курсовой работы. Разработка технологии сварки газопровода низкого давления из тру. Дипломный проект Разработка технологии сварки газопровода низкого давления из труб диаметром 219 мм Содержание

• Название: Дипломный проект Разработка технологии сварки газопровода низкого давления из труб диаметром 219 мм Содержание
• Анкор: курсовой работы
• Дата: 10.12.2021
• Размер: 68.71 Kb.
• Имя файла: Разработка технологии сварки газопровода низкого давления из тру.docx
• Тип: Диплом; #298664
• страница: 3 из 4

Глава 3. Технология сборки трубопровода низкого давления

.1 Выбор сварочного материала

Условное обозначение электрода:


Расшифровка обозначения:

Э50А:

индекс Э - для ручной дуговой сварки и наплавки;

цифра 50 обозначает величину предела прочности при растяжении 50 кгс/мм2;

индекс А указывает, что металл шва имеет повышенные свойства по пластичности и ударной вязкости.

УОНИ 13/55 - марка электрода.

У - для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при растяжении до 588 МПа (60 кгс/мм2).

Д - с толстым покрытием, в зависимости от отношения диаметра покрытия электрода D к диаметру электродного стержня d: 1,45 < D/d ? 1,8.

Е517 - группа индексов, указывающих характеристики металла шва или наплавляемого металла. При температуре -60 ударная вязкость не менее 34 Дж/см2. Механические характеристики приведены в табл. 1.4.

Б - покрытие основное (фтористо-кальциевое). Малая окислительная способность покрытия обеспечивает хорошее раскисление и легирование наплавленного металла. В металле шва понижено содержание водорода, кислорода, примесей серы и фосфора. Шов стоек к образованию горячих трещин и сероводородному раскислению. Электроды требуют прокаливания непосредственно перед сваркой, чтобы не возникало пор. Нестабильность горения дуги позволяет вести сварку только постоянным током обратной полярности. Удлинение дуги и большие зазоры приводят к старению и охрупчиванию металла шва из-за насыщения его азотом.

Цифра 2 обозначает пространственное положение: для всех положений, кроме вертикального «сверху вниз».

Цифра 0 обозначает, что сварка ведется в постоянном токе обратной полярности.

Основное назначение:

Электрод марки УОНИ-13/55 с основным покрытием предназначены для сварки постоянным током обратной полярности во всех пространственных положениях, кроме сверху вниз, трубопроводов и других особо ответственных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Таблице 3 и 4 даны соответственно химический состав и механические свойства металла шва.

Таблица 1.8. Химический состав наплавленного металла, %

СSiMnMoNiSP0,090,40,85--0,0240,026

Таблица 1.9. Механические свойства металла шва

?в?т??KCUKCVМПа%Дж/см2 при температуре ºС51041026652020-2020014070

3.2 Сварные соединения и швы

Одним из важнейших характеристик сварного соединения, определяющими прочностные показатели сварной конструкции, являются геометрические параметры сварного шва. К ним относятся: глубина провара, ширина шва, катет углового шва, расчетная высота углового шва, выпуклость шва.

В зависимости от толщины свариваемых элементов конструкции выбирается тот или иной вид разделки кромок под сварку. Разделка кромок и размеры зазоров при сборке под сварку ферм должны соответствовать требованиям ВСН 006-89.

При изготовлении фермовых конструкций выполняют сварные соединения различных видов: тавровые, нахлесточные и угловые.

Тавровые соединения элементов широко распространеныпри изготовлении пространственных конструкций. Их выполняют как без разделки, так и с односторонней или двусторонней разделкой кромок. При выполнении сварки в разделку должен быть обеспечен провар и высокая прочность соединений при любых нагрузках. Тавровое соединение могут быть выполнены всеми видами сварки плавлением.

Нахлесточные соединение часто применяют присварке листовых заготовок при необходимости простой подготовки и сборки изделий под сварку. Такие соединения менее прочны, чем стыковые. Кроме того, выполнение нахлесточных соединений связано с перерасходом основного материала, обусловленного наличием перекрытия свариваемых элементов. Нахлесточное соединения, как правило, несут рабочие нагрузки, но их прочность ниже, чем у стыковых соединений, что связано с дополнительным изгибом соединения при осевом нагружении и концентрацией напряжений вследствие зазора между свариваемыми элементами.

