Исследование свариваемости и разработка оптимальной технологии сварки стали 14Г2Ф

Конструкция изделия цилиндрического вертикального резервуара для хранения нефтепродуктов. Разработка оборудования для сварки на флюсовой подушке полотнищ боковых стенок резервуаров. Расчет параметров сварки. Технико-экономическое обоснование проекта.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 14.12.2013
Размер файла 3,8 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

При расширяющемся строительстве резервуаров для нефтяной промышленности требуется вое большее количество квалифицированных монтажников и сварщиков. Перевод на заводы основных сборочно-сварочных работ по резервуарам высвободит значительное количество рабочих этих профессий, так как при массовом заводском производстве лучше используется рабочее время, а ряд сварочных работ на заводе может выполняться менее квалифицированными рабочими.

Изготовление полотнищ на заводе представляет особенно благоприятный случай применения автоматической сварки. Все сварные швы на каждом полотнище могут быть сварены автоматами. Таким образом, ручная сварка полностью заменяется автоматической, что представляет собой сравнительно редкий случай. Все швы прямолинейные и имеют сравнительно большую длину. Применение автоматической сварки на таких швах наиболее рентабельно.

Организация производства полотнищ и сворачивания их в рулоны не требует ни сложного оборудования, ни слишком больших площадей в цехе, ни рабочих высокой квалификации. Приспособления для сборки и сварки представляют собой несложные стеллажи, изготовление которых не вызывает никаких трудностей. Сворачивающие устройства просты и имеют немного деталей, требующих механической обработки. Сворачивание осуществляется обычными приводными лебедками через систему тросов и блоков.

Чтобы занимать как можно меньшую площадь цеха, сворачивание полотнищ производится по мере их сборки и автоматической сварки. Благодаря этому площадь, занимаемая для их изготовления и сворачивания, в несколько раз меньше площади самих полотнищ.

Сборка листов в горизонтальном положении на стеллажах осуществляется гораздо проще, чем сборка во время монтажа на высоте в вертикальном положении. Поэтому не требуются рабочие такой высокой квалификации, как для монтажных работ. Подготовка рабочих для автоматической сварки на заводе производится проще и быстрее, чем для автоматической сварки при монтаже. Достаточно на заводе иметь одного квалифицированного наладчика на несколько автоматических сварочных установок. Собственно сварку в этих условиях можно поручить операторам невысокой квалификации.

С целью экономии металла для изготовления резервуаров все чаще используются низколегированные стали с дополнительным микролегированием ванадием или ниобием. Их применение позволяет снизить толщину металлопроката на 5080 %, что значительно облегчает рулонирование боковых стенок. Типичным представителем таких сталей является сталь 14Г2Ф. Однако технология ее сварки разработана недостаточно, требуются дополнительные исследования по выбору, в частности, марки сварочной проволоки.

Целью дипломного проекта является исследование свариваемости и разработка оптимальной технологии сварки стали 14Г2Ф. В круг решаемых вопросов входят разработка специализированного оборудования для сварки на флюсовой подушке полотнищ боковых стенок резервуаров, расчет параметров режима сварки, а также технико-экономическое обоснование проекта и рассмотрение вопросов БЖД.

1. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Анализ объекта проектирования

1.1.1 Конструкция изделия

Цилиндрические вертикальные резервуары широко используются для хранения нефтепродуктов. В зависимости от объема и места расположения резервуары подразделяются на три класса [1]:

Класс I - особо опасные резервуары: объемами 10000 м3 и более, а также резервуары объемами 5000 м3 и более, расположенные непосредственно по берегам рек, крупных водоемов и в черте городской застройки.

Класс II - резервуары повышенной опасности: объемами от 5000 до 10000м3.

Класс III - опасные резервуары: объемами от 100 до 5000 м3.

Степень ответственности (опасности) учитывается при проектировании специальными требованиями к материалам, объемами контроля в рабочей документации КМ, а также при расчете коэффициентом надежности.

Основными элементами резервуара являются боковая стенка, кровля и днище (рисунок 1.1).

а - схема резервуара в сборе; б? развертка боковой стенки

Рисунок 1.1? Вертикальный цилиндрический резервуар 1000 м3

Днище этих конструкций в большинстве плоское , корпус цилиндрический. Такая форма рациональна с точки зрения прочности и расхода металла. Оптимальное с позиции расхода металла соотношение между высотой резервуара h и его диаметром D определяется равенством условия, что масса металла в днище и кровле равна массе боковой стенки. Приэтом для объектов объемом 100600 м3 h/D = 1,25 0,8, а для объектов до 10 000 м3 h/D = 0,70,35. Однако с учетом требований технологии типовые проекты резервуаров предусматривают изменение высоты стенки от 6000 до 12000 мм, тогда как в более крупных резервуарах (50 000 м3 и выше)высота остается практически постоянной и не превышает 18 м.

С учетом вышесказанного определим размеры боковой стенки. резервуара объемом V = 1000 м3. С учетом использования для изготовления боковой стенки стандартных листов размером 18006000 выбирается высота боковой стенки h = 1,85 = 9 м. Далее определяется диаметр боковой стенки

(1.1)

1.1.2 Расчет толщины стенки

Расчетные значения толщины листов стенки должны определяться исходя из проектного уровня налива продукта или воды при гидроиспытаниях. Номинальные толщины листов стенки резервуара назначаются с учетом минусового допуска на прокат и могут включать припуск на коррозию.

Номинальные толщины стенок резервуара определяются в три этапа:

? предварительный выбор толщин поясов;

? корректировка толщин при поверочном расчете на прочность, включая и расчет на сейсмическое воздействие для сейсмоопасных районов;

? корректировка толщин при проведении расчета на устойчивость.

Предварительный выбор номинальных толщин поясов производится с помощью расчета на эксплуатационные нагрузки, на нагрузку гидроиспытаний и по конструктивным требованиям.

Минимальная расчетная толщина стенки e в каждом поясе для условий эксплуатации рассчитывается по формуле [1]

(1.2)

где g - ускорение свободного падения в районе строительства;

- плотность продукта, для нефти = 0,9103 кг/м3;

Н - высота налива продукта;

z - расстояние от дна до нижней кромки пояса,

D - диаметр срединной поверхности пояса стенки резервуара,

с - коэффициент условий работы:

= 0,7 для нижнего пояса,

= 0,8 для всех остальных поясов.

Rу - расчетное сопротивление материала.

Величина расчетного сопротивления металла определяется согласно [2] по формуле Rу = 0,9 s, где s ? предел текучести.

Сделаем подстановку в (1.2) для нижнего пояса и получим для стали Ст.3

.

Для стали 14Г2АФ величина e = 3,9 мм

Минимальная расчетная толщина стенки в каждом поясе для условий гидравлических испытаний g рассчитывается по формуле:

(1.3)

где в дополнение к обозначениям (1.2)

в - плотность используемой при гидроиспытаниях воды,

Hg - высота налива воды при гидроиспытаниях,

с = 0,9 - коэффициент условий работы при гидроиспытаниях для всех поясов одинаков.

