Аннотация
Введение 5
1 Современное состояние сварки стыков магистральных
трубопроводов 7
1.1 Описание трубопровода и особенностей его эксплуатации 7
1.2 Сведения о материале магистрального газопровода 8
1.3 Описание технологического процесса сборки и сварки стыка
магистрального газопровода 11
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 18
2 Проектная технология сварки стыков магистрального газопровода с
применением внутритрубной сварочной машины 20
2.1 Обоснование замены сварочного оборудования без изменения
технологического процесса 20
2.2 Обоснование выбора способа сварки 23
2.3 Описание способа сварки 28
2.4 Описание сварочного источника питания 30
2.5 Описание внутритрубной сварочной машины 33
2.6 Проектный технологический процесс сварки стыка . магистрального трубопровода с применением внутритрубной
сварочной машины 35
3 Обеспечение безопасности и экологичности предлагаемых
технических решений 39
3.1 Конструктивно-технологическая характеристика
рассматриваемого объекта 39
3.2 Идентификация профессиональных и производственных
рисков 40
3.3 Методики и технические средства для устранения
профессиональных рисков 42
3.4 Пожарная безопасность рассматриваемого технологического
объекта 44
3.5 Вопросы обеспечения экологической безопасности 46
4 Экономическое обоснование предлагаемых в выпускной квалификационной работе решений 48
4.1 Анализ исходной информации по базовой и проектной
технологиям 48
4.2 Оценка фонда времени работы оборудования и 50
4.3 Оценка штучного времени при выполнении операций проектного
и базового вариантов технологии 51
4.4 Расчёт заводской себестоимости при осуществлении операций
технологического процесса по рассматриваемым вариантам 53
4. Капитальные затраты при реализации проектного и базового вариантов технологии 57
4.6 Показатели экономической эффективности 59
Заключение 62
Список используемой литературы и используемых источников 64
Становление и развитие экономики Российской Федерации напрямую связано с активным участием производственного сектора в международном разделении труда. При этом в качестве приоритетного направления следует выделить модернизацию и расширение технологических возможностей отечественных предприятий, обслуживающих производство и поставку экспортной продукции. Повышение экспортного потенциала российской продукции позволяет не только на высоком уровне конкурировать с иностранными поставщиками аналогичной продукции, но и оказывать культурное, политические и силовое доминирование [20]. При этом важным этапом становится модернизация производственного сектора, которая позволила бы устранить зависимость российских предприятий от конкретного иностранного поставщика оборудования, комплектующих и материалов. При этом следует принимать во внимание что успешное и скорейшее устранение такой зависимости в настоящий момент связано не только и не столько с организацией производства аналогичной продукции на территории Российской Федерации. Успешный результат поиска альтернативного поставщика высокотехнологичной продукции,
поставляемой в Россию из стран Запада, позволяет в короткие сроки снизить импортозависимость нашего производства без существенных издержек. В этой связи следует обратить внимание на страны Юго-Восточного региона и Азии, промышленность которых позволяет наладить выпуск высокотехнологичной продукции, по качеству не уступающей западной, при этом стоимость может быть в несколько раз ниже [18].
Тема модернизации российской экономики в первый раз была чётко озвучена в 2008 году, когда мировой экономический кризис поставил под угрозу российскую финансовую и производственную системы, причиной чего являлась сильная зависимость наших предприятий от поставок иностранного оборудования и технологий. Именно тогда стала понятной уязвимость Российской Федерации, на которую будет переноситься значительная часть издержек западной экономики. Поскольку нефтегазовый сектор является основным источником дохода Российской Федерации, именно на внедрении инноваций в этой отрасли промышленности следует сосредоточить основные усилия по импортозамещению [14].
Следует принимать во внимание, что нефтегазовый сектор представлен крупными компаниями, которые имеют возможность аккумулировать значительные средства на проведение наукоёмких изысканий и построение производств полного цикла. Поэтому именно нефтегазовый сектор должен стать основным инструментом программы импортозамещения [7], [11].
Направление на импортозамещение верно указано нашим Президентом на XVIII Международном экономическом форуме в Санкт-Петербурге. Чётко было сказано, что времени на раскачку больше нет, российской экономике следует приготовиться к толчкам, которые должны завершиться прорывом. Эта мысль была поддержана премьер-министром, который указал на необходимость вставания российской экономики с «иностранной иголки».
При строительстве магистральных трубопроводов значительное влияние на стоимость строительных работ и дальнейшего обслуживания оказывают особенности применяемых сварочных технологий. При этом существенная роль отводится процессам сборки и сварки стыков трубопроводов большого диаметра (порядка 1 метра), которые выполняются с применением автоматизированного сварочного оборудования. Повышение производительности и качества выполнения таких работ требуют применения внутритрубных сборочно-сварочных машин, которые до недавнего времени поставлялись западными фирмами - производителями сварочного оборудования.
Цель настоящей выпускной квалификационной работы - повышение эффективности сборки и сварки магистральных трубопроводов с использованием внутритрубных машин для сборки и сварки.
Настоящая выпускная квалификационная работа посвящена решению вопроса повышения эффективности сварочных технологий при строительстве магистральных трубопроводов.
При обосновании актуальности выбранного направления работ обоснована необходимость поиска замены высокотехнологичному сварочному оборудованию западного производства.
Базовая технология предусматривает применение оборудования производства компании «CRC-Evans Pipeline International», входящей в состав американского объединения «Stanley Black & Decker». В настоящее время государство проявляет недружественные действия по отношению к Российской Федерации. Кроме того, следует отметить крайне низкую стабильность состояния экономики США, которая находится на грани краха вследствие неконтролируемого печатания долларов.
