1.3 Характеристика материалов

1.4 Оценка свариваемости

2 Заготовительные операции

2.2 Раскрой эллиптических днищ

2.3 Раскрой опорной части

2.4 Правка листового металла

2.6 Вальцевание

2.7 Штамповка днищ

2.9 Требования к изготовлению

3.1 Точность сборки

4.1 Сварочные материалы

4.7 Сварка заготовок днищ

4.8 Приварка штуцеров

5.3 Ультразвуковой контроль

5.4 Механические испытания

5.5 Гидрастатические испытания

Заключение

перегонка импульсный газ адсорбер сварка

Аннотация

Задачей данного проекта являлась разработка технологии изготовления адсорбера для перегонки импульсного газа до точки росы, с диаметром 1700 мм, толщиной стенки 8 мм, длиной 3950 мм из стали 08Х22Н6Т.

В проекте описана характеристика изделия и условия его работы, характеристика материала, заготовительные операции, сборочные и сварочные операции. Выбраны необходимое оборудование, сварочные материалы, режимы сварки и контрольные операции.

В графической части показаны сборочный чертеж аппарата, технологические параметры сварки данного изделия и средства механизации.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки объемом листов, графической части объемом 4 листа.

1. Аппарат подлежит действию «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением». Технические требования по ГОСТ Р 52630-2003:

1. Материал основных элементов и сварочных материалов аппарата:

Корпус сталь 08Х22Н6Т, толщиной 8 мм, по ГОСТ 5632-72.

Днище сталь 08Х22Н6Т, толщиной 8 мм, по ГОСТ 5632-72.

Опора сталь 08Х22Н6Т, толщиной 8 мм, по ГОСТ 5632-72.

2. Допускается замена марок основных и сварочных материалов, указанных в п.2, свойства которых не ухудшают качества деталей и изделия в целом. При этом возможные замены отражаются в форме 6 паспорта.

3. Аппарат термообработать по технологии ОГмет. Приварка деталей к корпусу аппарата после термообработки не допускается.

1.3 Характеристика материалов

2.1 Раскрой цилиндрической части корпуса методом обечаек

Длина цилиндрической части корпуса составляет 3950 мм. Согласно ГОСТ 19903-74, примем ширину обечайки 2000 мм. Подставляя длину цилиндрической части корпуса и максимальную ширину листового металла в формулу: , получаем минимально необходимое количество обечаек, которое необходимо округлить в большую сторону. В нашем случае это:

= 1,58 округляем до 2.

Так как высоту обечаек (а это ширина листа по ГОСТ) рационально изготовлять одного размера, то определяется оптимальная ширина листа :

где = рациональная ширина листа;

= длина цилиндрической части корпуса;

= расчетное количество обечаек (целое число);

Исходя из этого, принимаем ширину обечаек равную 2000 мм.

Величина развёртки обечайки определяется по формуле:

где L_p - длина развёртки обечайки, мм; D_вн - внутренний диаметр обечайки, мм; а - 1% от внешнего диаметра. b₁ - припуск на зазор (для ЭШС = 30 мм, для остальных видов сварки =2 мм); b₂ - припуск на механическую обработку (1...2 мм).

мм.

Согласно ГОСТ 19903-74, длина листового проката, при толщине 8 мм, и ширине 2000 мм, находится в диапазоне от 3000 до 12000 мм. Из этого диапазона можно выбрать любую длину, кратную 100 мм. В данном случае принимаем 5400 мм. По причине того, что необходимая длина меньше данной, часть металла уйдёт в отход.

При раскройке листового материала необходимо учесть также, что при автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом, для обеспечения качественной сварки начальных и конечных участков изделия, используют вводные и выводные планки, которые также необходимо внести в раскрой. Размер входных и выходных планок зависит от толщины металла. Для толщины металла S = 8 мм, размер входных и выходных планок принимаем 100Ч60 мм.

Процент отхода вычисляется по формуле:

Где F_л - площадь стандартного листа по ГОСТ, мм²; F_заг - суммарная площадь заготовок, вырезаемых да листа, с учетом годового выпуска изделий, мм²; F_тех - суммарная площадь деталей (входных и выходных планок для сварки, контрольных пластин для механических испытаний свойств сварного соединения, а также деталей, используемых для изготовления изделий данного цеха или других цехов завода) мм².