Номинальная толщина каждого пояса стенки выбирается из сортаментного ряда таким образом, чтобы разность t и минусового допуска на прокат была не меньше максимума из трех величин:

(1.4)

где с - припуск на коррозию,

к - минимальная конструктивно необходимая толщина, определяется по таблице 1.1

Расчет на сейсмическое воздействие выполняется специализированной организацией.

Таблица 1.1 ? Минимальная конструктивно необходимая толщина

Диаметр резервуара

D, м

Толщина стенки tk, мм.

Рулонное исполнение:

Полистовое

исполнение

Стационарная крыша

Плавающая крыша

D<16

4

4

5

16D<25

6

5

7

25D<35

8

6

9

D35

10

8

10

По итогам расчета толщина боковой стенки резервуара из стали 14Г2АФ была выбрана равной 4,0 мм

1.1.3 Анализ материала изделия

Сталь 14Г2АФ относится к низколегированным сталям [3], содержащие не более 0,22 % С и сравнительно небольшое количество недефицитных легирующих элементов (таблица 1.2):

Таблица 1.2? Содержание легирующих элементов в низколегированных сталях

M n

Si

Cr

Ni

Cu

V

Ti

N

до 1,8 %

до 1,2 %

до 0,8 %

до 0,8 %

до 0,5 %

до 0,15 %

до 0,03 %

до 0,15%

Анализ термокинетической диаграммы стали 14Г2АФ (лист ДП 150202. 09.12.0884- 01) показал , что, с ростом скорости охлаждения микроструктура основного металла может изменятся от феррито-перлитной до бейнитно-мартенситной. Для РДС характерна бейнито-мартенситная структура. При сварке при больших погонных энергиях, характерных для сварки под флюсом, количество закалочных структур сводиться к минимуму вплоть до исчезновения.

Низколегированные стали хорошо свариваются. Легирующие элементы, растворяясь в феррите, уменьшая размер зерна и увеличивая склонность аустенита к переохлаждению, способствует измельчению карбидной фазы, поэтому низколегированные стали по сравнению с углеродистыми сталями обыкновенного качества ( Ст2, Ст3, Ст4) имеют более высокие значения временного сопротивления и предела текучести при сохранении хорошей пластичности, меньшей склонности к старению и хрупким разрушениям (низкий порог хладноломкости). Ударная вязкость (KCU) эти сталей, при 200С составляет около 0,6 МДж/м2, при -400С - 0,3-0,35 МДж/м2, и при -700С - 0,25-0,3 МДж/м2.

Углерод, образуя с железом твердый раствор внедрения, значительно упрочняет феррит -- намного больше, чем элементы, образующие растворы замещения. О растворимости углерода в б-железе при комнатной температуре единого мнения нет. Она составляет 0,0011% углерод свыше этого содержания входит в состав перлитной составляющей, количество которой увеличивается с возрастанием концентрации углерода. Увеличение содержания перлита сопровождается упрочнением стали. Углерод в феррито-перлитных сталях оказывает значительно большее влияние на временное сопротивление, чем на предел текучести, поэтому уменьшается отношение уТ/уВ, которое является в определенной степени показателем надежности конструкции. В то же время с повышением содержания углерода снижаются ее пластичность и вязкость, ухудшается сопротивление хрупкому разрушению. Если к тому же учесть, что с повышением содержания углерода в значительной степени ухудшается свариваемость стали, то становятся понятными ограниченные возможности упрочнения стали в результате легирования углеродом. Содержание углерода в низколегированных сталях не превышает 0,25%.

Наиболее широко применяемыми легирующими элементами в низколегированных сталях являются марганец, кремний, хром и никель. В случае необходимости повышения коррозионной стойкости в сталь вводится медь. Эти элементы (за исключением никеля и хрома) повышают предел прочности, незначительно изменяют пластичность, снижают ударную вязкость.

Содержание марганца в малоуглеродистых и низколегированных сталях перлитного класса обычно составляет 1,1 --1,8%, и при содержании углерода 0,15% это повышает предел текучести до 39 кгс/мм2 (по сравнению с пределом текучести 31 кгс/мм2 безмарганцовистой стали). Содержание марганца в таких сталях более 1,8% ухудшает пластичность, ударную вязкость и свариваемость стали.

Кремний упрочняет сталь в такой же степени, как и марганец. Однако его содержание в большинстве низколегированных сталей ограничивается 0,8%. Причиной этого является низкая ударная вязкость кремнийсодержащих сталей, особенно при низких температурах. Это свойство усугубляется значительной склонностью кремния к ликвации, что отрицательно сказывается также на свариваемости стали.

Содержание никеля в низколегированных сталях не превышает 1%. Незначительно упрочняя сталь, этот элемент оказывает положительное влияние на пластичность и ударную вязкость, повышая сопротивляемость стали хрупкому разрушению. Содержание никеля часто ограничивается его дефицитностью.

Хром существенно упрочняет сталь в случае комплексного легирования, при этом он положительно влияет на хладостойкость. При обычном для низколегированных сталей содержании (? 0,9%) хром не оказывает отрицательного действия на свариваемость.

Ведение меди, никеля или одновременно меди и фосфора увеличивают коррозионную стойкость в атмосферных условиях и понижает порог хладноломкости.

Хорошее сочетание механических и технологических свойств достигается при микролегировании низкоуглеродистой марганцовистой стали 0,07 - 0,15 V и 0,015 - 0,025 N. При взаимодействии ванадия с азотом образуется карбонитриды ванадия, позволяющий получить сталь с очень мелким зерном и низким порогом хладноломкости. Эти стали упрочняются благодаря дисперсному упрочнению. Пример ? стали 14Г2АФ, 16Г2АФ, 18Г2АФ (таблица 1.3)

Таблица 1.3 ? Механические свойства сталей 14Г2АФ, 167Г2АФ, 18Г2АФ

b ,

МПа

s ,

МПа

,

%

KCU МДж/м2

- 400C

-700C

500 - 600

400 - 450

20

0,4

0,3

Марку стали выбирают исходя из вида сооружения (элемента конструкции), условия эксплуатации и расчетных температур, характера и величины действующих нагрузок и т.д. Стали применяемые для стальных конструкций, подразделяют на условные классы, исходя из соотношения b /s .

К классу С 380/230 относятся стали с нормальной прочностью, к классам С 460/330 и С 520/400 - стали повышенной прочности, к классам С 600/450, С 700/600 и С 850/750 - стали с высокой прочностью.

Вспомогательные конструкции зданий и сооружений, а также клепанные конструкции изготавливают из стали классов С 380/230, С 440/290 и С 520/400.

