Введение
1.1 Описание конструкции теплообменника и условий его работы. . . 7
1.2 Сведения о материале теплообменного узла
1.3 Описание технологического процесса ремонтной сварки трубного
пучка
1.4 Обзор альтернативных способов крепления трубы в трубном
пучке теплообменника
1.5 Формулировка задач выпускной квалификационной работы . . . . . 16
2 Проектная технология сварки теплообменного узла холодильника-конденсатора
2.1 Способ и оборудование для сварки неплавящимся электродом. . . 17
2.2 Способ и оборудование для сварки плавящимся электродом
в защитных газах
2.3 Описание операций проектного технологического процесса
3 Безопасность и экологичность проектного технологического процесса
3.1 Технологическая характеристика объекта
3.2 Идентификация профессиональных рисков
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков
3.4 Обеспечение пожарной безопасности
3.5 Обеспечение экологической безопасности
4 Оценка экономической эффективности проектной технологии.
4.1 Исходная информация для выполнения экономической оценки
предлагаемых технических решений
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования
4.3 Расчет штучного времени
4.4 Заводская себестоимость базового и проектного вариантов
технологии
4.5 Капитальные затраты по базовому и проектному вариантам технологии.
4.6 Показатели экономической эффективности.
Заключение
Список используемой литературы и используемых источников
Оборудование для химических производств использует сложнейшие системы трубопроводов и аппаратов, которые состоят из значительного количества элементов. Эта отрасль промышленности является главным потребителем современных достижений в области сварки. К сварным соединениям, эксплуатируемым на химических предприятиях, предъявляются самые высокие требования по качеству, надёжности и работоспособности. Существенное место среди ответственных аппаратов химической промышленности занимают теплообменники, которые нашли применение в технологических процессах газовой, химической, металлургической, нефтяной, пищевой промышленностях. Теплообменные аппараты применяются в атомной энергетике и изготовлении конструкций оборонного и наступательного значения. Одним из самых ответственных элементов теплообменного аппарата является узел соединения теплообменных трубок с трубной доской [1].
Эксплуатация соединений труб в трубных досках проходит в тяжелейших условиях, характеризуемых высокой температурой и повышенным давлением. Кроме этого, на соединение действуют переменные значительные напряжения, возникающие по причине термодинамического изменения температуры и давления. В связи с этим к сварным соединениям труб с трубной доской предъявляются повышенные требования: эти швы должны быть плотными и прочными, иметь гарантированное проплавление. Например, если теплообменный узел имеет 1000 трубок, то 1 % браки при сварке делает необходимым заглушить 10 трубок. При этом кпд установки снижается на 18 % [13].
Изготовление теплообменников выполняют с применением различных конструкционных материалов, но наиболее распространены теплообменники из нержавеющей стали. Проектирование технологии изготовления и выбор параметров режима сварки теплообменников должны обеспечивать получение сварных соединений «труба - трубная доска» с максимально высоким качеством при минимальных производственных затратах, потому что затраты на изготовление и ремонт теплообменного узла определяют расходы на эксплуатацию всего теплообменного аппарата. Несмотря на применение современных сварочных технологий при изготовлении соединения «труба – трубная доска» зачастую наблюдается образование дефектов в виде пор, неравномерного проплавления, кольцевых трещин. Особенно возрастает количество дефектов при приварке к трубной доске значительной толщины (20…60 мм) труб малого диаметра (3…5 мм) [1], [13], [20].
При выполнении теплообменного узла в основном применяется сварка плавлением, но могут быть применены развальцовка, контактная сварка и даже сварка взрывом. Большое количество ввариваемых элементов делает необходимым применение специализированного оборудования.
Согласно статистическим данным, на долю повреждений в теплообменных аппаратах приходится 26 % повреждений всего оборудования в химической промышленности [5]. При этом значительную часть составляют повреждения из-за потери герметичности сварных швов, на долю которых приходится 14…25 % всех повреждений [12], [14]. В этом случае требуется остановить работу аппарата, проанализировать причину нарушения герметичности и заглушить часть труб, через которые происходит утечка продукта. Проведение этих работ требует затрат значительного количества времени и трудовых ресурсов, работы проходят в тяжёлых условиях. В реальности при ремонте теплообменного аппарат происходит замена всего трубного пучка, что позволяет сохранить кпд теплообменного аппарата, а стоимость и трудоёмкость проведения ремонта не зависит от количества дефектных трубок [12], [13].
Цель выпускной квалификационной работы – повышение эффективности сварочных работ при изготовлении теплообменного узла холодильника – конденсатора.
В настоящей выпускной квалификационной работе поставлена цель – повышение эффективности сварочных работ при изготовлении теплообменного узла холодильника – конденсатора.
Анализ преимуществ и недостатков возможных способов сварки позволил обосновать выбор механизированной и автоматической сварки проволокой сплошного сечения в защитных газах при построении проектной технологии сварки теплообменного узла.
Технология предусматривает последовательное выполнение операций: подготовка трубных досок и труб, установка и сварка "маятниковых труб", установка и сварка труб, контроль качества сварки.
На основании проведённого литературного исследования предложено для построения проектной технологии применить сварку в защитном газе проволокой сплошного сечения с использованием установки ОСА-ПА производства НПП «Технотрон».
Изучение особенностей технологического процесса сборки и сварки позволило идентифицировать опасные и вредные производственные факторы.
На основании этих выделенных факторов предложен ряд стандартных средств и методик, позволяющих устранить опасный фактор или уменьшить его влияние на персонал до приемлемого уровня.
Годовой экономический эффект при внедрении проектной технологии составляет 3,689 млн. рублей.
Срок окупаемости капитальных затрат составляет 0,2 года. Вышеизложенное позволяет сделать вывод достижении цели.
Полученные результаты предлагается внедрить при сварке теплообменных узлов химической аппаратуры.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
