Аннотация 2
Введение 6
1 Анализ современного состояния сварки ферменных конструкций при строительстве мостов 8
1.1 Описание конструкции изделия 8
1.2 Обоснование выбора материала для изготовления фермы моста 10
1.3 Базовая технология изготовления фермы моста 14
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 19
2 Проектная технология изготовления фермы моста 20
2.1 Обоснование выбора способа сварки 20
2.2 Операции технологического процесса сварки изделия 24
3 Безопасность и экологичность проектного технологического процесса 32
3.1 Технологическая характеристика объекта 32
3.2 Идентификация профессиональных рисков 34
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 37
3.4 Обеспечение пожарной безопасности 38
3.5 Обеспечение экологической безопасности 40
4 Оценка экономической эффективности проектной технологии 42
4.1 Исходная информация для выполнения экономической оценки предлагаемых технических решений 42
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования 44
4.3 Расчет штучного времени 45
4.4 Заводская себестоимость базового и проектного вариантов технологии 47
4.5 Капитальные затраты по базовому и проектному вариантам технологии 51
4.6 Показатели экономической эффективности 54
Заключение 57
Список используемой литературы и используемых источников 58
В настоящее время роль сварочных процессов в изготовлении ответственных конструкций является ведущей. Все железнодорожные, автомобильные и пешеходные мосты содержат большое количество сварных швов, от прочности и работоспособность которых определяет долговечность всей мостовой конструкции.
Фермы мостов работают в сложных условиях переменного нагружения, которые обусловлены не только перемещающимися по ним людям и транспортом, но и изменением температуры окружающего воздуха. Нормативная документация [13], [14] устанавливает расчётный срок службы мостов - 100 лет. Однако опыт эксплуатации показывает, что зарождение усталостных трещин в конструкции металлических мостов происходит значительно раньше [17]. Так, трещины в несущих элементах металлических мостов обнаруживаются уже после 1.. .7 лет после начала эксплуатации.
Многолетняя практика эксплуатации сварных металлических мостов показала, что основным видом повреждений является уменьшение сечений несущих элементов из-за коррозии. Это является основной причиной, которая снижает эксплуатационную пригодность моста и его несущую способность [5], [6].
Как показывает практика, длительная работа сварных соединений в условиях знакопеременных нагрузок повышает влияние напряжений в конструкции на её долговечность. При этом большая часть действующих в конструкции напряжений приходится на сварочные напряжения. Деформации и напряжения при сварке возникают по причине неравномерности нагрева изделия и зачастую остаются в нём после остывания сварного шва и его усадки. Как показывают проведённые исследования [20], [22], остаточные растягивающие напряжения при сварке мостовых конструкций могут достигать 90% от предела текучести.
Из вышеизложенного следует вывод, что повышение долговечности и безотказности мостовых конструкций должно основываться на совершенствовании основных технологических процессов, переход на сварку с применением перспективных способов и методик контроля, применении конструкционных материалов с повышенными свойствами.
Кроме того, в настоящее время в мире отмечается долговременная тенденция повсеместной замены ручной дуговой сварки штучными электродами на механизированные способы сварки (самозащитной порошковой проволокой и проволокой сплошного сечения в смесях защитных газов) [3]. Несмотря на прорыв в области технологий материалов, достигнутый за последние 20 лет российской промышленностью, в настоящее время существуют отдельные недостатки. Сохраняется зависимость от иностранных технологий и оборудования. Статистические данные [11] показывают, что доля импорта в электронной промышленности составляет 80...90 %, в тяжёлом машиностроении — 60...80 %, а станкостроении - превышает 90 %. Зависимость от иностранных технологий является причиной технологического отставания.
Поэтому российский производитель должен делать упор на отечественные разработки в области диагностики и управления сварочными процессами.
В настоящее время при сварке фермы пешеходного моста применяется ручная дуговая сварка, которая характеризуется низкой производительностью и стабильностью качества. Исправление дефектов в свою очередь требует дополнительного времени и также снижает производительность работ.
Таким образом, является актуальной цель выпускной квалификационной работы - повышение производительности и качества сварки несущих конструкций пешеходного моста.
В настоящей выпускной квалификационной работе поставлена цель - повышение производительности и качества сварки несущих конструкций пешеходного моста.
Анализ применяемых в мостостроении сталей позволил обосновать применение стали 10ХСНД.
Анализ преимуществ и недостатков альтернативных способов сварки позволил обосновать замену ручной дуговой сварки штучными электродами (применяется в базовом варианте технологии) на механизированную сварку проволокой сплошного сечения в защитных газах.
На основании проведённых исследований обоснован выбор для защитной газовой среды смеси газов (аргон 70 % + углекислый газ 30 %), которая позволяет повысить стабильность горения дуги, снизить разбрызгивание и потери легирующих элементов на угар.
Приведены описания операций технологического процесса сборки и сварки конструкции, параметры режима обработки и оборудование для осуществления проектной технологии.
Изучение особенностей технологического процесса сборки и сварки позволило идентифицировать опасные и вредные производственные факторы. На основании этих выделенных факторов предложен ряд стандартных средств и методик, позволяющих устранить опасный фактор или уменьшить его влияние на персонал до приемлемого уровня.
Годовой экономический эффект при внедрении проектной технологии составляет 0,81 млн. рублей. Срок окупаемости капитальных затрат составляет 0,6 года.
Вышеизложенное позволяет сделать вывод достижении цели. Результаты выпускной работы должны быть внедрены в мостостроении.