Угловое соединение обычно являются связующими и не предназначены для передачи рабочих нагрузок. Угловые соединения могут быть выполнены всеми видами сварки плавлением.

3.3 Выбор сварочного оборудования

При сборке стропильной газовых труб применяются различные способы сварки, обеспечивающие необходимое качество сварки. Поэтому от качества сварных соединений зависит эксплуатационная надежность сварных конструкций и кроме того, способ и технология сварки определяют трудозатраты и сроки монтажа.

В современных условиях среди многочисленных способов сварки материалов первое место по всем основным показателям - количеству выпускаемой продукции, числу занятых рабочих и действующих установок - занимает электродуговые способы сварки, в том числе ручная дуговая сварка штучными электродами, полуавтоматическая сварка и автоматическая сварка под флюсом и в среде защитных газов. Вместе с тем следует отметить, что при сборке ферм довольно трудно использовать механизированные способы сварки, так как свариваемые стыки следует выполнять в неповоротном положении и в условиях, когда невозможно надежно защитить дугу от атмосферных влияний. Поэтому механизированные способы сварки применяют в основном в мастерских монтажных заготовок при изготовлении деталей и узлов ферм.

На монтажной площадке стыки сваривают преимущественно ручной дуговой сваркой, которая позволяет вести сварку в любом пространственном положении. Газовую сварку применяют редко.

В настоящее время при сборке стропильной фермы все больше применяются комбинированные способы сварки. Технология комбинированной сварки состоит в том, что корень шва и заполнение разделки выполняют различными методами сварки (аргонодуговой сваркой, механизированными способами сварки в среде защитных газов и под флюсом, а также ручной дуговой сваркой штучными электродами). Корневые швы, как правило, выполняют ручной аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом с присадкой или без нее, полуавтоматической сваркой в углекислом газе или ручной дуговой сваркой штучными электродами малых диаметров.

Выбор способа сварки и технологии сварки, кроме того, определяются физико-химическими свойствами свариваемого металла, а также возможностями использования того или иного сварочного оборудования, приспособления и оснастки, габаритом и сечением свариваемых деталей.

Исходя из технологических и экономических соображений, с учетом обеспечения высокой производительности и качества технологического оснащения производства выбираем оптимальный вариант на монтажной площадке при сварке плетей труб нужно использовать ручную дуговую сварку штучными электродами. Так как ручная дуговая сварка является наиболее универсальным и мобильным способом сварки. При сварке на заводских условиях использовать комбинированную сварку. Для сварки корневого слоя использовать ручную дуговую сварку штучными электродами, а для последующих узлов ферм использовать автоматическую сварку под флюсом. Такой способ сварки является весьма производительным и экономически целесообразным для ферм.

При сварке газопровода используются различные виды сварки. Сварка газовых труб сварочными аппаратами постоянного тока даёт не плохой сварной шов.

В настоящее время существуют много различных сварочных аппаратов постоянного тока. Разной мощности, силы тока. Также для выбора сравним технические характеристики сварочных аппарат постоянного тока:

наиболее в используемый данное время сварочный аппарат постоянного тока «Дуга» 318М1 - 220В,1ф/380В,2ф.(Рис.3.1.)

Рис.3.1. Общий вид сварочного аппарата 318М1 Дуга

Рис. 3.2. Общий вид сварочного аппарата Форсаж250

новый инверторный сварочный аппарат Форсаж250

Назначения сварочных аппаратов:

«Дуга» 318М1

- Сварочный аппарат постоянного тока «Дуга» 318М1 220/380 предназначен для ручной дуговой сварки прямого и сложного профиля различных металлов и сплавов на постоянном токе любой полярности всеми видами электродов, а также в среде защитных газов. Его можно использовать в производственных цехах и полевых условиях, в передвижных мастерских, коммунальном хозяйстве и т.п. Во время работы практически не создают помех в электрической сети и не оказывают значительного влияния на работу телевизоров и компьютеров (это важно, потому что газораспределительные станции строятся близ населённого пункта).

