Разработка ресурсо-энергосберегающую технологию автоматической орбитальной сварки стыков магистральных трубопроводов
|
Введение 10
1. Анализ современного состояния орбитальной сварки неповоротных стыков
трубопроводов 13
1.1. Специфика орбитальной сварки. Критическая масса сварочной ванны для
орбитальной сварки 13
1.1.1 Критическая масса сварочной ванны для орбитальной сварки 14
1.2. Технология сварки корневого слоя 16
1.2.1 Автоматическая орбитальная сварка корня шва методом STT 18
1.2.2 Автоматическая орбитальная сварка корня шва на подкладном
медном кольце 22
1.2.3 Сварка корня шва изнутри с использованием внутреннего
центратора-сварочной станции 24
1.3. Технология сварки заполняющих и облицовочного швов
1.3.1 Автоматическая орбитальная сварка «горячего» прохода заполняющих
и облицовочного швов порошковой проволокой в защитных газах 25
1.3.2 Автоматическая орбитальная сварка проволокой сплошного сечения горячего прохода, заполняющих и облицовочного слоев в смеси газов Ar+CO2
в зауженную разделку двухдуговыми сварочными головками 27
1.3.3 Автоматическая односторонняя сварка проволокой сплошного сечения в защитных газах сварочным комплексом на медном подкладном кольце 28
1.4. Комбинация технологии при заварке полного стыка 29
1.5. Оборудование применяемое для орбитальной сварки 30
1.5.1 Требования к сварочным источникам питания 31
2. Разработка концепции технологического процесса автоматической орбитальной сварки 36
3. Разработка технологии сварки корневого слоя шва
3.1 Назначение стали 38
3.2 Характеристика сварной конструкции
3.2.1 Материал сварной конструкции 39
3.3. Оценка технологической свариваемости материала 39
3.4. Расчет режимов сварки корневого шва 46
4. Разработка технологии сварки заполняющего и облицовочного слоёв
4.1 Расчет режимов сварки горячего и заполняющих слоев шва 49
4.1.1 Расчет режимов сварки для горячего прохода 51
4.1.2 Расчет режимов сварки для заполняющих слоев шва 52
4.1.3 Расчет режимов сварки для последнего заполняющего или
корректирующего шва 53
4.1.4 Расчет режимов сварки для облицовочного шва 53
5. Оборудование для сварки корневого слоя
5.1 Источники питания сварочной дуги корневого слоя шва 56
6. Разработка оборудования для заполняющего и облицовочного слоёв 59
7. Экспериментальная часть
8. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
8.1 61
9. Социальная ответственность 85
9.1 Производственная безопасность 86
9.1.1 Шумы и вибрация 87
9.1.2 Освещение 90
9.1.3 Воздушная среда и вентиляция 92
9.1.4 Электробезопасность 93
9.1.5 Пожарная безопасность 94
9.2 Экологическая безопасность
9.2.1.1 Расчет защитного заземления 95
9.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 102
9.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности
9.4.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства 104
9.4.1.1 Правовые организационные вопросы охраны труда 105
9.4.2 Организация мероприятия при компоновке рабочей зоны 106
9.4.2.1 Организация охраны труда на предприятии 107
Заключение 108
Список используемых источников 109
1. Анализ современного состояния орбитальной сварки неповоротных стыков
трубопроводов 13
1.1. Специфика орбитальной сварки. Критическая масса сварочной ванны для
орбитальной сварки 13
1.1.1 Критическая масса сварочной ванны для орбитальной сварки 14
1.2. Технология сварки корневого слоя 16
1.2.1 Автоматическая орбитальная сварка корня шва методом STT 18
1.2.2 Автоматическая орбитальная сварка корня шва на подкладном
медном кольце 22
1.2.3 Сварка корня шва изнутри с использованием внутреннего
центратора-сварочной станции 24
1.3. Технология сварки заполняющих и облицовочного швов
1.3.1 Автоматическая орбитальная сварка «горячего» прохода заполняющих
и облицовочного швов порошковой проволокой в защитных газах 25
1.3.2 Автоматическая орбитальная сварка проволокой сплошного сечения горячего прохода, заполняющих и облицовочного слоев в смеси газов Ar+CO2
в зауженную разделку двухдуговыми сварочными головками 27
1.3.3 Автоматическая односторонняя сварка проволокой сплошного сечения в защитных газах сварочным комплексом на медном подкладном кольце 28
1.4. Комбинация технологии при заварке полного стыка 29
1.5. Оборудование применяемое для орбитальной сварки 30
1.5.1 Требования к сварочным источникам питания 31
2. Разработка концепции технологического процесса автоматической орбитальной сварки 36
3. Разработка технологии сварки корневого слоя шва
3.1 Назначение стали 38
3.2 Характеристика сварной конструкции
3.2.1 Материал сварной конструкции 39
3.3. Оценка технологической свариваемости материала 39
3.4. Расчет режимов сварки корневого шва 46
4. Разработка технологии сварки заполняющего и облицовочного слоёв
4.1 Расчет режимов сварки горячего и заполняющих слоев шва 49
4.1.1 Расчет режимов сварки для горячего прохода 51
4.1.2 Расчет режимов сварки для заполняющих слоев шва 52
4.1.3 Расчет режимов сварки для последнего заполняющего или
корректирующего шва 53
4.1.4 Расчет режимов сварки для облицовочного шва 53
5. Оборудование для сварки корневого слоя
5.1 Источники питания сварочной дуги корневого слоя шва 56
6. Разработка оборудования для заполняющего и облицовочного слоёв 59
7. Экспериментальная часть
8. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
8.1 61
9. Социальная ответственность 85
9.1 Производственная безопасность 86
9.1.1 Шумы и вибрация 87
9.1.2 Освещение 90
9.1.3 Воздушная среда и вентиляция 92
9.1.4 Электробезопасность 93
9.1.5 Пожарная безопасность 94
9.2 Экологическая безопасность
9.2.1.1 Расчет защитного заземления 95
9.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 102
9.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности
9.4.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства 104
9.4.1.1 Правовые организационные вопросы охраны труда 105
9.4.2 Организация мероприятия при компоновке рабочей зоны 106
9.4.2.1 Организация охраны труда на предприятии 107
Заключение 108
Список используемых источников 109
Сварка - это процесс получения неразъёмного соединения двух или нескольких деталей путем их плавления или деформации с нагревом или без него с получением на границах зёрен прочных металлических связей.