По причине того, что отход от раскроя цилиндрической части крайне мал, контрольные пластины и выводные планки в раскрое цилиндрической части учитываться не будут.

Рис. 1. Раскройка цилиндрической части корпуса.

2.2 Раскройка эллиптических днищ

Рис.2. Эллиптическое днище

Эллиптическое днище состоит из криволинейной части (полуэллипс), и прямолинейного участка h высотой от 40 до 80 мм, который принимается в зависимости от толщины металла и внутреннего диаметра. Если отношение большой полуоси “а” к малой “b” равно 2, что характерно для большинства эллиптических днищ, то диаметр заготовки днища определяется по следующей эмпирической зависимости:

где а - средний радиус днища, мм;

h - высота цилиндрической части днища=40мм;

Д - припуск на обработку ;

S - толщина металла =8мм.

Припуск на обработку берется в размере 1,5...2% от первоначального диаметра .

Д=(1,5...2,0%) =43мм.

Определив диаметр заготовки эллиптического днища, необходимо по ГОСТ 19903-74, выбрать размер листа для вырезки заготовки для днищ с обеспечением минимального отхода металла, который в нефтяном и химическом машиностроении не должен превышать 8%.

Согласно ГОСТ Р 52630-2012 заготовка днища может состоять из нескольких частей с последующей их сборкой и сваркой. Существует несколько схем компоновки заготовки для получения минимальных отходов.

Рис.3. Схемы компоновки заготовки для эллиптических днищ.

Из схем компоновки, представленных на рис.3, выбираем схему «е».

Величина L в данном случае:

L=2190/5=438 мм.

Рис. 4. Схема раскроя заготовки для эллиптического днища.

Принимаем длину листа 5400 мм, при ширине 1700 мм.

Также на раскрой помещаем вводные и выводные планки, необходимые для сварки. На каждый не кольцевой сварной шов, необходимо 4 планки. Исходя из рис.4, для каждого сварного днища необходимо 3*4=12 планок. Для двух днищ необходимо 24 планки. Для сварки каждой обечайки также необходимо 4 пластины. Для 3 обечаек необходимо 12 пластин. 12 пластин также необходимо для сварки опорной части. Всего необходимо заготовить 48 вводных - выводных пластин(60х100мм).

Рис.5. Раскрой листового металла эллиптического сварного днища.

По причине того, что ГОСТ 19903-74 предусматривает для ширины листа 1700 мм, длину от 3000 мм, раскройку листового металла будем производить на листе длиной 5400 мм, сразу для двух днищ.

Вычислим процент отхода:

где F_л - площадь стандартного листа по ГОСТ, мм²;

F_заг - суммарная площадь заготовок, вырезаемых да листа, с учетом годового выпуска изделий, мм²;

F_тех - суммарная площадь деталей (входных и выходных планок для сварки, контрольных пластин для механических испытаний свойств сварного соединения, а также деталей, используемых для изготовления изделий данного цеха или других цехов завода) мм²

2.3 Раскрой опорной части

Чертёж опоры для вертикального аппарата представлен на рис.6. Т.к. толщина стенок аппарата 8мм, то и опору для аппарата целесообразно изготавливать толщиной 8 мм.

Рис.6. Схема опорной части аппарата.

Опора состоит из: опорной обечайки, опорного кольца, рёбер жёсткости.

Раскрой обечайки осуществляем аналогично раскрою цилиндрической части.

Рис.7. Раскрой опорной обечайки.

Коэффициент отхода для опорной обечайки:

Опорное кольцо, для более удобного размещения, разделяем на 4 равные части.

Т.к. на раскрое остаётся много свободного места, целесообразно включить в раскройку контрольные пластины, необходимые для контроля качества металла. Принимаем один комплект контрольных пластин (две по 450х150мм) на все продольные стыки обечаек, и по одному комплекту на каждое днище.

Рис.8. Раскрой опорного кольца.

Листовой прокат выбираем согласно ГОСТ 19903-74. Однако, по причине того, что длина листа не кратна 100 миллиметрам, и учитывая то, что годовая программа выпуска - 50 изделий, вырезка опорных колец будет осуществляться сразу для двух опор, на листе длиной 4700 мм. Это позволит снизить коэффициент отхода.

