Технология ремонтной сварки цистерны автогудронатора
|
Аннотация 2
Введение 5
1 Современное состояние ремонтной сварки цистерн автогудронатора 7
1.1 Особенности конструкции и эксплуатации изделия 7
1.2 Сведения о материале цистерны автогудронатора 10
1.3 Особенности выполнения операций при осуществлении базовой
технологии ремонтной сварки 11
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 15
2 Разработка проектной технологии ремонтной сварки цистерны
автогудронатора 17
2.1 Обоснование выбора способа сварки 17
2.2 Повышение эффективности механизированной сварки в
защитном газе проволокой сплошного сечения 23
2.3 Описание операций технологического процесса ремонтной сварки 25
3 Обеспечение безопасности и экологичности предлагаемых
технических решений 28
3.1 Конструктивно-технологическая характеристика рассматриваемого объекта 28
3.2 Идентификация профессиональных и производственных рисков 29
3.3 Методики и технические средства для устранения профессиональных рисков 31
3.4 Пожарная безопасность рассматриваемого технологического
объекта 33
3.5 Вопросы обеспечения экологической безопасности 35
4 Экономическое обоснование предлагаемых в выпускной
квалификационной работе решений 37
4.1 Анализ исходной информации по базовой и проектной технологиям 37
4.2 Оценка фонда времени работы оборудования 39
4.3 Оценка штучного времени при выполнении операций проектного
и базового вариантов технологии 40
4.4 Расчёт заводской себестоимости при осуществлении операций
технологического процесса по рассматриваемым вариантам 42
4.5 Капитальные затраты при реализации проектного и базового
вариантов технологии 46
4.6 Показатели экономической эффективности 48
Заключение 50
Список используемой литературы и используемых источников 52
Введение 5
1 Современное состояние ремонтной сварки цистерн автогудронатора 7
1.1 Особенности конструкции и эксплуатации изделия 7
1.2 Сведения о материале цистерны автогудронатора 10
1.3 Особенности выполнения операций при осуществлении базовой
технологии ремонтной сварки 11
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 15
2 Разработка проектной технологии ремонтной сварки цистерны
автогудронатора 17
2.1 Обоснование выбора способа сварки 17
2.2 Повышение эффективности механизированной сварки в
защитном газе проволокой сплошного сечения 23
2.3 Описание операций технологического процесса ремонтной сварки 25
3 Обеспечение безопасности и экологичности предлагаемых
технических решений 28
3.1 Конструктивно-технологическая характеристика рассматриваемого объекта 28
3.2 Идентификация профессиональных и производственных рисков 29
3.3 Методики и технические средства для устранения профессиональных рисков 31
3.4 Пожарная безопасность рассматриваемого технологического
объекта 33
3.5 Вопросы обеспечения экологической безопасности 35
4 Экономическое обоснование предлагаемых в выпускной
квалификационной работе решений 37
4.1 Анализ исходной информации по базовой и проектной технологиям 37
4.2 Оценка фонда времени работы оборудования 39
4.3 Оценка штучного времени при выполнении операций проектного
и базового вариантов технологии 40
4.4 Расчёт заводской себестоимости при осуществлении операций
технологического процесса по рассматриваемым вариантам 42
4.5 Капитальные затраты при реализации проектного и базового
вариантов технологии 46
4.6 Показатели экономической эффективности 48
Заключение 50
Список используемой литературы и используемых источников 52
В настоящее время перед отечественным и мировым хозяйством остро стоит проблема исчерпания ресурса металлических конструкций в результате их длительной эксплуатации [21], [23], [24], [26]. В работе [24] указывается, что в большинстве конструкций накоплен опасный уровень хрупких и усталостных разрушений. Значительная часть конструкций превысила нормативный срок эксплуатации. Но, несмотря на это, продолжают работать, их замены на новые конструкции не происходит [23]. Основной причиной такого явления стала высокая стоимость приобретения и монтажа новых конструкций взамен устаревающих. Также при замене конструкции на новую необходимо считаться с простоями, которые приведут к дополнительным убыткам. Исходя из этого в мире продолжают интенсивно разрабатываться методы, использование которых даёт возможность продления срока эксплуатации оборудования и конструкций. Значительную роль при это играют сварочные технологии [23].