Цена аппарата 13500-14500 руб

Форсаж250- Аппарат сварочный ФОРСАЖ-250 предназначен для ручной электродуговой сварки стальных материалов, деталей и агрегатов, имеющих в местах сварного шва толщину от 1,5 мм до 16,0 мм. Сварка производится штучными плавкими электродами любой марки диаметром 2,0 - 5,0мм при дуге, образованной постоянным током, регулируемым в пределах 15 - 250А специальным регулятором, расположенным на передней панели аппарата. При наличии специальных аксессуаров и материалов для аргонодуговой сварки аппарат может использоваться для сварки узлов, деталей и материалов из титана, нержавеющей стали и медных сплавов. Имеет более высокие сварочные свойства, так как за счет крутопадающей выходной характеристики поддерживается высокая стабильность сварочного тока дуги, плавная регулировка сварочного тока позволяет сварщику более точно подобрать режимы для разных типов электродов. Все аппараты обладают защитой от перегрева и перегрузки.

В аппаратах имеется схема стабилизации сварочного тока при изменении напряжения питания сети. Инверторы ФОРСАЖ работают на частотах до 100 кГц и пульсация выходного тока и напряжения не превышает 5%, что повышает эластичность и устойчивость сварочной дуги.

Цена аппарата 21960-23760 руб. с учётом НДС.

Технические характеристики аппаратов

«Дуга» 318М1 - 220В,1ф/380В,2ф,

Максимальный сварочный ток, 300А

Пределы регулирования сварочного тока, 50-300А

Макс, потребляемая из сети полная мощность: 8,3кВА

Коэфф. Мощн.(Соs?) при токах от 80 до 200А, не хуже 0,95

Продолжительность включения, ПН%, не хуже 60

КПД, не хуже 80%

Вес: 41 кг.

. Габаритные размеры: 400х300х360мм

«Форсаж250»

Электропитание - трехфазная сеть переменного тока со следующими параметрами:

. Напряжение, В 380

. Допустимое отклонение напряжений, % +10 -15

. Частота, Гц 50

. Ток, потребляемый от сети (по каждой фазе), А 15, не более

. Выходной ток короткого замыкания, А 280

Внешние вольт - амперные характеристики:

. Напряжение холостого хода, В 95, не более

. Диапазон регулирования сварочного тока, А 15-250

. при цикле 10мин количество циклов не ограничено

. Габаритные размеры аппарата, мм 410*180*290,не более

. масса аппарата, кг 12,6, не более

Из этих данных уже видно, что инверторный аппарат Форсаж250 имеет ряд качеств, превосходящих качества сварочного аппарата. Малый вес, всего 17кг И главное для сварки наиболее ответственных конструкций, как сварка труб газопровода это: 1) плавная регулировка сварочного тока; 2) Наличие в аппарате схемы стабилизации сварочного тока при изменении напряжения питания сети. 3) Высокая стабильность сварочного тока дуги, что позволяет эластичности и устойчивости сварочной дуги. А устойчивая дуга это - хороший шов.

Отсюда выбор аппарата свёл к Форсаж250.

3.4 Расчет параметров режима сварки

Режимом сварки называют совокупность основных характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных швов заданных размеров, формы и качества. При ручной дуговой сварке это диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение дуги, площадь поперечного сечения шва, выполняемого за один проход, число проходов, род тока, полярность и др.

Определение режима сварки обычно начинают с выбора диаметра электрода, который назначают в зависимости от толщины свариваемого материала. Практические рекомендации по выбору диаметра электрода приведены в таблице 3.1.

Толщина деталей, мм4-66-1011-1617-2223-3233-40Диаметр электрода, мм445555Катет шва, мм456789При сварке многопроходных швов стыковых соединений первый проход должен выполняться электродами с меньшим диаметром, так как применение электродов большего диаметра затрудняет провар корня шва.

В нашем случае, когда толщина катета 5, шов свариваем электродом диаметром 4.

При определении числа проходов следует учитывать, что максимальное поперечное сечение металла, наплавленного за один проход, не должно превышать 30-35 мм2:

При катете шва 4 Fh=KyK2/2=1.35*42/2=12

При катете шва 5 Fh=KyK2/2=1.35*52/2=16.875

При катете шва 6 Fh=KyK2/2=1.35*62/2=24,3

При сварке угловых и тавровых соединений, как правило, за один проход выполняют швы катетом не более 8-9мм. При необходимости выполнения шва с большим катетом применяется сварка за два прохода и более.