Коэффициент отхода:

Расчет общего коэффициента отхода производим по формуле:

,

Где - общий коэффициент отхода, % ;

- коэффициенты отходов на каждую деталь, % ;

n - количество деталей в конструкции.

8,8%

2.4 Правка листового материала

После правки листы должны иметь прогиб не более 1мм/пог.м по длине и ширине листа, если материал не идет в дальнейшем на вальцевание, фланжирование или штамповку (до 8 мм/пог.м).

Рисунок 9. Схема листоправильной машины.

Для правки листов будем использовать листоправильную машину 9х320х3550.

Таблица 1 -Техническая характеристика листоправильной машины 9х320х3550.

2.5 Резка металла

Высокохромистые стали не подвергаются газокислородной резке, по причине образования тугоплавких оксидов хрома. В связи с этим, для резки коррозионностойких сталей применяют плазменную резку.

Плазменная резка основана на использовании воздушно-плазменной дуги. Суть метода заключается в расплавлении металла и выдувания его с образованием реза в момент, когда плазменный резак перемещается.

Для возникновения рабочей дуги, зажигается вспомогательная (дежурная) дуга с помощью осциллятора. В дежурной дуге ток может колебаться от 25 до 60 А, все зависит от источника дуги. При касании факела дежурной дуги металла, возникает рабочая режущая дуга, включается повышенный расход воздуха, дежурная дуга при этом автоматически отключается. Применение способа воздушно - плазменной резки, при которой в качестве плазмообразующего газа, используется сжатый воздух, открывает широкие возможности при раскрое высоколегированных сталей.

Рис. 10 Фазы образования рабочей дуги а - зарождение дежурной дуги; б - выдувание дежурной дуги из сопла до касания с поверхностью разрезаемого листа; в - появление рабочей (режущей) дуги и проникновение через рез металла.

Для раскроя листового металла будем применять портальную установку плазменной резки MetalMaster CUT CNC 2 C (скоростная) с ЧПУ.

Таблица 2. Технические характеристики MetalMaster CUT CNC 2 C

Поскольку в комплект поставки не входит источник питания для плазменной дуги, в качестве источника питания принимаем аппарат плазменной резки P-Tronic 100.

Таблица 3. Технические характеристики P-Tronic 100.

2.7 Штамповка днищ

В связи с малой толщиной металла - 8 мм, штамповку выполняем в холодном состоянии.

Для изготовления днищ выбираем пресс гидравлический листоштамповочный двойного действия колонный П4638, ГОСТ 7600-90. Прессы применяются для выполнения операций по вытяжке, горячей и холодной формовке при изготовлении изделий типа днищ, сосудов, резервуаров, котлов и других подобных изделий. Технические характеристики пресса приведены в таблице 5.

Таблица 6- Технические характеристики гидравлического пресса П4638

Рисунок 12 - Схема штамповки эллиптического днища

2.8 Подготовка кромок под сварку

Подготовка кромок металла под сварку делается с целью обеспечения полного провара металла по всей его толщине и получения качественного сварного соединения.

Для подготовки кромок будем использовать универсальную кромкофрезерную машину МФ 760 М, в которой обработка кромки производится фрезерованием, рабочий инструмент - фрезерная головка со сменными твердосплавными пластинами.

Рисунок 13. Схема обработки кромок.

Таблица 7. Технические параметры МФ 760 М.

Подготовка кромок под сварку кольцевых стыков обечаек и днищ производится на токарно-карусельном станке Qier C5231.

1 - портал; 2 - планшайба, имеющая привод вращения с рабочими скоростями; 3 - центрирующие кулачки; 4 - заготовка; 5 - обойма для зажатия резца; 6 - суппорт станка, перемещающийся вдоль портала

Рисунок 14 - Схема карусельного станка.

Таблица 8 - Технические характеристики токарно-карусельного станка Qier C5231

Для подготовки кромок и удаления прихваток также будет использоваться шлифмашина Bosch GWS 20-230 JH. Её технические характеристики:

Подготовка кромок отверстий под вварку штуцеров будет производится ручной кромкофрезерной машиной ВМ-15.

Таблица 9. Технические параметры ВМ-15:

2.9 Требования к изготовлению

После сборки и сварки обечаек корпус (без днищ) должен удовлетворять следующим требованиям:

а) Отклонение по длине не более ± 0,3% от номинальной длины, но не более ±75 мм.

