Разработка технологии изготовления кожуха диаметром 3050 мм, толщиной стенки 100 мм, длиной 7150 мм из биметалла 20ЮЧ + 06ХН28МДТ

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Марта 2014 в 21:26, дипломная работа

Краткое описание

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.

Вложенные файлы: 5 файлов

Титульник, содержание, заключение, список лит-ры и приложения.docx

— 101.48 Кб (Просмотреть документ, Скачать файл)

Маршрутные карты Муругов С. А..doc

— 1.80 Мб (Просмотреть документ, Скачать файл)

муругов.bak

— 1.13 Мб (Скачать файл)

муругов.dwg

— 515.97 Кб (Скачать файл)

Пояснительная записка Муругов С. А..docx

— 1.20 Мб (Скачать файл)

Т0 – начальная температура изделия, ˚С;

S – толщина свариваемого металла, см;

qп – погонная энергия (кал/см).

- для сварки последующих проходов:

      (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:

  1. Сварка шва А основного слоя автоматической сваркой под флюсом со стороны плакирующего слоя.
  2. Автоматическая сварка под флюсом основного слоя с наружной стороны (1-6 слои шва Б).
  3. Удаление РВД корня шва А, зачистка шлифмашинкой и автоматическая сварка под флюсом основного слоя с внутренней стороны (шов В).
  4. Автоматическая сварка под флюсом основного слоя с наружной стороны (до заполнения оставшегося сечения разделки, шов Б).
  5. Автоматическая наплавка под флюсом переходного слоя (шов Г).
  6. Автоматическая наплавка под флюсом плакирующего слоя (шов Д).

4.3 Сварка кольцевых стыков корпуса

Сварочные материалы и режимы сварки аналогичны приведенным выше.

Сварка кольцевых стыков выполнять в следующей последовательности:

  1. Произвести сварку кольцевого шва в последовательности аналогичной п. 4.2.4.

Флюс при вращении изделия непрерывно подается на ленту специальным дозатором. Вращение ленты с флюсом осуществляется за счет трения при вращении корпуса со сварочной скоростью.

  1. После сварки швов удалить шлаковую корку молотком и зачистить шов металлической щёткой.

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:

  1. Сварка шва А основного слоя автоматической сваркой под флюсом со стороны плакирующего слоя.
  2. Автоматическая сварка под флюсом основного слоя с наружной стороны (1-6 слои шва Б).
  3. Удаление РВД корня шва А, зачистка шлифмашинкой и автоматическая сварка под флюсом основного слоя с внутренней стороны (шов В).
  4. Автоматическая сварка под флюсом основного слоя с наружной стороны (до заполнения оставшегося сечения разделки, шов Б).
  5. Автоматическая наплавка под флюсом переходного слоя (шов Г).
  6. Автоматическая наплавка под флюсом плакирующего слоя (шов Д).

 

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:

                                            (20)

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)

=11,6±0,4;

= 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:

=
= 400 А                        

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:

 В

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:

=38-50 м/ч             

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

;

=11,6±0,4;

= 0,0193

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:

м/ч

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

  1. В начале, сварочным трактором сваривается швы А, Б  (рисунок 41).
  2. Обечайка кантуется на роликовом стенде. Зачищается корень шва с наружной стороны конструкции путем вырубки или воздушно-дуговой строжкой. Производится сварка шва В. Если усиления шва выйдут за допустимые пределы 4-6, то их необходимо удалять.
  3. Обечайка кантуется на роликовом стенде. Производится наплавка плакирующего шва. Наплавку выполняют на режимах и сварочными материалами представленными на чертеже.
  4. После наплавки шва Д удаляется шлаковая корка и зачищается шов металлической щеткой.

 

    1. Сварка конической обечайки и фланца.

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:

  1. В начале, сварочным трактором сваривается швы А, Б  (рисунок 41).
  2. Обечайка кантуется на роликовом стенде. Зачищается корень шва с наружной стороны конструкции путем вырубки или воздушно-дуговой строжкой. Производится сварка шва В. Если усиления шва выйдут за допустимые пределы 4-6, то их необходимо удалять.
  3. Обечайка кантуется на роликовом стенде. Производится наплавка плакирующего шва. Наплавку выполняют на режимах и сварочными материалами представленными на чертеже.
  4. После наплавки шва Д удаляется шлаковая корка и зачищается шов металлической щеткой.
  5. Обечайка кантуется на роликовом стенде. Производится наплавка плакирующего слоя. Наплавку выполняют на режимах и сварочными материалами представленными на чертеже.
  6. После наплавки шва 11 удаляется шлаковая корка и зачищается шов металлической щеткой. Также необходимо обеспечить плавный переход между фланцем и конической обечайкой, аналогично п. 2.

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;

Информация о работе Разработка технологии изготовления кожуха диаметром 3050 мм, толщиной стенки 100 мм, длиной 7150 мм из биметалла 20ЮЧ + 06ХН28МДТ