ВКР (Технология сборки – сварки камеры верхней подогревательной. Доклад Пояснительная записка содержит страниц 81 таблиц 15 рисунков 9 чертежей и плакатов 6 ф. А1

• Название: Доклад Пояснительная записка содержит страниц 81 таблиц 15 рисунков 9 чертежей и плакатов 6 ф. А1
• Дата: 16.03.2023
• Размер: 1.06 Mb.
• Имя файла: ВКР (Технология сборки – сварки камеры верхней подогревательной .docx
• Тип: Доклад; #995174
• страница: 2 из 10

ВВЕДЕНИЕ

Сварка – занимает ведущее место в машиностроении. Сварить можно метало - конструкции разных толщин. Прочностные свойства сварных изделий в большинстве случаев достаточно на высоком уровне. По типу вводимой в конструкцию энергии все сварные процессы делят на 3 группы (ГОСТ 19521-74):термические, термомеханические и механические.

Согласно (ГОСТ 19521-74) все сварочные процессы по применяемой энергии делят на следующие группы: механические (холодная сварка и т.д.), термомеханические (диффузионная сварка и т.д.) и термические (аргонодуговая и т.д.).

Сейчас в энергетике и теплоснабжении применяется огромное количество кожухотрубный аппаратов, сосуд под давлением, внутри которого находятся различные изделия (трубные системы для теплообменников, блоки решеток фильтров, влаг отделители и т.д.).

Цель проекта: Разработка технологию сборки и сварки камеры верхней подогревательной ПСВ 125-7-15, применяя современное сварочное оборудование и технологическое оснащение.

1 Технологический раздел

1.1 Описание и назначение конструкции

Подогреватель сетевой воды (ПСВ) устанавливаются в схеме теплоснабжения, их задачей является подогрев сетевой воды на тепловых электростанциях паром из отборов турбин, а в отопительно-производственных и отопительных котельных – паром котлов низкого давления. Корпус подогревателя включает в себя цилиндрическую обечайку, эллиптическое днище и фланец. Вверху обечайки находится патрубок, который подводит пар, а ниже находятся: патрубок подводящий конденсат, патрубок отсоса воздуха и муфты для подсоединения указателя уровня. В днище находится патрубок выхода конденсата пара и патрубок для регулирования уровня.

Подогреватель сетевой воды это - кожухотрубный теплообменник вертикального типа, состоящий из корпуса, трубной системы, верхней и нижней водяной камеры.

Сборка конструкций производиться с помощью фланцевого соединения, которая обеспечивает их возможность профилактики при осмотре и ремонте.

Верхняя водяная камера включает в себя цилиндрическую обечайку, эллиптическое днище и фланец, патрубки подвода и отвода сетевой воды. Внутренний объем камеры разделяется перегородками на отсеки. В верхней части днища находится муфта воздушного клапана, которая отводит воздух из трубной системы.

Нижняя водяная камера включает в себя эллиптическое днище и фланец для соединения с трубной системой. Внутренний объем камеры разделяется перегородкой. В днище находиться муфта для сливания воды.

В подогревателе вода передвигается по теплообменным трубкам, а греющий пар переходит через пароподводящий патрубок в межтрубное пространство.

Конденсат пара переходит в нижнюю часть корпуса и отводится из подогревателя через специальный регулирующий клапан, который управляется с помощью электронного устройства.

Аппаратура автоматического регулирования уровня конденсата контролирует нормальный уровень конденсата, выпускает избыток конденсата в дренажную сеть и препятствует выходящему пару из корпуса.

Накапливающиеся в подогревателе неконденсирующиеся газы отводятся через патрубок на корпусе.


Рис.1.1. камера водяная верхняя

1.2 Выбор и обоснование материалов

В качестве материала конструкции выбираем сталь 09Г2С. Широкое применения стали 09Г2С, - сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций обусловлено особенностями стали 09Г2С, по своим свойствам эта сталь относится к морозостойким сталям, выдерживающим очень низкие эксплуатационные температуры. Применение стали 09Г2С наиболее целесообразно в районах Крайнего Севера. 

Обозначение 09Г2С имеет прямой физический смысл. Цифры 09 идущие перед буквами, обозначают, что в данной марке стали всего 0,09% углерода. Буква «Г», обозначает, что в стали присутствует марганец, а двойка, идущая после «Г» - что марганца до 2%. Буквой С обозначается кремний. Обратите внимание, что после буквы цифры нет, это обозначает, что кремния в стали меньше 1%. Таким образом, 09Г2С – это низколегированная сталь. 