б) отклонение от прямолинейности не более 2 мм на длине 1 м, не более 6 мм на длину корпуса 3,15 м.

При этом местная непрямолинейность не учитывается: в местах сварных швов; в зоне вварки штуцеров и люков в корпус; в зоне конусности обечайки, используемой для достижения допустимых смещений кромок в кольцевых швах сосудов, имеющих эллиптические днища; Отклонение внутреннего (наружного) диаметра корпуса допускается не более 25 мм.

Относительная овальность корпуса сосудов не должна превышать 1%. Величина относительной овальности определяется:

- в местах, где не установлены штуцера и люки, по формуле:

- в местах установки штуцеров и люков по формуле:

где D_max, D_min - соответственно наибольший и наименьший внутренние диаметры корпуса, измеренные в одном поперечном сечении, d - внутренний диаметр штуцера или люка.

Рисунок 15 - Отклонения размеров и формы эллиптического днища

Отклонения размеров и формы эллиптических днищ (рисунок 14) не должны превышать следующих значений:

- предельное отклонение высоты цилиндрической части, h: 5 мм;

- предельная высота отдельной вогнутости или выпуклости на эллипсоидной части, Т: 4 мм;

- допуск наклона, m: 4 мм;

- зазор между шаблоном и эллипсоидной поверхностью, Дr: 12 мм

- зазор между шаблоном и эллипсоидной поверхностью, ДR: 31 мм

Для днищ, изготавливаемых штамповкой, допускается утонение в зоне отбортовки до 15% от исходной толщины заготовки.

На цилиндрической части днища не допускаются гофры высотой более 2 мм.

Глава 3. Выбор способов сборки, сборочного оборудования и оснастки при проектировании технологии сварных конструкций.

3.1 Точность сборки

Сборка - операция для обеспечения точного сопряжения деталей, исключающая возникновение изгибающих моментов и других сил, не учитываемых расчетом. Технологический процесс не зависимо от способа производства должен удовлетворять требованиям:

1) соблюдение требуемой последовательности сборки и сварки;

2) Увязка сборочных операций со сварочными операциями;

3) Применение сборочного оборудования, обеспечивающего требуемую точность изготовления конструкции и высокую производительность;

4) Проведение пооперационного контроля качества сборки;

5) Соблюдение допусков на размеры узлов и конструкции в целом;

6) Соблюдение правил техники безопасности.

Иногда допускают смещение осей Д (рисунок 1), которое не влияет на работу конструкции при эксплуатации. Наиболее жесткие требования предъявляются к сварным соединениям ответственным за прочность конструкции, т.е. к швам, нагружение которых максимально.

Рисунок 1 - Превышение кромок при сборке под сварку

Так, для сосудов работающих под внутренним давлением, имеющих эллиптические или полусферические днища, ответственными за прочность конструкции являются продольные стыки обечаек, швы заготовок эллиптических днищ. Согласно ГОСТ Р 52630-2012 превышение кромок в таких случаях составляет:

- для монометаллов Д ? 10% от толщины, но не более 3 мм.

Так как материал обечайки монометалл толщиной 8 мм, то согласно требованиям ГОСТ Р 52630-2012 максимально допустимое превышение кромок Д составит 0,8 мм. Для остальных швов конструкции (кольцевых) превышение кромок допускается: для монометаллов:

если S < 20 мм, то Д ? 10% от толщины + 1 мм;

В данном случае: 1,8мм.

3.2 Сборка заготовок эллиптических днищ

Согласно схеме компоновки днищ по ГОСТ Р 52630-2012 заготовки днища разрешается делать сварными. Сборку осуществлять на универсальных сборочно-сварочных плитах, обеспечивающих достаточную плоскость стола для точной сборки заготовок днищ.

Сборочная плита состоит из набора пазов, такие плиты собирают из отдельных литых блоков размером 1,52 м и из них комплектуют плиты необходимых размеров. В эти пазы с помощью винтовых зажимов закрепляются специальные сборочные приспособления.

Рисунок 2 - Плита сборочно-сварочная

Необходимо обеспечить зазор и превышение кромок, так как стыки заготовок днищ являются ответственными за прочность конструкции, то превышение кромок должно быть таким же как и стыки продольных стыков обечаек.