Орбитальная автоматическая сварка зарекомендовала себя как наиболее эффективная технология для строительства магистрального трубопровода. Не смотря на ее эффективность присутствует ряд недостатков, таких как:
- низкая скорость сварки корневого шва, заполняющего и облицовочного швов;
- трудоемкость сборки стыков труб перед сваркой;
- большой расход сварочных материалов при сварке в стандартную разделку кромок труб с углом раскрытия 600;
- межслойная зачистка сварного шва от шлака.
Целью данной выпускной квалификационной работы стала разработка ресурсоэнергосбререгающей технологии автоматической орбитальной сварки стыков магистральных трубопроводов с диаметром труб 1220 мм.
Режим сварки является основным элементов технологического процесса сварки той или иной конструкции либо изделия. От его правильного выбора в значительной мере зависит качество сварного соединения, производительность и экономическая эффективность технологического процесса сварки в целом. Режим сварки определяет главным образом условия формирования сварных швов и протекание сложного комплекса изменений фазового и структурного состояния металла.
Широкие возможности сварки плавлением облегчают решение задач, стоящих перед инженерами-технологами. Однако разработанный технологический процесс должен не только обеспечить требуемые свойства сварных соединений, но быть экономичным и экологически приемлемым.
В этом проекте рассмотрено особенность автоматической орбитальной сварки корня шва и заполняющего, облицовочного шва, как в заводскую так и зауженную разделку, при строительстве линейной части магистрального трубопровода.
Проанализировав ряд применяемых технологий автоматической орбитальной сварки, в этой работе была изложена концепция, в которой предложены способы по выполнению сварочных операций, дающий больший экономический эффект, в сварке поточно-расчлененным методом при строительстве линейной части магистрального трубопровода с диаметром труб 1220 мм.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы, были рассмотрены несколько технологий автоматической орбитальной сварки неповоротных стыков труб, применяемых для строительства линейной части трубопровода, а также внесено предложение по импортозамещению сварочных материалов.
По результатам полученных показателей и ряду выявленных достоинств автоматической орбитальной сварки в зауженную разделку можно сделать вывод, что применение рассмотренных технологий автоматической орбитальной сварки позволяет увеличить скорость сварки корневого и заполняющих слоев шва, что дает высокую экономическую эффективность.
В ходе выполненной выпускной квалификационной работы разработан- на технология с рядом достоинств:
- высокая скорость сборки труб диаметром 1220 мм и сварки корневого слоя шва
- высокая скорость горячего и заполняющих слоев шва
- минимальные затраты на сварочные материалы и энергозатраты, трудозатраты
- оказывает минимальное вредное воздействие на сварщика-оператора
- применение рассмотренных технологий автоматической орбитальной сварки позволяет увеличить скорость сварки корневого и заполняющих слоев шва, что дает высокую экономическую эффективность.
- экономическая эффективность процесса сварки определяется малым сроком окупаемости PP=2,7 года.
Орбитальная автоматическая сварка зарекомендовала себя как наиболее эффективная технология для строительства магистрального трубопровода. Не смотря на ее эффективность присутствует ряд недостатков, таких как:
- низкая скорость сварки корневого шва, заполняющего и облицовочного швов;
- трудоемкость сборки стыков труб перед сваркой;
- большой расход сварочных материалов при сварке в стандартную разделку кромок труб с углом раскрытия 600;
- межслойная зачистка сварного шва от шлака.
Целью данной выпускной квалификационной работы стала разработка ресурсоэнергосбререгающей технологии автоматической орбитальной сварки стыков магистральных трубопроводов с диаметром труб 1220 мм.