Мосты для автотранспорта изготовляют из сталей классов С 460/330 - С700/400. (15ХСНД, 10ХСНД, 10Г2С1Д, 16Г2АФ). Гусеничные и шагающие экскаваторы, тяжелонагруженные элементы несущих металлоконструкций изготовляют из сталей классов С 700/600 - С 850/750 (12Г2СМФ, 14ГСМФР). Для резервуаров больших объемов, газгольдеров и других емкостей рекомендованы стали классов С 460/330 - С 700/600 (09Г2С, 14Г2АФ, 10Г2С1, 12Г2СМФ и др.)

Термокинетическая диаграмма стали 14Г2АФ приведена на листе ДП 150202.09.12.0884-01. Из нее следует что, с изменением скорости охлаждения микроструктура основного металла может изменятся от феррито-перлитной до бейнитно-мартенситной. Для РДС характерна бейнито-мартенситная структура, но т.к. мартенсит является низкоуглеродистым, то опасность зарождения холодных трещин минимальна. Однако следует учитывать, что при работе в условиях Крайнего Севера возможно охрупчивания металла. Сварка при больших погонных энергиях, характерных для автоматических и полуавтоматических способах сварки. Количество закалочных структур сводиться к минимуму вплоть до исчезновения.

При разработке технологии сварки возникает проблема выбора сварочной проволоки, обеспечивающей:

? стойкость к холодным трещинам,

? равнопрочность с основным металлом ;

?хладостойкость при ? 40°С.

Для испытаний были с учетом рекомендаций [4] выбраны проволоки марки Св-08Г2С, Св-10ХГ2СМА и Св-08ХГН2МЮ.

1.2 Исследования свариваемости

На первых стадиях испытаний определялась ударная вязкость при температурах от - 40 до +20 С сварных швов из выбранных проволок. После выбора окончательного варианта проволоки проводились испытания на стойкость к холодным трещинам с целью определения безопасных скоростей охлаждения в интервале температур превращения аустенита при сварке.

1.2.1 Методика испытаний на ударную вязкость

Измерение характеристик прочности (пределы прочности и текучести) при динамических испытаниях затруднительно из-за большой скорости процессов деформации и разрушения (время испытания находится в пределах долей секунды). Для фиксации нагрузки и деформации в процессе испытаний необходимы малоинерционные высокочувствительные приборы. Для измерения нагрузок применяют пьезокварцевые динамометры, для измерения деформаций -фотоэлементы. Сигналы от них в процессе испытаний подаются на двухканальный электронный осциллограф, и в результате получается диаграмма (осциллограмма) испытаний в координатах усилие - деформация. Однако такое оборудование достаточно сложно, поэтому в настоящее время нагрузки и деформации при динамических испытаниях измеряются только в исследовательских работах.

Для массовых динамических испытаний практически применяется один метод - ударный изгиб призматических образцов с надрезом. Испытания проводят на маятниковых копрах. В результате таких испытаний определяется ударная вязкость (ан), которая является характеристикой сопротивления материала воздействию динамических нагрузок. Ударная вязкость это отношение работы, затраченной на деформацию и разрушение образца при ударном изгибе (Ан) к площади поперечного сечения образца в месте надреза (F).

aн =Ан/F (1.5)

Таким образом размерность ударной вязкости кгс/см2 (Дж/м2). Работу, затраченную на пластическую деформацию и разрушение, относят к площади поперечного сечения образца, хотя строгого физического смысла это отношение не имеет.

Проведение испытаний на ударную вязкость может иметь различное назначение:

1. Оценка поведения металла при динамических нагрузках, если детали или изделия из этого металла подвергаются в процессе эксплуатации таким нагрузкам, потому что, как уже говорилось, механические свойства при динамических нагрузках могут отличаться от тех, которые металл проявляет при статическом разрушении.

2. Контроль качества металла, поскольку динамические испытания более чувствительны к различным дефектам, возникающим в процессе производства и обработки (микротрещины, неметаллические включения, вредные примеси, неоднородность химического состава и структуры и т.д.)

3. Оценка склонности металла к хладноломкости, т.е. к переходу из вязкого состояния в хрупкое при понижении температуры. Это явление характерно для металлов с ОЦК и ГПУ решеткой. Статические испытания обычно не позволяют оценить склонность металла к переходу в хрупкое состояние и температуру этого перехода, т.к. при статических испытаниях образцы могут сохранять значительную пластичность при охлаждении до очень низких температур. Динамические испытания на изгиб образцов с надрезом являются наиболее жестким видом испытаний из всех стандартных испытаний механических свойств. Поэтому температура перехода в хрупкое состояние при динамических испытаниях выше, чем при статических, и поэтому она может быть определена при динамических испытаниях даже для таких материалов, которые при статических разрушаются вязко при самых низких температурах. Кроме того, проведение испытаний на ударную вязкость при низких температурах значительно проще, чем проведение статических испытаний.

Все это обусловливает то, что испытания на ударную вязкость, несмотря на указанные выше недостатки этой характеристики, являются основным способом оценки склонности металлов к хладноломкости.

Для исследования склонности металла к хладноломкости и определения температуры перехода в хрупкое состояние проводят серию испытаний на ударную вязкость при пониженных температурах. Температура резкого уменьшения ударной вязкости называется порогом хладноломкости. Часто переход из вязкого состояния в хрупкое, сопровождающийся значительным уменьшением ударной вязкости происходит в интервале температур. В таких случаях говорят о верхнем и нижнем пороге хладноломкости, т.е. о температуре начала и конца этого перехода. Иногда в таких случаях за критерий склонности металла к хладноломкости принимают условный порог хладноломкости, т.е. температуру при которой ударная вязкость получается не ниже определенной величины. Например по нормам Международного института сварки за критическую температуру принимают температуру, соответствующую ударной вязкости 35 Дж/см2; в США за критическую принимают температуру, соответствующую ударной вязкости от 21 до 41 Дж/см2 (в зависимости от ответственности конструкций, для изготовления которых предназначается исследуемый металл).

При переходе из вязкого состояния в хрупкое не только резко уменьшается ударная вязкость, но и меняется характер поверхности излома. Вязкий излом - матовый, волокнистый, со следами пластической деформации. Хрупкий излом имеет «кристаллический» характер без видимых следов пластической деформации. В связи с этим существует способ определения условного порога хладноломкости, как температуры, при которой на поверхности изломанаблюдается определенная доля хрупкой составляющей излома (например 10, 50, 90%). Чем больше принят допуск на количество хрупкой составляющей на поверхности излома, тем ниже будет условный порог хладноломкости. При допуске 10% эта температура будет очевидно близка к верхнему порогу хладноломкости, а при допуске 90% - к нижнему.

Для того, чтобы сделать напряженное состояние более жестким для динамических испытаний на изгиб применяют образцы с надрезом, как показано на рисунке 1.13 (для испытаний хрупких материалов, например чугуна, могут применяться динамические испытания на ударную вязкость на образцах без надреза). Кроме того, применение образцов с надрезом значительно уменьшает энергию необходимую для их разрушения, что позволяет уменьшить размеры копра.