Зазор в стыке регулируется винтовыми стяжками и контролируют щупом. Превышение кромок измеряется каждые 400…500 мм, устанавливаются полуструпцины и прихватки. Сборку заготовок днищ производят аналогично сборке продольных стыков обечаек.

После сборки заготовок днища, устанавливаются входные и выходные планки и как правило, контрольные пластины с обратной стороны стыка.

Рисунок 3 - Схема сборки половинки днища.

Рисунок 4 - Схема базирования заготовок днища.

1 - входные планки; 2 - собираемые заготовки эллиптического днища; 3 - контрольные пластины, 4 - выходные планки

Рисунок 5 - Схема сборки продольного стыка днища.

Производится прихватка стыка при помощи ручной дуговой сварки, электродами ЦЛ-11, диаметром 3 мм, ток постоянный, полярность обратная, длина прихваток - (2..5)S, принимаем 20 мм, расстояние между прихватками - (10..40)S, принимаем 80 мм.

Привариваются входные и выходные планки (на один из стыков входные планки и контрольную пластину) при помощи ручной дуговой сварки, электродами ЦЛ-11, диаметром 3 мм, ток постоянный - 90 А, полярность обратная. В качестве источника питания будем использовать сварочный инвертор Ресанта САИ 250.

Таблица 1 - Техническая характеристика Ресанта САИ 250

3.3 Сборка продольных стыков обечаек

Сборка обечаек по продольному стыку осуществляется с целью обеспечения требуемого превышения кромок и необходимого зазора в стыке согласно ГОСТ Р 52630-2012.

Сборку продольных стыков обечаек осуществляют с помощью специальных приспособлений: винтовых стяжек, полуструбцин, а также вспомогательного оборудования.

1 - винтовой зажим левого плеча; 2 - механизм сближения плеч; 3 - винтовой зажим правого плеча; 4 - правое плечо; 5 - левое плечо; 6 - механизм изменения длины левого плеча

Рисунок 6 - Схема винтовой стяжки

Сборку продольных стыков обечаек производят на роликовом стенде Т-92 в следующей последовательности:

Обечайку устанавливают на роликовый стенд Т-92 (рисунок 9);

Устанавливают требуемый зазор в стыке при помощи двух винтовых стяжек. Стяжки размещают по обеим сторонам стыка, фиксируют кромки в винтовых зажимах левого и правого плеч. Механизмом сближения левого и правого плеч устанавливают зазор в стыке. Величину зазора в стыке контролируют при помощи специальных щупов или калиброванной закаленной стальной проволоки;

Рисунок 7 - Схема сборки продольных стыков обечайки

Устанавливают минимальное превышение кромок в стыке, но не более 0,8 мм, при помощи винтовых стяжек, посредством изменения длины левого плеча.

Рисунок 8. Схема распорного кольца.

По причине небольшой толщины, обечайки имеют незначительную жёсткость. Чтобы обеспечить требуемую геометрию, будем применять распорные кольца соответствующего диаметра. Кольцо устанавливается внутрь обечайки, затем, с помощью механизма, его диаметр увеличивается. Распорное кольцо прижимается к внутренней стенке обечайки и обеспечивает необходимую геометрию. Будут использоваться два распорных кольца, которые будут устанавливаться ближе к середине обечайки.

Производят прихватку стыка ручной дуговой сваркой электродом ЦЛ-11 диаметром 3 мм, источник питания - сварочный инвертор Ресанта САИ 250, ток постоянный, полярность обратная. Протяжённость прихваток - (2..5)S, принимаем 20 мм, расстояние между прихватками - (10..40)S, принимаем 80 мм. Приваривают входные и выходные планки (на один из стыков входные планки и контрольную пластину) инвертором Ресанта САИ 250, электродом ЦЛ-11 диаметром 3 мм, ток постоянный, полярность обратная. Удаляют полуструбцины, а места их установки зачищают металлической щеткой. Снять винтовые стяжки, и подать заготовку на сварку продольного стыка.

3.4 Сборка эллиптического днища с корпусом аппарата

Эллиптические днища поступают на сборку с корпусом уже с люком или штуцером согласно чертежу.