В работах [5], [14] и [21] указывается, сто при построении технологии ремонтной сварки металлических конструкций зачастую за основу принимается технология первоначальной сварки, которая выполнялась при её изготовлении. При этом не выполняется учёта накопившихся в конструкции напряжений.
При ремонтной сварке вблизи исправляемых дефектных участков возможно образование новых дефектов по причине пластических деформаций укорочения [5]. Особенно это проявляется при ремонтной сварке конструкций, обладающих высокой жёсткостью.
В работе [29] показано, что ремонтная сварка металлических конструкций может стать причиной образования ещё большего числа повреждений и дефектов, чем до проведения ремонтной сварки. Это объясняется кратковременностью ремонтной сварки по сравнению с первоначальной сваркой и большим количеством участков начала и окончания сварного шва. Для ремонтной сварки характерна высокая скорость охлаждения металла, что становится причиной образования холодных трещин и образования участков металла повышенной твёрдости.
Ранее отмечалось [22], что при ремонтной сварке стальных конструкций наблюдается снижение сопротивляемости усталостным трещинам по сравнению с конструкциями, не подвергающимися ремонтной сварке. Снижение ударной вязкости металла конструкций при ремонтной сварке достигает 20.. .25 % [25].
Указывается [24], что восстановительным технологиям необходимо уделять не меньшее внимание, чем разработке сварочных технологий при изготовлении конструкции. При этом в качестве главной задачи следует указать снижение уровня остаточных напряжений и деформаций, для чего необходим адекватный выбор сварочных материалов, параметров режима и самого способа сварки. Правильно построенная технология ремонтной сварки позволяет получать настолько низкий уровень остаточных напряжений и деформаций, что проведения термической обработки может не потребоваться.
При выполнении ремонтной сварки значительное влияние на качество работ оказывают возникающие в процессе последующей эксплуатации усталостные трещины. Образование усталостных трещин происходит по причине ошибок, допущенных при проектировании конструкции, ошибок при выборе сварочного материала, нарушение параметров режима сварки и образующиеся при сварке дефекты [27].
На основании вышеизложенного следует признать актуальность поставленной в выпускной квалификационной работе цели - повышение производительности и качества при ремонтной сварке оборудования на примере цистерны автогудронатора.
В работах [5], [14] и [21] указывается, сто при построении технологии ремонтной сварки металлических конструкций зачастую за основу принимается технология первоначальной сварки, которая выполнялась при её изготовлении. При этом не выполняется учёта накопившихся в конструкции напряжений.
При ремонтной сварке вблизи исправляемых дефектных участков возможно образование новых дефектов по причине пластических деформаций укорочения [5]. Особенно это проявляется при ремонтной сварке конструкций, обладающих высокой жёсткостью.
В работе [29] показано, что ремонтная сварка металлических конструкций может стать причиной образования ещё большего числа повреждений и дефектов, чем до проведения ремонтной сварки. Это объясняется кратковременностью ремонтной сварки по сравнению с первоначальной сваркой и большим количеством участков начала и окончания сварного шва. Для ремонтной сварки характерна высокая скорость охлаждения металла, что становится причиной образования холодных трещин и образования участков металла повышенной твёрдости.
Ранее отмечалось [22], что при ремонтной сварке стальных конструкций наблюдается снижение сопротивляемости усталостным трещинам по сравнению с конструкциями, не подвергающимися ремонтной сварке. Снижение ударной вязкости металла конструкций при ремонтной сварке достигает 20.. .25 % [25].
Указывается [24], что восстановительным технологиям необходимо уделять не меньшее внимание, чем разработке сварочных технологий при изготовлении конструкции. При этом в качестве главной задачи следует указать снижение уровня остаточных напряжений и деформаций, для чего необходим адекватный выбор сварочных материалов, параметров режима и самого способа сварки. Правильно построенная технология ремонтной сварки позволяет получать настолько низкий уровень остаточных напряжений и деформаций, что проведения термической обработки может не потребоваться.
При выполнении ремонтной сварки значительное влияние на качество работ оказывают возникающие в процессе последующей эксплуатации усталостные трещины. Образование усталостных трещин происходит по причине ошибок, допущенных при проектировании конструкции, ошибок при выборе сварочного материала, нарушение параметров режима сварки и образующиеся при сварке дефекты [27].