Режим сварки является основным элементов технологического процесса сварки той или иной конструкции либо изделия. От его правильного выбора в значительной мере зависит качество сварного соединения, производительность и экономическая эффективность технологического процесса сварки в целом. Режим сварки определяет главным образом условия формирования сварных швов и протекание сложного комплекса изменений фазового и структурного состояния металла.
Широкие возможности сварки плавлением облегчают решение задач, стоящих перед инженерами-технологами. Однако разработанный технологический процесс должен не только обеспечить требуемые свойства сварных соединений, но быть экономичным и экологически приемлемым.
В этом проекте рассмотрено особенность автоматической орбитальной сварки корня шва и заполняющего, облицовочного шва, как в заводскую так и зауженную разделку, при строительстве линейной части магистрального трубопровода.
Проанализировав ряд применяемых технологий автоматической орбитальной сварки, в этой работе была изложена концепция, в которой предложены способы по выполнению сварочных операций, дающий больший экономический эффект, в сварке поточно-расчлененным методом при строительстве линейной части магистрального трубопровода с диаметром труб 1220 мм.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы, были рассмотрены несколько технологий автоматической орбитальной сварки неповоротных стыков труб, применяемых для строительства линейной части трубопровода, а также внесено предложение по импортозамещению сварочных материалов.
По результатам полученных показателей и ряду выявленных достоинств автоматической орбитальной сварки в зауженную разделку можно сделать вывод, что применение рассмотренных технологий автоматической орбитальной сварки позволяет увеличить скорость сварки корневого и заполняющих слоев шва, что дает высокую экономическую эффективность.
В ходе выполненной выпускной квалификационной работы разработан- на технология с рядом достоинств:
- высокая скорость сборки труб диаметром 1220 мм и сварки корневого слоя шва
- высокая скорость горячего и заполняющих слоев шва
- минимальные затраты на сварочные материалы и энергозатраты, трудозатраты
- оказывает минимальное вредное воздействие на сварщика-оператора
- применение рассмотренных технологий автоматической орбитальной сварки позволяет увеличить скорость сварки корневого и заполняющих слоев шва, что дает высокую экономическую эффективность.
- экономическая эффективность процесса сварки определяется малым сроком окупаемости PP=2,7 года.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы, были рассмотрены несколько технологий автоматической орбитальной сварки неповоротных стыков труб, применяемых для строительства линейной части трубопровода.
В ходе анализа рассмотренных технологий был выявлен ряд их преимуществ для обеспечения, как скорости, так и качества сварки. Это позволило изложить общую концепцию орбитальной автоматической сварки. На основании изложенной концепции для обеспечения скорости сварки и ее качества был внедрено применение внутреннего многоголовочного сварочного автомата для осуществления сварки корня шва изнутри в специальную заученную разделку.
Также было предложено взамен импортных сварочных материалов применять проволоку отечественного производителя ЕКАТЕРИНА 100S-G 0 0,1мм, что позволит обеспечить экономию до 30-40 % от общих затрат на сварочные материалы.
Для сварки заполняющих и облицовочных швов была применена специальная зауженная разделка, что уменьшило сечение шва в 2 раза по сравнению с заводской кромкой труб с углом раскрытия 600, что обеспечило значительную экономию на сварочные материалы.
Для увеличения скорости сварки заполняющих проходов был применен двухдуговой сварочный автомат, что позволяет осуществлять сварку двух проходов как одного.
Экономическая эффективность процесса сварки определяется малым сроком окупаемости PP=2,7 года.
По результатам полученных показателей экономической оценки инвестиций и ряду выявленных достоинств автоматической орбитальной сварки в зауженную разделку можно сделать вывод, что применение рассмотренных технологий автоматической орбитальной сварки позволяет увеличить скорость сварки корневого и заполняющих слоев шва, что дает высокую экономическую эффективность.
В ходе анализа рассмотренных технологий был выявлен ряд их преимуществ для обеспечения, как скорости, так и качества сварки. Это позволило изложить общую концепцию орбитальной автоматической сварки. На основании изложенной концепции для обеспечения скорости сварки и ее качества был внедрено применение внутреннего многоголовочного сварочного автомата для осуществления сварки корня шва изнутри в специальную заученную разделку.
Также было предложено взамен импортных сварочных материалов применять проволоку отечественного производителя ЕКАТЕРИНА 100S-G 0 0,1мм, что позволит обеспечить экономию до 30-40 % от общих затрат на сварочные материалы.
Для сварки заполняющих и облицовочных швов была применена специальная зауженная разделка, что уменьшило сечение шва в 2 раза по сравнению с заводской кромкой труб с углом раскрытия 600, что обеспечило значительную экономию на сварочные материалы.
Для увеличения скорости сварки заполняющих проходов был применен двухдуговой сварочный автомат, что позволяет осуществлять сварку двух проходов как одного.
Экономическая эффективность процесса сварки определяется малым сроком окупаемости PP=2,7 года.
По результатам полученных показателей экономической оценки инвестиций и ряду выявленных достоинств автоматической орбитальной сварки в зауженную разделку можно сделать вывод, что применение рассмотренных технологий автоматической орбитальной сварки позволяет увеличить скорость сварки корневого и заполняющих слоев шва, что дает высокую экономическую эффективность.