По ГОСТ 9454-60 (испытания на ударную вязкость) у нас в стране применяется несколько типов образцов (рисунок 1.2).

Так как при испытаниях на ударную вязкость условие подобия не реализуется, нельзя пересчитывать и сравнивать результаты определения ударной вязкости на образцах разных размеров и разной формы. Желательно, чтобы образцы имели шлифованную поверхность, на них не должно быть трещин, заусенцев. Поверхность надреза не должна иметь рисунок, царапин и других дефектов, так как они могут, существенно исказить результаты испытаний, поскольку именно дно надреза обычно является местом начала образования трещины, развитие которой приводит к разрушению образца. Если нужно произвести испытания термически обработанных образцов, то надрез на них делается после термической обработки.

Рисунок 1.2?Типы образцов для испытания на ударную вязкость

Для испытаний на ударную вязкость наибольшее распространение получили маятниковые копры. В данной работе испытания проводятся на маятниковом копре (рисунок 1.3).

Основной частью копра является массивный маятник, который может качаться на оси. В поднятом положении маятник обладает определенным запасом энергии (в зависимости от высоты подъема). При падении маятник, проходя через вертикальное положение ударяет по образцу и разрушает его, на что затрачивается часть энергии маятника. Оставшаяся часть энергии затрачивается на подъем маятника после удара. Скорость движения маятника в момент удара по образцу должна быть в пределах 4-7 м/сек, что соответствует скорости деформации стандартных образцов порядка 102 1/сек.

Рисунок 1.3? Схема испытания на ударный изгиб

Зная высоту подъема маятника до и после удара и его вес, можно подсчитать работу, затраченную на разрушение образца. На копре МК-30 эта работа определяется автоматически. Для этого к маятнику прикреплен поводок, который при подъеме маятника в исходное положение устанавливает подвижную рамку со шкалой в определенном положении в соответствии с высотой подъема маятника, т.е. с запасенной маятником энергией. После удара маятник, поднимаясь, тем же поводком перемещает вдоль шкалы стрелку до уровня, соответствующего высоте подъема маятника, т.е. его энергии после удара. Таким образом мы автоматически определяем разницу энергий маятника до и после удара, т.е. работу, затраченную на пластическую деформацию и разрушение образца. Для вычисления ударной вязкости нужно затраченную при испытании работу разделить на площадь поперечного сечения образца.

Прежде, чем приступить к испытаниям образцов на копре, нужно проверить правильность его работы. Для этого поднимают и фиксируют на какой-то высоте маятник копра. При этом рамка со шкалой устанавливается в определенном положении, соответствующем запасенной энергии маятника. После этого маятник отпускают, не устанавливая образец на опоры копра, и он должен подняться на ту же высоту, с которой его отпустили и, если копер работает нормально, поводок маятника поднимет стрелку прибора до нулевого деления шкалы, так как энергия маятника ни на что не расходуется (если пренебречь потерями энергии на трение в опорах оси маятника, на сопротивление воздуха и другими потери, которые очень малы). Если при такой проверке стрелка остановится не на уровне нулевого деления шкалы, необходимо выяснить причины этого и устранить их.

Перед испытаниями нужно замерить штангенциркулем с точностью до 0,1 мм ширину и толщину образцов в месте надреза, так как при их изготовлении возможны отклонения от стандартных размеров. Результаты замеров занести в таблицу или протокол испытаний.

После этого можно приступать к испытаниям. Для испытания образца нужно взвести маятник, проверить положение шкалы и установить образец на опоры копра. Образец устанавливается так, чтобы надрез был расположен посередине расстояния между опорами (расстояние между опорами копра 40 мм) и маятник ударял по грани образца, противоположной той, на которой сделан надрез. При проверке установки шкалы и установке образца на опорах маятник обязательно должен быть закреплен фиксатором во избежание случайного его падения. При работе на копре необходимо пользоваться ограждением, так как обломки образца после разрушения могут разлетаться в разные стороны с большой скоростью. После разрушения образца нужно записать работу разрушения и собрать обломки образца для исследования микроструктуры и характера излома.

Для определения ударной вязкости при низких температурах образцы перед испытанием нужно охладить. Охлаждение производится в ванне с ацетоном, бензином, спиртом или другой жидкостью с низкой температурой затвердевания. Ванна изготавливается из материала с низкой теплопроводностью (например, из пенопласта). Для охлаждения ванны и поддержания в ней нужной температуры применяется жидкий азот. Температура кипения азота -1960С. При заливке жидкого азота в ванну он кипит, испаряется и охлаждает при этом ванну с жидкостью и помещенными в нее образцами. Температура ванны замеряется пентанным термометром. Для выравнивания температуры по всему объему образцов, они должны находиться в ванне не менее 15 минут. Температура образцов в ванне должна быть на 3-50С ниже температуры испытания. Тогда за время переноса образца из ванны на опоры копра он нагреется не выше требуемой температуры. Время с момента извлечения образца из ванны до момента его разрушения не должно превышать 5 секунд.

Испытания проводятся при температурах 20; -20; -60; -100 и 1960С. После этого в интервале температур, где получилось резкое падение ударной вязкости, для более точного определения порога хладноломкости проводятся испытания ещё при одной - двух температурах. При каждой температуре испытывается по нескольку образцов.

По замеренным значениям размеров поперечного сечения образцов и работы, затраченной на их разрушение, определяется ударная вязкость для каждого образца. Подсчитывается среднее значение ударной вязкости для каждой температуры испытания по результатам испытаний трех образцов. Все данные заносятся в таблицу.

По полученным результатам строится кривая зависимости ударной вязкости от температуры испытаний. По построенной кривой определяются значения верхнего и нижнего порогов хладноломкости. Эти результаты сопоставляются с результатами изучения характера изломов и микроструктуры.

1.2.2 Методика испытаний на пробу «Теккен»

При испытаниях на склонность к холодным трещинам наибольшее распространение получили расчетные методы, технологические пробы и специализированные механические испытания.

При расчетных методах используются параметрические уравнения, полученные статистической обработкой экспериментальных данных. Для конструкционных сталей в качестве критерия стойкости к ХТ используется эквивалент углерода, рассчитываемый по формуле

(1.6)

Здесь символ химического элемента означает его содержание в процентах.

Если Сэкв > 0,45%, то считается, что сталь потенциально склонна к образованию ХТ.

Специализированные механические испытания основаны на доведении шва или ЗТВ до образования ХТ под действием внешних длительно действующих нагрузок. При испытаниях серию образцов нагружают различными по величине нагрузками непосредственно после окончания сварки в течение 20 ч. За количественный показатель принимается минимальное растягивающее напряжение, при котором появляются трещины. Достоинство - малая металлоемкость и количественный характер информации. Однако для механизированных испытаний требуется специализированное оборудование и большое количество испытаний.

