Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Марта 2014 в 21:26, дипломная работа
Быстрое развитие химической технологии и все возрастающее производство многочисленного химического оборудования, и в том числе химической аппаратуры, требуют создания высокоэффективных, экономичных и надежных аппаратов высокого качества, большинство из которых изготовляются из стали самой распространенной повсеместно технологией – сваркой. Для конструирования химической аппаратуры в настоящее время имеется много новых стандартов СЭВ, ГОСТов, ОСТов, РТМ и других разрозненных нормативно-технических материалов.
Химические аппараты предназначаются для осуществления в них химических, физических или физико-химических процессов (химическая реакция, теплообмен без изменения агрегатного состояния, испарение, конденсация, кристаллизация, растворение, выпарка, ректификация, абсорбция, адсорбция, сепарация, фильтрация н т. д.), а также для хранения или перемещения в них различных химических веществ.
Т0 – начальная температура изделия, ˚С;
S – толщина свариваемого металла, см;
qп – погонная энергия (кал/см).
- для сварки последующих
(30)
Далее по рисунку 6.1 методических указаний мы выбираем коэффициенты f(σв), f(σт), f(ψ).
f(σв) = 1,21;
f(σт) =1,51;
f(ψ) = 0,83;
Расчет ожидаемых механических свойств металла шва ведется по формулам:
σвш = σво * f(σв) (31)
σтш = σто * f(σт) (32)
ψш = ψо * f(ψ) (33)
δш = ψо * 0,43 (34)
где σво, σто, ψо, HBо – свойства основного металла.
σвш = 420 * 1,21 = 508,2 МПа
σтш = 240 * 1,51 = 362,4 МПа
ψш = 51 * 0,83 = 42,33 %
δш = 23 * 0,43 = 11,3 %
4.2.4 Последовательность сварки.
Сварка продольных стыков обечаек ведется в следующей последовательности:
4.3 Сварка кольцевых стыков корпуса
Сварочные материалы и режимы сварки аналогичны приведенным выше.
Сварка кольцевых стыков выполнять в следующей последовательности:
Флюс при вращении изделия непрерывно подается на ленту специальным дозатором. Вращение ленты с флюсом осуществляется за счет трения при вращении корпуса со сварочной скоростью.
4.4 Сварка заготовок днищ
Заготовки днища сваривают автоматической дуговой сваркой под флюсом с принудительным формированием шва на медном водоохлаждаемом ползуне. Принимаем автоматическую сварку под флюсом, тип соединения С14 по ГОСТ 16098.
Сварочные материалы те же, что и в предыдущем пункте, расчет аналогичен. Для этого использовать сварочный трактор СВАРОГ MZ 1000 (J58), техническая характеристика которого приведена в таблице 18.
Сварка производится в следующей последовательности:
– Заготовки днища установить с предварительно приваренными входными планками и контрольными пластинами на сварочный стол.
– Сварочный трактор СВАРОГ MZ 1000 (J58) установить на начало стыка входной пластины, осуществить сварку шва А.
– Далее происходит заполнение разделки, указанное в п. 4.2.4.
1 - заготовки свариваемого днища; 2 - контрольные пластины и планки; 3 - водоохлаждаемая медная подкладка; 4 - сварочный стол; 5 - сварочный трактор
Рисунок 39 – Схема сварки заготовок днищ
– Затем заготовка переворачивается плакирующим слоем вниз, происходит заполнение разделки, указанное в п. 4.2.4.
– Далее происходит переворачивание заготовки и заварка плакирующего слоя на режимах приведенных в п. 4.2.4.
4.5 Приварка штуцеров
Для приварки штуцеров принимаем автоматическую сварку под флюсом, тип соединения Т8 по ОСТ 26.260.480-2003 (рисунок 40).
Сварочные материалы: проволока Св-10НЮ, Св-01Х23Н28М3Д3Т, Св-03ХН25МДТБ, по ТУ 14-1-2571, флюсы АН-22, АН-18 по ГОСТ 9087.
Последовательность сварки:
Рисунок 40 – Приварка биметаллического штуцера к корпусу
Шов А :
а) сварочный ток определим по формуле:
= = 320 А (17)
где h1 – глубина проплавления, h1 = 4 мм;
Кh – коэффициент пропорциональности, выбираем по таблице 2.1 методических указаний. Кh =1,25 (обратная полярность С19).
Принимаем Iсв = 320 А.
б) напряжение горения дуги равно:
В (18)
где, dэ – диаметр электрода, j – допустимая плотность тока (выбираем из таблицы 2.2 методических указаний).
Принимаем Uд = 30 В, d = 4 мм.
в) Как известно из практики, шов формируется удовлетворительно тогда, когда произведение силы тока (А) на скорость сварки (м/час) при автоматической сварке электродной проволокой диаметром 4 мм находится в пределах 16000…20000.
Исходя из этого определим скорость сварки по формуле:
= 48..62 м/ч (19)
то есть входит в предел скоростей 15…60 м/ч для автоматической дуговой сварки.
Принимаем Vсв = 48 м/ч
г) скорость подачи электродной проволоки определим из условия:
где dэ – диаметр проволоки, мм; αн – коэффициент наплавки, г/А·ч; γ = 7,85 г/см3 – удельный вес металла.
Определяем коэффициент наплавки: αн = αр
; (21)
= 0,0183 (22)
где l и dэ - вылет и диаметр электрода в мм. Вылет электрода примем 70 мм.
