Технология ремонтной сварки технологического трубопровода из стали 15х5М диаметром 325 мм
|
Аннотация 2
Введение 5
1 Современное состояние ремонтной сварки технологических трубопроводов установок каталитического риформинга 7
1.1 Особенности конструкции и эксплуатации технологического трубопровода установок каталитического риформинга 7
1.2 Сведения о материале трубопровода 10
1.3 Особенности базовой технологии ремонтной сварки 12
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 19
2 Разработка проектной технологии ремонтной сварки технологического
трубопровода 21
2.1 Обоснование выбора способа сварки 21
2.2 Обоснование выбора сварочных материалов 24
2.3 Обоснование конструкции сварного соединения и выбор параметров режима сварки 25
2.4 Описание операций и применяемого оборудования 28
3 Обеспечение безопасности и экологичности предлагаемых технических решений 32
3.1 Конструктивно-технологическая характеристика рассматриваемого объекта 32
3.2 Идентификация профессиональных и производственных рисков 34
3.3 Методики и технические средства для устранения профессиональных рисков 36
3.4 Пожарная безопасность рассматриваемого технологического объекта 37
3.5 Вопросы обеспечения экологической безопасности 39
4 Экономическое обоснование предлагаемых в выпускной квалификационной работе решений 41
4.1 Анализ исходной информации по базовой и проектной технологиям 41
4.2 Оценка фонда времени работы оборудования 43
4.3 Оценка штучного времени при выполнении операций проектного
и базового вариантов технологии 44
4.4 Расчёт заводской себестоимости при осуществлении операций технологического процесса по рассматриваемым вариантам 46
4.5 Капитальные затраты при реализации проектного и базового вариантов технологии 50
4.6 Показатели экономической эффективности 52
Заключение 54
Список используемой литературы и используемых источников 56
Введение 5
1 Современное состояние ремонтной сварки технологических трубопроводов установок каталитического риформинга 7
1.1 Особенности конструкции и эксплуатации технологического трубопровода установок каталитического риформинга 7
1.2 Сведения о материале трубопровода 10
1.3 Особенности базовой технологии ремонтной сварки 12
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 19
2 Разработка проектной технологии ремонтной сварки технологического
трубопровода 21
2.1 Обоснование выбора способа сварки 21
2.2 Обоснование выбора сварочных материалов 24
2.3 Обоснование конструкции сварного соединения и выбор параметров режима сварки 25
2.4 Описание операций и применяемого оборудования 28
3 Обеспечение безопасности и экологичности предлагаемых технических решений 32
3.1 Конструктивно-технологическая характеристика рассматриваемого объекта 32
3.2 Идентификация профессиональных и производственных рисков 34
3.3 Методики и технические средства для устранения профессиональных рисков 36
3.4 Пожарная безопасность рассматриваемого технологического объекта 37
3.5 Вопросы обеспечения экологической безопасности 39
4 Экономическое обоснование предлагаемых в выпускной квалификационной работе решений 41
4.1 Анализ исходной информации по базовой и проектной технологиям 41
4.2 Оценка фонда времени работы оборудования 43
4.3 Оценка штучного времени при выполнении операций проектного
и базового вариантов технологии 44
4.4 Расчёт заводской себестоимости при осуществлении операций технологического процесса по рассматриваемым вариантам 46
4.5 Капитальные затраты при реализации проектного и базового вариантов технологии 50
4.6 Показатели экономической эффективности 52
Заключение 54
Список используемой литературы и используемых источников 56
Повышение цен на энергоносители и износ оборудования в значительной степени определяет характер функционирования предприятий химии и нефтегазового сектора Российской Федерации. Продление срока эксплуатации основных производственных и перерабатывающих мощностей требует проведения массового ремонта технологических трубопроводов на установках.
Значительной частью установок является технологический трубопровод, протяжённость которого может составлять несколько километров. В ходе продолжительной эксплуатации в условиях повторного нагревания и эрозионного износа происходит усталостное разрушение и дисперсионное охрупчивание металла труб. При этом значительные усталостные разрушения происходит в месте сварного соединения труб.
При проведении ремонтных и модернизационных работ на технологических трубопроводах в основном применяется ручная дуговая сварка покрытым электродом. Это объясняется относительной простотой процесса ручной дуговой сварки, которая уже много лет успешно применяется на предприятиях при выполнении строительных и ремонтных работ. При этом самым слабым с точки зрения образования дефектов и деградации металла являются места выполнения сварных стыков труб. Присутствующая в сварном шве структурная и химическая неоднородность способствует ускорению процессов усталостного разрушения металла. Срок службы трубопровода значительно сокращается из-за присутствующих в зоне сварного шва малопрочных и хрупких прослоек, наличие которых объясняется металлургической и технологической наследственностью. Длительная эксплуатация паропровода в условиях динамического теплового и силового нагружения вызывает образование и развитие в разупрочнённой прослойке разрушений, таким образом, начальные разрушения металла трубы происходит в зоне металла сварного шва или в зоне термического влияния.