На основании вышеизложенного следует признать актуальность поставленной в выпускной квалификационной работе цели - повышение производительности и качества при ремонтной сварке оборудования на примере цистерны автогудронатора.
Настоящая выпускная квалификационная работа посвящена решению вопроса повышения эффективности сварочных технологий при ремонтной сварке цистерны автогудронатора
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 технологии STT, которые позволяют повысить производительность сварочных работ и уменьшить разбрызгивание электродного металла.
Проектная технология может быть условно разделена на четыре операции. Первая операция - подготовка трещины, которая выполняется с применением сверлильной машины и шлифовальной машины. Вторая операция - разделка кромок, которая выполняется с применением аппарата плазменной строжки. Третья операция - сварка, которая выполняется с применением источника тока, механизма подачи сварочной проволоки и оборудования для подачи защитного газа. Четвёртая операция - контроль качества, который выполняется с применением набора визуально-измерительного контроля и дефектоскопа.
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.
Проведенные экономические расчёты позволяют судить о высокой эффективности предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решениях. Производительность труда повышается на 100 %. Уменьшение технологической себестоимости составило 42 %. При этом за счёт повышения производительности труда и снижения издержек удалось получить годовой экономический эффект в размере 5,6 млн. рублей. Средства, затраченные на внедрение предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений, будут окуплены за 0,3 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.
Значительное повышение производительности труда достигается не только за счёт применения прогрессивного оборудования, но и за счёт повышения стабильности качества выпускаемой продукции. Это позволяет уменьшить трудовые и финансовые затраты на обнаружение и исправление брака. На основании этого можно заключить, что в работе удалось достигнуть одновременного повышения производительности и качества наплавочных работ.
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 ремонту металлических конструкций.
Также следует принимать во внимание, что предлагаемые в настоящей выпускной квалификационной работе технические решения и организационные мероприятия позволяют судить о высокой эффективности замены ручных способов сварки и наплавки на механизированные способы. Поэтому предлагаемые в настоящей выпускной квалификационной работе технические решения и организационные мероприятия могут быть перенесены на аналогичные случаи сварки в других производствах.
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 технологии STT, которые позволяют повысить производительность сварочных работ и уменьшить разбрызгивание электродного металла.
Проектная технология может быть условно разделена на четыре операции. Первая операция - подготовка трещины, которая выполняется с применением сверлильной машины и шлифовальной машины. Вторая операция - разделка кромок, которая выполняется с применением аппарата плазменной строжки. Третья операция - сварка, которая выполняется с применением источника тока, механизма подачи сварочной проволоки и оборудования для подачи защитного газа. Четвёртая операция - контроль качества, который выполняется с применением набора визуально-измерительного контроля и дефектоскопа.
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.
Проведенные экономические расчёты позволяют судить о высокой эффективности предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решениях. Производительность труда повышается на 100 %. Уменьшение технологической себестоимости составило 42 %. При этом за счёт повышения производительности труда и снижения издержек удалось получить годовой экономический эффект в размере 5,6 млн. рублей. Средства, затраченные на внедрение предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений, будут окуплены за 0,3 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.
Значительное повышение производительности труда достигается не только за счёт применения прогрессивного оборудования, но и за счёт повышения стабильности качества выпускаемой продукции. Это позволяет уменьшить трудовые и финансовые затраты на обнаружение и исправление брака. На основании этого можно заключить, что в работе удалось достигнуть одновременного повышения производительности и качества наплавочных работ.
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 ремонту металлических конструкций.
Также следует принимать во внимание, что предлагаемые в настоящей выпускной квалификационной работе технические решения и организационные мероприятия позволяют судить о высокой эффективности замены ручных способов сварки и наплавки на механизированные способы. Поэтому предлагаемые в настоящей выпускной квалификационной работе технические решения и организационные мероприятия могут быть перенесены на аналогичные случаи сварки в других производствах.
Подобные работы
- Технология ремонтной сварки цистерны автогудронатора
Бакалаврская работа, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4650 р. Год сдачи: 2023