Помощь студентам в учебе
Исследование остаточных деформаций при сварке труб из нержавеющей стали
|
Введение 3
1 Анализ состояния вопроса 6
1.1 Анализ технологии сварки тонкостенных труб из нержавеющих сталей . .. 6
1.2 Анализ применяемых вариантов снижения остаточных деформаций и
напряжений 20
1.3 Задачи работы 29
2 Методика исследований 30
2.1 Сварка образцов для проведения исследований 30
2.2 Сварка и исследования геометрии обечаек 35
2.3 Исследования качества получаемых сварных соединений 38
2.4 Исследования деформаций образцов 41
2.4 Металлографические исследования 42
2.5 Исследования прочности получаемых сварных соединений 46
3 Результаты исследований 49
3.1 Результаты исследований геометрии образцов 49
3.2 Результаты исследований геометрии труб 53
3.3 Результаты исследования микротвердости 56
3.4 Результаты исследования прочности 57
4 Технологические рекомендации по сварке обечаек 58
Заключение 61
Список используемых источников 63
1 Анализ состояния вопроса 6
1.1 Анализ технологии сварки тонкостенных труб из нержавеющих сталей . .. 6
1.2 Анализ применяемых вариантов снижения остаточных деформаций и
напряжений 20
1.3 Задачи работы 29
2 Методика исследований 30
2.1 Сварка образцов для проведения исследований 30
2.2 Сварка и исследования геометрии обечаек 35
2.3 Исследования качества получаемых сварных соединений 38
2.4 Исследования деформаций образцов 41
2.4 Металлографические исследования 42
2.5 Исследования прочности получаемых сварных соединений 46
3 Результаты исследований 49
3.1 Результаты исследований геометрии образцов 49
3.2 Результаты исследований геометрии труб 53
3.3 Результаты исследования микротвердости 56
3.4 Результаты исследования прочности 57
4 Технологические рекомендации по сварке обечаек 58
Заключение 61
Список используемых источников 63
ООО «Прогресс», является членом СРО НП КСК «Союз-Петрострой станларт». Головной офис предприятия расположен в Санкт-Петербурге, объекты, строительством которых занимается ООО «Прогресс» расположены по всей территории России.
Одним из объектов, строительством которых занимается в настоящее время ООО «Прогресс» является Западно-Сибирский комплекс глубокой переработки углеводородного сырья. Указанное предприятие территориально находится в промышленной зоне города Тобольск, к северу от предприятий «Тобольск-Нефтехим» и «Тобольск-Полимер», Тобольской ТЭЦ.
Планируется к производству на предприятии полиолефинов. Сюда относится полиэтилен низкой и высокой плотности а также полипропилен. Поступление необходимых углеводородов на производственную площадку предприятия планируется с по трубопроводу с заводов газопереработки Западной Сибири, которые входят в группу компаний ОАО «СИБУР Холдинг», и с газоперерабатывающих заводов других компаний.
Переработку углеводородов планируется происходить на четырех главных установках: установки пиролиза, установки по производству полипропилена, двух установках по производству полиэтилена.
Все перечисленные установки помимо всего прочего оснащены дымовыми трубами. Высота дымовой трубы 60м. Несущая башня дымовой трубы запроектирована в виде четырехгранной призмы. Газоотводящий ствол представляет собой тонкостенную оболочку из коррозионностойкой стали марки AISI321. При сварке обечаек в оболочку из-за остаточных напряжений происходит депланация кромок, что ведет к невозможности нормального монтажа газоотводящего ствола. Применяемый диаметр дымовых труб при толщине стенки выходит за рамки ГОСТ. Поэтому трубы приходится изготавливать вальцуя листовой металлопрокат и выполняя продольный сварной шов. При этом зачастую собираемость конструкции в монтажных условиях требует дополнительных операций, что увеличивает трудоемкость.
Причиной необходимости дополнительных операций являются деформации, депланация кромок.
Отсюда сформулируем цель работы - повышение качества вытяжных труб путем снижения деформаций на этапе сварки обечаек.
Для достижения сформулированной цели, в работе были поставлены следующие основные задачи:
- выбрать способ снижения остаточных деформаций при сварке обечаек вытяжных труб;
- определить необходимые исследования выбранного способа для повышения его эффективности;
- разработать методику выполнения экспериментальных исследований;
- выполнить эксперименты согласно разработанной методике;
- определить необходимые исследования, требуемые для успешного внедрения выбранного спосба в практику;
- разработать методику проведения экспериментальных исследований;
- выполнить эксперименты, обработать их результаты; и оценить их результаты;
- обработать и проанализировать результаты экспериментальных исследований;
- по результатам экспериментальных исследований выдать технологические рекомендации и внедрить их в практику.
