Введение
1 Современное состояние сварки вертикальных стальных резервуаров. . . 7
1.1 Описание изделия и условий его работы.
1.2 Сведения о материале для изготовления резервуара
1.3 Анализ методов производства и возведения вертикальных
стальных резервуаров
1.5 Базовая технология сборки и сварки резервуара
1.4 Критический анализ базовой технологии и формулировка задач
выпускной квалификационной работы
2 Проектная технология сборки и сварки вертикального резервуара. . . 21
2.1 Обоснование выбора способа сварки при строительстве резервуара
2.2 Общие требование к операциям технологического процесса
сварки вертикального резервуара
2.3 Описание сварочных материалов
2.4 Особенности технологии сварки вертикального резервуара . . . . . . 28
2.6 Контроль качества при изготовлении вертикального резервуара
3 Безопасность и экологичность проектного технологического процесса
3.1 Технологическая характеристика объекта
3.2 Идентификация профессиональных рисков
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков . . . . . . . . 44
3.4 Обеспечение пожарной безопасности
3.5 Обеспечение экологической безопасности
4 Оценка экономической эффективности проектной технологии. . . . . . . . 50
4.1 Исходная информация для выполнения экономической оценки предлагаемых технических решений
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.3 Расчет штучного времени
4.4 Заводская себестоимость базового и проектного вариантов
технологии
4.5 Капитальные затраты по базовому и проектному вариантам технологии
4.6 Показатели экономической эффективности
Заключение
Список используемой литературы и используемых источников
Строительство резервуарного парка для хранения нефти и нефтепродуктов предусматривает применение сварочных технологий, которые занимают основное место в технологии возведения резервуаров. Повышение производительности сварочных работ достигается при использовании механизированных и автоматических способов сварки. Нормативная документация по строительству вертикальных стальных резервуаров [10] особо указывает на необходимость применения автоматической сварки под флюсом, механизированной сварки проволокой сплошного сечения в защитных газах и самозащитной проволокой. Однако применение ручной дуговой сварки декларативно не запрещено и допускается при изготовлении резервуаров «небольшого объёма». На основании этого, при монтаже резервуаров объёмом до 5000 м3 включительно широко применяется ручная дуговая сварка.
Низкий уровень механизации сборочно-сварочных операций существенно снижает производительность труда и вызывает дополнительные затраты на обеспечение качества продукции. Необходимость получения конкурентных преимуществ заставляет повышать стабильность качества и производительность сварочных работ при одновременном снижении их стоимости. В настоящее время мировой производитель металлических конструкций повсеместно отказывается от ручной дуговой сварки в пользу более производительных способов сварки – механизированной сварки в защитных газах порошковой проволокой и проволокой сплошного сечения, механизированной сварки самозащитной порошковой проволокой и автоматической сварки под флюсом. Эта тенденция прослеживается и по представленному на рынке сварочному оборудованию и сварочным материалам – доля покрытых электродов на мировом рынке сварочных материалов неуклонно снижается [3], [4], [14].
Вертикальные стальные резервуары могут быть признаны важнейшим элементом нефтяной отрасли, без которого функционирование ресурсодобывающей отрасли было бы невозможным. При этом следует отметить высокие требования по безопасности, которые предъявляются к конструкции резервуаров, аварийное разрушение которых приводит к тяжелейшим экологическим последствиям [15], [2].
Несмотря на существенные затраты сил и средств для повышения безопасности эксплуатации резервуарного парка Российской Федерации возникают случаи крупных аварий на резервуарах для хранения нефти, которые сопровождаются розливом нефти и человеческими жертвами [1], [2], [12].
В настоящий момент технология возведения стальных вертикальных резервуаров обладает очень низким уровнем механизации при выполнении операций сборки и сварки. Это приводит к малой производительности выполняемых работ и снижает их качество. Показанные проблемы усугубляется тяжёлыми условиями, в которых приходится работать сварщикам при монтаже резервуара. Таким образом, решение проблемы повышения конкурентоспособности предприятия, занимающегося возведением стальных резервуаров, лежит в плоскости повышения производительности и качества сварки при снижении себестоимости выполнения работ. Это возможно при условии применения современных достижений в области управления процессами дуговой сварки, внедрения перспективных методик контроля и высокопроизводительных способов сварки, позволяющих выполнять сварку на форсированных режимах без ухудшения, а зачастую, с повышением качества сварных соединений.
Цель выпускной квалификационной работы – повышение производительности и качества сварки при монтаже вертикальных стальных резервуаров на примере резервуара объёмом 5000 м3.
В настоящей выпускной квалификационной работе поставлена цель – повышение производительности и качества сварки при монтаже вертикальных стальных резервуаров на примере резервуара объёмом 5000 м3. По результатам анализа состояния вопроса по теме сварки вертикальных резервуаров сформулированы задачи выпускной квалификационной работы:
- обоснование выбора способа сварки (частичная замена ручной сварки на механизированную и механизированной сварки на автоматическую);
- повышение эффективности выбранных способов сварки применительно к рассматриваемому резервуару, выбор сварочного оборудования, материалов и оптимальных параметров режима сварки;
- составление проектного технологического процесса с учётом ранее найденных технических решений.
Решая первую задачу были рассмотрены такие способы, разрешенные нормативно-технической документацией применительно к сварке вертикальных резервуаров, как:
- ручная дуговая сварка покрытыми электродами;
- механизированная и автоматическая сварка проволокой сплошного сечения в углекислом газе или смесях защитных газов;
- механизированная сварка самозащитной порошковой проволокой;
- автоматическая сварка под флюсом.
На основании анализа преимуществ и недостатков каждого способа была выполнена их экспертная оценка, по результатам которой для построения проектной технологии сварки предложено применить механизированную и автоматическую сварку проволокой сплошного сечения в защитном газе.
Решая вторую задачу предложено оборудование производства концерна ESAB и сварочная проволока OK ARISTOROD 12.63.
Решая третью задачу составлен проектный технологический процесс, предусматривающий выполнение следующих операций:
- первая операция – укладка и частичная сварка радиальных стыков окраек, выполняется механизированной сваркой;
- вторая операция – укладка и сварка листов центральной части днища, выполняется механизированной и автоматической сваркой;
- третья операция – монтаж и частичная сварка вертикальных стыков первого пояса стенки, выполняется механизированной сваркой;
- четвёртая операция – сварка уторного шва (соединения первого пояса с днищем резервуара), выполняется автоматической сваркой;
- пятая операция – сварка недоваренных участков днища (полосы центральной части днища, окрайки, приварка окраек к центральной части днища), выполняется механизированной сваркой;
- шестая операция – монтаж листов второго пояса и доварка вертикальных швов первого пояса, выполняется механизированной сваркой;
- седьмая операция – монтаж листов третьего пояса и доварка вертикальных швов второго пояса, выполняется механизированной сваркой,
- восьмая операция – сварка горизонтального шва между первым и вторым поясами стенки, выполняется автоматической сваркой.
Далее шестую, седьмую и восьмую операции повторяют для последующих поясов стенки.
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 290 тыс. рублей. Вышеизложенное позволяет сделать вывод достижении цели. Полученные результаты предлагается внедрить при строительстве резервуарных парков.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
