Введение
1 Анализ объекта производства
1.1 Служебное назначение и описание конструкции изделия
1.2 Литературно - патентное исследование
1.3 Техническая характеристика теплообменника и технические требования к изготовлению корпуса теплообменника
1.4 Оценка свариваемости основных материалов конструкции
1.5 Анализ технологичности конструкции корпуса теплообменника....
2 Проектирование и расчет элементов конструкции изделия
3 Разработка технологии сборки и сварки изделия
3.1 Разработка схемы технологического процесса изготовления изделий
3.2 Выбор способа получения заготовок
3.3 Выбор и обоснование способов сборки и сварки изделия
3.4 Выбор сварочных материалов
3.5 Расчет параметров режимов сварки
3.6 Выбор сварочного оборудования
3.7 Техника и технология сборки и сварки изделия
4 Контроль качества сварных соединений
5 Проектирование средств технологического оснащения
Заключение
Список используемых источников
Приложение А
Приложение Б
Развитие производства и технологический процесс в промышленности неразрывно связаны с постоянной модернизацией сварочного производства. Широкое использование сварки при проектировании и изготовлении различных изделии значительно расширяет производственные возможности и позволяет получить существенную экономию материалов и затрат труда. Изготовление сварных металлоконструкций позволяет уменьшить удельные капиталовложения на единицу продукции, сократить длительность производственного цикла, улучшить качество изделий.
Современная техника весьма широко использует различные способы сварки металлов. Задачи технолога в сварочном производстве - уметь выбирать рациональные решения вопросов в сфере сварочного производства при его проектировании и технологической подготовке определяющие пригодность изделий к эксплуатации. Выбор рационального решения технологом сварочного производства основывается на четком определении термина «сварка», знании основных особенностей сварных конструкций, определении термина дефект, группы дефектов, способов обнаружения дефектов, величины дефектов, влияние дефектов на прочность сварных соединений.
ОСТ 2601-84 [1] «Сварка металлов. Термины и определения основных понятий» определяет термин сварка следующим образом:
Сварка - это процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями, при их местном или общем нагреве и (или) пластическом деформировании.
Неразъемное соединение при сварке получается за счет установления меж-атомных или межмолекулярных связей и диффузии. Сварное соединение металлов характеризуется непрерывностью структур.
Основные особенности сварных конструкций:
- монолитность, т.е., органическая связь отдельных элементов друг с другом, создаваемая сварными швами;
- легкость придания разнообразных конструктивных форм;
- возможность использования заготовок выполненных с применением любых техпроцессов;
- возможность применения в одной конструкции различных материалов;
- наличие взаимного влияния друг на друга конструкции и технологии ее изготовления;
- возникновение в сварном соединении различных неоднородностей вследствие доведения свариваемых кромок до плавления (при сварке плавлением) или до пластического состояния (при сварке давлением); в первом и во втором случае в сварном соединении образуются зоны с различным химическим составом металла, с различной структурой, с различными свойствами; к этому может добавиться и геометрическая неоднородность, вызванная как заданными конструктивными формами, так и технологией выполнения сварки;
- появление остаточных деформаций и напряжений в сварной конструкции, как следствие возникновения при сварке пластических деформаций.
Важнейшим условием обеспечения качества сварных соединений является прогрессивная технология и постоянное совершенствование системы контроля качества.
Основываясь на полученных во время обучения теоретических знаниях по сварочным и общетехническим дисциплинам, умении пользоваться нормативно - технической литературой, технической литературой и различными интернет источниками, в данной выпускной квалификационной работе был разработан процесс сборки и сварки горизонтального аппарата, а именно теплообменника, работающего под избыточным давлением, решены основные вопросы по его проектированию.
Проектируемый теплообменник был подробно рассмотрен, проанализирован в соответствии с нормативной документацией и предъявляемыми требованиями. На основе технических требований основным материалом была выбрана и назначена сталь 09Г2С.
Был проведен проектный расчет на прочность в условиях рабочего и пробного давления, в соответствии с расчетным давлением были назначены толщины стенок теплообменника и выбраны днища соответствующие геометрическим параметрам. Был проведен расчет сварных соединений на работоспособность, показавший, что заданные геометрические параметры верны.
В соответствии с назначенными материалами для теплообменника были подобраны и назначены соответствующие сварочные материалы, подходящие по химическому составу и механическими свойствами основному материалу. Осуществлен технологический расчет режимов сварки для пяти швов, а именно для продольного шва, двух кольцевых и двух угловых швов. Была предложена наиболее рациональная последовательность сборки и сварки корпуса.
Основываясь на сведениях технической документации, были назначены методы контроля качества проектируемого сосуда.
Учитывая габариты конструкции теплообменника, был осуществлен выбор сварочного и вспомогательного оборудования, повышающий автоматизацию процесса сборки и сварки, а так же повышающий производительность.