Сталь 09Г2С применяется для изготовления различных деталей и элементов сварных металлоконструкций, работающих при температуре от -70 до +425 °С. В частности она достаточно широко используется при изготовлении паровых котлов, аппаратов и емкостей, работающих под давлением при температуре от -70 до +450 °С, для ответственных листовых сварных конструкций в химическом и нефтяном машиностроении, судостроении, для изготовления деталей трубопроводной арматуры после закалки и отпуска; изготовления сварных переходов, фланцев, сварных тройников и других фасонных деталей трубопроводов АС с температурой эксплуатации от -60 °С до +350 °С, в качестве основного слоя при изготовлении горячекатаных двухслойных коррозионностойких листов; горячекатаного корытного и одно желобчатого профилей для сельскохозяйственных машин.

Сварка данной стали может производиться как без подогрева, так и с предварительным подогревом до 100-120 С. Так как углерода в стали мало, то сварка ее довольно проста, причем сталь не закаливается и не перегревается в процессе сварки, благодаря чему не происходит снижение пластических свойств или увеличение ее зернистости. К плюсам применения этой стали можно отнести также, что она не склонна к отпускной хрупкости и ее вязкость не снижается после отпуска. Вышеприведенными свойствами объясняется удобство использования 09Г2С от других сталей с большим содержанием углерода или присадок, которые хуже варятся и меняют свойства после термообработки. Для сварки 09Г2С можно применять любые электроды, предназначенные для низколегированных и малоуглеродистых сталей, например Э42А и Э50А. Если свариваются листы толщиной до 40 мм, то сварка производится без разделки кромок. При использовании многослойной сварки применяют каскадную сварку с током силой 40-50 Ампер на 1 мм электрода, чтобы предотвратить перегрев места сварки. После сварки рекомендуется прогреть изделие до 650 С, далее продержать при этой же температуре 1 час на каждые 25 мм толщины проката, после чего изделие охлаждают на воздухе или в горячей воде – благодаря этому в сваренном изделии повышается твердость шва и устраняются зоны напряженности.

Марка: 09Г2С Заменитель: 09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т,10Г2С Классификация: Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций Применение: различные детали и элементы сварных металлоконструкций, работающих при температуре от —70 до +425°С под давлением. Таблица 1.2. Химический состав в % материала сталь 09Г2С ГОСТ 19281 - 89 C Si Mn Ni S P Cr N Cu As до 0.12 0.5 - 0.8 1.3 - 1.7 до 0.3 до 0.04 до 0.035 до 0.3 до 0.008 до 0.3 до 0.08 Температура критических точек материала сталь 09Г2С. Ac1 = 725, Ac3(Acm) = 860, Ar3(Arcm) = 780, Ar1 = 625 Таблица 1.3. Механические свойства (характеристики) при Т=20oС материала сталь 09Г2С. Сортамент Размер Напр. sв sT d5 y KCU Термообр. - мм - МПа МПа % % кДж / м2 - Лист, ГОСТ 5520-79   - 430-490 265-345 21 590-640 Нормализация 930 °С, воздух Таблица 1.4. Физические свойства (характеристики) материала сталь 09Г2С. T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9 Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м 20             100   11.4         200   12.2         300   12.6         400   13.2         500   13.8         T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9 Таблица 1.5. Технологические свойства (характеристики) материала сталь 09Г2С. Свариваемость (сварка стали 09Г2С): без ограничений. Чувствительность: не чувствительна. Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.

Механические свойства:
sв	- Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT	- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5	- Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y	- Относительное сужение , [ % ]
KCU	- Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB	- Твердость по Бринеллю , [МПа]

Физические свойства:
T	- Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E	- Модуль упругости первого рода , [МПа]
a	- Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ) , [1/Град]
l	- Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r	- Плотность материала , [кг/м3]
C	- Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]
R	- Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Свариваемость
1.Без ограничений - сварка ведется без подогрева и без последующей термообработки

2. Ограниченно свариваемая - сварка ведётся при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке

3.Трудно свариваемая - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки – отжиг.

Сварочные материалы

Сварочный флюс – гранулированный порошок с размером зерен 0,2–4 мм, предназначенный для подачи в зону горения дуги при сварке. Под действием высокой температуры флюс расплавляется, при этом

• 
  создает газовую и шлаковую защиту сварочной ванны;
  
• 
  обеспечивает стабильность горения дуги и переноса электродного металла в сварочную ванну;
  
• 
  обеспечивает требуемые свойства сварного соединения;
  

выводит вредные примеси в шлаковую корку.

Сварочные флюсы классифицируются по технологии производства, химическому составу, назначению и др. характеристикам.

• 
  
  

Рис.1.2. Сварочный флюс ESAB OK Flux 10.71

По способу производства сварочные флюсы делятся на плавленые и керамические (неплавленые). Рудоминеральные компоненты плавленых флюсов расплавляются в печи, а затем гранулируются, подвергаются прокалке и фракционированию.

Керамические флюсы представляют собой сухие смеси компонентов, получаемые в результате смешивания минералов и ферросплавов с жидким стеклом с дальнейшей сушкой, прокалкой и фракционированием. Наиболее распространенными являются плавленые флюсы.

В зависимости от химического состава флюсы бывают оксидные, солеоксидные и солевые.

