Курсовой проект Мариненко А.С. 2022 год. Курсовой проект профессиональный модуль пм. 02 Разработка технологических процессов и проектирование изделий
 Скачать 190.37 Kb.
|
|
Департамент профессионального образования Томской области Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение ТОМСКИЙ ПРОМЫШЛЕННО-ГУМАНИТАРНЫЙ КОЛЛЕДЖ Специальность 22.02.06 «Сварочное производство» КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Профессиональный модуль ПМ.02 «Разработка технологических процессов и проектирование изделий» Технология сборки и сварки стыков магистрального газопровода диаметром 1020 х 15 мм ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ТПГК.КП.220206.791.009 ПЗ Выполнил: студент группы №______ __________ ______________________ «____» ________2022г (подпись) (ФИО студента) ( дата) Руководитель: __________________ _________ ______________________ «___» ___________2022г (должность) (подпись) (ФИО руководителя) (дата) Томск 2022 Содержание
Введение: В данном курсовом проекте разработана технология сборки и сварки стыка магистрального газопровода диаметром 1020×15 мм, в соответствии с заданием используем сталь 09Г2С. Данная сталь применяется для сооружения и ремонта магистральных газопроводов, сталь классом прочности К54 – К50 с рабочим давлением 7,4 Мпа для магистральных газопроводов. Сварка газопроводов – основной и наиболее ответственный этап в технологическом процессе строительства трубопроводов, определяющий надежность всей трубопроводной системы в период эксплуатации. Сварочные работы в трубопроводном строительстве непрерывно совершенствуются. В результате автоматизации процессов сварки резко повысились производительность труда, темпы сварочно-монтажных работ и качество свариваемых соединений. За последние годы разработаны и широко применяются принципиально новые виды сварки. В курсовом проекте отражены: материалы конструкции трубопровода, режимы прихватки и сварки, требуемое оборудование. Выполнены расчеты конструкции стыка трубопровода, времени сварки стыка и количества наплавленного металла, необходимого количества основных и сварочных материалов и электроэнергии. Определена стоимость необходимых ресурсов. Общая часть 1.1 Описание сварной конструкции или изделия Классификация трубопроводов по назначению: Промысловые: соединяют скважины с объектами и установками подготовки (диаметры 100-200 мм.; диаметр промыслового коллектора —500-1000 мм; давление достигают 32 МПа и более.) Технологические: предназначены для соединения между собой технологического оборудования, на котором осуществляется очистка нефти и/или газа от механических примесей, воды и других компонентов. Магистральные: трубопроводы, соединяющие пункты первичной обработки с пунктами потребления или переработки и имеющие протяженность в десятки тысяч километров. Распределительные: прокладываются от магистральных трубопроводов к местам непосредственного потребления газа или нефтепродуктов. В данном курсовом проекте нас интиресует магистральный трубопровод (газопровод). Под магистральным газопроводом понимается трубопровод, сконструированный для доставки газа из района месторождения или обработки к месту потребления, или система труб, связывающая между собой отдельные месторождения газа. Он относится к Единой системе газоснабжения России и является одним из ключевых элементов системы транспортировки газа. Трубопровод, подсоединенный к магистральному газопроводу и предназначенный для передачи части газа к конкретным населенным пунктам или предприятиям, называется ответвлением. По такому газопроводу может транспортироваться природный или попутный нефтяной углеводородный газ (из месторождений) или сжиженные углеводородные газы (из мест производства). Магистральные трубопроводы могут быть: однониточными, т. е. с трубами равного диаметра на всей протяженности системы; многониточными, представляющими собой систему, где параллельно главной ветке расположены еще несколько; телескопическими т. е. на протяжении от головных сооружений до конечной газораспределительной станции диаметр труб меняется. Диаметр труб газопровода составляет от 720 мм до 1420 мм. Пропускная способность газопровода равна 30–35 млрд куб. м газа в год. Согласно СНиП, магистральный газопровод включает в себя трубопровод и все ответвления с диаметром труб не более 1420 мм. Избыточное давление передаваемого газа не должно превышать 10 МПа. Магистральный трубопровод – это потенциально опасное сооружение, использовать которое можно только в соответствии со специальными инструкциями, регламентирующими строительство и эксплуатацию магистральных газопроводов. За работой газопровода обязаны следить промышленные организации, использующие его. Они также должны завести специальный паспорт в двух экземплярах. К ним прилагается схема, на которую нанесены все трубопроводные детали, указан их тип, фирма-производитель, материал и т. д. 1.2 Материал сварной конструкции или изделия Для изготовления труб чтоб в дальнейщем приступить к строительству газопровода была выбрана сталь 09Г2С. Класс: Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций, марка стали 09Г2С широко применяется при производстве труб и другого металлопроката. Описание стали 09Г2С:Чаще всего прокат из данной марки стали используется для разнообразных строительных конструкций благодаря высокой механической прочности, что позволяет использовать более тонкие элементы чем при использовании других сталей. Устойчивость свойств в широком температурном диапазоне позволяет применять детали из этой марки в диапазоне температур от -70 до +450 С. Также легкая свариваемость позволяет изготавливать из листового проката этой марки сложные конструкции для химической, нефтяной, строительной, судостроительной и других отраслей. Применяя закалку и отпуск изготавливают качественную трубопроводную арматуру. Высокая механическая устойчивость к низким температурам также позволяет с успехом применять трубы из 09Г2С на севере страны. Химический состав стали и физические свойства трубы из стали 09Г2С указаны в таблицах 1 и 2 согластно источнику [7].