Поставленные задачи определили структуру магистерской диссертации, которая состоит из введения, трех глав, заключения.
Предмет и объект исследования определяется тематикой работы, ее целью и задачами.
Предметом исследования являются методы снижения остаточных деформаций и напряжений при сварке дымовых труб
Объектом исследования выступают оборудование и технология для снижения остаточных деформаций и напряжений при сварке дымовых труб.
Теоретической, методологической и информационной базой исследования послужили:
- ГОСТы, нормативные документы,;
- труды российских и зарубежных специалистов в области сварки и контроля;
- научные статьи в современной периодической печати;
- данные официальных сайтов промышленных учреждений и информационно-аналитических агентств.
В ходе исследования использовались общенаучные и специальные методы познания, а именно системный анализ как методология постановки и подхода к решению проблемы в целом, приемы логического и сравнительного анализа и синтеза, методы сравнений, абстрактно-логических суждений.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что предпринята попытка определения влияния параметров вибрационных колебаний на степень снижения остаточных напряжений.
Практическая значимость исследования заключается в том, что сделанные по их результатам выводы и рекомендации ориентированы на конкретное внедрение в практику строительства металлических вытяжных труб.
Одним из объектов, строительством которых занимается в настоящее время ООО «Прогресс» является Западно-Сибирский комплекс глубокой переработки углеводородного сырья. Указанное предприятие территориально находится в промышленной зоне города Тобольск, к северу от предприятий «Тобольск-Нефтехим» и «Тобольск-Полимер», Тобольской ТЭЦ.
Планируется к производству на предприятии полиолефинов. Сюда относится полиэтилен низкой и высокой плотности а также полипропилен. Поступление необходимых углеводородов на производственную площадку предприятия планируется с по трубопроводу с заводов газопереработки Западной Сибири, которые входят в группу компаний ОАО «СИБУР Холдинг», и с газоперерабатывающих заводов других компаний.
Переработку углеводородов планируется происходить на четырех главных установках: установки пиролиза, установки по производству полипропилена, двух установках по производству полиэтилена.
Все перечисленные установки помимо всего прочего оснащены дымовыми трубами. Высота дымовой трубы 60м. Несущая башня дымовой трубы запроектирована в виде четырехгранной призмы. Газоотводящий ствол представляет собой тонкостенную оболочку из коррозионностойкой стали марки AISI321. При сварке обечаек в оболочку из-за остаточных напряжений происходит депланация кромок, что ведет к невозможности нормального монтажа газоотводящего ствола. Применяемый диаметр дымовых труб при толщине стенки выходит за рамки ГОСТ. Поэтому трубы приходится изготавливать вальцуя листовой металлопрокат и выполняя продольный сварной шов. При этом зачастую собираемость конструкции в монтажных условиях требует дополнительных операций, что увеличивает трудоемкость.
Причиной необходимости дополнительных операций являются деформации, депланация кромок.
Отсюда сформулируем цель работы - повышение качества вытяжных труб путем снижения деформаций на этапе сварки обечаек.
Для достижения сформулированной цели, в работе были поставлены следующие основные задачи:
- выбрать способ снижения остаточных деформаций при сварке обечаек вытяжных труб;
- определить необходимые исследования выбранного способа для повышения его эффективности;
- разработать методику выполнения экспериментальных исследований;
- выполнить эксперименты согласно разработанной методике;
- определить необходимые исследования, требуемые для успешного внедрения выбранного спосба в практику;
- разработать методику проведения экспериментальных исследований;
- выполнить эксперименты, обработать их результаты; и оценить их результаты;
- обработать и проанализировать результаты экспериментальных исследований;
- по результатам экспериментальных исследований выдать технологические рекомендации и внедрить их в практику.
Поставленные задачи определили структуру магистерской диссертации, которая состоит из введения, трех глав, заключения.
Предмет и объект исследования определяется тематикой работы, ее целью и задачами.
Предметом исследования являются методы снижения остаточных деформаций и напряжений при сварке дымовых труб
Объектом исследования выступают оборудование и технология для снижения остаточных деформаций и напряжений при сварке дымовых труб.
