Введение .
1 Современное состояние сварки паропроводов
1.1 Сведения о конструкции изделия и условиях его работы.
1.2 Сведения о материале паропровода
1.3 Сведения о базовой технологии сварки паропровода.
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы
2 Проектная технология сварки паропровода перегретого пара.
2.1 Обоснование выбора способа сварки .
2.2 Требования к квалификации персонала.
2.3 Проверка состояния оборудования для сварки, термообработки
и дефектоскопии.
2.4 Входной контроль основных материалов.
2.5 Входной контроль сварочных материалов
2.6 Подготовка труб к сварке.
2.7 Выполнение прихваток .
2.8 Сварка корневого слоя шва
2.9. Заполнение разделки .
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
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
Конкурентоспособность российских товаров на мировом и внутреннем рынке в значительной мере зависит от тарифов на энергоносители, поэтому рост экономики возможен только в условиях повышения энергоэффективности российского хозяйства [15]. Повышение эффективности производства энергии для нужд промышленности и ЖКХ возможно при условии применения комбинированных источников энергии, предполагающих одновременное производство тепла и электрической энергии. Такой вид энергоустановок позволяет существенно снизить удельные затраты по сравнению с энергоустановками раздельного типа.
Комбинированной энергоустановкой, широко применяющейся в КНР, Чехии и Российской Федерации, является теплофикационная турбина низкого давления, которая находит всё более широкое применение в странах ближнего и дальнего зарубежья [14]. Теплофикационная турбина предполагает наличие первичного парового двигателя, который осуществляет преобразование энергии пара в механическую энергию. Вращение ротора происходит под действием перегретого пара, который через трубопровод поступает на криволинейные лопатки и приводит ротора. Главным составляющим элементом такой турбины является трубопровод перегретого пара, который включает в себя линейную часть (трубы), соединительные элементы (тройники, колена, фланцы, отводы), опоры и подвески, дренажные устройства, запорную и регулирующую арматуру, компенсаторы теплового удлинения [12].
Требования к паропроводам турбин сформулированы в нормативной документации и научных публикациях [4], [12]. Во-первых, паропровод должен обладать максимальной «живучестью» и надёжностью. Во-вторых, для изготовления паропровода следует применять только те материалы, которые соответствуют условиям работы (повышенные температура и давление). В-третьих, необходимо выполнение компенсаторов для того, чтобы избежать повреждения паропровода при его расширении от нагрева. В-четвёртых, при строительстве паропровода следует обеспечить наименьшее сопротивление течению пара. В-пятых, для защиты персонала от ожогов и уменьшения тепловых потерь в окружающее пространство следует применять изоляционные покрытия трубопроводов.
При строительстве паропроводов широкое применение получила ручная дуговая сварка покрытыми электродами, при этом стык труб выполняется с использованием остающихся подкладных колец [23], [30], [38]. Недостатками такого подхода к выполнению работ при строительстве паропроводов является существенное снижение производительности выполнения работ по сравнению с более перспективными способами сварки (механизированная сварка в защитных газах проволокой сплошного сечения, механизированная сварка в защитных газах порошковой проволокой и сварка самозащитной порошковой проволокой). Также следует учитывать, что остающееся подкладное кольцо становится концентратором напряжений при эксплуатации паропровода и существенно повышает вероятность аварии при отрыве подкладного кольца [2], [25], [33], [34]. Наличие остающегося подкладного кольца вызывает ускоренное образование усталостных трещин в соединении [2], [12], [25].
Повышение эффективности строительства паропроводов перегретого пара заставляет искать более эффективные способы сварки, позволяющие повысить производительность выполнения работ на паропроводе. Также необходимо повышение стабильности качества и бездефектности сварных соединений труб, что положительно скажется на ресурсе паропровода. При проектировании технологии выполнения сварных стуков предпочтение следует отдавать соединениям и способам, не требующим применения остающегося подкладного кольца.
На основании вышеизложенного следует признать актуальной цель выпускной квалификационной работы – повышение эффективности сварочных работ при строительстве паропровода перегретого пара.
В настоящей выпускной квалификационной работе поставлена цель – повышение эффективности сварочных работ при строительстве паропровода перегретого пара.
При выполнении базовой технологии сборки и сварки применяется ручная дуговая сварка. Недостатки применения ручной дуговой сварки штучными электродами: малая производительность выполнения сварочных работ, работа сварщика в тяжёлых условиях, низкая стабильность качества сварки, повышенный расход электродного материала на разбрызгивание и огарки.
Анализ преимуществ и недостатков возможных способов сварки позволил обосновать замену ручной дуговой сварки штучными электродами на механизированную сварку порошковой проволокой в защитных газах при заполнении разделки сварного шва.
Технология предусматривает последовательное выполнение операций: входной контроль, подготовку кромок, сборку, подогрев, прихватку, сварку корневого слоя шва, заполнение разделки, контроль качества.
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 607 тыс. рублей. Срок окупаемости капитальных затрат составляет 0,2 года.
Вышеизложенное позволяет сделать вывод достижении цели.
Полученные результаты предлагается внедрить при сварке паропроводов технологических установок.
1. Березин В. Л., Суворов А. Ф. Сварка трубопроводов и конструкций. - М. : Недра, 1976. 359 с.
2. Векслер Е. Я., Чайковский В. М. Оценка поврежденности и прогнозирование остаточного ресурса паропроводов высокого давления после длительной эксплуатации // Енергетика та електрифікація. 1994. № 4. С. 914.
