Сварка газопровода на монтаже

   ВВЕДЕНИЕ 

   Сварка, по сравнению с другими способами соединения, широко применяется в различных отраслях промышленности и строительства. Основы сварки были заложены открытиями и изобретениями русских учёных и инженеров.

   Преимущества  сварки: экономия металла, современные технологические процессы, снижение трудоемкости, улучшение качества соединений металлов их работоспособность и т.д. Сварочная техника сегодняшнего дня – передовой, совершенный технологический процесс, который открывает широкие возможности для других областей техники, связанных с применением металла и оказывает большое влияние на развитие отдельных отраслей промышленности. Сварка дает возможность выполнять такие изделия, которые невыполнимы ни клепкой, ни штамповкой, ни литьем. Изделия любых размеров, формы, массы и с различной толщиной стенок выполняются с помощью сварки из сталей разных марок, с различными свойствами. При этом, качество металла используется наиболее полно в соответствии с условиями работы отдельных элементов конструкции.

   Достигнутые успехи в области автоматизации и механизации сварочных

   

   процессов позволили коренным образом изменить технологию изготовления таких важных объектов, как доменные печи, мосты, трубопроводы, суда, химическое оборудование, гидротурбины и т.д. В развитии сварочного производства большую роль играет человеческий фактор. Это производственные людские ресурсы: рабочие, мастера, техники-технологи, инженерные кадры, научные работники. В многочисленных институтах и лабораториях проводятся научные им. Е. О. Патона АНУ. В настоящий период бурного развития науки и техники можно утверждать, что сварка сохранит большое значение на долгие годы. 

          Цех №121 ОАО Азовобщемаш был  построен в 1978г. С мая 1979г  начал выпуск специализированных  цистерн с производственной программой рассчитанной 6000 тыс. штук  в год.

           Цех состоит из четырёх пролётов. В цехе 11 конвеерных линий, 3 трансбордера  для передачи цистерн на соседний  конвеер. Цех разделён на производственные  участки:   

   

          №1- участок мелких узлов (механическая обработка, сборка-сварка, испытание);

         №2- участок взятия в работу (крепление  котла на раму, запрессовка чистых  болтов, гидроиспытание котлов на  стенде);

         №3- участок сборочно-сварочный (полный  монтаж цистерн, установка лестниц,  площадок, регулировка скользунов, прохождение через габаритную рамку);

         №4- участок изоляции (пошив изолированных  матов, изоляция цистерн);

         №5- участок малярный и сдача  готовой продукции.

         Цех производит цистерны для  бензина, сжиженного газа, хлора, пека, серной кислоты и т. д.

 

   

1  ХАРАКТЕРИСТИКА БАЗОВОГО ИЗДЕЛИЯ (УЗЛА) 

   1.1 Вид и назначение конструкции 

         Свариваемая деталь представляет собой трубу технологического трубопровода для газопровода. Номер чертежа 3151.10.17ОСБ. Габаритные размеры трубы с фланцами составляют 4478 мм, без фланцев 4450 мм. Свариваемая деталь состоит из двух фланцев б=14 и трёх труб диаметром 108 мм, толщиной стенки 4мм. Свариваемое изделие служит для соединения газопровода. 

   1.2 Характеристика материала конструкции 

   Сталь из которой состоит технологический трубопровод называется Ст3, её заменителем является сталь ВСт3сп. Сталь Ст3 конструкционная углеродистая обыкновенного качества. Её применяют в несущих и не несущих конструкциях и деталях работающих при положительных температурах. Фасонный и листовой прокат толщиной до 10 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от -40 до +425 градусов. Химический состав стали и механические свойства указаны в таблицах 1.1 и 1.2. 

     Таблица1.1                                                            Химический состав материала Ст3

     

        

   

   

   Таблица 1.2                                                                Механические свойства Ст 3

     

         Рассчитываем С_э, показатель которого является критерием для оценки свариваемости. Эквивалент углерода характеризует влияние химического состава стали на свариваемость. В зависимости от размера эквивалента углерода свариваемость стали делят на 4-ри группы:

            

   1 хорошо свариваемые (С_экв    0,45 %)

   2 удовлетворительно свариваемые (0,45 %  < С_экв     0,65 %);

   3 ограниченно свариваемые (0,65 %  < С_экв   0,85 %);

   4 плохо свариваемые (С_экв > 0,85 %).

        По химическому составу стали произведем расчет эквивалентного содержания углерода, который служит оценкой свариваемости выбранного материала по формуле 4.1.

                                                           (1.1)

                         %

   Полный  эквивалент углерода рассчитывается с  учетом толщины свариваемого металла, которая является поправкой к эквиваленту углерода, определяем по формуле 4.2.

                                                                                       (1.2)

                                     %

 

    Данная сталь относится к группе сталей, которые свариваются без ограничений и в широком диапазоне режимов. Так как С_э 0,45% предварительный подогрев не требуется. Основные признаки, характеризующие свариваемость стали, - склонность к образованию трещин и механические свойства сварного соединения. Сварка этой стали выполняется по обычной технологии, т.е. без подогрева до сварки и в процессе сварки и без последующей термообработки. Однако применение термообработки для снятия внутренних напряжений не исключается. 
 

