Аттестационная работа (ВАР/ВКР) на тему Разработка технологического процесса сборки и сварки основного трубопровода УКУ СОГ НГПК

Содержание:

АННОТАЦИЯ 11
ВВЕДЕНИЕ 13
1. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 16
1.1 Требования, предъявляемые к трубопроводу 16
1.2 Анализ условий работы трубопровода 17
1.3 Анализ напряжённо-деформированного состояния трубопровода 19
1.4 Обоснование выбора материала трубопровода 23
1.5 Оценка свариваемости стали 24
1.6 Выбор и обоснование способа сварки 27
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 30
2.1 Выбор способа изготовления заготовки 30
2.2 Расчет режимов ручной дуговой сварки 33
2.3 Расчет механизированной сварки самозащитной порошковой проволокой 34
2.4 Выбор и технические характеристики сварочного оборудования 39
2.5 Выбор сварочных материалов 43
2.6. Расчет норм времени 44
2.7. Расчет материалов 46
2.8 Контроль качества сварных швов трубопровода 48
2.9 Проектирование технологического процесса сборки и сварки трубопровода 49
2.10 Планирование участка изготовления трубопровода 52
3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 55
3.1 Разработка сборочно-сварочного приспособления 55
3.2 Внедрение способа сварки самозащитной проволокой 56
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 59
4.1 Экономическое обоснование выбора варианта технологического процесса сборки и сварки основного трубопровода УКУ СОГ НГПК 59
4.2 Расчет затрат на операцию сварки трубопровода ручной дуговой сваркой 60
4.3 Расчет затрат на операцию сварки трубопровода самозащитной порошковой проволокой 61
4.4 Расчет экономической целесообразности проекта 67
5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ 69
5.1 Требования охраны труда при выполнении сварочных работ 69
5.2 Анализ выявленных опасных производственных факторов 73
5.3 Методы защиты от вредных и опасных производственных факторов 76
5.4 Охрана окружающей среды 78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 81
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 83
Приложение А «Типовой технологический процесс сборки и сварки основного трубопровода УКУ СОГ НГПК»

Введение:

Сварка — великое изобретение конца прошлого века, принадлежащее нашим соотечественникам Н. Н Бенардосу и Н. Г Славянову.
Сварка является одним из наиболее распространенных технологических процессов соединения материалов, благодаря которому было создано много новых продуктов, машин и механизмов.
Сварочные характеристики многих типов металлических конструкций позволили эффективно использовать заготовки, полученные прокаткой, гибкой, штамповкой, литьем и ковкой, а также металлы с различными физико-химическими свойствами. По сравнению с литыми, коваными и клепаными конструкциями сварные конструкции имеют высокую прочность, меньший вес и требуют меньше времени на изготовление. Сварка дает цельные соединения практически всех металлов и сплавов различной толщины.
Нет такой отрасли промышленности, где бы ни применялась сварка, резка металлов или их наплавка на поверхность деталей.
Фундаментальные исследования по разработке новых процессов сварки, сварочных материалов и оборудования проводят многие научно – исследовательские организации, высшие учебные заведения и крупные промышленные предприятия. В последние годы ученые сварщики работают над созданием ресурсосберегающих технологий, которые позволяют снизить потребление электроэнергии, уменьшить расход материалов, рационально использовать труд сварщика при изготовлении различных конструкций, машин и изделий.
В процессе сварки стало возможным создание конструкций с высокими эксплуатационными характеристиками. В то же время преимущества сварных соединений позволяют широко использовать их в конструкциях общего назначения. Использование сварки позволяет сэкономить время и материалы при изготовлении конструкций. В то же время открываются большие возможности для механизации и автоматизации производства, улучшаются условия труда работников, создаются предпосылки для повышения производительности труда.
Научно-технический прогресс развивается, и вместе с этим расширяются возможности сварки деталей с различной толщиной материала, и поэтому меняется набор используемых типов и методов сварки.
В настоящее время сварные детали толщиной от нескольких микрометров (используются в микроэлектронике) до десятков сантиметров и даже метров (используются в тяжелой технике). Наряду с конструкционными углеродистыми и низкоуглеродистыми сталями все чаще встречается сварка специальных сталей, легких сплавов на основе титана, молибдена, циркония и других металлов, а также разнородных материалов. Качество и надежность готовых конструкций, и эффективность производства в целом во многом зависят от прогрессивности используемых сварочных процессов и качества выполнения этих работ.
Одним из наиболее развитых направлений в сварочной промышленности является широкое применение механической и автоматической дуговой сварки. Эти проблемы решаются механизацией и автоматизацией как самих сварочных процессов, то есть переходом от ручной работы сварщика к механизированным, так и сложной механизацией и автоматизацией, что все виды работ, связанных с изготовлением сварных конструкций и создание Потоковых и автоматических производственных линий. Важно создать специальное сварочное оборудование и технологические установки.
Условия для проведения сварочных работ значительно расширились: сварка осуществляется при высокой температуре, радиации, под водой, в космосе. Сварные швы выполняются в любом пространственном положении.
За счет совершенствования аппаратуры на производстве начинают внедрять новые виды сварки: лазерная, электронно–лучевая, ионная, световая, диффузионная, ультразвуковая, трением, взрывом. Значительно расширяются возможности дуговой и контактной сварки.
Современная техника позволяет пользоваться разнообразными способами сварки, непрерывно создаются новые методы.
В настоящее время широко применяется плазменная сварка и резка металлов. Очень перспективна воздушно – плазменная резка, при которой рабочим газом служит обычный атмосферный воздух. Для малых толщин металла ценной оказалась микроплазменная сварка на малых токах, когда плазменная струя имеет размеры и форму швейной иглы.
В производстве сварных изделий важную роль играет контроль качества сварных соединений. Различные разрушающие и неразрушающие испытания используются для контроля качества сварного шва.
Неразрушающие методы испытаний позволяют выявлять дефекты, не повреждая объекты контроля.
В современных условиях, когда происходит постоянное усложнение конструкции, объем сварки постоянно увеличивается, большую роль играет правильная подготовка производства, что во многом определяет его сложность и время разработки, экономические показатели и использование механизации и автоматизации.
Рост уровня технологического производства и запуск современного сварочного оборудования идут рука об руку с постоянно растущими требованиями к уровню подготовки работников сварщиков.
Цели и задачи выпускной квалификационной работы
Цель работы — разработка технологического процесса сборки и сварки трубопровода УКУ СОГ НГПК, трубопровод должен представлять собой изделие высокой надежности, с точки зрения прочности и долговечности работы.
С целью обеспечения повышенной надежности конструкции необходимо решить следующие задачи:
разработать наиболее эффективный процесс сборки-сварки конструкции
предусмотреть возможность использования высокопроизводительного оборудования, технологической оснастки;
определить мероприятия по охране окружающей среды и безопасности жизнедеятельности работников цеха;
определить экономическую целесообразность сборки и сварки трубопровода.