3. Гольдштейн М. И., Грачёв С. В., Векслер Ю. Г. Специальные стали : учебник для вузов. М. : Металлургия, 1985. 408 с.
4. ГОСТ 24278-89 Установки турбинные паровые стационарные для привода электрических генераторов ТЭС. Общие технические требования. Введ. 01.01.91. 23 с.
5. ГОСТ 24297-87 Входной контроль продукции. Основные положения.
6. ГОСТ 8.326-89 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическая аттестация средств измерений.
7. ГОСТ 8.513-84 Государственная система обеспечения единства измерений. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения
8. ГОСТ 9466-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия.
9. Дудко Д. А., Сидорук B. C., Зацерковный С. А., Махлин Н. М. Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами с модуляцией параметров режима //Автоматическая сварка. 1991. № 12. С. 5960
10. Квасов Ф. В. Особенности механизированной сварки с управляемым переносом электродного металла // Сварочное производство. 1999. № 8. С. 27–31.
11. Конык А. И. Использование присадочной проволоки для улучшения структуры сварных соединений из теплоустойчивых перлитных сталей // Восточно-европейский журнал передовых технологий. 2005. № 1. С. 5255
12. Костюк. А. Г., Фролов В. В. Паровые и газовые турбины для электростанций. М. : «Машиностроение», 1985. 556 с.
13. Лебедев Б. Д., Цыган Б. Г. Исследование структуры швов, выполненных автоматической сваркой с присадкой и без нее // Сварочное производство. 1978. № 2. С. 39–41.
14. Лозовский М. М., Волохов А. П. Состав электродного покрытия : патент РФ № 2219032. МКИ B23K35/365. 2003.
15. Межевич В. Е. Повышение энергетической эффективности и энергосбережение – наша общая задача // Энергосовет, 2001. № 6. С. 1516.
16. Накарякова В. И., Луканин В. Л. Способ дуговой сварки : патент РФ
№ 2071400. МКИ B23K9/173. 1997.
17. Неуймин, В.М. Тенденции совершенствования оборудования и технологий ТЭС // Новое в российской электроэнергетике, 2008. № 11. С. 516.
18. ОСТ 108.940.02-82 Швы сварных стыковых соединений трубопроводов тепловых электростанций.
19. Павлов Н. А., Пучкова Р. С., Русинова И. Н. Полуавтоматическая сварка труб из хромомолибденованадиевых сталей в смеси углекислого газа и аргона //Сварочное производство. 1981. № 1. С. 12–14.
20. Паровые турбины. Каталог продукции / ЗАО «Уральский турбинный завод», 2004. 31 с.
21. РД 03-19-2007 Положение об организации работы по подготовке и аттестации специалистов организаций, поднадзорных федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору.
22. ПБ 03-273-99 Правила аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства. Введ. 15.01.2000.
23. ПБ 10-573-03 Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды.
24. РД 153-34.1-003-01 Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования.
25. РД 34.17.306 Методические указания по металлографическому анализу при оценке качества и исследовании причин повреждений сварных соединений паропроводов из сталей 12Х1МФ И 15Х1М1Ф тепловых электростанций.
26. Розерт Р. Применение порошковых проволок для сварки в промышленных условиях // Автоматическая сварка. 2014. № 67. С. 6064.
27. РТМ–1С–81. Руководящие технические материалы по сварке, термообработке и контролю трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте оборудования тепловых электростанций. М. : Энергоиздат, 1982. 208 с.
28. Сараев Ю. Н. Управление переносом электродного металла при дуговой сварке с короткими замыканиями дугового промежутка // Автоматоматическая сварка. 1988. № 12. С. 16–23.
29. Сварка в машиностроении: Справочник. В 4-х т. / Ред. кол.: Г. А. Николаева. М.: Машиностроение, 1978. том 2. 462 с.
30. Смирнов И. В. Сварка специальных сталей и сплавов : учебное пособие. Тольятти : ТГУ, 2007. 301 с.
31. Сорокин В. Г., Волосникова А. В., Вяткин С. А. Марочник сталей и сплавов. М. : Машиностроение, 1989. 640 с.
32. Степанов Б. В., Игошин Л. В., Михайлов А. Н. Полуавтоматическая сварка в углекислом газе с применением присадочной проволоки // Сварочное производство. 1976. № 4. С. 36–37.
33. Хромченко Ф. А., Лаппа В. А., Калугин Р. Н. Диагностика и ресурс сварных соединений паропроводов ТЭС. Ч. 1. Анализ эксплуатационных повреждений сварных соединений и задачи технического диагностирования
//Сварочное производство. 2001. №7. С. 89.
34. Хромченко Ф. А. Надежность сварных соединений труб, котлов и паропроводов. М. : Энергоиздат, 2001. 214 с.
35. Хромченко, Ф. А. Ресурс сварных соединений паропроводов. М. : Машиностроение, 2002. 351 с.
36. Щегляев А. В. Паровые турбины. М. : Энергоатомиздат. 1993. 384 с.
37. Шлепаков В. Н., Гаврилюк Ю. А., Котельчук А. С. Современное состояние разработки и применения порошковых проволок для сварки углеродистых и низколегированных сталей // Автоматическая сварка. 2010.
№ 3. С. 46–51.
38. Юхин, Н. А. Ручная сварка при сооружении и ремонте трубопроводов пара и горячей воды. М.: СОУЭЛО, 2007. 57 с.