1 - устройство или ложемент днища; 2 - днище, привариваемое к корпусу; 3 - поворотный механизм; 4 - роликовый стенд; 5 - корпус; 6 - пневмоцилиндры

Рисунок 9 - Установка для сборки корпуса с днищем

При сборке эллиптических днищ с корпусом сварные швы днищ не должны совпадать с продольными швами корпуса, а отстоять от них на величину не менее 100 мм.

Сборка эллиптических днищ с корпусом осуществляется на специальной установке (рисунок 9) в следующей последовательности:

1. Установить днище на ложементы и зафиксировать при помощи шести гидравлических пневмоцилиндров;

2. При помощи подъемника днище на ложементе поднимается и стыкуется с корпусом;

3. Установить зазор в стыке и превышение кромок при помощи шести установочных пневмоцилиндров с секционным управлением.

4. Установить в точке 1 (рисунок 10) ожидаемое превышение кромок и осуществить прихватку в этой точке. Далее установить прихватку в точке 2, затем в точках 3 и 4. После этого прихватки устанавливаются в той же последовательности согласно схеме, представленной на рисунке 11. Длина прихваток (2..5)S , принимаем 20 мм, количество прихваток - 54. Шаг прихватки (10..40) S, примнимаем 80 мм. Прихватки выполняют ручной дуговой сваркой электродами ЦЛ-11, диаметром 2 мм. Затем корпус передают на стенд для сварки всех кольцевых стыков.

Рисунок 10 - Схема постановки прихваток при сборке

Сборка корпуса со вторым днищем производится после установки и приварки штуцеров, люков и внутреннего оборудования корпуса.

3.5 Сборка кольцевых стыков обечаек

Сборка обечаек опоры по кольцевому стыку осуществляется на специальной установке (рисунок 11). Предварительно все обечайки подвергают измерению периметра обечаек с обеих сторон.

1 - тележка; 2 - скоба сборочная; 3 - винт; 4 - опорный винт с наконечником; 5 - роликовый стенд; 6, 7 - гидроцилиндры;

8 - гидротолкатель; 9, 10 - обечайки

Рисунок 11 - Установка для сборки обечаек в корпус

Сборку обечаек в корпус производить на механизированном стенде в горизонтальном положении в следующей последовательности:

- Установить на роликовый стенд две обечайки (рисунок 11). Продольные стыки обечаек не должны быть продолжением друг друга, смещаться на расстояние не менее 100 мм. Причем продольные стыки должны располагаться в одной плоскости. Это связано с тем, что продольные стыки отвечают за прочность конструкции и поэтому должны находиться в зоне осмотра.

- Две обечайки устанавливать так, что бы их стык находился на линии винта с зазором несколько превышающим требуемый зазор в стыке. Затем винтом и пневмоцилиндром закрепить правую обечайку, предотвращая ее перемещение при установке зазора в стыке. Установить в зазор щуп толщиной 1 мм и гидротолкателем одна обечайка передвинется к другой обечайке, таким образом, устанавливая зазор в стыке. После этого отпустить винт 3 вниз до предела.

- Установить минимальное превышение кромок (0,8 мм), не превышающее допустимое. Для равномерного распределения ожидаемого превышения кромок, по всему периметру стыка пользуясь щупами, устанавливается в точке 1 (рисунок 10) щуп той величины, которая ожидается при общей сборке, не допуская удвоения превышения кромок в противоположной точке 2 (рисунок 10).

Рисунок 12 - Схема постановки прихваток при сборке

- Установить в точке 1 (рисунок 12) ожидаемое превышение кромок и осуществить прихватку в этой точке. Далее установить прихватку в точке 2, затем в точке 3 и 4 (рисунок 12). После этого прихватки устанавливаются в той же последовательности согласно схеме представленной на рисунке 10. Длина прихваток 20 мм. Количество прихваток 54 шт. Расстояние между прихватками - 80 мм. Прихватку выполняют при помощи ручной дуговой сварки, электродами ЦЛ-11, диаметром 2мм, ток постоянный, полярность обратная.

3.6 Разметка корпуса под штуцера и люки

Задачей разметки является определение координат центра отверстия штуцера или люка согласно основному виду и плану расположения штуцеров и люков. Используется способ лазерной разметки. Выбирается базовая плоскость, как правило, кольцевой стык днища по оси шва или плоскость разъема корпуса и второго днища. Намечается базовая линия, за которую принимается продольная линия, на которой располагается максимальное количество штуцеров и люков, отмеряют от базовой плоскости расстояние, на котором расположена плоскость, в которой находится отверстие. После чего определяется угол, под которым располагается в этой плоскости искомый центр отверстия относительно базовой линии. В месте найденного центра производят насечку керном и сверлят (либо вырезают) отверстие.