Теоретической, методологической и информационной базой исследования послужили:
- ГОСТы, нормативные документы,;
- труды российских и зарубежных специалистов в области сварки и контроля;
- научные статьи в современной периодической печати;
- данные официальных сайтов промышленных учреждений и информационно-аналитических агентств.
В ходе исследования использовались общенаучные и специальные методы познания, а именно системный анализ как методология постановки и подхода к решению проблемы в целом, приемы логического и сравнительного анализа и синтеза, методы сравнений, абстрактно-логических суждений.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что предпринята попытка определения влияния параметров вибрационных колебаний на степень снижения остаточных напряжений.
Практическая значимость исследования заключается в том, что сделанные по их результатам выводы и рекомендации ориентированы на конкретное внедрение в практику строительства металлических вытяжных труб.
Цель магистерской диссертации - повышение качества вытяжных труб путем снижения деформаций на этапе сварки обечаек. В процессе выполнения работы была изучена литература касающаяся сварки нержавеющих сталей и способов уменьшения остаточных деформаций сварных соединений. Изучены научные статьи отечественных и зарубежных авторов, касающиеся способам уменьшения остаточных деформаций и в особенности связанные с исследованиями в области таких способов снижения остаточных деформаций как ударная ультразвуковая обработка сварных швов и вибрационная обработка в процессе сварки и после сварки. Также произведен поиск патентов в России и за рубежом по теме уменьшения сварочных деформаций и напряжений.
По результатам анализа литературных и патентных источников выявлены арианты снижения величины остаточных деформаций, хотя и обеспечивающие величину снижения меньшую, чем при термообработке, но в плане технико-экономических показателей значительно более эффективные.
Разработана методика определения эффективности снижения величины остаточных напряжений при вибрационной обработке. В результате выполненных исследований были получены данные, что наибольшая величина снижения напряжений обеспечивается при частоте виброколебаний 80 герц.
Таким образом, результаты данной магистерской диссертации могут использоваться на сварочных производствах для повышения точности изготавливаемых сварных узлов. Это безусловно окажет положительный экономический эффект, что немаловажно в нынешней непростой экономической ситуации. Также данное исследование позволит в некоторых случаях сократить количество сварных точек на изделие без потери итоговой прочности, что ускорит производительность труда, увеличит объем выпускаемой продукции, а также снизит энергозатраты. Для автомобильной промышленности это имеет особое значение, так как при сварке кузова производится несколько тысяч сварных точек.
Задачи, поставленные в начале обучения по программе магистратуры при планировании магистерской диссертации выполнены. Литература (книги, учебники, научные статьи, патенты) по уменьшению величины остаточных напряжений изучены, спланирован и впоследствии проведен эксперимент, данные, полученные в ходе эксперимента проанализированы. Выводы представлены в магистерской диссертации.
Цель достигнута.
По результатам анализа литературных и патентных источников выявлены арианты снижения величины остаточных деформаций, хотя и обеспечивающие величину снижения меньшую, чем при термообработке, но в плане технико-экономических показателей значительно более эффективные.
Разработана методика определения эффективности снижения величины остаточных напряжений при вибрационной обработке. В результате выполненных исследований были получены данные, что наибольшая величина снижения напряжений обеспечивается при частоте виброколебаний 80 герц.
Таким образом, результаты данной магистерской диссертации могут использоваться на сварочных производствах для повышения точности изготавливаемых сварных узлов. Это безусловно окажет положительный экономический эффект, что немаловажно в нынешней непростой экономической ситуации. Также данное исследование позволит в некоторых случаях сократить количество сварных точек на изделие без потери итоговой прочности, что ускорит производительность труда, увеличит объем выпускаемой продукции, а также снизит энергозатраты. Для автомобильной промышленности это имеет особое значение, так как при сварке кузова производится несколько тысяч сварных точек.
Задачи, поставленные в начале обучения по программе магистратуры при планировании магистерской диссертации выполнены. Литература (книги, учебники, научные статьи, патенты) по уменьшению величины остаточных напряжений изучены, спланирован и впоследствии проведен эксперимент, данные, полученные в ходе эксперимента проанализированы. Выводы представлены в магистерской диссертации.
Цель достигнута.
Подобные работы
- Исследование автоматических способов наплавки замковых соединений бурильных труб
Магистерская диссертация, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4960 р. Год сдачи: 2021