Технологические пробы позволяют получить оценку материала на склонность к ХТ в условиях, максимально приближенных к реальным условиям изготовления сварных конструкций (сварочные материалы, параметры режима сварки). . В технологических пробах часто усугубляются факторы, вызывающие появление трещин. Пример - крестовая проба на рисунке 1.4.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.4. Схема крестовой пробы

Крестообразный образец сваривается в последовательности 1-2-3-4. Жесткость образца при этом последовательно увеличивается. Чем позже зарождается при данных режимах ХТ, тем более данный сплав или технологический варианта стоек к образованию ХТ. Данная проба носит качественный характер и пригодна только для априорной стадии исследований.

Более информативной является технологическая проба «Теккен» [4]. Её схема представлена на рисунке. 1. 5

По краям образец сваривается по заданному технологическому варианту с двух сторон с полным проплавлением (разрез Б-Б). В середине образца имитируется непровар (разрез А-А). Сваренный образец выдерживается после сварки в течение 20 ч. Далее он помещается в кислоту.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.5. Схема пробы «Теккен»

После разрушения образца внешней нагрузкой на изломе выявляются травленые участки, площадь которых равна площади ХТ. Количественным показателем пробы «Тэккен» для данного режима сварки является отношение площади трещин к общей площади излома. Другим критерием является температура подогрева, при которой нет ХТ.

1.2.3 Результаты испытаний

На листе ДП 150202.09. 12. 884-02 приведены результаты испытаний выбранных сплавов на ударную вязкость при +20 и ?40 С. При положительных температурах ударная вязкость мало отличается и находится в пределах разброса данных. При -40С наилучшую хладостойкость показала проволока Св-08ХГН2МЮ, легированная никелем. Она была выбрана для дальнейших испытаний.

Таким образом, для получения хладостойких сталей необходимо снижать концентрацию углерода. При этом одновременно улучшается свариваемость стали. Присутствие некоторого количества перлита в структуре необходимо для обеспечения достаточного уровня прочности стали.

Легирующие элементы оказывают влияние на свойства феррита, положение критических точек в стали, кинетику г - б-превращения и размер зерна.

Одновременное повышение твердости, прочности и ударной вязкости обеспечивает никель во всем диапазоне концентраций и марганец в количестве до 2,0 %. Хром мало влияет на твердость феррита, но при содержании до 1,5 % увеличивает его вязкость. Увеличение содержания кремния более 0,8 % приводит к резкому снижению ударной вязкости. Кремний и марганец во всем исследованном диапазоне концентраций значительно повышают твердость феррита. Введение в сталь марганца до 2 % и кремния до 0,8 % приводит к заметному упрочнению ферритной матрицы, почти не ухудшая ее пластичности и вязкости.

На листе ДП 150202.09. 12. 0884-02 приведены результаты испытаний на пробу «Теккен» для стали 14Г2АФ, сваренной под флюсом проволокой Св-08ХГН2МЮ, ручной дуговой сваркой электродами марки УОНИ 13/55, а также сваркой в среде углекислого газа. Сварка проводилась на режимах, обеспечивающих скорость охлаждения в интервале температур превращения аустенита в диапазоне 1060 С /с. Нижняя граница диапазона относится к сварке под слоем флюса, верхняя - к РДС. Из графика следует, что в большей части режимов сварки под флюсом обеспечивается минимальная склонность к ХТ, в то время как при РДС необходим предварительный подогрев порядка 150 С.

1.3 Выводы

По результатам анализа объекта проектирования были сделаны следующие выводы:

1) Применение низколегированной стали 14Г2АФ с дополнительным микролегированием ванадием и азотом позволяет снизить металлоемкость резервуара с сохранением требуемого уровня свариваемости.

2) Выбранная в процессе испытаний проволока Св-08ХГН2МЮ обеспечивает равнопрочность сварного соединения и его хладостойкость.

Направлением дальнейшей работы является разработка технологии сварки боковой стенки резервуара и проектирование специализированного оборудования.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Выбор способа сварки

Результаты априорного анализ по выбору способа сварки приведены на листе ДП150202.09.12.0887 - 02. Для сварки протяженных прямолинейных швов в заводских условиях вне конкуренции стоит автоматическая сварка под слоем флюса. Её схема представлена на рисунке 2.1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.1. Схема сварки под слоем флюса

Плавящимся электродом при автоматической дуговой сварке под флюсом служит проволока 1, которая постепенно, по мере оплавления, подаётся в дугу роликами При этом скорость подачи проволоки Vэ равна скорости её плавления. и длина дуги практически остаётся постоянной. Дуга перемешается вдоль свариваемых кромок механизмом перемещения со скоростью сварки Vсв.

Флюс, расплавленной дугой, образует вокруг неё жидкий шлак, который надёжно защищает зону сварки от воздействия кислорода, водорода и азота воздуха, образуя при кристаллизации шлаковую корку 7 Кроме того, флюс выполняет много других различных функций, например, раскисление металла, его легирование и др.

Преимущества способа сварки под слоем флюса:

1. Производительность процесса в 5....10 раз выше производительности при ручной дуговой сварке, которая достигается за счет:

а) Увеличения плотности тока дуги, благодаря максимальному приближению точки токоподвода к сварочной дуге и наличию защитного флюса. При ручной сварке плотность тока не превышает 10 А/м2; (d = 5 мм; I св. = 200 А). При сварке под флюсом плотность тока 40...50 А/мм2 (d = 5мм, Iсв. = 800...1000 А). При сварке тонкой проволокой (d= 1,6...2 мм) - плотность тока 70...100 А/мм2 .

б) Сокращения машинного времени вследствие повышения скорости сварки. Это стало возможным только из-за применения больших токов, увеличения концентрации тепловой энергии в зоне нагрева, повышения коэффициента полезного действия сварочной дуги и применения специальных технологических приемов. Например, скорость ручной сварки Vсв. = 6...8 м/ч, скорость сварки под флюсом 30...40 м/ч и в особых случаях - 120...160 м/ч (сварка труб).

в) Уменьшения количества наплавленного присадочного металла вследствие глубокого проплавления основного металла. Это дает возможность варить стыковые швы без разделки кромок и без зазора до 20 мм и с зазором свыше 20 мм, Кроме того, угол разделки кромок составляет 60-45°С, что также способствует уменьшению количества наплавленного присадочного металла.

г) Повышения коэффициента наплавки от 8...12 г/А*ч при ручной сварке, до 14...16 г/А*ч при однодуговой сварке под флюсом.

2. Высокое качество металла шва и сварного соединения в целом, которое достигается за счет:

а) Надежной защиты сварочной ванны от воздействия кислорода и азота воздуха.

б) Получения металла шва более однородного по химическому составу благодаря стабильности режима сварки, а значит, постоянного соотношения количества расплавляемого присадочного и основного металла и взаимодействующего с ними флюса-шлака.

в) Увеличения плотности металла (без пористости шлаковых включений) шва, формирования его без наплывов подрезов и чешуйчатости.

