Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
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).
<http://stroyinf.ru/indexfr.html> <http://stroyinf.ru/indexfr.html>
s, s1 - толщины свариваемых деталей, bр - зазор в стыке,
q - усиление шва.
Рисунок 2.1 - Сварка нижней обечайки и нижнего эллиптического днища
S1 = S2 = 50 мм; q = 3 мм; bp = 25 мм.
Данный способ широко используют в промышленности для соединения металлов повышенной толщины: стали и чугуна различного состава, меди, алюминия, титана и их сплавов. К преимуществам способа относится возможность сварки за один проход металла практически любой толщины, что не требует удаления шлака и соответствующей настройки сварочной установки перед сваркой последующего прохода, как при других способах сварки. Для сварки используют один или несколько проволочных электродов или электродов другого увеличенного сечения и флюс.
Сваривается сталь 17ГС следовательно выбираем [1,2]:
сварочную проволоку: Св-08ГС ГОСТ 2246;
флюс: АН-8 ГОСТ 9087.
3. Расчет режимов электрошлаковой сварки
Электрошлаковая сварка характерна тем, что основная часть тепла, необходимая для нагрева и плавления основного и электродного металлов, образуется за счет прохождения электрического тока через расплавленный флюс - шлак. Такая сварка чаще всего ведется с принудительным формированием шва и обычно выполняется при вертикальном положении свариваемых деталей. Образование шлаковой ванны производится дуговым процессом, но может быть также осуществлено с помощью электропроводного флюса. Электрошлаковый процесс протекает устойчиво как на постоянном, так и на переменном токе, но чаще электрошлаковую сварку ведут на переменном токе от трансформатора с жесткой характеристикой. Установлено, что устойчивость электрошлакового процесса возрастает с повышением электропроводности флюса.
Скорость сварки, напряжение сварочного тока на электродных проволоках, количество электродных проволок выбираем по таблице в зависимости от толщины свариваемых кромок заготовок (S=50 мм)[1]:
n=1
n - количество электродных проволок
dпроволоки=3 мм
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
|
n |
||||
|
3 |
670 |
1,5 |
264 |
1 |
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.