Курсовая работа (т): Разработка технологии сборки и сварки коллектора

.5 Описание сборочно-сварочного оборудования

В качестве сборочно-сварочного оборудования используем приспособление секторного типа для труб большого диаметра. Сварка будет производиться без подкладного кольца.

Приспособление секторного типа предназначено для сборки труб под сварку диаметром 133 - 377 мм.

Состоит из двух секторов, шарнирно закрепленных между собой крепящихся на трубу при помощи четырех болтов. Имеются две шпильки, с помощью которых устанавливается зазор в стыке. Четыре болта обеспечивают центровку труб относительно друг друга. Бобышки, расположенные симметрично относительно сектора, обеспечивают соосность труб. Четыре окна предназначены для постановки прихваток.

Рисунок 3 - Сборочно-сварочное оборудование секторного типа

Приспособление работает следующим образом: после установки труб, на них надевают данное приспособление и закрепляют тремя болтами трубу, четвертый болт только наживляется. Затем при вращении двух гаек, устанавливается зазор в стыке. После этого закручивается четвертый болт. При этом обеспечивается жесткое закрепление обеих труб и их соосность между собой. После постановки прихваток приспособление снимается и заново проверяется соосность труб металлической линейкой, если зазор больше 0,5 мм. то стык ломается и вариться заново.

2.6 Описание технологии сварки конструкции

К сварочным работам могут быть допущены сварщики, аттестованные на 1 уровень профессиональной подготовки имеющие аттестационное удостоверение, в котором указывается к каким видам работ допущен сварщик. Кроме того, все сварщики должны сдать испытания на знание противопожарных мероприятий и требований по безопасности труда.

Сварку следует производить сразу после прихваток (не более 4 часов).

Непосредственно перед сваркой производиться зачистка прихваток и проверка качества сварки (проводят 2 сварщика). При сварке стыка трубопроводов применяем электроды ТМЛ-3 диаметр 4 мм, корневой шов 3мм. На каждую партию электродов должен быть сертификат завода-изготовителя.

При сварке вертикальных стыков изделий из малоуглеродистых сталей высота каждого слоя должна составлять 6-10мм, ширина одного слоя не более 35мм.

При сварки горизонтальных стыков из малоуглеродистых сталей высота валика должна быть 4-6мм, ширина 8-14мм.

Так как данный стык сваривают два сварщика должны быть приняты меры для защиты каждого сварщика от шлака и брызг.

Рисунок 4- Порядок наложения первого слоя шва при сварке двумя сварщиками вертикальных неповоротных стыков труб диаметром 273мм.

Рисунок 5- Порядок наложения слоев при сварки, вертикальных не поворотных стыков труб.

Облицовочный слой должен отвечать следующим требованиям:

равномерная чешуйчатость с размером чешуек 1-1,5мм.

отсутствие западания между валиками.

плавный переход от одного валика к другому и к поверхности трубы.

выпуклость шва при толщине более 20мм.

перекрытие крайними валиками кромок труб должно быть 1-3мм.

Сварку стыков труб диаметром 273х21 производим в узкую разделку с углом скоса кромок 10 во избежание зашлаковке и несплавлений в корневой части шва выполняем следующим образом:

корневой слой накладывается ниточным швом без колебательных поперечных движений электрода; диаметр электрода - не более 3мм.

при наложении следующих слоев электрод передвигается шарообразно вдоль шва с шагом 2-4мм. С задержкой после каждого перемещения на 2-2,5с. В местах задержки сварщика наклоняет электрод в плоскости. Перпендикулярной оси шва, на угол 5,8, в каждую сторону и оставляет его в этом положении в течение 0,5-1с; диаметр электрода - не более 4мм.

шарообразное перемещение электрода продолжается до тех пор, пока ширина разделки не позволят выполнять электродом колебательные движения поперек шва, то есть производить сварку с обычными манипуляциями электрода.

Наложение валиков первого слоя, если сварку вертикального неповоротного стыка труб диаметром 273мм выполняют 2 сварщика, производиться в следующем порядке (Рис 4): первый сварщик начинает сварку от точки А и ведет к точке Б, в это время второй сварщик сваривает участок от точки Г до точки В, далее первый сварщик продолжает сварку от точки Б до точки В, а второй переходит к сварке участка от точки А к точке Г.

Второй и третий слой сваривают аналогично с учетом требований.

Последующий слой можно накладывать участками длинной, равной половине окружности трубы. При сварки верхнего участка вертикальных неповоротных стыков паропровода должны соблюдаться требованиям.

Сварку первых трех слоев в стыках труб диаметра 273мм, следует выполнять обратноступенчатым способом, при этом длинна каждого участка должны быт в пределах 200-250мм. Длинна участков последующих слоев может составлять половину окружности стыка.

