Аннотация 2
Введение 5
1 Анализ состояния вопроса 7
1.1 Сведения о конструкции изделия 7
1.2 Сведения о материале изделия 11
1.3 Описание операций базового технологического процесса сборки и сварки оцинкованного трубопровода 14
1.4 Сложности при сварке оцинкованных труб 22
1.5 Задачи выпускной квалификационной работы 24
2 Проектная технология сборки и сварки трубопровода 26
2.1 Выбор способа сварки 26
2.2 Сварочная проволока 32
Заключение по второму разделу 37
3 Безопасность и экологичность предлагаемых технических решений 38
3.1 Технологическая характеристика объекта 38
3.2 Профессиональные риски при реализации предложенных технических решений 39
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 40
3.4 Обеспечение пожарной безопасности 42
3.5 Оценка безопасности для природной среды предлагаемых технических решений 44
3.6 Заключение по разделу 45
4 Экономическая эффективность предлагаемых технологических решений 46
4.1 Вводная информация для выполнения экономических расчётов 46
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования 49
4.3 Расчет штучного времени 50
4.4 Расчет заводской себестоимости вариантов технологии сварки 51
4.5 Размер капитальных затрат реализации операций по базовому и проектному вариантам 60
4.6 Расчётное определение показателей экономической эффективности предлагаемых решений 64
Заключение по экономическому разделу 66
Заключение 68
Список используемой литературы 69
Всё возрастающий уровень мирового производства сварных конструкций предъявляет повышенные требования к их надежности и стойкости против коррозии. Актуальность защиты металлических конструкций защиты от агрессивного воздействия окружающей среды повышается также в связи с ухудшающейся экологической обстановкой в мире. Защита металлических конструкций нанесением покрытия, в частности применение горячего цинкования, широко применяется в промышленности. Процесс горячего цинкования осуществляется погружением стального изделия или заготовки в расплав цинка. Главным преимуществом такого процесса является высокая производительность, которая позволяет использовать этот метод нанесения защитного покрытия в массовом поточном производстве, в частности, при цинковании стальных труб.
Методом горячего цинкования обеспечивается защита от агрессивного воздействия внешней среды различных металлических конструкций: эстакады, мосты, ограждения, кузова тракторов, вагонов и автомобилей. Существенную часть оцинкованной продукции представляет полосовой прокат, потребителями которого являются строительные предприятия. Как показывает статистика, в мире нанесение цинкового покрытия осуществляется на 35...38 млн. тон изделий в год. Это соответствует приблизительно 3 млрд. квадратных метров защищаемой поверхности [1, 2, 4]. В 2013 году предприятиями Российской Федерации было использовано 3,154 млн. тонн стальных заготовок с защитным цинковым покрытием [3].
Исследования в области потребления стального проката промышленными предприятиями Европы показали, что наиболее развито горячее цинкование в Италии и Германии. От этих стран незначительно отстают Великобритания и Франция.
При дуговой сварке металлических конструкций, покрытых защитным слоем цинка, цинк под воздействием тепла электрической дуги из защитного слоя интенсивно испаряется. Температура кипения цинка значительно меньше температуры плавления металла и составляет всего 906 °С.
Если цинк из защитного покрытия попадает сварочную ванну, то происходит усиленное порообразование и повышается склонность металла шва к кристаллизационным трещинам.
В большом числе случаев удаление защитного цинкового покрытия из зоны сварки невозможно. Если приходится выполнять дуговую сварку металлических конструкций прямо по цинковому покрытию, для повышения качества сварного шва необходимо применение различных технологических приемов.
Если выполняется дуговая сварка оцинкованных труб с применением стандартных электродов или пайка оцинкованных труб твердым припоем, существует высокая вероятность разрушения цинкового покрытия. В месте сварного шва теряется главное преимущество оцинкованных труб - стойкость по отношению к коррозии. Несмотря на способность цинка обеспечивать катодную защиту небольших участков открытого металла, участки без покрытия, образовавшиеся из-за теплового воздействия сварочной дуги, интенсивно коррозируют. Это объясняется большой площадью разрушения защитного цинкового покрытия при сварке.
Таким образом, актуальна цель выпускной квалификационной работы - повышение качества и производительности сварки технологических трубопроводов из оцинкованной стали за счёт применения современных достижений науки и техники в области выполнения сварных конструкций из сталей с защитными покрытиями.
Поставленная в выпускной квалификационной работе цель - повышение качества и производительности сварки технологических трубопроводов из оцинкованной стали за счёт применения современных достижений науки и техники в области выполнения сварных конструкций из сталей с защитными покрытиями.
В ходе анализа состояния вопроса сварки трубопроводов из оцинкованных труб описана система водоснабжения тепличного хозяйства; выполнен анализ материала для изготовления трубопроводов; описана базовая технология сборки и сварки трубопровода; сформулированы недостатки базовой технологии; сформулированы трудности при дуговой сварке оцинкованных труб.
На основании проведённого анализа возможных способов соединения при строительстве трубопровода из оцинкованной стали принято решение о замене ручной дуговой сварки штучными электродами на механизированную сварку в защитном газе. За счёт замены способа сварки и применения перспективной порошковой сварочной проволоки получено снижение трудоемкости сварки на 57 %, повышение производительности на 133 % и повышение качества сварочных швов за счёт отсутствия дефектов.
Рассчитанный годовой экономический эффект с учетом капитальных вложений составляет 1,65 млн. рублей.
С учётом вышеизложенного можно сделать вывод о том, что поставленная цель выпускной квалификационной работы достигнута.
Полученные результаты выпускной квалификационной работы рекомендуются к использованию в производстве при строительстве технологических трубопроводов из оцинкованных труб. Также результаты могут быть использованы при строительстве металлических конструкций с защитным цинковым покрытием.
