Введение 8
1. Анализ предметной области 10
1.1 Анализ существующих способов получения неразъемных соединений ... 10
1.2 Анализ основных характеристик индукционной пайки 14
1.3 Индукторы для пайки 15
1.4 Область применения индукционной пайки 16
1.5 Достоинства и недостатки пайки методом индукционного нагрева 17
1.6 Анализ конструктивно-технологических характеристик установок
индукционного нагрева 20
1.7 Постановка задач на проектирование 22
1.8 Патентно-информационный обзор 23
2. Конструкторско-технологический раздел 37
2.1 Технология изготовления штуцеров 37
2.2 Разработка принципиальной технологической схемы установки для
индукционной пайки 42
2.3 Расчет основных параметров индуктора для пайки фланцев штуцеров ... 47
2.4 Проектирование набора индукторов 53
2.5 Разработка конструкции установки для индукционной пайки 57
2.6 Выбор и обоснование вспомогательных материалов 60
2.7 Техника безопасности при работе с установками индукционного
нагрева 61
3. Технология применения и ремонт установки для индукционной пайки 63
3.1 Принцип работы установок для индукционной пайки 63
3.2 Технология применения индукционного нагрева для пайки фланцев
штуцеров 65
3.3 Возможные неполадки при эксплуатации 66
3.4 Разработка мероприятий по техническому обслуживанию, текущему и
капитальному ремонту 67
Заключение 72
Список использованных источников 74
В настоящее время в нефтегазовой отрасли применяется большое количество различного оборудования, которое необходимо соединять в единый целостный комплекс, выполняющий свое техническое предназначение. Это и составные части трубопроводной системы, и детали насосного и перерабатывающего нефтегазового оборудования. Данные соединения формируются на основе различных тепловых процессов, основными из которых являются сварка и пайка.
Сварка нашла широкое применение за счет простоты процесса и отсутствия необходимости использования большого количества дополнительных расходных материалов. Этот вид соединения оборудования как ни один другой по сей день является самым востребованным не только в нефтегазовой отрасли, но и в других отраслях производства.
При использовании стандартных методов сварки не всегда достигается требуемое качество соединений. Поэтому необходимо применять современные, наукоемкие и высокоточные способы, одним из которых является пайка методом индукционного нагрева.
В нефтегазовой отрасли индукционную пайку можно применять для соединения фланцев с трубами, для формирования переходов, тройников, в некоторых случаях для фланцевых заглушек, для спайки пучков труб теплообменных аппаратов и различных видов оборудования.
При использовании индукционного нагрева появляется возможность плавления высокотемпературных припоев, с разницей температуры плавления между основным материалом и припоем 20-50 0С, что позволяет снизить требования к внешним условиям и повысить надежность технологического оборудования. Индукционная пайка может найти широкое применение в нефтегазовой промышленности, повысить надежность оборудования и, в конечном счете, существенно повысить эффективность нефтегазодобычи и переработки.
Цель работы: повышение качества соединения фланцев с патрубками штуцеров сосудов и аппаратов, работающих под давлением.
Задачи работы:
- разработка принципиальной технологической схемы установки для индукционной пайки;
- расчет основных параметров индуктора для пайки фланцев штуцеров;
- проектирование набора индукторов;
- разработка конструкции установки для индукционной пайки;
- выбор и обоснование вспомогательных материалов (флюс, припой);
- технология применения и ремонт установки для индукционной пайки;
- разработка мероприятий по техническому обслуживанию, текущему и капитальному ремонту.
В результате выполнения данной бакалаврской работы было выполнено проектирование общего вида технологической системы установки для индукционной пайки фланцев штуцеров сосудов, работающих под давлением и проектирование набора индукторов для индукционной пайки фланцев штуцеров на условный диаметр Dy1 = 40 мм; Dy2 = 50 мм; Dy3 = 80 мм. Штуцера выполнялись по АТК 24.218.06-90.
Выполнение патентно-информационного исследования позволило понять устройство и принцип действия установок для индукционной пайки, а также, позволило исследовать существующие способы соединения спаиваемых деталей методом индукционного нагрева.
Проектирование индукторов осуществлялось на основе расчетов основных электрических характеристик, которые позволили выявить следующие его параметры: внутренний диаметр индуктора, внутренний и внешний диаметр трубки индуктора, потребляемая мощность и частота, глубина проникновения волны в материал индуктора.
Так же были выбраны вспомогательные материалы для осуществления процесса пайки спроектированными индукторами: флюс и припой, а также оглашены правила техники безопасности при эксплуатации установки.
Выполнение эксплуатационного раздела подробно описывает технологию применения процесса индукционной пайки для фланцев штуцеров и протекающие при этом процессы. Данный раздел иллюстрирован схемой технологической наладки в приложении А, на котором изображены штуцера двух типоразмеров Dy1 = 40 мм и Dy2 = 50 мм по АТК 24.218.06-90 с непосредственно уложенным припоем и положением спроектированных индукторов. При этом положение индукторов расположено с соблюдением воздушных зазоров между помещаемых в них патрубков штуцеров и рядом расположенных фланцев.
Так же в данном разделе с целью поддержания работоспособного состояния и продления срока эксплуатации оборудования индукционной установки были разработаны и отражены мероприятия по техническому обслуживанию (ТО-1 и ТО-2), текущему и капитальному ремонтам.