Оксидные флюсы включают оксиды металлов и могут содержать до 10% фторидных соединений. Они предназначены для сварки низколегированных и фтористых сталей. Оксидные флюсы по содержанию SiO₂ подразделяются на бес кремнистые (содержание SiO₂ меньше 5%), низко кремнистые (6–35% SiO₂), высококремнистые (содержание SiO₂больше 35%), а по содержанию марганца – на без марганцевые (содержание марганца меньше 1%), низко марганцевые (меньше 10% марганца), средне марганцевые (10–30% марганца) и высокомарганцевые (более 30% марганца).

Солеоксидные (смешанные) флюсы по сравнению с оксидными содержат меньше оксидов и большее количество солей. Количество SiO₂ в них снижено до 15–30%, MnO до 1–9%, а содержание CaF₂ увеличено до 12–30%. Солеоксидные флюсы используются для сварки легированных сталей.

Солевые флюсы не содержат оксидов и состоят из фторидов и хлоридов CaF₂, NaF, BaCl₂ и др. Они применяются для сварки активных металлов, а также для электрошлакового переплава.

Флюсы могут предназначаться для сварки высоколегированных сталей, углеродистых и легированных сталей, цветных металлов и сплавов и т. п.

По строению зерен (частиц) сварочный флюс может быть стекловидным, пемзовидным или цементированным.

Химическая активность флюса – одна из его важных характеристик, определяемая по суммарной окислительной способности. Показателем активности флюса служит относительная величина А_ф со значением от 0 до 1. В зависимости от химической активности флюсы подразделяются на четыре вида:

• 
  высокоактивные (А_ф > 0,6);
  
• 
  активные (А_ф от 0,3 до 0,6);
  
• 
  малоактивные (А_ф от 0,1 до 0,3);
  
• 
  пассивные (А_ф < 0,1).
  

Флюсы для сварки низкоуглеродистых сталей

Для сварки низкоуглеродистых сталей используют оксидные флюсы. При этом возможны две комбинации систем «флюс–сварочная проволока»:

1. 
   Высококремнистый высокомарганцевый флюс в сочетании с низкоуглеродистой нелегированной проволокой (Св08, Св08А и др.);
   
2. 
   Высококремнистый низкомарганцевый или безмарганцевый флюс в сочетании с низкоуглеродистой проволокой, легированной марганцем, например, Св10Г2.
   

Легирование сварного шва марганцем в первой системе выполняется за счет флюса, во второй – за счет проволоки. Легирование кремнием в обеих системах осуществляется за счет флюса. Первая комбинация применяется в основном в России, вторая – за рубежом.

Наиболее распространенными отечественными флюсами для сварки низкоуглеродистых сталей являются следующие:

• 
  высококремнистые высокомарганцевые – стекловидные АН-348, АНЦ-1, ОСЦ-45, ФЦ-3, ФЦ-6, ФЦ-9 и пемзовидный АН-60; химическая активность А_ф – от 0,75 до 0,9–0,95;
  
• 
  высококремнистые среднемарганцевые стекловидные АН-1, АН-65, ФЦ-7; химическая активность А_ф – от 0,75 до 0,9;
  
• 
  высококремнистый низкомарганцевый флюс ФВТ-4 (стекловидный); химическая активность А_ф = 0,6; 
  

Флюсы для сварки низколегированных сталей

При сварке низколегированных сталей используются флюсы с более низкой химической активностью (А_ф от 0,3 до 0,6), чем при сварке низкоуглеродистых сталей. В них содержится меньшее количество оксидов SiO₂ и MnO и большее количество CaF₂ и СаО. За счет меньшей активности сварочного флюса снижается окисление легирующих элементов в стали и улучшается пластичность шва, однако при этом несколько ухудшается формирование шва, повышается вероятность порообразования.

Наиболее распространенные отечественные флюсы для сварки низколегированных сталей:

• 
  низко кремнистые, низко марганцевые – ФЦ-11, ФЦ-15, ФЦ-16, ФЦ-22, ФВТ-1, АН-43;
  
• 
  низко кремнистые, средне-марганцевые – АН-42, АН-47.
  

Сварочная проволока СВ-08Г2С (ПСГ-0302) – один из наиболее универсальных типов сварочной проволоки, используемых в автоматических и механизированных сварочных процессах. Эта проволока подходит как для использования в сварочных автоматах, так и в устройствах полуавтоматической сварки.

Таблица 1.6. Химический состав проволоки:

C	Mn	Si	P	S	Cr	Ni
<0,05-0,11	1,8-2,1	0,7-0,95	<0.013	<0,015	<0,20	<0,025

Таблица 1.7. Механические свойства металла:

марка	предел текучести, МПа	текучести, МПа  временное сопротивление разрыву, МПа	относительное удлинение, %	ударная вязкость, Дж/см² при -29ºС
Св 08Г2С	>430	>560	28	55