение металлопроката с полом или грунтом.

ѕри хранении и выполнении транспортных операций необходимо исключить повреждение кромок и возникновение остаточных деформаций металлопроката.

ѕри невыполнении требовани€ по плоскостности листового металлопроката в состо€нии поставки лист должен подвергатьс€ правке на многовалковых листоправильных машинах.

–азметку следует производить с помощью рулеток, соответствующих второму классу точности по √ќ—“ 7502, измерительных линеек по √ќ—“ 427, а также других измерительных инструментов и шаблонов.

ѕравка металла должна проводитьс€ способами, исключающими образование вм€тин, забоин, других повреждений, поверхности.

ѕродольные и поперечные кромки листовых деталей должны подвергатьс€ обработке строганием или фрезерованием.

Ћистовые детали толщиной до 16 мм допускаетс€ резать на гильотинных ножницах без последующей обработки кромок строганием или фрезерованием.

 ромки деталей после механической, кислородной или плазменной резки не должны иметь неровностей, заусенцев и завалов, превышающих

1 мм.

Ћинейные размеры и форма деталей должны обеспечивать собираемость конструкций с учетом заданных размеров, и предельных отклонений, а также свободное прилегание деталей или совмещение их кромок дл€ выполнени€ предусмотренных проектом сварных соединений.

3.2 “≈’ЌќЋќ√»я —Ѕќ– » » —¬ј– » ѕќЋќ“Ќ»ўј

3.2.1 ќЅў»≈ “–≈Ѕќ¬јЌ»я

—борка и сварка резервуара и отдельных его узлов и элементов регламентируетс€ ѕЅ 03-381-00, п.6 Ђ—варка резервуаровї:

- п. 6.1. ќбщие требовани€;

- 6.2. “ребовани€ к квалификации специалистов по сварке;

- 6.3. –екомендуемые способы сварки;

- 6.4. “ребовани€ к подготовке и сборке конструкции под сварку;

- 6.5. “ребовани€ к технологии выполнени€ сварных соединений.

3.2.2 “≈’ЌќЋќ√»я —Ѕќ– »

—борка конструкции может производитьс€ только из выправленных деталей и элементов, очищенных от заусенцев, гр€зи, масла, ржавчины и влаги.

Ќа всех отправочных элементах должна быть проставлена индивидуальна€ маркировка и нанесены риски.

ѕри сборке не должны допускатьс€ изменени€ формы элементов не предусмотренные технологическим процессом, а при кантовке и транспортировке - остаточное деформирование их.

ќбща€ сборка конструкции должна производитьс€ путем последовательного соединени€ всех элементов конструкции или отдельных ее частей.

—борка на прихватки должна быть выполнена рабочими, имеющими право на производство сварочных работ.

ѕрихватки, предназначенные дл€ соединени€ собираемых деталей, должны размещатьс€ в местах расположени€ швов. –азмеры сечени€ прихваток должны быть минимально необходимыми дл€ обеспечени€ расплавлени€ их при наложении швов проектного сечени€. ƒлина прихватки должна быть не менее 50 мм и рассто€ни€ между прихватками не более 500 мм.

—обранные элементы должны быть предъ€влены ќ“  дл€ проверки качества сварки и соответстви€ геометрических размеров собранной конструкции проектным размерам. Ёлементы прин€тые ќ“  под сварку и не сваренные в течении 24 ч, должны быть повторно проверены ќ“ .

3.2.3 “≈’ЌќЋќ√»я —¬ј– »

—варка стальных конструкций должна выполн€тьс€ высокопроизводительными способами. ѕри заводском изготовлении резервуарных конструкции основным способом сварки листовых конструкций €вл€етс€ автоматическа€ сварка под флюсом.

—варочные работы должны осуществл€тьс€ под руководством лица, имеющего удостоверение на право производства работ по сварке. Ќепосредственно сварка должна производитьс€ сварщиком, прошедшим обучение, получившим право на производство данных работ и имеющим соответствующее удостоверение.

—варка производитьс€ после проверки правильности ее сборки. —варку следует производить по разработанному и контролируемому технологическому процессу, который должен обеспечить требуемые геометрические размеры швов и механические свойства сварных соединений.

Ќачало и конец шва должны выводитьс€ на начальные и выводные планки. Ёти планки, после окончани€ сварки удал€ютс€. ћеста, где были установлены планки, следует зачистить. –иски от абразивной обработки после удалени€ выводных планок должны быть направлены вдоль кромок сваренных деталей.