3. Социально-экономические преимущества, которые достигаются за счет:

а) Отсутствия необходимости защиты глаз и лица сварщика от светового излучения и брызг расплавленного металла.

б) Улучшения условий труда сварщика, снижения вредности производства.

в) Экономии электродного металла на угар, разбрызгивание и огарки, а также экономии электроэнергии, вследствие повышения КПД процесса.

2.1.1 Сварка под флюсом на медной подкладке

Стыковые швы можно разделить на две основные группы: односторонние и двусторонние, которые, в свою очередь, подразделяются на сварку с разделкой кромок и без разделки кромок. Чтобы воспрепятствовать вытеканию жидкого металла и шлака в зазор между свариваемыми кромками, сварку стыковых швов производят с помощью ниже следующих приспособлений.

1) На флюсовой подушке;

2) На медной и флюсомедной подкладке;

3) «В замок»;

4) На остающейся технологической подкладке;

5) После ручной подварки корня шва;

6) Навесу.

Стыковые соединения листов стали толщиной до 20 мм в нижнем положении обычно, сваривают односторонними однопроходными швами.

При односторонней сварке на гладкой медной (технологической) подкладке шов хорошо формируется только при плотном поджатии подкладки, совпадении свариваемых кромок и отсутствии зазора в стыке, а также при наличии зазоров между кромкой и подкладкой или использовании плотно прижатой медной подкладки с канавкой (рисунок 2.2).

При сварке соединений с зазором в стыке и на прижатой подкладке в корне шва получаются непровары седловидной формы, что вызывает необходимость дополнительной подварки. Плохое поджатие подкладки приводит к прожогам или получению вогнутых швов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

а ? медная подкладка, прижатая к стыку, не имеющему зазора, б ? медная подкладка, прижатая к стыку, собранному с большим зазором, в ? медная подкладка, не прижатая к стыку, г ? умеренные зазоры между свариваемыми кромками и между стыком и медной подкладкой, д ? подкладка с канавкой, хорошо прижатая к стыку

Рисунок 2.1. Влияние положения медной подкладки и зазора в стыке на форму шва

Для случая сварки боковых стенок резервуаров большой протяженности достижение равномерного плотного прижатия листов к медным подкладкам весьма затруднительно. Сварка на флюсовой подушке предъявляет намного меньшие требования к точности сборки и плотности прижатия листов

2.1.2 Сварка на флюсовой подушке

Для получения полного провара сварку выполняют на флюсовой подушке, схема которой приведена на рисунке 2.3.

Размещено на http://www.allbest.ru/

а - схема поджатия флюсовой подушки; б - недостаточное поджатие флюса; в - излишнее поджатие флюса; г ? сквозное отверстие во шве при чрезмерно сильном поджатии флюса или чрезмерно большом зазоре при нормальном поджатии флюса

Рисунок 2.3 - Сварка на флюсовой подушке

Принцип действия флюсовой подушки заключается в том, что к нижней стороне свариваемых листов поджимается слой флюса, препятствующий вытеканию сварочной ванны. Между листами должен быть зазор 4... ...5 мм. Качество швов, их формирование определяется равномерностью поджатия флюсовой подушки и равномерностью зазора в стыке. Если флюс недостаточно поджат, то образуется обратный валик, а усиление шва отсутствует. Излишне большое поджатие приводит к образованию сплошной канавки или вмятины корня шва. Иногда давление флюса бывает настолько большим, что расплавленный флюс «подушки» прорывается наружу сквозь слой жидкого металла, образуя в шве сквозные отверстия. Оптимальное давление флюса зависит от режима сварки. Прижатие флюса создается резиновым эластичным шлангом, в который подается сжатый воздух. Широкое распространение при сварке листов толщиной 2-8 мм получили электромагнитные стенды. Электромагниты удерживают листы в горизонтальном положении, а шланги со сжатым воздухом снизу поджимают флюс. Ориентировочные режимы односторонней сварки на флюсовой подушке приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Параметры режима сварки на флюсовой подушке

Толщина листа, мм

Зазор в стыке,

мм

Диаметр электрода,

мм

Ток сварки,

А

Напряжение дуги,

В

Скорость сварки,

м-/ч

Грануляция флюса

в подушке

Давление воздуха в шланге, ат

3

01,5

1,6

2

3

270300

270300

400420

2528

2528

2528

34

44

70

Мелкая

0,8

0,8

0,8

4

01,5

01,5

2

4

375400

525550

2830

2830

40

50

Мелкая

1,01,5

1,0

5

02,5

02,5

2

4

425450

520600

3234

3234

35

46

Мелкая

1,01,5

1,01,5

6

03,0

03,0

2

4

470500

600650

3234

3234

30

40

Мелкая

1,01,5

1,01,5

8

03,5

4

720770

3236

34

Норм

1,01,5

2.2 Расчет параметров режима сварки

2.2.1 Ручная дуговая сварка

Расчет параметров режима ручной дуговой сварки покрытыми металлическими электродами проводится в следующем порядке [5]:

I) Выбирается по ГОСТ 5264-80 форма и конструктивные элементы подготовки кромок на стандартные сварные соединения, исходя из толщины свариваемого изделия. При этом следует иметь в виду, что для одной и той же толщины свариваемого металла имеется несколько вариантов выполнения подготовки кромок, причем с увеличением толщины количество вариантов растет. Поэтому при выборе оптимального варианта необходимо, исходя из конструкции сварного изделия и технических условий на его изготовление, оценить доступ к сварному шву с лицевой и обратной стороны и возможности кантовки изделия, условия выполнения корневого шва и необходимость обеспечения обратного формирования корня шва. На основании этого устанавливается наиболее приемлемая в технологическом отношении возможная форма подготовки кромок.

2) Исходя из состава свариваемого материала и толщины выбирается тип, марка и диаметр электрода. При этом следует пользоваться рекомендациями таблиц 2.2. Выбранный диаметр электрода выделен . Выбираем dэ = 4,0 мм.

Таблица 2.2.

Выбор диаметра электрода для стыкового шва

Толщина листа, мм

1-2

3

4-5

6-12

13 и более

Диаметр

электрода, мм

1,5-2,0

3

3-4

4-5

5

3) Выбирается марка электрода - УОНИ 13/55. Предназначен для сварки высокопрочных сталей. Покрытие типа Б сварка возможна на постоянном токе обратной полярности.

4) Определяется сила сварочного тока. Величина сварочного тока зависит от диаметра электрода, состава и типа покрытия, положения шва в пространстве. Нижний предел тока ограничивается стабильностью процесса сварки, верхний ? допустимой температурой нагрева покрытия (для типа покрытия А, Б и Р ? не более 600 оC, для Ц - не более 200°С), хорошим формированием шва и др.