При сварки вертикальных слоев паропроводов из низколегированных сталей высота каждого слоя должна составлять 6-10мм, ширина одного слоя не более 35мм. Свариваемый и защищенный стык труб с толщенной стенки 6мм и более, каждый сварщик должен клеймить присвоенным ему клеймом. Каждый сварщик ставит свое клеймо в верхнем конце участка, который он выполнял. Клеймение стыков паропроводов диаметром более 100мм из перлитных сталей производиться с помощью металлической пластины 40х30х2мм, на которой выбивается клеймо сварщика.

Таблица 9- Горелки электрододержателей для ручной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом

^1* При использовании горелок для ручной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом длина кабеля-шланга должна составлять 2...3 тыс. м.

^2** Охлаждение естественное.

^3** Охлаждение водяное.

.7 Выбор сварочных материалов

Для ручной и дуговой сварки в среде аргона в качестве неплавящегося электрода следует применять вольфрамовые электроды из вольфрама, ЭВИ-2, по ГОСТ 23949, лантанированного вольфрама марки ВЛ по ТУ 48-19-27-87 диаметром 3 мм.. Для легкого возбуждения дуги и повышения стабильности ее горения конец вольфрамового электрода необходимо затачивать на конус; длина конической части должна составлять 6-10, а диаметр притупления 0,2-0,5 мм.

Электроды должны соответствовать марки стали конструкции. В данном случае применяют электроды марки ТМЛ-3,типа Э-09Х1МФ. Они выпускаются серийно диаметром 3…4мм. Предназначены для сварки паропроводов из сталей марок 12МХ, 12Х1МФ, 15ХМФ, 20ХМФЛ и 15Х1М1ФА, работающих при температуре до 570 С и элементов поверхности нагрева из сталей марок 12МХ, 12ХМФ, 12Х2МФБ, 12Х2МФСР не зависимо от рабочей температуры, а так же заварки дефектов в элементах из тех же сталей. Коэффициент наплавки 9,5-10,2 г/Ач

Перед сваркой прокалка электродов по режиму Т= 360⁰С, в течении двух часов. Затем используют в течении двух суток.

Таблица 7 - Химический состав наплавленного металла электродов ТМЛ-3

Для сварки трубопровода подобрана сварочная проволока из стали Св-08ХМФА, так как она подходит по химическому составу (ГОСТ 2246)

Таблица 8 - Хим. состав сварочной проволоки Св-08ХМФА

.8 Выбор рода тока, источников питания, сварочного оборудования

Постоянный ток, обратная полярность.

Для сварки я выбираю постоянный ток так как дуга горит равномерно и образуется качественный сварочный шов без трещин и непроваров. Обратная полярность используется при сварке материалов с отражающей оксидной пленкой на поверхности, которая имеет большую температуру плавления, чем сам материал.

В качестве источника питания выбираю инвертор Caddy Arc 201i.

Таблица 9 -Технические характеристики инвертора Caddy Arc 201i.

Таблица 11- Газоэлектрическая горелка АГС-3

.9 Выбор и расчет режимов сварки

Для трубопровода выбрана ручная дуговая и ручная аргонодуговая сварка. Сталь 12Х1МФ диаметр 273х21, разделка ТР-2.

2.10 Контроль качества сборки и сварки

В процессе изготовления, монтажа и ремонта трубопроводов и трубных систем котлов необходимо осуществлять систематический контроль качества сварных работ и сварных соединений - предварительный контроль (включая входной контроль), операционный контроль и приемочный контроль сварных соединений.

Требования к методам, объемам и объектам предварительного контроля, включающего проверку аттестации персонала, проверку оборудования и аппаратуры, контроль основных и сварочных материалов, а также требования к операционному контролю сборочных работ, наложены в соответствующих разделах настоящего РД.

Визуальный и измерительный контроль:

Перед визуальным контролем сварные швы и прилегающая к ним поверхность основного металла шириной не менее 20 мм (по обе стороны шва) должны быть очищены от шлака, брызг расплавленного металла, окалины и других загрязнений. Визуальный контроль производится невооруженным глазом или с помощью лупы 4 - 7-кратного увеличения для участков, требующих уточнения характеристик обнаруженных дефектов, с применением, при необходимости, переносного источника света.