ѕри вынужденном перерыве в работе сварку разрешаетс€ возобновл€ть после очистки концевого участка шва длиной 50 мм и кратера от шлака; этот участок и кратер следует полностью перекрыть швом.

3.3 —¬ј–ќ„Ќџ≈ Ќјѕ–я∆≈Ќ»я » ƒ≈‘ќ–ћј÷»», ћ≈–џ »’ —Ќ»∆≈Ќ»я

—таль, примен€ема€ дл€ изготовлени€ крыши, содержит углерода менее 0,25% и €вл€етс€ низкоуглеродистой. —лужебные свойства и работоспособность конструкций, изготовленных из подобных сталей, мало завис€т от собственных сварочных напр€жений и деформаций. Ќо в некоторых случа€х, например при наличии концентратора напр€жени€, остаточные напр€жени€ и деформации могут повли€ть на получение и сохранение необходимых размеров и форм конструкции, а так же повли€ть на ее прочность.

ћеропри€ти€ по снижению сварочных напр€жений и деформаций условно дел€тс€ на три группы:

- конструктивные;

- технологические, проводимые в процессе сварки;

- технологические, проводимые после сварки.

ѕолотнище крыши сконструировано так, что в нем примен€ютс€ только стыковые швы без разделки кромок, геометрические размеры сечени€ шва выбираютс€ минимальными (по условию прочности). Ёто приводит к уменьшению объемов, в которых протекают пластические деформации. ”меньшение объема наплавленного металла ведет к уменьшению возможных напр€жений.

Ўвы на полотнище располагаютс€ симметрично, что способствует более равномерному распределению напр€жений в изделии.

ѕримен€емые в изделии швы двусторонние, причем поперечное сечение первичного и вторичного шва спроектированы одинаковыми и сварка этих швов должна производитьс€ на одинаковых режимах. —ледовательно напр€жени€ по€вившиес€ в следствии сварки первичного шва компенсируютс€ напр€жени€ми после сварки вторичного шва.

ƒл€ недопущени€ угловой деформации на краю полотнища, сварка вторичных швов проводитс€ Ђпод прижимомї. ѕеред началом сварки вторичного шва полотнище с помощью винтовых прижимов (струбцин) прижимаетс€ к полке балки нижнего €руса стенда. «атем производитс€ сварка. ѕрижимы снимаютс€ после полного остывани€ шва.

Ќачальный и конечный участки сварочного шва €вл€ютс€ концентраторами напр€жени€, на них больша€ веро€тность образовани€ дефектов, поэтому они вывод€тс€ за пределы полотнища. Ќачало и конец сварки производитс€ на выводных пластинах.

∆есткое закрепление деталей между собой при сборке на прихватки позвол€ет уменьшить деформации. ѕрихватки, установленные до основной сварки, во врем€ прохождени€ автомата расплавл€ютс€, станов€сь частью шва, и освобождают, таким образом, конструкцию от жесткого закреплени€.

¬ажное значение имеет соблюдение правильного пор€дка наложени€ швов (от центра к периферии), устранение всех вы€вленных дефектов сварных соединений (включа€ геометрию шва). Ћюбой дефект €вл€етс€ концентратором напр€жени€. ќбеспечение плавного перехода от металла шва к основному металлу способствует плавному и равномерному распределению внутренних напр€жений в конструкции.

3.4  ќЌ“–ќЋ№  ј„≈—“¬ј —¬ј–Ќџ’ —ќ≈ƒ»Ќ≈Ќ»… » »—ѕ–ј¬Ћ≈Ќ»≈ Ѕ–ј ј

3.4.1  ќЌ“–ќЋ№  ј„≈—“¬ј

 онтроль качества регламентируетс€ ѕЅ 03-381-00, п.7 Ђ онтроль качества сварных соединенийї:

- п. 7.1. ќбщие требовани€;

- п. 7.2. ќрганизаци€ контрол€;

- п. 7.3. ¬изуальный контроль;

- п. 7.4.  онтроль герметичности.

¬изуальному контролю подвергаетс€ 100% длины всех сварных соединений резервуара.

ѕо форме и размерам швы должны соответствовать проекту. Ўвы должны иметь гладкую или равном6ерно чешуйчатую поверхность (высота или глубина впадин не должна превышать 1 мм). ћеталл шва должен иметь плавное сопр€жение с основным металлом.

Ўвы не должны иметь недопустимых внешних дефектов: трещин, несплавлений, наплывов, грубой чешуйчатости, наружных пор, прожогов, свищей и не заваренных усадочных раковин и кратеров.

ƒопускаетс€ подрез 5% толщины свариваемых деталей, но не более 0,8 мм. ƒлина подреза не более 10% длины шва.

¬ыпуклость швов стыковых соединений не более 2 мм.

—мещение свариваемых кромок относительно друг друга

не более 1 мм.

 онтролю на герметичность подлежат все сварные швы, обеспечивающие герметичность резервуара.  онтроль производитс€ вакуумированием, с перепадом давлени€ не менее 250 мм вод. ст.. Ќесплошность сварного шва обнаруживаетс€ по образованию пузырьков в нанесенном на сварное соединение пенообразующем растворе.

3.4.2 »—ѕ–ј¬Ћ≈Ќ»≈ ƒ≈‘≈ “ќ¬

“ребовани€ к технологии исправлени€ дефектов регламентируютс€ ѕЅ 03-381-00, п. 6.5. Ђ“ребовани€ к технологии выполнени€ сварных соединенийї: п. 6.5.8 - п. 6.5.10.

”даление дефектных участков сварных швов должно выполн€тьс€ механическим методом или воздушно-дуговой строжкой с последующей зашлифовкой поверхности реза.

«аварка дефектных участков производитс€ –ƒ—. »справленные участки сварного шва должны быть подвергнуты повторному контролю физическими методами. ≈сли в исправленном участке вновь будут обнаружены дефекты, ремонт сварного шва должен выполн€тьс€ при об€зательном контроле всех технологических операций руководителем сварочных работ. ¬ыполнение троекратного ремонта сварных соединений в одной и той же зоне должно согласовыватьс€ с разработчиком технологического проекта.

»нформаци€ о выполнении ремонтных работ должна быть занесена в журнал контрол€ качества монтажно-сварочных работ.

3.5 Ќќ–ћ»–ќ¬јЌ»≈ “≈’ЌќЋќ√»„≈— ќ√ќ ѕ–ќ÷≈——ј

“ак как параметры сварки первичного и вторичного шва одинаковы, то нормирование достаточно провести дл€ сварки с одной стороны полотнища.

1) –асчет дл€ автоматической сварки.

ћасса наплавленного металла:

QЌ=FЌ„н„LЌ

где FЌ=28,4 мм2 - поперечное сечение наплавленного металла,

н=7,85 г/см3 - плотность стали,

LЌ=13,65 м - длина шва (согл. чертежа).

“огда масса наплавленного металла:

QЌ=0,284„7,85„1365=3043,1 (г)=3,043 (кг)

–асход сварочной проволоки:

Qпр= р„ QЌ=1,1„3,043=3,35 (кг)

где  р=1,1 - коэф., учитывающий потери проволоки.

–асход флюса:

Qф= ф„ Qпр=1,4„3,35=4,69 (кг)

где  ф=1,4 - коэф., учитывающий вес флюса по отношению к весу

проволоки.

Ќорма времени на сварку :

“=tѕ«+tќ+t¬+tќЅ—Ћ+tќ“ƒ

где tѕ« - подготовительно-заключительное врем€, дл€ получени€ задани€, работу с документацией, подготовку оборудовани€ и инструмента, а также врем€ на сдачу работы;

tќ - основное врем€ (врем€ непрерывного горени€ дуги);

t¬ - вспомогательное врем€, на установку издели€ на сварочный стенд и сн€тие после сварки;

tќЅ—Ћ - врем€ на обслуживание рабочего места, уход за оборудованием;

tќ“ƒ - врем€ на нормируемый отдых и личные надобности.

ƒл€ упрощени€ расчета, заменим большую часть показателей затрат времени одним коэффициентом -  уч (коэф. учета организации труда). „ем выше значение  уч , тем выше организаци€ труда. ѕри автоматической сварке  уч=0,6ч0,8.

“огда норма времени на сварку полотнища с одной стороны:

“= tќ /  уч

ќсновное врем€:

tќ = QЌ /( бн „Iсв)=3043/(15,78„300)=0,6428 (ч) ? 40 мин.

“=0,6428/0,7=0,9183 (ч) ? 56 мин.

–асход электроэнергии:

ј=( Iсв „ Uд / зи)tќ=(300„32/0,66)0,6428=9350 (¬т„ч)

где зи -  ѕƒ источника питани€ дуги.

— учетом потерь холостого хода принимаем:

јав=9,5 к¬т„ч

2) –асчет дл€ –ƒ—.