Выполненный анализ состояния вопроса позволил обосновать выбор способа сварки, в качестве которого для построения проектной технологии предлагается применить контактную стыковую сварку оплавлением. Для этого будет внедрена разработка отечественных исследователей-сварщиков.
Проектная технология может быть условно разделена на пять операций. Первой операцией является контроль состояния труб, для выполнения которого применяется комплект визуально-измерительного контроля. Второй операцией является подготовка кромок, для выполнения которой применяется установка механизированной резки и комплект измерительных инструментов. Третьей операцией является сборка, для выполнения которой применяется сварочный комплекс и трубоукладчики. Четвёртой операцией является сварка, для выполнения которой применяется сварочный комплекс, трубоукладчики, мобильная электростанция, установка для съёма грата. Пятой операцией является выходной контроль, для выполнения которой применяется набор для визуально-измерительного контроля и мобильный дефектоскоп.
При анализе опасных и вредных производственных факторов, которые сопровождают выполнение операций проектного технологического процесса, идентифицированы негативные производственные факторы, предложены технические средства и организационные мероприятия по защите от них.
Выполнена оценка проектной технологии на предмет обеспечения экологической безопасности. Предложены организационные мероприятия по защите окружающей среды от возникающих при реализации проектной технологии негативных антропогенных факторов.
Проведенные экономические расчёты позволяют судить о высокой эффективности предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решениях. Производительность труда повышается на 670 %. Уменьшение технологической себестоимости составило 70 %. При этом за счёт повышения производительности труда и снижения издержек удалось получить годовой экономический эффект в размере 6,48 млн. рублей. Средства, затраченные на внедрение предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений, будут окуплены за 0,1 года.
Значительное снижение технологической и заводской себестоимости при изготовлении по проектному варианту технологии по сравнению с базовым вариантом технологии объясняется высокой производительностью труба и повышение стабильности качества выпускаемой продукции. При этом предлагаемые технические решения и организационные мероприятия позволили как повысить качество, так и увеличить производительность работ. При этом себестоимость выпуска продукции уменьшается. Что доказывается проведёнными экономическим расчётами.
На основании вышеизложенного следует считать поставленную цель выпускной квалификационной работы достигнутой.
Результаты работы предлагаются к использованию при строительстве магистральных трубопроводов.
1. Авторское свидетельство СССР № 1337216 МКИ В23К11/04. Машина для контактной стыковой сварки труб / Кучук-Яценко С. И., Сахарнов В. А., Галян Б. А. Заявл. 25.06.1981; Опубл. 15.09.1987. Бюл. № 34. 4 с.
2. Авторское свидетельство СССР № 4893809 МКИ В23К11/04. Источник питания для стыковой сварки оплавлением / Будилов Б. А., Сахно Л. И., Сахно О. И. Заявл. 25.12.1990; Опубл. 23.11.1992. Бюл. № 43. 6 с.
3. Авторское свидетельство СССР № 495174 МКИ В23К11/04. Способ контактной стыковой сварки / Сахацкий Г. П., Лебедев В. К., Широковский Р. М. Заявл. 10.08.1972; Опубл. 15.12.1975. Бюл. № 46. 3 с.
4. Алешин Н. П., Григорьев М. В., Хоменко В. И. Инновационная технология сварки магистральных трубопроводов большого диаметра // Сварка и Диагностика. 2012. № 4. С. 39-42.
5. Белов С. В. Охрана окружающей среды. М. : Машиностроение, 1990. 372с.
6. Борцов А. Н., Шабалов И. П., Величко А. А. Особенности многоэлектродной сварки под слоем флюса при производстве высокопрочных толстостенных труб // Металлург. 2013 № 4. С. 69-76
7. Вышемирский Е. М. Основные направления реализации
технологической политики ПАО «Газпром» в области сварки и контроля качества сварных соединений при строительстве и ремонте газопроводов // Газовая промышленность. 2017. №. 2 С. 80-87.
8. Горина Л. Н. Обеспечение безопасных условий труда на производстве: учебное пособие. Тольятти : ТолПИ, 2000. 68 с.
9. Журавлёв С. И. Пути решения проблем внедрения контактной стыковой сварки оплавлением на магистральных трубопроводах больших диаметров // Известия высших учебных заведений. 2013. № 8. С. 64-71.
10. Климов А. С. Выпускная квалификационная работа бакалавра: учебно-метод. пособие по выполнению выпускной квалификационной работы бакалавра. Тольятти : ТГУ, 2021. 62 с.
11. Крампит А. Г., Крампит Н. Ю., Габитов Э. К. Модернизация сварочного оборудования - как решение приоритетной задачи по импортозамещению // Технологии и материалы. 2016. № 4. С. 18-23.
12. Краснопевцева И. В. Экономическая часть дипломного проекта : метод. указания. Тольятти : ТГУ, 2008. 38 с.
13. Кудинова Г. Э. Организация производства и менеджмент : метод. указания к выполнению курсовой работы. Тольятти : ТГУ, 2005. 35 с.
14. Кулагин В. А., Грушевенко Д. А., Козина Е. О. Эффективное импортозамещение // Энергетика и геополитика. 2015. № 1. С. 49-57.
15. Кучук-Яценко, С.И. Контактная стыковая сварка оплавлением. - Киев: Наукова Думка. - 1992.....26