Сила сварочного тока при ручной дуговой сварке может быть определена в зависимости от диаметра электрода из следующей эмпирической формулой:


Значения k принимаются в зависимости от dэ:

При катете шва 4 k=35 ;

При катете шва 5 k =35 ;

При катете шва 6 k =40 ;

Для зажигания дуги необходимо напряжение не менее 50В. В процессе сварки оно снижается за счет ионизации дугового промежутка и обычно связано с силой сварочного тока соотношением


Применим эту формулу для наших электродов

При катете шва 4

При катете шва 5

При катете шва 6

Скорость перемещения электрода определяют по формуле (1.6.2):

[м/ч] (1.6.2)

где ?н - коэффициент наплавки, то есть количество наплавленного металла за один час, в расчете на один ампер тока, г/(А·ч); Ан - площадь поперечного сечения наплавленного металла шва, см2; ? - плотность металла электрода, г/см3.

Коэффициент наплавки зависит от марки электрода, состава, а также толщины покрытия, поэтому ?н указывают в паспорте электрода. Для электродов УОНИ 13/55 равна 9,5 г/(А·ч).

м/ч

м/ч

м/ч

Выбор рода тока зависит от оборудования, марки электрода, характера работы. Так, переменный ток имеет экономические преимущества перед постоянным, но для достижения глубокой проплавки применяем постоянный ток прямой полярности.

Все полученные результаты сводим в одну таблицу

ПараметрыНаименование слоя шваОднопроходнойКатет шва 4Катет шва 5Катет шва 6Диаметр электрода, мм445Сила тока, А170-200170-200200-275Род тока, полярностьПостоянная, прямаяПостоянная, прямаяПостоянная, прямаяНапряжение на дуге, В26,8-2826,8-2828-31Скорость сварки, м/ч17,14412,199,96

Глава 4. Охрана труда и пожарная безопасность на предприятии

Основные положения законодательства об охране труда рабочих сварщиков

1. Закон запрещает использовать профессиональный труд детей и подростков, не достигших шестнадцатилетнего возраста.

. К сварочным работам допускаются лица обоего пола не моложе 18 лет, прошедшее специальное обучение, имеющее удостоверение на право производства работ и получившие II квалификационную группу по технике безопасности при эксплуатации электроустановок.

. Женщинам запрещается выполнять сварочные работы в закрытых емкостях (цистернах, котлах и т.п.), на высотных сооружениях связи (башнях, мачтах) свыше 10м.

. При выполнении сварочных работ в условиях повышенной опасности поражения электрическим током (сварка в емкостях и отсеках) сварщики кроме спецодежды должны обеспечиваться диэлектрическими перчатками, галошами и ковриками (ГОСТ 12.3.003 - 75).

. При поступлении на работу сварщики должны пройти предварительный медицинский осмотр, а затем в процессе работы в установленном порядке проходить периодические медицинские осмотры (ГОСТ 12.3.003 - 75).

Соблюдение требований охраны труда на предприятии

На каждом предприятии имеется отдел (служба) охраны труда, работники которого повседневно проводят, под руководством директора организации, работу по осуществлению необходимых мероприятий по безопасности труда и производственной санитарии.

На предприятиях проводятся также периодические медицинские осмотры работающих с целью наблюдения за состоянием здоровья и своевременного выявления лиц с признаками профециональных заболеваний.

Мероприятиями, обеспечивающими укрепление здоровья работающих, являются стационарное, амбулаторное и санаторно-курортное лечение, организация специального и диетического питания, выдача спецжиров, организация благоприятного режима труда и др.

Безопасность труда на территории предприятия и цеха

На каждом предприятии действуют специальные правила техники безопасности, утвержденные профсоюзами рабочих соответствующей промышленности.

Движение любого вида транспорта и людей регулируется дорожными знаками и сигнальными устройствами, устанавливаемыми в соответствии с действующими правилами.

В местах пересечения рельсовых путей дорогами и тротуарами следует пользоваться специальными переездами и переходами, оборудованными звуковым и световой сигнализацией.

Запрещается подлезать под стоящий железнодорожный состав, переходить пути при закрытом шлагбауме, находиться на площадках, где производятся погрузочно-разгрузочные работы, стоять или проходить под поднятым грузом.