При лазерном способе разметки вне корпуса аппарата на горизонтальную площадку устанавливается генератор лазерного излучения таким образом, чтобы луч находился в одной плоскости с главной осью аппарата.

1 - лазерный генератор; 2 - поворотный отражатель с изгибом;

3 - размечаемый корпус; 4 - центр отверстия под люк

Рисунок 13 - Схема разметки корпуса под установку штуцеров и люков

Внутрь корпуса аппарата помещается передвижная тележка с отражателем и устройство для отклонения лазерного луча. Тележка устанавливается на необходимое расстояние от базовой плоскости, включается лазерный генератор, отраженный от призмы луч указывает центр отверстия штуцера или люка. Осуществляют кернение и сверление сквозного отверстия. Если штуцер расположен вне главной плоскости, тележку перемещают на нужное расстояние и при помощи устройства для отклонения луча лазерный луч отклоняют на требуемый угол.

3.7 Установка штуцеров в корпус аппарата

Существует несколько вариантов установки штуцеров и люков на цилиндрическом корпусе: с укрепляющим кольцом, с утолщением патрубка, с отбортовкой отверстия в корпусе, с отбортовкой патрубка штуцера или люка. В данном случае установка производится с отбортовкой отверстия в корпусе.

Рисунок 14 - Схема установки штуцеров в корпус аппарата

Приварка штуцеров осуществляется ручной дуговой сваркой. Вырезка отверстий под штуцера производится плазменной резкой.

Установка штуцеров в корпус производится двумя сборщиками, один из которых при постановке другим прихваток удерживает штуцер в заданном положении. Зазор между корпусом аппарата и штуцером контролируется при помощи калиброванной проволоки.

Последовательность установки следующая:

- штуцер установить согласно принятой для него схеме (рисунок 14).

- выверить перпендикулярность оси люка или штуцера относительно корпуса при помощи угольника. В соответствии с требованиями ГОСТ Р 52630-2012 выверяется позиционное отклонение осей штуцеров и люков (не должно быть более ±10 мм) и отклонение по высоте (вылету) штуцеров (не должно быть более ±5 мм).

- произвести прихватку штуцера РДС электродом ЦЛ-11, ток постоянный, полярность обратная. Длина прихватки 20 мм, шаг между прихватками - 80 мм. После сборки всех штуцеров с корпусом произвести их приварку.

3.8 Требования к установке штуцеров и люков

При установке штуцеров и люков позиционное отклонение осей штуцеров и люков не должно быть более ± 10 мм; отклонения диаметров отверстий под штуцера и люки должны быть в пределах зазора допускаемых для сварных соединений по конструкторской документации; отклонение по высоте штуцеров допускается не более ± 5 мм; после приварки штуцеров и люков отклонение от плоскостности уплотнительной поверхности фланца допускается не более 1 мм на 100 мм наружного диаметра фланца; при приварке патрубков штуцеров и люков расстояние между краем шва корпуса и краем шва приварки деталей принимается равной не менее толщины корпуса, но не менее 20 мм.

3.9 Сборка опоры и прихватка ее к корпусу аппарата

Последовательность сборки опор следующая:

- сборка заготовки обечайки под сварку продольного шва опорной обечайки;

- сборка цилиндрической части опоры аппарата с опорным кольцом.

Сборка под сварку продольного шва опорной обечайки производится аналогично сборке обечаек корпуса.

Для сварки опорных колец применим автоматическую сварку под флюсом (разделка кромок С47 по ГОСТ 8713-79). Ребра жесткости будем сваривать ручной дуговой сваркой, разделка кромок Т3 по ГОСТ 5264-80 (рисунок 15).

Рисунок 15 - Разделка кромок Т3 (по ГОСТ 5264-80)

Опорные кольца будем собирать на сборочной плите с использованием универсальных сборочных приспособлений, аналогично сборке заготовок днищ. Установим на сборочную плиту заготовки опорного кольца с необходимым зазором (b=0+1 мм) и превышением кромок (Д<0,8 мм) и прихватим их РДС электродом ЦЛ-11 диаметром 2 мм. Ток постоянный 50А, полярность обратная. Длина прихваток 30 мм, количество - по 2 прихватки на каждый шов.