Заключение:

В работе была поставлена цель — разработка технологического процесса сборки и сварки трубопровода УКУ СОГ НГПК.
В результате анализа поставленной цели были сформулированы задачи работы:
1) разработать наиболее эффективный процесс сборки-сварки конструкции;
2) предусмотреть возможность использования высокопроизводительного оборудования, технологической оснастки;
3) определить мероприятия по охране окружающей среды и безопасности жизнедеятельности работников цеха;
4) определить экономическую целесообразность сборки и сварки трубопровода с применением самозащитной проволоки.
В ходе выполнения работы были выполнены следующие действия:
1) Проанализирована базовая технология сборки и сварки, сформулированы её недостатки.
2) Произведён анализ возможных способов сварки, в качестве проектного варианта выбрана механизированная сварка самозащитной порошковой проволокой.
3) Предложена конструкция сборочного приспособления для сегметного отвода трубопровода.
4) Составлен технологический процесс сборки и сварки трубопровода.
В ходе экономических расчётов доказана эффективность проекта. Экономический эффект сварки трубопровода составляет 57 тыс. руб. На основании вышеизложенного цель выпускной квалификационной работы считаю достигнутой.

Фрагмент текста работы:

КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Требования, предъявляемые к трубопроводу
Конструкция трубопровода должна предусматривать возможность выполнения всех видов контроля.
Материалы, применяемые для изготовления трубопроводов, должны обеспечивать их надежную работу в течение расчетного срока службы с учетом заданных условий эксплуатации (расчетное давление, минимальная отрицательная и максимальная расчетная температуры), состава и характера среды (коррозионная активность, взрывоопасность, токсичность и др.) и влияния температуры окружающего воздуха.
Трубы и фитинги должны быть изготовлены из стали с технологической свариваемостью, относительным удлинением при разрыве в пятикратных образцах не менее 16% и ударной вязкостью не менее KCU = 30 Дж / см2. KCV = 20 Дж / см2 при минимальной расчетной температуре элемента стенки трубы.
Предприятие — изготовитель трубопровода должно осуществлять входной контроль качества поступающих полуфабрикатов. Оценку качества полуфабрикатов проводят в соответствии с требованиями стандартов и НД на конкретные полуфабрикаты и подтверждают сертификатами.
Трубы, используемые для изготовления трубопровода (каждая партия), должны получить сертификаты качества, трубопроводную арматуру (СДТ), запорную арматуру (ЗРА) — заводские технические паспорта с указанием приемочных характеристик.
До начала сварочных работ трубы, СДТ, ЗРА должны пройти входной контроль в порядке, установленном в организации, выполняющей сварочные работы.
Трубы, СДТ, изготавливаемые из углеродистой или низколегированной спокойной или полуспокойной стали, должны иметь эквивалент углерода (Сэ) не более 0,46 %. 
Эквивалент углерода (Сэ) сталей труб, СДТ, обечаек ЗРА определяется по формуле 1.1.

где С, Mn, Cr, Mo, V, Ti, Ni, Cu, В — содержание, % от массы, в составе металла трубной стали соответственно углерода, марганца, хрома, молибдена, ванадия, ниобия, титана, меди, никеля, бора.
Концы труб, СДТ, ЗРА должны быть обработаны и защищены от механического повреждения обечайками, а также от попадания влаги, снега и т. д. внутрь трубы, СДТ и его концы должны быть закрыты заглушками.
На наружной и внутренней поверхностях концов труб СДТ не допускаются на расстоянии менее 40 мм от концов наличие трещин, закатов и расслоения. На концах трубы СДТ могут иметь поверхностные дефекты механического происхождения (царапины, разрывы, риски), регламентируемые специальными спецификациями ГОСТ.