Технология и оборудование сварки

Технология и оборудование сварки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Технология нефтяного аппаратостроения»

Курсовая работа

Технология и оборудование сварки

Выполнил студ. гр.

Проверил преподаватель

УФА 2010

Содержание

Введение

. Определение свариваемости применяемых материалов Сталь 17ГС по ГОСТ 5520-79

. Узел приварки нижней обечайки, нижнего эллиптического днища и опорной обечайки (Узел Г)

. Расчет режимов электрошлаковой сварки

Приложение

Список использованной литературы

Введение

электрошлаковая сварка сталь

Сварка - один из наиболее распространенных технологических процессов всех отраслей машиностроения. В частности, это основной метод изготовления колонного и емкостного оборудования нефтепереработки, а также труб магистральных и технологических трубопроводов.

Современное оборудование нефтепереработки характеризуется высокой сложностью и ответственностью. Поэтому при его изготовлении используются самые разные способы и методы сварки.

В данной работе рассмотрены несколько типичных задач, стоящих при проектировании оборудования. В частности, это сварка разнородных материалов, сварка обечаек с разными толщинами, приварка штуцеров и опор и т.д. Для каждого из этих случаев были подобраны присадочные материалы и рассчитаны основные параметры сварочного процесса - сила и напряжение сварочного тока, скорость подачи электрода и прочие.

1. Определение свариваемости применяемых материалов

Сталь 17ГС по ГОСТ 5520-79

По качественному признаку данная сталь относится к классу конструкционная низколегированная феррито-перлитного класса повышенной прочности. Сталь 17ГС применяется: для изготовления корпусов аппаратов, днищ, емкостного оборудования, фланцев и других сварных деталей, работающих под давлением при температурах от -40 °С до +475 °С; для изготовления деталей и элементов трубопроводов пара и горячей воды атомных станций (АС), с расчётной температурой среды не выше 350°С при рабочем давлении менее 2,2 МПа (22 кгс/см2); для изготовления электросварных прямошовных газопроводных труб диаметром 530, 720 и 820 мм.

Химический состав стали 17ГС по ГОСТ 5520-79

С (0,14-0,20%); Si (0,4-0,6%); Mn (1,0-1,4%); S (≤ 0,004%);
P (≤0,035%); Cr (≤0,3%); Cu (≤0,3%); As (≤0,08%); Ni(≤0,3%); N (≤ 0,008%);

Углерод является основным легирующим элементом, который определяет механические свойства этой группы сталей. Повышение его содержания в стали усложняет технологию сварки и затрудняет возможности получения равно прочного сварного соединения без дефектов. Поэтому свариваемость углеродистых сталей можно условно оценить по эквивалентному содержанию углерода, которое определяется по формуле

 (1.1)

где С , Mn, Cr, Mo, Ni, Cu, P - процентное содержание химических элементов в стали;

Так как Сэ > 0,45 %, в зависимости от толщины металла применяем предварительный подогрев.

Температуру предварительного подогрева для повышения сопротивляемости металла шва к холодным трещинам определяют в зависимости от эквивалента углерода Cэ и толщины свариваемой заготовки (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - График подбора температуры предварительного подогрева

Сначала рассчитывается значение эквивалента углерода без учета толщины металла по формуле:

, (1.2)

Влияние толщины свариваемого металла учитывается поправкой

Полный эквивалент углерода определяется выражением

Температура предварительного подогрева определяется по формуле

Таким образом, требуется предварительный подогрев деталей до температуры 123,7оС

Склонность к образованию горячих трещин определяется отношением

 (1.3)

Так как HCS<4 , то данный материал не склонен к образованию горячих трещин[1].

2. Узел приварки нижней обечайки и нижнего эллиптического днища (узел Г)

Узел приварки нижней обечайки и нижнего эллиптического днища электрошлаковой сваркой по ГОСТ 15164-78. Исходя из толщины свариваемых деталей (S1=S2 = 50 мм) по ГОСТу выбираем вид сварного соединения С1, способ сварки - ШЭ (сварка проволочным электродом).