Тротуары для пешеходов и проезды для транспорта необходимо в зимнее время очищать от льда и снега и посыпать песком, в летнее - поливать водой.

Цеха (участки) с вредным производством должны изолироваться от других. Цеха, в которых производство сопровождается значительными тепло- и газовыделениями (например сварочные, кузнечные), следует в одноэтажных зданиях. Цеха связанные с возникновением особо резкого шума (с уровням более 90дБ, например, при плазменно-дуговой резке), должны размещаться в изолированных зданиях.

Электробезопасность

Электротравмы возникают при прохождении электрического тока через тело человека.

Тяжесть поражения электрическим током зависит от величины тока и напряжения, а также от пути прохождения тока в организме человека, длительности действия тока, частоты (с повышением частоты переменного тока степень поражения снижается, переменный ток опаснее постоянного).

Опасным напряжением может оказаться шаговое напряжение, возникающее при растекании электрического тока в землю. Растекание тока возможно в случаях касания оборванного электрического провода воздушной сети с землей или при срабатывании защитного заземления. Если человек окажется в зоне растекания тока, то между ногой, находящейся к заземлителю, и ногой, отстоящей от заземлителя на расстоянии шага (0,8м), возникает разность потенциалов (шаговое напряжение) и от ноги к ноге замкнется цепь тока. Для защиты от шагового напряжения пользуются резиновой обувью.

Помещения по степени опасности поражения людей электрическим током подразделяются на три категории: особо опасные (высокая влажность и температура воздуха, химически активная среда, приводящая к разрушению изоляции токоведущих частей), с повышенной опасностью (токопроводящие полы, возможности прикосновения человека к металлическим конструкциям и корпусам электрооборудования и др.) и без повышенной опасности (отсутствуют опасности поражения электродом).

Электрические установки и устройства считаются опасными, если у них токоведущие части не ограждены и расположены на доступной для человека высоте (менее 2,5м), отсутствует заземление, зануления и защитные отключения токопроводящих конструкций (металлические корпуса магнитных пускателей, кнопок «Пуск», «Стоп» и др.).

Правилами технической эксплуатации электроустановок к работе на них допускаются лица пяти квалификационных групп. Квалификационная группа I присваивается персоналу, не прошедшему проверку знаний по Правилом технической эксплуатации электроустановок. Квалификационная группа II присваивается лицам, имеющим элементарные технические знания об электроустановках (электромонтеры, электросварщики и др.). Повышенные квалификационные группы присваиваются лицам, имеющим повышенные знания по электротехнике и по электрооборудованию.

Пожарная безопасность

Причинами, вызывающими пожары в цехах, являются наличие легковоспламеняющихся веществ и горючих жидкостей, сниженных горючих газов, сгораемых материалов, емкостей и аппаратов с пожароопасными продуктами под давлением, электроустановок, вызывающих в процессе их работы электрические искры и др.

Принято по признаку пожарной опасности подразделять производство на категории: А - взрывопожароопасные, Б - взрывоопасные, В - пожароопасные, Г и Д - непожароопасные, Е - взрывонеопасные (имеются только газы).

Сварочные работы в замкнутых емкостях должны выполняться по специальному разрешению администрации предприятия.

Порядок организации и проведения сварочных работ на шахтах и в рудниках определяется инструкциями, утвержденными Госгортехнадзором.

В целях предотвращения пожаров запрещается пользоваться сварщикам одеждой и рукавицами со следами масел, жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей; выполнять термическую резку и сварку свежеокрашенных конструкций до полного высыхания краски; выполнять сварку аппаратов, находящихся под электрическим напряжениям, и сосудов, находящихся под давлением; производить без специальной подготовки резку и сварку емкостей из-под жидкого топлива и др.

Средствами пожаротушения являются вода, пена, газы, пар, порошковые составы и др.

Каждый сварочный пост должен иметь огнетушитель, бачок или ведро с водой, а также ящик песком и лопатой. После окончания сварочных работ необходимо проверять рабочее помещение и зону, где выполнялись сварочные работы. В цехах имеются специальные противопожарные подразделения, из числа работающих в цехе создаются добровольные пожарные дружины.