В настоящее время остро стоит вопрос повышения интенсивности проведения сварочных работ при ремонте и реконструкции технологических трубопроводов. При этом увеличение производительности выполнения работ не должно сопровождаться снижением качества их выполнения. Кроме того, перспективы дальнейшего продления сроков эксплуатации имеющихся установок заставляют рассматривать вопросы повышения качества сварочных при ремонтной сварке.
Следует принимать во внимание, что ручная дуговая сварка исчерпала резервы для повышения эффективности. Поэтому даже при назначении оптимальных параметров режима сварки, подборе сварочных материалов и применении новых источников питания не следует ожидать значительного повышения производительности и качества сварки. В этой связи следует в качестве средства повышения производительности и качества рассматривать замену ручной дуговой сварки на более перспективные способы, что и происходит в настоящий момент в мире. Кроме того, применительно к теплоустойчивым сталям следует рассмотреть методы повышения эффективности сварки с применением современных достижений сварочной науки и техники.
В выпускной квалификационной работе будет рассмотрен случай повышения эффективности сварочных работ при ремонте и реконструкции технологического трубопровода установки каталитического риформинга. При эксплуатации такой установки в случае наличия в трубопроводе недопустимых дефектов могут произойти аварии с человеческими жертвами.
Исходя из вышеизложенного следует признать актуальной темы выпускной квалификационной работы и её цель - повышение производительности и качества при выполнении ремонтных работ на технологическом трубопроводе установки каталитического риформинга.
Значительной частью установок является технологический трубопровод, протяжённость которого может составлять несколько километров. В ходе продолжительной эксплуатации в условиях повторного нагревания и эрозионного износа происходит усталостное разрушение и дисперсионное охрупчивание металла труб. При этом значительные усталостные разрушения происходит в месте сварного соединения труб.
При проведении ремонтных и модернизационных работ на технологических трубопроводах в основном применяется ручная дуговая сварка покрытым электродом. Это объясняется относительной простотой процесса ручной дуговой сварки, которая уже много лет успешно применяется на предприятиях при выполнении строительных и ремонтных работ. При этом самым слабым с точки зрения образования дефектов и деградации металла являются места выполнения сварных стыков труб. Присутствующая в сварном шве структурная и химическая неоднородность способствует ускорению процессов усталостного разрушения металла. Срок службы трубопровода значительно сокращается из-за присутствующих в зоне сварного шва малопрочных и хрупких прослоек, наличие которых объясняется металлургической и технологической наследственностью. Длительная эксплуатация паропровода в условиях динамического теплового и силового нагружения вызывает образование и развитие в разупрочнённой прослойке разрушений, таким образом, начальные разрушения металла трубы происходит в зоне металла сварного шва или в зоне термического влияния.
В настоящее время остро стоит вопрос повышения интенсивности проведения сварочных работ при ремонте и реконструкции технологических трубопроводов. При этом увеличение производительности выполнения работ не должно сопровождаться снижением качества их выполнения. Кроме того, перспективы дальнейшего продления сроков эксплуатации имеющихся установок заставляют рассматривать вопросы повышения качества сварочных при ремонтной сварке.
Следует принимать во внимание, что ручная дуговая сварка исчерпала резервы для повышения эффективности. Поэтому даже при назначении оптимальных параметров режима сварки, подборе сварочных материалов и применении новых источников питания не следует ожидать значительного повышения производительности и качества сварки. В этой связи следует в качестве средства повышения производительности и качества рассматривать замену ручной дуговой сварки на более перспективные способы, что и происходит в настоящий момент в мире. Кроме того, применительно к теплоустойчивым сталям следует рассмотреть методы повышения эффективности сварки с применением современных достижений сварочной науки и техники.
В выпускной квалификационной работе будет рассмотрен случай повышения эффективности сварочных работ при ремонте и реконструкции технологического трубопровода установки каталитического риформинга. При эксплуатации такой установки в случае наличия в трубопроводе недопустимых дефектов могут произойти аварии с человеческими жертвами.
Исходя из вышеизложенного следует признать актуальной темы выпускной квалификационной работы и её цель - повышение производительности и качества при выполнении ремонтных работ на технологическом трубопроводе установки каталитического риформинга.
Настоящая выпускная квалификационная работа посвящена решению вопроса повышения эффективности сварочных технологии при выполнении ремонта технологических трубопроводов из теплоустойчивых сталей.