1. Сварка металлов. Термины и определения основных понятий [Текст]: ОСТ 2601-84. - Введ. 1985-05-01. - М.: ИПК издательство стандартов, 1996. - III, 57 с.: ил.
2. Способ сварки и наплавки под флюсом [Текст]: пат. 2096155 Рос. Федерация: МПК B23K9/18 Ветер В.В.; заявитель и патентообладатель акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат", общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Валок". - № 96109256/02; заявл. 06.05.1996; опубл. 20.06.1998. - 3 с: ил.
3. Сварочная головка [Текст]: пат. 2512702 Рос. Федерация: МПК В23К 37/02, В23К 9/18 Мастенко В.Ю.; заявитель и патентообладатель государственный научный центр Российской Федерации Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно¬исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИ- ИТМАШ). - № 2013109125/02; заявл. 01.03.2013; опубл. 10.04.2014, Бюл. № 10. - 9 с: ил.
4. Способ механизированной сварки плавящимся электродом в среде патент защитных газов [Текст]: пат. 2509717 Рос. Федерация: МПК В 23 К 9/173, 82 В 3/00 Зернин Е.А. .; заявитель и патентообладатель федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет". - № 2012118699/02; заявл. 04.05.2012; опубл. 20.03.2014, Бюл. № 8. - 6 с: ил.
5. Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия ГОСТ Р 52630-2012. - Введ. 2013-04-01. - М.: ИПК издательство стандартов, 2015. - II, 128 с.: ил.
6. О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением [Текст]: ТР ТС 032-2013. - Введ. 2013-05-02. - СПб.: ТД ЦОТ, 2018. - 60 с.: ил.
7. Днища эллиптические отбортованные стальные для сосудов, аппаратов и котлов. Основные размеры [Текст]: ГОСТ 6533-78. - Введ. 1978-10¬26. - М.: государственный комитет СССР по стандартам, 1970. - 39 с.: ил.
8. Прокат листовой из углеродистой, низколегированной и легированной стали для котлов и сосудов, работающих под давлением [Текст]: ГОСТ 5520-79. - Введ. 1980-01-01. - М.: ИПК издательство стандартов, 2008. - IV, 17 c.: ил.
9. Поковки из углеродистой и легированной стали, изготавливаемые ковкой на прессах. Припуски и допуски [Текст]: ГОСТ 7062-90, - Введ. 1992¬01-01, - М.: ИПК издательство стандартов, 2003. - 50 с.: ил.
10. Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия [Текст]: ГОСТ 8479-70, - Введ. 1971-01-01, - М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. - 120 с.: ил.
11. Прокат повышенной прочности. Общие технические условия [Текст]: ГОСТ 19281-2014, - Введ 2014 2015-01-01, М.: Стандартинформ, 2015, - 51 с.: ил.
12. Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры [Текст]: ГОСТ 8713-79, - Введ. 1981-01-01, М.: Стандартинформ, 2005, - IV, 39 с.: ил
13. Усатый С.Г. Проектирование сварных конструкций. Элементы расчета и технологии [Текст]: метод. указания к курсовому проектированию. / С.Г. Усатый. - П.: ПГУ, 2010. - 58 с.
14. Прокат листовой горячекатаный. Сортамент [Текст]: ГОСТ 19903-2015, - Введ. 2016-09-01, М.: Стандартинформ, 2016, - 15 с.: ил.
15. Дкговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры [Текст]: ГОСТ 14771-76, -Введ. 1977-07-01, М.: Стандартинформ, 2007, - 39 с.: ил.
16. Анисимов Ю.А. Сварка в СССР [Текст]: том 1, учебник / Ю.А.Анисимов. - М.: Наука, 1981, 534 с.
17. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы [Текст]: ГОСТ 9467-75, - Введ. 1977-01-01, М.: ИПК Издательство стандартов, 2008, - 7 с.: ил.
18. Проволока стальная сварочная. Технические условия [Текст]: ГОСТ 2246-70, - Введ. 1973-01-01, М.: ИПК Издательство стандартов, 2008, - 20 с.: ил.
19. Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия [Текст]: ГОСТ 8050-85, - Введ. 1987-01-01, М.: Стандартинформ, 2006, - 24 с.:ил.
20. Флюсы сварочные плавленые. Технические условия [Текст]:
ГОСТ 9087-81, - Введ. 1982-01-01, М.: ИПК Издательство стандартов, 2002, - 11
с.
21. Гордиевский В.Г. Технологическая подготовка сварочного производства [Текст]: учебное пособие. / В.Г. Гордиевский. - П.: ПГУ, 2006. - 276 с.
22. Ракитина С. Г. Проектирование и применение технологической оснастки в сборочно - сварочном производстве [Текст]: учебное пособие. / С.Г. Ракитина. - П.: ПГУ, 2006. - 224 с.