 <#"514528.files/image015.gif"> <#"514528.files/image016.gif">

Скорость подачи электродной проволоки определяют по формуле:

 (2.2)

где - площадь завариваемого зазора, (=1250 мм2).

- суммарная площадь поперечного сечения электродных проволок:

(мм2).

Скорость подачи электродной проволоки равна:

Сила сварочного тока рассчитывается по формуле:

, (2.3)

Требуемый объем флюса находится:

где h - глубина шлаковой ванны, мм, h = 40 мм[1]

B - ширина завариваемого зазора между заготовками, мм, В = 25 мм[1]

Определяем требуемый объем флюса:

Выбор сварочного оборудования.

Выбираем сварку проволочным электродом источником У875. Характеристики источника:

сила тока - 1500 А;

ПВ - 100%;

размер электрода - 3 мм;

количество электродов - 1;

скорость подачи электродов - 14…500 м/ч;

максимально свариваемая толщина - 50…100 мм.

Приложение 1

Карта технологического процесса сварки

. Наименование изделия Сосуды, работающие под давлением

. Способ сварки Электрошлаковая сварка

. НТД по сварка Сосуды и аппараты стальные сварные ОСТ-26-291-94

. Основной материал Сталь 17ГС по ГОСТ 5520-79

Диаметр 2000 мм, толщина 50 мм

. Соединение: вид соединения стыковое

вид разделки без скоса кромки

тип соединенияC1 по ГОСТ 15164-78

. Способ подготовки кромок: Обработать края свариваемых деталей режущим инструментом для получения нужного размера, свариваемые кромки и прилегающие к ним поверхности зачистить механическим способом до металлического блеска на ширину не менее 12 мм с наружной и внутренней стороны детали. Удалить следы масел, грязи и других загрязнений.

. Способ сборки: на прихватках с обеспечением равномерного зазора.

. Требования к прихваткам: Длина прихваток должна составлять 60…80 мм и располагаться они должны равномерно по окружности трубы в количестве 8-10 штук. Прихватки должны быть проверены на отсутствие дефектов внешним осмотром, участки, имеющие дефекты, перед сваркой необходимо удалить механическим способом.

9. Сварочный материал по ГОСТ 2246, ГОСТ 9087:

10. Положения шва при сварке: все пространственные положения

11. Подогрев: Сварка производится дополнительным нагревом до температуры 130°C.

. Сварочное оборудование: сварочный автомат У875

13. Режим сварки:

Диаметр электрода dэл,мм              Сварочный ток I, А           Скорость сварки ,м/чСкорость подачи

проволоки

,м/чЧисло

проходов

14. Термическая обработка сварного соединения: предназначенные для работы в средах, вызывающих коррозию, должны подвергаться термической обработке по требованию, оговоренному в проекте. Режим термической обработки должен быть согласован со специализированной научно-исследовательской организацией.

. Требования по контролю качества сварного соединения:

Визуальный и измерительный контроль - 100 % стыков

Рентгенконтроль, УЗК: Объем контроля в соответствии с требованиями НТД, либо проекта.

Нормы оценки качества в соответствии с ОСТ 26-291-94.

Другие методы контроля согласно требованию проекта.

Список использованных источников

1    Учебно-методическое пособие для выполнения практических работ курсового проекта. /Файрушин А.М., Ризванов Р.Г., Карпов А.Л.-Уфа,2004,-60с.

2    ОСТ 26-291-94 Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия.- М.: Издательство стандартов,1994.

3        ГОСТ 15164-78 Электрошлаковая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.-М.Издательство стандартов,1987.-17с

         ГОСТ 2246-70 Проволока стальная сварочная. Технические условия (2002, с попр. 2003)

         ГОСТ 30482-97 Электрошлаковая сварка сталей. Требования к технологическому процессу.

         ТУ14-1-4853-90 Прокат толстолистовой стойкий к коррозионному растрескиванию.