Выполненный анализ состояния вопроса позволил обосновать выбор способа сварки, в качестве которого для построения проектной технологии предлагается применить сварку в защитных газах проволокой сплошного сечения с импульсным управлением горением сварочной дугой. Для повышения эффективности сварки предложено внедрить разработки отечественных исследователей.
Проектная технология укрупнённо может быть представлена в виде набора из семи операций. Первой операцией является подготовка, для выполнения которой применяется кромкострогательный станок и шлифовальная машина. Второй операцией является сборочная, для выполнения которой применяется центратор и комплект измерительного оборудования. Третьей операцией является предварительный подогрев, который выполняется с применением индукционного подогревателя. Четвёртой операцией является сварка, которая выполняется с применением центратора, источника питания, механизма подачи проволоки, газовой аппаратуры. Пятой операцией является зачистка сварного шва, которая выполняется с применением шлифовальной машины. Шестой операцией является контроль качества, для выполнения которого применяется набор визуального контроля и дефектоскоп.
Выполнение операций проектного технологического процесса, который был представлен в исполнительском разделе настоящей выпускной квалификационной работы, приводит к возникновению негативных производственных факторов и негативных экологических факторов. Выполненная идентификация этих негативных факторов позволила предложить стандартные методики и технические средства для защиты персонала и окружающей среды.
С учётом особенностей выполнения операций технологического процесса по проектному варианту и базовому варианту был выполнен расчёт основных экономических показателе производства. Проведенные экономические расчёты позволяют судить о высокой эффективности предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решениях. Производительность труда повышается на 133 %. Уменьшение технологической себестоимости составило 54 %. При этом за счёт повышения производительности труда и снижения издержек удалось получить годовой экономический эффект в размере 1,6 млн. рублей. Средства, затраченные на внедрение предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений, будут окуплены за 0,16 года.
Таким образом, внедрение предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений в производство позволяет получить доказанный расчётным путём экономический эффект. Доказана экономическая и технологическая эффективность предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений.
На основании вышеизложенного следует считать поставленную цель выпускной квалификационной работы достигнутой.
Результаты настоящей выпускной квалификационной работы рекомендуются к внедрению на предприятиях, которые выполняют работы по строительству и ремонту технологических трубопроводов из теплоустойчивых сталей.
Выполненный анализ состояния вопроса позволил обосновать выбор способа сварки, в качестве которого для построения проектной технологии предлагается применить сварку в защитных газах проволокой сплошного сечения с импульсным управлением горением сварочной дугой. Для повышения эффективности сварки предложено внедрить разработки отечественных исследователей.
Проектная технология укрупнённо может быть представлена в виде набора из семи операций. Первой операцией является подготовка, для выполнения которой применяется кромкострогательный станок и шлифовальная машина. Второй операцией является сборочная, для выполнения которой применяется центратор и комплект измерительного оборудования. Третьей операцией является предварительный подогрев, который выполняется с применением индукционного подогревателя. Четвёртой операцией является сварка, которая выполняется с применением центратора, источника питания, механизма подачи проволоки, газовой аппаратуры. Пятой операцией является зачистка сварного шва, которая выполняется с применением шлифовальной машины. Шестой операцией является контроль качества, для выполнения которого применяется набор визуального контроля и дефектоскоп.
Выполнение операций проектного технологического процесса, который был представлен в исполнительском разделе настоящей выпускной квалификационной работы, приводит к возникновению негативных производственных факторов и негативных экологических факторов. Выполненная идентификация этих негативных факторов позволила предложить стандартные методики и технические средства для защиты персонала и окружающей среды.
С учётом особенностей выполнения операций технологического процесса по проектному варианту и базовому варианту был выполнен расчёт основных экономических показателе производства. Проведенные экономические расчёты позволяют судить о высокой эффективности предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решениях. Производительность труда повышается на 133 %. Уменьшение технологической себестоимости составило 54 %. При этом за счёт повышения производительности труда и снижения издержек удалось получить годовой экономический эффект в размере 1,6 млн. рублей. Средства, затраченные на внедрение предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений, будут окуплены за 0,16 года.
Таким образом, внедрение предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений в производство позволяет получить доказанный расчётным путём экономический эффект. Доказана экономическая и технологическая эффективность предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений.
На основании вышеизложенного следует считать поставленную цель выпускной квалификационной работы достигнутой.
Результаты настоящей выпускной квалификационной работы рекомендуются к внедрению на предприятиях, которые выполняют работы по строительству и ремонту технологических трубопроводов из теплоустойчивых сталей.