Таблица 1 – Химический состав стали 09Г2С Таблица 2 – Физические свойства трубы из стали 09Г2С
Сварка может производиться как без подогрева, так и с предварительным подогревом до 100-120 градусов. 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 и проволоку, предназначенные для низколегированных и малоуглеродистых сталей, например Э42А и Э50А. Закрепим почему именно эту сталь мы будем использовать? Основная особенность марки — легкая свариваемость стали. Сварщики применяют АДС и РДС под газовой защитой. Однако свариванию могут не поддаваться те изделия, которые прошли через обработку химическими средствами и критическими температурными режимами. Трубы из этой стали выдерживают высокое давление, что дает возможность их использовать для прокладки магистрального трубопровода. Сталь 09Г2С проявляется отличным материалом при проектировании деталей и конструкций, которые будут работать в условиях низких температур, с одновременным сохранением своих высоких прочностных и пластичных характеристик. А низкие затраты при проведении монтажных работ, лишь в очередной раз подкрепляют позиции этой марки на рынке современного спроса и предложений. 2. Выбор способа сварки и сварочного оборудования 2.1 Технологическая свариваемость металла сварной конструкции Расчет эквивалента углерода стали 09Г2С для выявления склонности к горячим трещинампроизводим по формуле (1): (1) Сэкв=С+2S+P/3+(Si-0,4)/4+(Mn-0,8)/8+Ni/8+Cu/10+(Cr-0,8)/10 Cэкв=0,12+2*0,035+0,03/3+(0,5-0,4)/4+(1,3-0,8)/8+0,01/8+0,3/10+(0,01-0,8)/10 Сэкв=0,24% По данным расчетам мы видим, что выбранная сталь 09Г2С не подвергается оброзованию горячих трещин так как Сэкв<0,4%. Расчет эквивалента углерода стали 09Г2С для выявления склонности к холодным трещинам производим по формуле: (2) Сэкв=С+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 Cэкв=0,12+1,3/6+(0,01+0,12)/5+(0,01+0,3)/15 Сэкв=0,38% По данным расчетам мы видим, что выбранная сталь 09Г2С не подвергается оброзованию холодных трещин так как Сэкв<0,4%. Подогрев не требуется, емли применять сварочные материалы с низким содержанием водорода или толщина стенки менее 30…40 мм. При расчетах была взята сталь с содержанием Ni и Cr - 0,01%. Сталь без ограничения по свариваемости и следовательно мы можем использовать любой вид сварки, большое количество электродов и других сварочных материалов. 2.2 Литературный обзор опыта сварки металла заданной толщины Технология сварки покрытыми электродами При ручной дуговой сварке покрытыми металлическими электродами, сварочная дуга горит с электрода на изделие, оплавляя кромки свариваемого изделия и расплавляя металл электродного стержня и покрытие электрода. Кристаллизация основного металла и металла электродного стержня образует сварной шов. Достоинства способа: - простота оборудования; - возможность сварки во всех пространственных положениях; - возможность сварки в труднодоступных местах; - быстрый, по времени переход от одного вида материала к другому; - большая номенклатура свариваемых металлов. Недостатки способа: - большие материальные и временные затраты на подготовку сварщика; - качество сварного соединения и его свойства во многом определяются субъективным фактором; - низкая производительность (пропорциональна сварочному току, увеличение сварочного тока приводит к разрушению электродного покрытия); - вредные и тяжёлые условия труда. Рациональные области применения: - сварка на монтаже; - сварка непротяжённых швов. Технология сварки низколегированных низкоуглеродистых сталей покрытыми электродами мало отличается от технологии сварки низкоуглеродистых сталей. Характер подготовки кромок, режимы сварки, порядок наложения швов практически одинаковы. Прихватки при сборке необходимо выполнять теми же электродами, что и при сварке основного шва, и накладывать только в местах, где располагается шов. Низколегированные стали сваривают в основном электродами с фтористо-кальциевым покрытием типа Э42А и Э50А, обеспечивающими более высокую стойкость против образования кристаллизационных трещин и повышенные пластические свойства по сравнению с электродами других типов. Швы, сваренные покрытыми электродами, в ряде случаев имеют пониженную стойкость против коррозии в морской воде, что значительно снижает эксплуатационные свойства сварных сосудов, морских эстакад и других сооружений., Это обусловлено малым содержанием в поверхностных слоях металла шва легирующих элементов (хрома, никеля, меди) вследствие низкой доли участия основного металла в металле этих слоев. Для повышения коррозионной стойкости металл шва следует легировать хромом. |
