Аннотация
Введение 6
1 Современное состояние ремонтной сварки технологических
трубопроводов производственно-отопительных котельных установок. . . . 8
1.1 Особенности конструкции и эксплуатации рассматриваемого
технологического трубопровода 8
1.2 Сведения о материале технологического трубопровода 10
1.3 Дефекты технологического трубопровода 13
1.4 Описание базовой технологии исправления дефектов на
технологическом трубопроводе 16
1.5 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 20
2 Разработка проектной технологии ремонтной сварки технологического
трубопровода 21
2.1 Обоснование выбора способа сварки 21
2.2 Повышение эффективности механизированной сварки в
защитном газе проволокой сплошного сечения 24
2.3 Описание операций технологического процесса ремонтной 29
сварки технологического трубопровода
3 Обеспечение безопасности и экологичности предлагаемых
технических решений 34
3.1 Конструктивно-технологическая характеристика
рассматриваемого объекта 34
3.2 Идентификация профессиональных и производственных
рисков 36
3.3 Методики и технические средства для устранения
профессиональных рисков 38
3.4 Пожарная безопасность рассматриваемого технологического
объекта 39
3.5 Защита окружающей среды 41
4 Экономическое обоснование предлагаемых в выпускной квалификационной работе решений 43
4.1 Анализ исходной информации по базовой и проектной
технологиям 43
4.2 Оценка фонда времени работы оборудования 45
4.3 Оценка штучного времени при выполнении операций проектного
и базового вариантов технологии 46
4.4 Расчёт заводской себестоимости при осуществлении операций
технологического процесса по рассматриваемым вариантам 48
4.5 Капитальные затраты при реализации проектного и базового
вариантов технологии 52
4.6 Показатели экономической эффективности 54
Заключение 56
Список используемой литературы и используемых источников 58
Развитие промышленности Российской Федерации должно быть основано на экономном расходовании трудовых, материальных и энергетических ресурсов. Актуальным является построение технологических процессов, позволяющих выполнять сборку и сварку с минимальным расходованием энергии и материалов, при этом перед отечественным производителем продолжает стоять задача повышения качества и снижения трудоёмкости. Также следует отметить, что значительное количество производственных мощностей уже отработали нормативный ресурс и подлежат замене или капитальному ремонту.
Вышеизложенное справедливо и для отопительных установок, основной частью которых является технологический трубопровод, имеющий значительную протяжённость [7], [17].
Для изготовления технологических трубопроводов отопительных установок применяются теплоустойчивые хромомолибденовые стали. С учётом того, что условия работы такого трубопровода характеризуются повышенными температурами и давлением, проектный срок службы составляет 100 тысяч часов. 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 [10], [18], [38], [44].
Проблема старения металла труб из теплоустойчивых сталей в процессе длительной эксплуатации является очень сложной и требует применения комплексного подхода к оценке состояния металла, который должен учитывать условия эксплуатации, характер внешних воздействий и повреждений [29], [31]. Так как трубы эксплуатируются в очень жёстких условиях, а их наработка составляет 200 тысяч часов при нормативном ресурсе 100 тысяч часов, необходимо проведение работ по продлению срока службы технологического трубопровода и установок с применением технологий ремонта.
Особенностью сварки при строительстве и ремонте конструкций из хромомолибденовой стали является необходимость предварительного и сопутствующего подогрева, а также термической обработки после сварки. В результате сварка затрачивает значительное количество трудовых и энергетических ресурсов, поэтому повышение производительности и качества остаётся актуальным [14], [27].
При построении проектной технологии ремонтной сварки следует рассматривать замену ручной дуговой сварки на более перспективные способы, что и происходит в настоящий момент в мире [5], [23], [24]. Кроме того, применительно к теплоустойчивым сталям следует рассмотреть методы повышения эффективности сварки с применением современных достижений сварочной науки и техники [20].
На основании вышеизложенного следует сделать вывод о высокой актуальности цели выпускной квалификационной работы - повышение эффективности сварочных процессов при ремонте технологических трубопроводов производственно-отопительных котельных установок.
Настоящая выпускная квалификационная работа посвящена решению вопроса повышения эффективности сварочных технологий при выполнении ремонтных работ на технологических трубопроводах.
Базовая технология с применением ручной дуговой сварки приводит к возникновению значительного количества дефектов, исправление которых приводит к дополнительному снижению производительности. Кроме того, возникающие при сварке дефекты становятся очагами зарождения трещин при эксплуатации технологического трубопровода.
Анализ базовой технологии позволяет установить множественные недостатки, устранение которых, позволяет повысить производительность и качество выполнения сварочных работ.
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 может быть условно разделена на шесть операций. Первая операция - проведение входного контроля. Для её выполнения применяются набор визуально-измерительного контроля и дефектоскоп. Вторая операция - подготовка дефектного места. Для её выполнения применяется угловая шлифовальная машина и оборудование для газовой резки. Третья операция - предварительный подогрев. Для её выполнения применятся сварочный трансформатор и пояса для индукционного нагрева. Четвёртая операция - сварка. Для её выполнения применяется источник питания, формирователь сварочных импульсов, механизм подачи сварочной проволоки и оборудование для подачи защитного газа. Пятая операция - термическая обработка. Для её выполнения применятся сварочный трансформатор и пояса для индукционного нагрева. Шестая операция - контроль качества. Для её выполнения применяется набор визуально-измерительного контроля, дефектоскоп и твердомер.
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 42 %. Уменьшение технологической себестоимости составило 7 %. При этом за счёт повышения производительности труда и снижения издержек удалось получить годовой экономический эффект в размере 0,3 млн. рублей. Средства, затраченные на внедрение предлагаемых в настоящей выпускной квалификационной работе решений, будут окуплены за 0,33 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 на промышленных установках.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
