Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА СВАРКИ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ ИЗ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ
1.1 Описание объекта исследования 7
1.2 Описание и анализ свойств материала изделия 10
1.3 Особенности выполнения операций по базовой технологии 14
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 21
2 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СВАРКИ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ ИЗ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ
2.1 Обоснование выбора способа сварки 22
2.2 Повышение технологических свойств механизированной сварки в защитных газах 27
2.3 Расходные материалы для сварки 28
2.4 Сварочное оборудование 31
2.5 Описание сварочных операций проектного процесса сварки 34
3 ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА
3.1 Составление технологической характеристики объекта 35
3.2 Персональные риски, сопровождающие внедрение проектной технологии в производство 38
3.3 Предлагаемые мероприятия по снижению профессиональных рисков в ходе внедрения в производство проектной технологии 39
3.4 Предлагаемые мероприятия по обеспечению пожарной безопасности разрабатываемого технологического объекта 40
3.5 Оценка экологической безопасности разрабатываемого технологического объекта 41
3.6 Заключение по экологическому разделу 42
4 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
4.1 Исходные данные для проведения экономического расчёта 43
4.2 Вычисление фонда времени работы оборудования 46
4.3 Расчёт времени, затрачиваемого для выполнения годовой программы, и коэффициента, учитывающего загрузку оборудования 46
4.4 Расчет заводской себестоимости базового и проектного вариантов технологии 48
4.5 Калькуляция заводской себестоимости сварки по базовому и проектному варианту технологии 53
4.6 Определение капитальных затрат по базовому и проектному вариантам технологии сварки 53
4.7 Расчёт показателей экономической эффективности проектного варианта технологии 56
4.8 Выводы по экономическому разделу 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 59
Процессы теплообмена широко распространены в химической технологии и многих областях техники. Нагревание, охлаждение, выпаривание, конденсация имеют общую закономерность: их интенсивность определяется законами теплопередачи.
В теплообменном аппарате происходит теплопередача от одной среды к другой среде, которые разделены стенкой. Процесс передачи тепла очень сложен и обусловлен рядом факторов, его разделяют на три элементарных вида теплообмена: теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением. На практике эти три вида теплообмена протекают одновременно и находятся в некотором сочетании друг с другом. Применительно к теплообменникам самое большое значение имеет теплоотдача (или конвективный теплообмен), она проходит в результате совокупного и одновременного действия теплопроводности и конвекции.
В качестве теплоносителей в промышленности получили наибольшее распространение водяной пар, продукты сгорания топлива и химических реакций. В качестве охлаждающих агентов наиболее часто применяется вода, воздух и водные растворы солей (NaCl, CaCl2). В случае работы в контакте с агрессивными средами используются аустенитные хромоникелевые стали. Обеспечение качественной сварки монтажных соединений различных элементов теплообменника из аустенитных хромоникелевых сталей обладает крайне высокой важностью. Поэтому является актуальной задача разработки новых материалов для сварки конструкций из аустенитной хромоникелевой стали, обеспечения получения сварных соединений с требуемыми значениями прочностных, коррозионных и технологических свойств.
Проведённый анализ особенностей технологии сварки теплообменников и трубопроводов из аустенитных сталей показал, что несоответствие размеров швов требованиям нормативно -технической документации возникает по причине случайных отклонений параметров процесса. Эти отклонения обусловлены неточностью сборки стыков под сварку, неточностью при базировании стыка относительно сварочной горелки, низкой стабильностью работы источника питания и т.д. Кроме того, отклонение размеров шва от нормативных значений может произойти по причине изменения пространственного положения сварки.
Увеличение доли строительства ответственных объектов, особенно крупногабаритных изделий, заставляет принимать мероприятия по повышению качества и производительности сварки, обеспечению экономии средств. Достижение указанных эффектов возможно при условии обеспечения механизации при производстве сварных конструкций, применения новых сварочных материалов, введения механизированных способов сварки вместо ручной дуговой сварки покрытыми электродами.
Таким образом, актуальна цель проекта - повышение производительности и качества сварки теплообменных аппаратов из стали 10X17H13M2T.
В рамках выполнения данной выпускной работы была поставлена следующая цель - повысить производительность и качество сварки теплообменных аппаратов из стали 10X17H13M2T.
Исходная технология сварки предусматривает использование дуговой сварки штучными электродами. Такой подход обладает следующими недостатками: малая производительность сварки, низкое качество выполняемых работ по причине получения множественных дефектов.
На основании анализа преимуществ и недостатков альтернативных способов сварки при составлении проектного технологического процесса применим механизированную сварку в среде защитного газа.
Применение предложенных технологических решений позволит получить некоторое снижение трудоемкости сварки и повышение стабильности качества выполняемых сварных соединений.
Разработана проектная технология сборки и сварки теплообменника.
В работе предусмотрены мероприятия по обеспечению безопасности труда персонала.
Также были проведены расчёты для оценки экономической эффективности проектных решений.
Величина годового экономического эффекта, полученная с учетом затрат на капитальные вложения в оборудование, составила 0,45 млн рублей. Капитальные вложения в оборудование размером будут окуплены за 0,28 года. Установлено, что проектный вариант сварки после своего внедрения в производство даст такие эффекты, как уменьшение трудоемкости на 33,3 %, увеличение производительности труда на 49,9 %, что уменьшило технологическую себестоимость на 17 %.
Таким образом, можно сделать вывод, что предлагаемые проектные решения обладают экономической эффективностью, поставленная цель работы достигнута.