αр = 11,6 + 0,0183 = 11,6183 г/А · ч
Скорость подачи сварочной проволоки равна:
м/ч
Шов Б:
а) А
Примем = 400 А
б) В
в) = 38..50 м/ч
Примем Vсв = 45 м/ч
г) = 0,0193
αр = 11,6 + 0,029 = 11,6193 г/А · ч
м/ч
Кол-во проходов равняется 18.
Шов В:
а) А
Примем = 560 А
б) В
в) = 29..36 м/ч
Примем Vсв = 35 м/ч
г) = 0,0393
αр = 11,6 + 0,0393 = 11,6393 г/А · ч
м/ч
Количество проходов равняется 3.
Швы Г, Д выполняем сваркой под флюсом АН-18 на постоянном токе прямой полярности расщепленным электродом диаметром 4х3, расстояние между проволоками в свету 5 мм. При этом шов Г является переходным слоем и применяется проволока Св-01Х23Н28М3Д3Т, а для сварки шва Д применяется проволока Св-03ХН25МДТБ.
Шов Г, Д
а) = 350 А
б) В
в) = 42..57 м/ч
Примем Vсв = 42 м/ч
г) = 0,024
αр = 11,6 + 0,024 = 11,624 г/А · ч
м/ч
Количество проходов равно 8.
После приварки всех штуцеров к корпусу, произвести контроль качества сваренных швов внешним осмотром и УЗД, устранить дефекты.
После сварки всех швов аппарата необходимо произвести термическую обработку, а именно высокий отпуск.
4.6 Сварка конической и цилиндрической обечайки.
Для сварки кольцевого стыка конической и цилиндрической обечайки принимаем автоматическую сварку под флюсом, тип соединения С19 под тупым углом по ГОСТ 16098-80 (рисунок 41).
Сварочные материалы: проволока Св-10НЮ, Св-01Х23Н28М3Д3Т, Св-03ХН25МДТБ, по ТУ 14-1-2571, флюсы АН-22, АН-18 по ГОСТ 9087.
Рисунок 41 – Сварка цилиндрической и конической обечайки.
Швы А, Б, В выполняем сваркой под флюсом на постоянном токе обратной полярности проволокой Св-10НЮ под флюсом АН-22 на следующих режимах.
Шов А :
а) сварочный ток определим по формуле:
где h1 – глубина проплавления, h1 = 5 мм;
Кh – коэффициент пропорциональности, выбираем по таблице 2.1 методических указаний. Кh =1,25 (обратная полярность С19).
Принимаем Iсв = 400 А.
б) напряжение горения дуги равно:
где, dэ – диаметр электрода, j – допустимая плотность тока (выбираем из таблицы 2.2 методических указаний).
Принимаем Uд = 32 В, d = 4 мм.
в) Как известно из практики, шов формируется удовлетворительно тогда, когда произведение силы тока (А) на скорость сварки (м/час) при автоматической сварке электродной проволокой диаметром 4 мм находится в пределах 16000…20000.
Исходя из этого определим скорость сварки по формуле:
то есть входит в предел скоростей 15…60 м/ч для автоматической дуговой сварки.
Принимаем Vсв = 40 м/ч
г) скорость подачи электродной проволоки определим из условия:
где dэ – диаметр проволоки, мм; αн – коэффициент наплавки, г/А·ч; γ = 7,85 г/см3 – удельный вес металла.
Определяем коэффициент наплавки: αн = αр
где l и dэ - вылет и диаметр электрода в мм. Вылет электрода примем 50 мм.
αр = 11,6 + 0,0193 = 11,6193 г/А · ч
Скорость подачи сварочной проволоки равна:
Швы Б, В выполняются на тех же режимах что и шов А, но в несколько проходов. Число проходов в шве Б равняется 6, а в шве В - 19
Швы Г, Д выполняем сваркой под флюсом АН-18 на постоянном токе прямой полярности. При этом шов Г является переходным слоем и применяется проволока Св-01Х23Н28М3Д3Т, а шов Д свариваются проволокой Св-03ХН25МДТБ. Режимы те же, что и при сварке швов А-В.
Последовательность сварки
Для сварки кольцевого стыка конической обечайки и фланца принимаем автоматическую сварку под флюсом, тип соединения С19 под тупым углом (не стандартный) по ГОСТ 16098-80 (рисунок 42).
Сварочные материалы: проволока Св-10НЮ, Св-01Х23Н28М3Д3Т, Св-03ХН25МДТБ, по ТУ 14-1-2571, флюсы АН-22, АН-18 по ГОСТ 9087.
Рисунок 42 – Сварка конической обечайки и фланца
Режимы сварки аналогичны режимам п. 4.6.
Последовательность сварки:
5 Контроль качества сварных швов
В сварных соединениях не допускаются следующие внутренние дефекты:
а) трещины всех видов и направлений, расположенные в металле шва, по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла, в том числе и микротрещины, выявляемые при микроисследовании;
б) непровары (несплавления), расположенные в сечении сварного соединения (между отдельными валиками или слоями шва и между основным металлом и металлом шва);
в) свищи;
г) поры в виде сплошной сетки;
д) единичные шлаковые и газовые включения по группе А ГОСТ 7512 глубиной свыше 10% от толщины стенки и более 3 мм длиной, более 0,2 S при толщине стенки S до 40 мм;
е) цепочки пор и шлаковых включений по группе Б ГОСТ 7512, имеющих суммарную длину дефектов более толщины стенки на участке шва, равном десятикратной толщине стенки (1000 мм), а также имеющие отдельные дефекты с размерами превышающими указанные в п. д.ж) скопление газовых пор и шлаковых включений по группе В ГОСТ 7512-69 в отдельных участках шва свыше 5 шт. на 1 см2 площади шва;