     
           1.3 Технические условия на основные материалы 

     Технические условия на основной металл. Качество основного металла должно соответствовать требованиям сертификата, который посылают заводы-поставщики вместе с партией металла. В нем указывают наименование завода-изготовителя, марку и химический состав стали, номер плавки, профиль и размер материала. При осмотре сертификата металл запускают в производство лишь после тщательной проверки: необходимо произвести наружный осмотр, проверить свариваемость, установить механические свойства и химический состав металла. При наружном осмотре металла проверяют отсутствие на металле окалины, ржавчины, трещин, расслоения и прочих дефектов. Предварительная проверка металла с целью обнаружения дефектов на поверхности является необходимой и обязательной, поскольку она предупреждает применение некачественного металла для сварки изделия.

          Технические условия на сварочные материалы. Требования к электродам. В соответствии с ГОСТ 9467-75, ГОСТ 9466-75, ГОСТ 10051-75 электроды проверяют на прочность покрытия, сварочные свойства электродов, определяют механические свойства металла шва и сварного соединения на образцах, сваренных электродами из проверяемой партии. Внешний вид электродов должен удовлетворять требованиям стандарта, где указывается, что покрытие электрода должно быть прочным, плотным, без пор, трещин, вздутий и комков неразмешанных компонентов. Электроды с отсыревшим покрытием в производство не допускаются.

   

   Требования к проволоке ГОСТ 2246-70 на сварочную проволоку и ГОСТ 0543-75 проволоку стальную наплавочную устанавливают марку и диаметры сварочной проволоки, химический состав, правила приемки и методы испытаний, требования к упаковке, маркировке, транспортировке и хранению. Каждая бухта сварочной проволоки должна иметь металлическую бирку, на которой указано наименование и товарный знак предприятия-изготовителя, условное обозначение проволоки согласно стандарта и номер партии. В сертификате, сопровождающим партию проволоки, имеются следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя, условное обозначение проволоки, номер плавки и партии, состояние поверхности проволоки (омедненное или неомедненное), химический состав в процентах, результаты испытаний на растяжение, масса проволоки в килограммах. Таким образом, наличие бирки, прикрепленной к бухте сварочной проволоки, а также сертификата на проволоку является гарантией того, что проволока пригодна для сварки. На поверхности сварочной проволоки не должно быть окалины, ржавчины, грязи, масла. Проволока из высоколегированной стали не должна иметь остатков графитовой смазки. Без сертификата проволока допускается в производство только после соответствующих испытаний.

   Технические условия на заготовку. Перед поступлением заготовок на сборку проверяют чистоту поверхности металла, габаритные размеры заготовок, качество подготовки кромок и углы их скоса. Предупреждение дефектов в заготовках зависит от лишней работы по их исправлению.

   Требования  к защитному газу достаточно высоки: он не должен окислять металл, образовывать с ним химические соединения и растворяться в нем. В настоящее время вполне пригодными для многих случаев защитными газами считают лишь инертные газы нулевой группы периодической системы Менделеева, которые практически не вступают ни в какие химические реакции с металлами и нерастворимы в них. Эти газы пока еще дороги, что ограничивает их применение. Из них наиболее доступен для широкого промышленного использования, для газовой защиты, аргон и в некоторых случаях — гелий. 

   1.4 Технические условия на сборку, сварку, контроль качества

       

   

   Технические условия на сборку. Детали должны быть выполнены в пределах допусков, указанных в чертеже. Сборку элементов конструкции производить в соответствии с требованиями ГОСТ 24.04.01-73. Сопрягаемые детали должны быть промаркированы. В собранном узле контролируются зазоры между кромками свариваемых деталей, отсутствие или малая величина которых приводит к непровару корня шва, а большая к прожогам  и увеличению трудоемкости процесса сварки. Зазор согласно ГОСТ 14771-76 должен находиться в пределах ≥0,8S. Также контролируется относительное положение деталей в собранном узле, правильное наложение прихваток.

   

   Технические условия на сварку. Перед тем как приступить к сварке, сварщик знакомится с технологическими картами, в которых указаны последовательность операций, диаметр и марка применяемых электродов, режимы сварки, требуемые размеры сварных швов. Несоблюдение порядка наложения швов может вызвать значительную деформацию изделия, трудно устранимую в последствии. Не менее важным является соблюдение режима сварки. Силу сварочного тока и напряжение на дуге контролируют по показателям амперметра и вольтметра. Скорость сварки и скорость подачи проволоки определяют по сменным шестерням и по положению регулятора скорости, а также непосредственными замерами. После того как закончена сварка изделия, сварные швы зачищают от шлака, наплывов, а поверхность узла – от брызг металла. Затем готовое изделие проходит ряд контрольных операций.