Тема: Технология и оборудование ремонта емкости для транспортировки битума

Как свидетельствуют результаты исследований по вопросу длительной эксплуатации сварных конструкций [1...4], в настоящий момент остро стоит проблема исчерпания ресурса инженерных сооружений и машин. Так, согласно данным работы [2]. Большинство из них имеет усталостные и хрупкие повреждения. В работе [4] указывается, что многие конструкции (котлы высокого давления, морские платформы для добычи нефти и газа) превысили срок эксплуатации, установленный при их разработке. Однако, несмотря на это они не заменяются новыми. Основная причина - огромные затраты на их покупку и установку. Кроме того, во время замены старых конструкций новыми те и другие не будут функционировать, что приведет к существенным убыткам. Поэтому в настоящее время разрабатываются способы, позволившие бы максимально продлить срок эксплуатации действующих объектов.
В большинстве случаев такие проблемы решают путем восстановления (ревитализации) металлоконструкций с применением дуговой сварки или упрочняющих обработок поврежденных элементов [4].
Необходимость в проведении исследований, направленных на совершенствование ремонтных технологий, обусловлена тем, что в настоящее время при восстановлении металлоконструкций, как правило, используют стандартные технологии сварки, разработанные для изготовления новых изделий. Они не учитывают специфики ремонтных соединений, обусловленной влиянием значительных остаточных напряжений в них и ограниченным выбором способов удаления дефектов, разделки кромок и собственно сварки, которая может оказывать существенное влияние на свойства сварных соединений восстановленной конструкции [1, 3, 5, 6].
Так, в работе [7] отмечается, что ремонтная сварка способствует образованию в соединениях большего количества повреждений, чем при обычной первоначальной сварке. Это обусловлено тем, что ремонтная сварка более кратковременна, чем первоначальная. Поэтому при ее выполнении образуется больше участков, на которых происходили процессы начала и окончания сварки. Для этих участков характерны повышенные скорости охлаждения металла, что приводит к увеличению его твердости и склонности к образованию холодных трещин. Еще одной особенностью таких соединений является образование участков металла с неблагоприятной охрупченной структурой.
Данные работы [8] свидетельствуют, что из-за увеличения уровня остаточных напряжений и образования неоднородностей структуры при ремонтной сварке значения ударной вязкости снижаются на 20... 25 % по сравнению с исходным вариантом.
В работе [6] установлено, что вблизи исправленных сваркой дефектных участков могут возникать дефекты, обусловленные пластическими деформациями укорочения. Склонность сварных соединений к образованию таких дефектов тем больше, чем меньше их деформационная способность.
В работе [9] отмечается, что отремонтированные тавровые сварные соединения стали средней прочности имеют более низкую сопротивляемость образованию усталостных трещин, чем не подвергавшиеся ремонтам соединения той же стали. Это объясняется тем, что в ремонтных сварных соединениях обнаруживается неоднородность прочностных свойств (участки металла с повышенной хрупкостью). Сопротивляемость усталостному разрушению указанных сварных соединений возрастает после дугового оплавления угловых швов.
По мнению авторов работы [2], технологии восстановления следует уделять большее внимание, чем первоначальной сварке. Важнейшей задачей при этом является выбор или разработка таких сварочных технологий, которые обеспечат низкий уровень остаточных напряжений и позволят в ряде случаев отменять мероприятия по их снятию.
Основными дефектами, исправляемыми ремонтной сваркой, являются усталостные трещины. Причиной их появления могут быть неадекватный проект конструкции, высокий уровень напряжений, неправильный выбор сварочных материалов, не способных обеспечить необходимую вязкость и свариваемость соединений, неудовлетворительное выполнение термической резки, недостаточное проплавление, наличие подрезов, вибрация, коррозионная среда, эксплуатационные нагрузки [10].
Таким образом, актуальной является цель выпускной квалификационной работы - повышение эффективности ремонтной сварки изделий из конструкционных сталей на примере ёмкости для транспортировки битума.
Купить

Поставленная в выпускной квалификационной работе цель - повышение эффективности ремонтной сварки изделий из конструкционных сталей на примере ёмкости для транспортировки битума.
В выпускной квалификационной работе предложены технологические мероприятия по повышению производительности и качества выполнения ремонтной сварки цистерн для перевозки битума. При выполнении базовой технологии ремонтной сварки предусматривается ручная дуговая сварка штучными электродами, что приводит к получению значительного числа дефектов и дополнительным затратам времени на их устранение. В проектном варианте технологии предложено произвести замену ручной дуговой сварки на полуавтоматическую сварку проволокой сплошного сечения в среде СО2 с импульсным управлением сварочной дугой.
В ходе выполнения экологического раздела было произведено выявление опасных и вредных производственных факторов, появление которых возможно при внедрении проектной технологии в производство. Проведён анализ возможности и мер по устранению и уменьшению опасных и вредных производственных факторов.
Внедрение проектной технологии сварки в производство вызывает уменьшение трудоемкости на 50 %, повышение производительности труда на 100 %, снижение технологической себестоимости на 49%. Величина годового экономического эффекта, полученная с учетом затрат на капитальные вложения в оборудование, составила около 5700 тыс. рублей.
Вышеизложенное свидетельствует о факте достижения поставленной цели.

Купить