Для приближенных расчетов:

Iсв=(К1+К2dэ)dэ, (2.1)

где : К1 - коэффициент, К1 = 20;

K2 - коэффициент, определяется в зависимости от типа

покрытия и положения шва в пространстве по табл. 2.3.

В таблице 2.3 приведены предельные значения. Большие значения К2 соответствуют меньшим диаметрам электродов.

Таблица 2.3 ? Значения коэффициентов К2

Тип покрытия

Пространственное положение шва

Нижнее

Вертикальное

Горизонтальное

и потолочное

Кислое А

4,6ч6,8

5,7

2,4ч4,1

3,3

3,7ч5,7

4,7

Рутиловое Р

4,6ч7,3

6,0

2,8ч4,4

3,7

3,8ч6,1

5,0

Основное Б

2,6ч4,7

3,6

1,6ч2,8

2,2

1,7ч3,1

2,4

Целлюлозное Ц

2,0ч4,6

3,3

1,6ч3,4

2,5

1,6ч3,4

2,5

Делаем подстановку в (2.2):

Iсв = (20 + 3,64)4 = 129,6 (130140) А.

6) Определяется напряжение дуги Uд в зависимости от типа покрытия и уточняется по паспортным данным для каждой марки электродов (см. [5], Приложение 1). Принимаем Uд = 24 В.

7) Скорость сварки (скорость перемещения дуги)

, (см/с), (2.2)

где: бн - коэффициент наплавки, г/А·ч, определяется

по Прилож.1. бн - 9.0

с - плотность наплавленного металла, г/см3,

Fн -площадь поперечного сечения наплавленного за

1 проход металла, см2. Принимаем Fн = 0,2 см2.

После подстановки получим

см/с

8) Погонная энергия сварки

, (Дж/см), (2,3)

где з - эффективный КПД дуги, для РДС з = 0,7;

9) Глубина проплавления определяется по формуле

= 0,2 (см) (2.4.)

2.2.2 Сварка под флюсом

1) По ГОСТ 8712-79 (сварка под флюсом) выбираются форма и конструктивные элементы подготовки кромок под сварку на флюсовой подушке (рисунок 2.4) с учетом рекомендаций в таблице 2.1.

2) Задается глубина проплавления Н:при односторонней сварке

Н= +(1ч2) мм = 4+1 = 5 мм(2.5)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.4 ? Схема сборки стыка

3) Исходя из состава свариваемой стали, выбирают сварочные материалы (проволока Св-08ХГН2МЮ , марка флюса АН-348А), которые оказывает влияние на величину сварочною тока, а также марку сварочной проволоки. Из таблицы 2.4 выбирается диаметр электродной проволоки dэ, = 3,0 мм.

Таблица 2.4 ? Рекомендуемый диаметр электродной проволоки для односторонней сварки под флюсом без разделки кромок

Толщина металла

S, мм

dэ, мм

Толщина металла

S, мм

dэ, мм

3

4

5

6

8

1,6-3

2-4

2-4

2-4

2-4

10

12

14

16

18

3-4

4-5

4-5

5-6

5-6

При выборе dэ следует дополнительно ориентироваться на допускаемую плотность тока (таблица 2.5)

Таблица 2.5 ? Допускаемая плотность тока

dэ, мм

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

j, А/мм2

90-400

65-200

45-90

35-60

30-50

25-45

4) Определяется сила сварочного тока, обеспечивающая заданную глубину проплавления (полярность обратная)

(2.6)

где Кп ? коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от условий проведения сварки (табл. 2.6).

5) В случаях, непредусмотренных таблицей 2.6, можно рассчитать сварочный ток, имея в виду, что на 1 мм глубины проплавления в среднем необходимо 80-100 А.

Таблица 2.6 ? Значения Кп в зависимости от условий сварки

Защитная среда

dэ, мм

Кп, мм/100А

Переменный ток

Постоянный ток

Прямая

полярность

Обратная

полярность

Флюс АН-348А

2

3

4

5

6

1,25

1,1

1,1

0,9

0,9

1,15

0,95

0,9

0,85

0,85

1,4

1,25

1,1

1,05

1,05

6) Определяется оптимальное значение напряжения на дуге

.(2.7.)

7) Скорость сварки находится по формуле

(2.8)

где А - коэффициент, определяемый по таблице. 2.7.

Таблица 2.7 ? Значения коэффициента А

dэ, мм

1,2

1,6

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

А, А/м/ч

25

58

812

12-16

16-20

20-25

25-30

8) Определяется коэффициент наплавки бн . При сварке под флюсом коэффициент наплавки ввиду незначительных потерь металла на разбрызгивание и угар может быть взят равным коэффициенту расплавления бр. При вылете электрода, равным десяти его диаметрам (30 мм), коэффициент наплавки можно определить по таблице 2.8. Принимаем бн =12, 3 г/Ач

Таблица 2.8 ? Коэффициенты наплавки при сварке под флюсом

Сила тока, А

Напряжение

на дуге, В

Коэффициент наплавки, г/А·ч при dэ, мм

2

3

4

5

6

8

200-270

280-340

350-390

32-34

34-38

36-40

13,4-14,6

14,7-15,8

15,9-16,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

400

dэ = 3ч4 мм

27-30

dэ = 2 мм

36-40

16,4

12,3

11,5

-

-

-

500

dэ = 3ч4 мм

27-30

dэ = 2 мм

36-40

18,5

13,8

12,6

-

-

-

700

dэ = 3ч6 мм

36-38

25,0

17,0

16,0

14,3

13,8

-

800

900

1000

1100

1200

36-38

36-38

37-40

38-45

38-45

-

-

-

-

-

18,5

-

-

-

-

17,2

-

-

-

-

15,6

16,3

17,1

-

-

14,3

14,8

15,2

15,7

16,1

-

14,4

14,8

14,9

15,1

9) Площадь наплавки за один проход

, (2.9)

где с - плотность металла, г/см3;

vсв - скорость сварки, см/ч.

Определяют скорость подачи электродной проволоки

, (2.10)

где vсв - скорость сварки, м/ч;

Fн - площадь наплавки, мм2;

Fэ - площадь поперечного сечения электрода, мм2.

2.3 Контроль качества сварных соединений резервуара

2.3.1 Общие требования

При сооружении резервуаров применяются следующие виды контроля качества сварных соединений:

? механические испытания сварных соединений образцов-свидетелей;

? визуальный контроль;

? измерительный, с помощью шаблонов, линеек, отвесов, геодезических приборов и т.д.;

? контроль герметичности (непроницаемости) сварных швов сиспользованием проб «мел-керосин», вакуумных камер, избыточного давления воздуха или цветной дефектоскопии;

? физические методы для выявления наличия внутренних дефектов: радиография или ультразвуковая дефектоскопия, а для контроля наличия поверхностных дефектов с малым раскрытием, магнитография или цветная дефектоскопия;

- гидравлические и пневматические прочностные испытанияконструкции резервуара.

В рабочей документации должны быть указаны способы, объемы и нормы контроля качества сварных соединений.