Таблица 14 - нормы допустимых дефектов, выявляемых при визуальном контроле сварных соединений

Стилоскопирование деталей и металла шва:

Все свариваемые части конструкций и деталей (трубы, арматура, переходы, отводы, тройники, штуцера, бобышки и др.) независимо от наличия сертификата, маркировки и предстоящего срока эксплуатации, которые должны быть по проекту выполнены из легированной стали (кроме низколегированных конструкционных), при этом устанавливают соответствие марки стали контролируемых изделий марке, указанной в чертежах или ТУ, и определяют содержание характерных легирующих элементов. Стилоскопирование свариваемых деталей производят перед сборкой или непосредственно в процессе сборки, а также после окончания монтажа (ремонта) трубопровода или агрегата в целом.

УЗД основана на пропускании сквозь конструируемый материал ультразвуковых волн, представляющих собой упругие колебания высокой частоты (0,2 - 10 мГц) и на последующем улавливании отраженного или прямого сигнала ультразвуковые волны получают различными способами. Ультразвуковую дефектоскопию проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 14782 и руководящей документацией РД3417.302-97. При испытаниях пользуются дефектоскопом УД - 12.

Таблица 15 - технические характеристики УД - 12.

Полученные данные сравнивают с допустимыми значениями.

Таблица 16 - допустимые значения

При гидравлическом испытании необходимо установить в высших точках испытуемого трубопровода воздушники, а в нижних - спускники. После достижения испытательного давления трубопровод отключают от пресса или насоса. Испытательное давление держится в течении 5 мин. После этого оно снижается до рабочего, при этом давлении тщательно осматривают сварные швы и прилегающие к ним участки основного металла трубопровода. Результаты считаются удовлетворительными , в сварных швах не обнаружено течи, «слезок» и «потения» и изделие не получило видимых остаточных деформаций.

.11 Методы уменьшения сварочных напряжений и деформаций

Для уменьшения остаточных сварочных напряжений в данном технологическом процессе применены следующие способы:

а) вместо стяжных уголков, являющихся концентраторами напряжений, используется приспособление секторного типа;

б) отказ от подкладного кольца позволил снизить уровень остаточных напряжений;

в) послойное заполнение разделки способствует равномерному распределению напряжений по периметру шва;

г) предварительный подогрев и последующая термообработка также их уменьшили;

д) одновременная сварка двумя сварщиками

Проведение этих операций позволит получить более качественный сварной шов.

.12 Термическая обработка сварных соединений

Высокий отпуск заключается в нагреве сварного соединения до температуры несколько ниже критической точки , например до 600 - 700 для углеродистой или низколегированной стали, продолжительной выдержке (от одного до нескольких часов) и последующем медленном охлаждении. Цель отпуска - снижение уровня остаточных сварочных напряжений и повышение пластичности металла сварного соединения. Высокому отпуску подвергаются сварные соединения трубопроводов из различных сталей.

Рисунок 8 -температурный график термической обработки сварных соединений труб.

Рисунок 9 - схема нагрева индуктивным способом. 9 - индуктор; 10 - магнитный поток.

Индуктивный способ нагрева основан на нагревании сварного соединения электрическим током, индуктированным в тело трубы переменным магнитным полем. Нагревательным устройством служит индуктор, представляющий собой соленоид в виде катушки из медного или аллюминевого проводника. По виткам этого индуктора, которые охватывают сварное соединение, пропускается переменный ток, создающий переменное электромагнитное поле, которое в свою очередь с той же частотой наводит электрический ток в нагреваемый участок трубопровода. Величина индуктивного тока зависит от напряженности магнитного поля, определяемой числом ампер-витков индуктора.

Таблица 17 - технические характеристики индуктора

Индуктор нагревают до температуры 710 - 740. Затем выдерживают в течении одного часа после чего стык медленно остывает под слоем асбеста. Для теплоизоляции нагреваемых сварных соединений при термической обработке индукционным и газопламенном способами используются асбестовые материалы: ткань АСТ - 1, АТ - 7, АТ - 8 ГОСТ 6102 -78.

Таблица 18 - технические характеристики трансформатора ТСД-1000-3

Термоэлектрический преобразователь (термопара) ГОСТ 6616 - 74 - термочувствительный индуктор, в котором тепловая энергия преобразуется в электрическую, состоит из двух разнородных металлических проводников - термоэлектродов. Один обозначается знаком плюс (+), другой минус ( - ).

При выполнении термических работ широкое применение получили хромель-алюмелевые термопары типа ТХА с градуировкой ХА65 с диапазоном измерения от -200 до +1300  с диаметром 1,2 - 3,2 мм.

Рисунок 10 - Двухсекционный гибкий индуктор 1 - труба; 2, 3 - секции индуктора; 4 - ось сварного стыка; ИП - источник питания

Процесс термообработки имеет следующий температурный график

Рисунок 13.Температурный график термообработки.

Таблица 22- Режим термообработки стыковых сварных соединений трубных элементов.

3. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

.1 Охрана труда и техника безопасности

.