Введение 5
1 Анализ современного состояния ремонтной подводной сварки 5
1.1 Общие сведения о способе и постановка проблемы 5
1.2 Описание операций базового процесса ремонтной подводной
сварки 8
1.3 Понятие «сухой» и «мокрой» подводной сварки 10
1.4 Подводная сварка покрытыми электродами 13
1.5 Подводная сварка самозащитной порошковой проволокой 15
1.6 Постановка задач на выполнение выпускной квалификационной
работы 16
2 Проектная технология подводной ремонтной сварки трубопровода 18
2.1 Анализ источников научно-технической информации по вопросу
повышения эффективности подводной сварки 18
2.2 Описание оборудования для подводной сварки 20
2.3 Сварочные материалы 25
2.4 Технология выполнения подводной ремонтной сварки
трубопровода 25
2.5 Контроль качества сварки 30
3 Безопасность и экологичность технического объекта 32
3.1 Технологическая характеристика объекта 32
3.2 Идентификация профессиональных рисков 34
3.3 Предлагаемые технологические и организационные мероприятия
для снижения профессиональных рисков 36
3.4 Обеспечение экологической безопасности производства 38
4 Экономическое обоснование предлагаемых решений 41
4.1 Исходные данные для проведения экономических расчётов 41
4.2 Оценка фонда времени работы технологического оборудования. . 43
4.3 Расчет штучного времени 44
4.4 Расчёт заводской себестоимости вариантов технологии 45
4.5 Оценка капитальных затрат по базовой и проектной технологиям 50
4.6 Расчёт показателей экономической эффективности 52
Заключение 55
Список используемой литературы и используемых источников 57
Применение в промышленности подводной сварки началось с середины 30-х годов прошлого века при ремонтной сварке трубопроводов и кораблей. В основном подводная сварка применялась на объектах Министерства обороны СССР. Исследовательские работы в области подводной сварки проводил ИЭС им. Е. О. Патона, где в 1967 году была создана специализированная группа и исследовательская лаборатория.
В настоящее время подводная сварка широко применяется в различных отраслях - при ремонте сооружений различного назначения, кораблей и подводных трубопроводов [10], [12].
Значительное развитие в последнее время получила механизированная подводная сварка самозащитной порошковой проволокой - т.н. «мокрый способ» сварки. Для осуществления этого способа предложены специальные проволоки [25]. Использование «мокрой сварки» получает всё более широкое распространение благодаря простоте выполнения по сравнению с другими разновидностями подводной сварки [34], [35].
С другой стороны, применение «мокрой сварки» встречает ряд трудностей. При подводной сварке по мокрой технологии горение сварочной дуги происходит в парогазовом пузыре, образование которого происходит вследствие диссоциации воды и испарения электрода [1]. Такой парогазовый пузырь вызывает окисление легирующих элементов в металле шва из-за своей водородно-кислородной атмосферы. Также происходит насыщение сварочного шва водородом, что приводит к ухудшению его свойств. Помимо этого тепловой контакт с окружающей сварной шов водой приводит к увеличению скорости охлаждения и получению большого числа закалочных структур [32].
Кроме того, подводная сварка происходит под значительным давлением водяного столба, а сама окружающая дугу среда имеет значительно большую плотность и вязкость, чем при сварке на воздухе.
Плотность жидкой среды вокруг дуги при горящей сварке в 850 раз больше, чем при сварке на воздухе, теплопроводность - в 25 раз, теплоёмкость - 2 4 раза [11].
Если глубина выполнения подводной сварки увеличивается, давление водяного столба на сварочную дугу также увеличивается [18]. Отвод тепла в окружающую воду, действие газов при разложении воды и повышенное давление при сварке нарушает стабильность горения дуги при подводной сварке [16], [17].
Существенное влияние на стабильность горения дуги при подводной сварке оказывает диаметр сварочной проволоки и характер переноса электродного металла. Для получения высокого качества сварного шва требуется обеспечить мелкокапельный перенос электродного металла.
До настоящего времени не разрешены вопросы получения прочноплотных швов при подводной сварке и обеспечения стабильного горения дуги.
Проведённый кратки обзор позволяет признать актуальной цель выпускной квалификационной работы - повышение эффективности сварочных работ при выполнении подводной ремонтной сварки.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить анализ результатов, полученных отечественными и зарубежными исследователями, ведущими работы в области повышения качества подводной сварки
Цель выпускной квалификационной работы - повышение эффективности сварочных работ при выполнении подводной ремонтной сварки.
Базовая технология ремонтной сварки предусматривает применение «мокрой» сварки штучными электродами, которая имеет ряд недостатков:
- малая производительность выполнения сварочных работ;
- плохая видимость зоны сварки из-за большого количества газовой фазы и мутной взвеси;
- существенная зависимость качества сварки от квалификации сварщика-водолаза;
- прерывание процесса сварки при замене электрода, что ухудшает качество сварных швов;
- плохая отделяемость шлака, что ухудшает качество многопроходной сварки.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были решены следующие задачи:
- поиск и анализ источников научно-технической информации по вопросу повышения эффективности подводной сварки;
- обосновать выбор способа подводной сварки, сварочных материалов и оборудования;
- составить требования к операциям технологического процесса подводной ремонтной сварки трубопровода.
Решена задача обоснования выбора способа сварки под водой. На основании анализа литературных данных предложено использовать механизированную гипербарическую сварку защитных газах проволокой сплошного сечения.
Были назначены параметры режима и техника ремонтной сварки выбраны материалы для выполнения сварки.
Составлена проектная технология ремонтной сварки.
Анализ проектной технологии позволил идентифицировать опасные и вредные факторы, выделить особенности их влияния на персонал и окружающую среду. По результатам проведённых работ предложены технологические и организационные мероприятия, позволяющие устранить негативное действие выявленных опасных и вредных производственных факторов.
При оценке экологичности проектного технологического процесса рассмотрены отрицательные воздействия результатов проведения процесса на окружающую среду - атмосферу, гидросферу и литосферу.
В ходе проведения экономических расчётов установлено, что трудоёмкость выполнения операций технологического процесса уменьшилась на 57 %, а производительность труда увеличилась 133 %. За счёт снижения сопутствующих расходов и расходов на заработную плату технологическая себестоимость уменьшается на 40 %. Условно-годовая экономия при реализации проектного варианта технологии составляет 1,56 млн. рублей.
Годовой экономический эффект с учётом капитальных вложений составляет 1,51 млн. рублей. Затраты на внедрение проектной технологии окупятся за 0,1 года.
На основании вышеизложенного следует признать поставленную цель достигнутой.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