2.3.2 Визуальный и измерительный контроль

1) Визуальный и измерительный контроль должен осуществляться в соответствии с РД 03-606-03 Госгортехнадзора России.

2) Визуальному контролю должны подвергаться 100% длины всех сварных соединений резервуара.

3) По внешнему виду сварные швы должны удовлетворять следующим требованиям:

? по форме и размерам швы должны соответствовать проекту;

? швы должны иметь гладкую или равномерно чешуйчатую поверхность (высота или глубина впадин не должка превышать 1 мм);

? металл шва должен иметь плавное сопряжение с основным металлом;

? швы не должны иметь недопустимых внешних дефектов.

4) К недопустимым внешним дефектам сварных соединений резервуарных конструкций относятся трещины любых видов и размеров, несплавления, наплывы, грубая чешуйчатость, наружные поры и цепочки пор, прожоги и свищи.

5) Подрезы основного металла допускаются не более величин 0,5 мм.

6) Для стыковых соединений из деталей одной толщины допускается смещение свариваемых кромок относительно друг друга не более:

? для деталей толщиной до 10 мм - 1,0 мм;

- для деталей толщиной более 10 мм - 10% толщины, но не более 3 мм.

7) Выпуклость или вогнутость углового шва не должна превышать более чем на 20% величину катета шва.

8) Уменьшение катета углового шва допускается не более 1 мм. Увеличение катета углового шва допускается не более следующих значений:

? для катетов до 5 мм - 1,0 мм;

? для катетов свыше 5 мм - 2,0 мм.

9) В местах пересечения сварных швов и в местах исправления дефектов необходимо обеспечивать минимальную концентрацию напряжений за счет обеспечения плавного сопряжения шва с основным металлом и уменьшения его выпуклости.

2.3.3 Контроль герметичности

Контролю герметичности подлежат все сварные швы, обеспечивающие, герметичность резервуара, а также плавучесть понтона или плавающей крыши.

Контроль герметичности сварных соединений производится с использованием метода «мел-керосин», избыточного давления или вакуумным способом.

2.3.4 Контроль радиографический

Радиографический контроль применяется для контроля стыковых сварных швов стенки и окраек днищ в зоне сопряжения со стенкой резервуара. При заводском изготовлении резервуарных конструкций вместо радиографического контроля может применяться рентгенотелевизионный контроль по ГОСТ 27947.

Оценка внутренних дефектов сварных швов должна производиться по ГОСТ 23055 и должна соответствовать:

?для резервуаров III уровня ответственности - 6-му классу;

?для резервуаров II уровня ответственности - 5-му классу;

? для резервуаров I уровня ответственности - 4-му классу.

2.3.5 Ультразвуковая дефектоскопия

Ультразвуковая дефектоскопия производится в соответствии с ГОСТ 14782. для выявления внутренних дефектов (трещин, непроваров, шлаковых включений, газовых пор) и определения количества дефектов, их эквивалентной площади, условной протяженности и координат расположения.

2.3.6.Магнитопорошковая или цветная дефектоскопия

Контроль магнитопорошковой или цветной дефектоскопией производится с целью выявления поверхностных дефектов основного металла и сварных швов. Магнитопорошковой или цветной дефектоскопии подлежат:

? сварные швы соединения стенки с днищем резервуаров;

? сварные швы приварки люков и патрубков к стенке

резервуаров;

?места на поверхности листов стенок резервуаров из стали с

пределом текучести свыше 345 МПа, в зонах удаления технологических приспособлений.

2.3.7 Основные требования к гидравлическим испытаниям резервуаров

1) Все резервуары со стационарной и плавающей крышейдолжны быть подвергнуты гидравлическому испытанию. Резервуары со стационарной крышей без понтона, эксплуатируемые с установленными на крыше дыхательными клапанами, должны быть испытаны на внутреннее избыточное давление и вакуум.


Подобные документы

  • Определение параметров свариваемости стали, выбор способов сварки и разработка технологии сборки и сварки пояса в условиях массового или крупносерийного производства. Выбор сварочных материалов и описание технологического процесса сварки стыка пояса.

    реферат [830,4 K], добавлен 27.04.2012

  • Анализ свариваемости трубы из углеродистой стали. Выбор вида автоматической сварки для изготовления шва с заданными свойствами. Разработка технологического процесса согласно расчетам и операциям по ЕСТД. Выбор оборудования и методов оптимизации сварки.

    дипломная работа [936,9 K], добавлен 27.11.2014

  • Описание действующей технологии изготовления изделия, анализ вариантов сварки. Расчет режимов, выбор и обоснование используемого оборудования и приспособлений. Разработка технологического процесса сборки и сварки изделия, контроль качества материалов.

    дипломная работа [678,7 K], добавлен 15.02.2015

  • Описание и условия эксплуатации крыши вертикального цилиндрического наземного резервуара. Выбор способа сварки и сварочного оборудования. Разработка технологии изготовления полотнища крыши. Контроль качества сварных соединений, исправление дефектов.

    курсовая работа [440,8 K], добавлен 25.09.2014

  • Обоснование выбора типа соединений, схемы сварки. Описание материала деталей и его свариваемости. Расчет параметров режимов сварки. Описание материала деталей и его свариваемости. Выбор оборудования, индуктивное сопротивление вторичного контура.

    курсовая работа [398,3 K], добавлен 10.01.2014

  • Разработка технологии сварки обечайки корпуса теплообменного аппарата для атомных электростанций. Анализ и выбор способа изготовления с учетом особенностей свариваемости стали 09Х18Н10Т. Описание электронно-лучевой сварки. Выбор сварочного оборудования.

    курсовая работа [615,9 K], добавлен 14.03.2010

  • Разработка технологии сварки изделия. Выбор способа получения заготовок. Резка металла с помощью установки автоматизированного плазменного раскроя. Расчет режимов автоматической сварки под флюсом. Схема листогибочной машины с гидравлическим приводом.

    контрольная работа [183,0 K], добавлен 23.03.2014

  • Назначение, конструкция и условие эксплуатации газгольдера. Оценка свариваемости основного металла. Выбор способа сварки, сварочной проволоки и флюса. Расчет режима электрошлаковой сварки. Выбор сварочного оборудования общего или специального назначения.

    курсовая работа [4,6 M], добавлен 01.12.2012

  • Сущность, виды и назначение оболочковых конструкций. Методика проектирования, сборки и сварки сферического резервуара для хранения дизеля. Общая характеристика различных режимов сварки. Порядок и особенности оценки и контроля качества сварных конструкций.

    курсовая работа [73,6 K], добавлен 08.09.2010

  • Расчет склонности стали 40х к трещинообразованию. Выбор сварочных материалов и способа сварки. Расчет химического состава металла шва. Расчет основных параметров режима сварки. Определение склонности металла околошовной зоны к образованию трещин.

    контрольная работа [66,7 K], добавлен 31.03.2016

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.