Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ СВАРКИ ТЕПЛООБМЕННИКОВ
1.1 Конструкция теплообменника и условия его эксплуатации 7
1.2 Описание и анализ свойств материала изделия 9
1.3 Описание операций базового варианта соединения 10
1.4 Обзор альтернативных способов соединения 13
1.5 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 16
2 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СВАРКИ ТЕПЛООБМЕННИКА
2.1 Обзор способов сварки и применяемого оборудования 17
2.2 Повышение эффективности сварки в защитных газах 26
2.3 Описание операций проектного технологического процесса 29
3 ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА
3.1 Составление технологической характеристики объекта 34
3.2 Персональные риски, сопровождающие внедрение проектной технологии в производство 37
3.3 Предлагаемые мероприятия по снижению профессиональных рисков в ходе внедрения в производство проектной технологии 38
3.4 Предлагаемые мероприятия по обеспечению пожарной безопасности разрабатываемого технологического объекта 39
3.5 Оценка экологической безопасности разрабатываемого технологического объекта 41
3.6 Заключение по экологическому разделу 42
4 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДЛАГАЕМЫХ РЕШЕНИЙ
4.1 Сбор исходных данных для проведения экономического обоснования 43
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования 45
4.3 Расчёт времени, затрачиваемого для выполнения годовой программы, и коэффициента, учитывающего загрузку оборудования 46
4.4 Вычисление заводской себестоимости при сварке в соответствии с базовым и проектным вариантами технологии 48
4.5 Калькуляция заводской себестоимости сварки в соответствии с базовым и проектным вариантами технологии 53
4.6 Определение капитальных затрат в соответствии с базовым и проектным вариантами технологии 53
4.7 Расчёт показателей экономической эффективности в соответствии с проектным вариантом технологии 56
4.8 Заключение по экономическому разделу 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 59
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.
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).
Выбор метода сварки зависит от конкретной конструкции, количества сварных швов, их положения, условий эксплуатации и используемых ме­тодов 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 [1, 2, 3]. 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.
Цель выпускной квалификационной работы - повышение производительности и качества изготовления теплообменников за счёт увеличения эффективности сварочных операций при изготовлении соединения «труба-трубная доска».
Купить