После сварки опорного кольца производим окончательную сборку опоры. Для этого на сборочную плиту устанавливаем опорное кольцо, производим разметку положения цилиндрической части опоры и по периметру разметки устанавливаем 6 упоров (рисунок 14). Предварительно осуществляется сборка цилиндрической части с верхним фиксирующим кольцом и его прихватка.

1 - обечайка опоры; 2 - опорное кольцо; 3 - упоры; 4 - сборочная плита.

Рисунок 16 - Сборка опоры

Краном устанавливаем цилиндрическую часть на опорное кольцо и осуществляем прихватку РДС электродом ЦЛ-11 диаметром 2 мм. Длина прихваток 20 мм, расстояние между прихватками 80 мм. Удаляем упорные элементы.После прихватки обечайки с опорным кольцом по разметке устанавливаем ребра жесткости и осуществляем их сварку РДС электродом ЦЛ-11 диаметром 2 мм. Рёбра жёсткости не допускается устанавливать на сварные швы опорного кольца. Необходимое расстояние между рёбрами жесткости и сварными швами днища - 200 мм.

Рисунок 17. Схема расположения сварных швов опорного кольца и рёбер жесткости.

Схема базирования установочных приспособлений для сборки и сварки опорного кольца представлена на рисунке 18.

Рисунок 18 - Схема базирования установочных приспособлений для сборки и сварки опорного кольца.

Последовательность сборки опоры с корпусом:

На собранную опору с помощью крана и планок-ловителей установить днище (рисунок 19) и произвести прихватку РДС, электрод диаметром 2,0 мм, ток постоянный, полярность обратная, длина прихваток - 20 мм, шаг - 80 мм.

1 - опора; 2 - днище аппарата; 3 - планки-ловители

Рисунок 19 - Схема сборки опоры с днищем.

4 Сварочные операции

4.1 Сварочные материалы

При изготовлении данной конструкции были использованы следующие материалы:

§ сварочная проволока марки Св-08Х19Н10Б по ГОСТ 2246;

§ флюс марки АН-26С по ГОСТ 9087;

Химический состав сварочных материалов приведен ниже.

Таблица 1 - Химический состав проволоки Св-08Х19Н10Б по ГОСТ 2246-70

Таблица 2 - Химический состав флюса АН-26С по ГОСТ 9087-81

Флюс плавленый марки АН-26С:

Назначение. Для механизированной дуговой сварки коррозионно-стойких и жаропрочных хромоникелевых сталей с применением соответствующих электродных проволок.

Сварочно-технологические свойства. Устойчивость дуги удовлетворительная, разрывная длина дуги до 7 мм; формирование шва хорошее, без особенностей; склонность металла шва к образованию пор и трещин низкая; отделимость шлаковой корки хорошая, при сварке корневых швов в разделке удовлетворительная. Данные для контроля качества. Состав флюса приведен выше. Цвет зерен: серый, светло-зеленый; размер зерен 0,25-2,5 мм; строение зерен ? стекловидное; объемная масса 1,3-1,8 кг/дмі. Металлургические свойства. Относится к группе низкокремнистых и низкомарганцовистых солеоксидных флюсов с химической активностью Аф=0,45-0,5. Флюс многокомпонентный, построен на базе шлаковой системы MgO?CaF2 ?SiO2 ?Al2O3 с добавками оксидов марганца и кальция с целью получения определенных сварочно-технологических характеристик. При механизированной сварке хромоникелевых высоколегированных сталей под флюсом за счет соответствующего хрома активно протекает кремневосстановительный процесс. В результате наплавленный металл в значительной степени обогащен мелкодисперсными оксидными включениями. В среднем количество кислорода в металле сварочных швов 0,08-0,10 %. Поэтому флюс не рекомендуется для сварки металла толщиной более 40 мм. Одновременно снижается содержание д-феррита в металле швов. В сочетании с флюсом не рекомендуется использовать сварочные проволоки с содержанием д-феррита менее 4% во избежание образования горячих трещин, особенно при сварке жестких конструкций. Основность флюса: