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
Конструкция соединения
|
Конструктивные элементы шва
|
Толщина свариваемых кромок S,
мм
|
Ширина шва e, мм
|
Усиление шва g, мм
|
Зазор между кромками b,
мм
|
50
|
45
|
3
|
25
|
. 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:
Марки сталей
|
Сварочная проволока
|
Флюс
|
17ГС
|
Св-08ГС
|
АН-8
|
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.