√еометрические размеры поперечного сечени€ прихватки принимаем: е=6 мм, g=2 мм.

Fн=0,75еg=0,75„0,6„0,2=0,09 (см2)

ћасса наплавленного металла:

QЌ=FЌ„н„LЌпр

где FЌ - поперечное сечение наплавленного металла,

н=7,85 г/см3 - плотность стали,

LЌпр - длина шва .

ќбща€ длина прихватки:

LЌпр=(LЌ/50)„5=1365/50„5=136,5Ш140 (см)

“огда масса наплавленного металла:

QЌ=0,09„7,85„140=98,91 (г)=0,1 (кг)

–асход покрытых электродов:

QЁ= пт„ пк„ QЌ=1,33„1,4„0,1=0,12 (кг)

где  пт=1,33 - коэф., учитывающий потери на угар, разбрызгивание и

огарки;

 пк - коэф. учитывающий вес покрыти€.

Ќорма времени на сварку :

“=tѕ«+tќ+t¬+tќЅ—Ћ+tќ“ƒ

где tѕ« - подготовительно-заключительное врем€, дл€ получени€ задани€, работу с документацией, подготовку оборудовани€ и инструмента, а также врем€ на сдачу работы;

tќ - основное врем€ (врем€ непрерывного горени€ дуги);

t¬ - вспомогательное врем€, на установку издели€ на сварочный стенд;

tќЅ—Ћ - врем€ на обслуживание рабочего места, уход за оборудованием;

tќ“ƒ - врем€ на нормируемый отдых и личные надобности.

ƒл€ упрощени€ расчета, заменим большую часть показателей затрат времени одним коэффициентом -  уч (коэф. учета организации труда). „ем выше значение  уч , тем выше организаци€ труда. ѕри ручной сварке покрытыми электродами  уч=0,25ч0,4.

“огда норма времени сборки на прихватку:

“= tќ /  уч

ќсновное врем€:

tќ = QЌ /( бн „Iсв)=100/(11,6„140)=0,062 (ч) ? 3,7 мин.

“=0,062/0,4=0,155 (ч) ? 9,3 мин.

–асход электроэнергии:

јр=( Iсв „ Uд / зи)tќ=(140„26/0,86)0,062=262,42 (¬т„ч)

где зи -  ѕƒ источника питани€ дуги.

3.6 ќ—Ќќ¬Ќџ≈ ѕќЋќ∆≈Ќ»я ѕќ Ѕ≈«ќѕј—Ќќћ” ѕ–ќ¬≈ƒ≈Ќ»ё —¬ј–ќ„Ќџ’ –јЅќ“

ќхрана труда - комплекс технических и организационных меропри€тий, направленных на создание безопасных и здоровых условий труда работающих.

√лавной материальной основой улучшени€ условий труда €вл€ютс€ новые метода производства, нова€ техника, комплексна€ механизаци€ и автоматизаци€ производства.

ќрганизационна€ основа - правильна€ организаци€ производства и обеспечение выполнени€ правил техники безопасности.

ќсновные положени€ техники безопасности при производстве сварочных работ:

- пор€док допуска к проведению работ (возраст, квалификаци€, инструктаж по “.Ѕ. и правилам эксплуатации оборудовани€);

- электробезопасность;

- пожаробезопасность;

- защита рабочих от вли€ни€ вредных и опасных факторов производства (защита зрени€, кожи, органов дыхани€ и т.д.);

- правила безопасного проведени€ конкретных работ (работа с газовым оборудованием, работы на высоте, работы св€занные с применением грузоподъемных механизмов и др.);

- санитарные правили и соблюдение правил гигиены.

—ѕ»—ќ  »—ѕќЋ№«ќ¬јЌЌќ… Ћ»“≈–ј“”–џ

1. ѕЅ 03-381-00 ѕравила устройства вертикальных цилиндрических

стальных резервуаров дл€ нефти и нефтепродуктов.

2. Ќиколаев √. ј., ¬инокуров ¬. ј. —варные конструкции. –асчет и проектирование: ”чеб. дл€ вузов. - ћ.: ¬ысш. шк., 1990. - 446 с.: ил.

3. ћандриков ј. ѕ. ѕримеры расчета металлических конструкций: ”чеб. пособие дл€ техникумов. - ћ.: —тройиздат, 1991. - 431 с.: ил.

4. —правочник по специальным работам. „асть 1: Ђ—варочные работы в строительствеї. ѕод ред. ¬. ƒ. “арана. - ћ.: —тройиздат, 1971 г.




ѕодобные документы