Технология и оборудование для ремонта трубного пучка теплообменника

Введение 5
1 Анализ современного состояния ремонта
теплообменных аппаратов 7
1.1 Описание конструкции типового
теплообменного аппарата 7
1.2 Описание и анализ свойств материала изделия 9
1.3 Описание операций базового варианта технологии
ремонта трубного пучка 11
1.4 Обзор альтернативных способов соединения 14
1.5 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 16
2 Проектная технология сварки изделия 18
2.1 Обзор способов сварки и применяемого оборудования 18
2.1.1 Сварка неплавящимся электродом 18
2.1.2 Сварочная головка РОС 12-60 (ESAB) 19
2.1.3 Установка TIGTRONIC RBK (Orbitec) 20
2.1.4 Сварка плавящимся электродом в защитных газах 22
2.1.5 Установка ОСА-ПА (НИИ «Технотрон») 23
2.1.6 Установка АС307 (НАВКО-ТЕХ) 24
2.4 Описание операций проектного технологического процесса 27
3 Безопасность и экологичность предлагаемых
технических решений 31
3.1 Технологическая характеристика объекта 31
3.2 Профессиональные риски при реализации предложенных
технических решений 32
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 34
3.4 Обеспечение пожарной безопасности 35
3.5 Обеспечение экологической безопасности
технологического объекта 37
3.6 Заключение по разделу 37
4 Экономическая эффективность предлагаемых технологических решений
4.1 Вводная информация для выполнения экономических расчётов . . 39
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования 41
4.3 Расчет штучного времени 42
4.4 Расчет заводской себестоимости вариантов технологии сварки . . . 46
4.5 Размер капитальных затрат реализации операций по базовому и
проектному вариантам 52
4.6 Расчётное определение показателей экономической
эффективности предлагаемых решений 57
Заключение по экономическому разделу 59
Заключение 60
Список используемой литературы 62
Купить

Современные отрасли промышленности (химическая, энергетическая и др.) требуют нового, более современного оборудования, при этом предъявляются высокие требования к его прочности, надежности и работоспособности. Как правило, изделия такого типа можно получить только сваркой плавлением. К ним принадлежат и узлы двигателя Стирлинга или двигателя с внешним подводом тепла. К наиболее ответственным конструкциям относятся также теплообменники, имеющие трубки с трубными досками [1].
Теплообменники работают в сложных условиях: высокая температура, большие давления, Это определяет требования к сварным швам: они должны быть прочные и плотные, с гарантированной глубиной проплавления. При изготовлении теплообменника из 1000 трубок всего лишь 1 % брака сварки приводит к необходимости зачеканки 10 трубок, что снижает КПД сварки на 18 %. Для изготовления теплообменной аппаратуры используют различные материалы, но наиболее часто применяют высоколегированные и нержавеющие стали. Это приводит к возникновению множества проблем при разработке конкретных технологических процессов. Так, при сварке труб с трубными досками возможно неравномерное проплавление, появление кольцевых трещин, пор и других дефектов. Такие недостатки проявляются при соединении трубок малого диаметра (3... 5 мм) с трубными досками большой толщины (20... 60 мм) [1, 2, 3].
Выбор метода сварки зависит от конкретной конструкции, количества сварных швов, их положения, условий эксплуатации и используемых ме¬тодов контроля. Обычно наиболее широко применяется сварка плавлением, которая рассматривается как самостоятельная технологическая операция. При большом количестве сварных швов необходимо располагать специализированным оборудованием для получения их одинаковой геометрии. Высокие переменные напряжения, связанные с термодинамическим изменением давления и температуры обуславливают эксплуатацию соединений труб в трубных досках. Исходя из этого факта при их конструировании и подборе сварочной технологии необходимо обеспечивать не только сварное соединение высокого качества при наименьших производственных затратах, но также его надежность и эксплуатацию в течение всего закладываемого периода работы.
Почти треть, а именно 26 % составляет повреждаемость теплообменных аппаратов от суммарной повреждаемости оборудования в целом. По опыту тех, кто эксплуатирует эти изделия можно сделать вывод, что надежность таких устройств в существенной степени зависит от качества сварных швов труб с трубными решетками [4, 5, 6]. Наиболее вероятной причиной поломок таких систем (от 14% до 25%) является потеря герметичности их составляющих сварных швов. В связи с эти появляется необходимость приостановки работы аппаратов, анализа появления протечек и заглушки труб, у которых места соединений с трубными решетками не обеспечивают необходимой герметичности. Эти операции очень сложные, трудоемкие, и зачастую связаны с тяжелыми условиями работы.
В реальных условиях работы конструкции при ее ремонте для восстановления поверхности теплообмена, обычно, производится замена всего трубного пучка. В этих условиях стоимость ремонта не зависит от величины бракованных трубок. Анализ ресурсов, которые необходимы при восстановлении поверхности теплообменников подогревателей, и потерь экономичности турбоустановки при функционировании с теплообменниками, которые имеют частичную поверхность теплообмена, позволяет выделить максимальную величину бракованных трубок, при которой экономически обоснованы затраты замены всего трубного пучка [3? 6].
Цель выпускной квалификационной работы - повышение качества и производительности при ремонте теплообменников за счёт повышения эффективности сварочных операций при изготовлении соединения «труба- трубная доска». 

Купить