Технология сварки кольцевого стыка трубопровода из труб диаметром 219х8 мм

Курсовая работа

Сварка — процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.

Электродуговая сварка

Источником теплоты является электрическая дуга, возникающая между торцом электрода и свариваемым изделием при протекании сварочного тока в результате замыкания внешней цепи электросварочного аппарата. Выделяющееся тепло нагревает торец электрода и оплавляет свариваемые поверхности, что приводит к образованию сварочной ванны — объёма жидкого металла. В процессе остывания и кристаллизации сварочной ванны образуется сварное соединение.

Сварка плавящимся электродом

В качестве электрода используется металлическая проволока, к которой через специальное приспособление (токопроводящий наконечник) подводится ток. Электрическая дуга расплавляет проволоку, и для обеспечения постоянной длины дуги проволока подаётся автоматически механизмом подачи проволоки. Для защиты от атмосферы применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки вместе с электродной проволокой. Следует заметить, что углекислый газ является активным газом — при высоких температурах происходит его диссоциация с выделением кислорода. Выделившийся кислород окисляет металл. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители (такие, как марганец и кремний).

Другим следствием влияния кислорода, также связанным с окислением, является резкое снижение поверхностного натяжения, что приводит, среди прочего, к более интенсивному разбрызгиванию металла, чем при сварке в аргоне или гелии.

Ручная дуговая сварка

Для сварки используют электрод с нанесённым на его поверхность покрытием (обмазкой).

При плавлении обмазки образуется защитный слой, отделяющий зону сварки от атмосферных газов (азота, кислорода), и способствующий легированию шва, повышению стабильности горения дуги, удалению неметаллических включений из металла шва, формированию шва и т. д. В зависимости от типа электрода и свариваемых материалов электросварка производится постоянным током обеих полярностей или переменным током.

Автоматическая сварка

Сварочный процесс, при котором подача сварочной проволоки и перемещение сварочной головки осуществляется автоматически, а оператор устанавливает, наблюдает и корректирует параметры режимов сварочного процесса.

6 стр., 2648 слов

Сварка и резка металлов как технологический процесс

... др. Например, минимальную величину зазора назначают при сварке без присадочного металла небольших толщин (до 2 мм) или при дуговой сварке неплавящимся электродом алюминиевых сплавов. При сварке плавящимся электродом зазор обычно составляет О — 5 ...

Автоматическая односторонняя сварка порошковой проволокой в среде защитных газов предназначена для сварки заполняющих и облицовочного (облицовочных) слоев шва неповоротных стыков труб диаметром от 426 до 1220 мм с толщинами стенок 8мм и более по корневому слою шва, выполненному иным способом сварки регламентированным положениями настоящего РД.

Управления головками построено на базе микропроцессора, что позволяет учитывать особенности технологии сварки стыка в целом и/или каждого слоя в отдельности, как при настройке головки, так и во время сварки.

Головка может быть запрограммирована на сварку любого одного, нескольких или всех слоев шва.

Сварка осуществляется на жесткой вольтамперной характеристике, постоянном токе обратной полярности. Амплитуда колебаний электрода устанавливается по ширине разделки. Тип и полярность тока -постоянный, обратная

Сварка трубопроводов — основной и наиболее ответственный этап в технологическом процессе строительства трубопроводов, определяющий надежность всей трубопроводной системы в период эксплуатации.

Данный курсовой проект направлен на: закрепление, углубление, расширение и систематизации заданий, полученных при изучении данной и других, предшествовавших дисциплин;

  • Приобретение опыта аналитической, расчётной работы и формирование соответствующих умений;
  • Развитие умений работы со специальной литературой и иными информационными источниками;
  • Формирование умений формулировать логически обоснованные выводы;
  • Формирование умений выступать перед аудиторией с докладом при защите проекта (работы).

Термины и определения

Горячий проход: Слой шва, выполняемый по не успевшему остыть ниже регламентированной температуры металлу корневого слоя шва выполняемый для снятия внутренних напряжений в корневом слое шва.

Корректирующий слой: Слой шва, выполняемый на определенных участках сварного соединения для компенсации неравномерной высоты сварного шва выполняемый, как правило перед началом сварки первого облицовочного слоя.

Операционная технологическая карта: Документ, составленный для конкретного сварного соединения, объекта, в лаконичной, простой для пользователя табулированной форме типовых технологических карт.

АППГ — автоматическая сварка порошковой проволокой в среде активных газов и смесях;

  • ВИК — визуальный и измерительный контроль;

РДС — ручная дуговая сварка покрытыми электродами

РК — радиографический контроль;

  • ТУ- технические условия;
  • УЗК — ультразвуковой контроль;

ОСТ — организации системы «Транснефть»

1.
Технологический раздел

1 Составление схемы сварного соединения кольцевого стыка

 составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 1

Общие требования

Характеристика труб и соединительных деталей для строительства и ремонта трубопроводов

Трубы, детали трубопроводов, запорная арматура и сварочные материалы, применяемые при выполнении сварочных работ должны пройти входной контроль с оформлением соответствующих актов входного контроля в установленном порядке.

При проведении входного контроля проверяется наличие сертификатов (паспортов) на трубы, соединительные детали трубопроводов, запорную арматуру и сварочные материалы, которые будут применены для сооружения объекта, а также соответствие маркировки обозначениям, указанным в сертификатах (паспортах).

Документы, подтверждающие качество продукции, должны быть на русском языке или иметь перевод, оформленный в установленном порядке.

При отсутствии клейм, маркировки, сертификатов (или других документов, удостоверяющих их качество) трубы, соединительные детали трубопроводов, запорная арматура и сварочные материалы к сборке и сварке не допускаются.

Трубы изготовляют немерной длины от 10,5 до 12,0 м. Допускают изготовление до 10 % (по массе) труб типов 1-3 длиной не менее 8 м и до 3 % (по массе) труб типа 1 длиной не менее 5 м.

По согласованию между потребителем и изготовителем допускают изготовление труб мерной длины всех типов с предельным отклонением плюс 100 мм от общей длины:

  • при диаметре от 114 до 219 мм включительно — от 6 до 9 м;
  • Предельные отклонения по общей длине мерных труб не должны превышать плюс 100 мм.

По согласованию между потребителем и изготовителем допускают изготовление труб номинальной длиной от 12 до 24 м включительно с одним кольцевым швом или без него.

Предельные отклонения по толщине стенки труб должны соответствовать предельным отклонениям по толщине металла согласно ГОСТ 19903 для листового и рулонного проката нормальной точности.

Для труб типов 2 и 3 из стали контролируемой прокатки плюсовой допуск для листового и рулонного проката нормальной точности — по ГОСТ 19903, а минусовой допуск не должен превышать 5 % номинальной толщины стенки, но не более 0,8 мм для толщин более 16 мм.

Отклонение профиля наружной поверхности труб типов 2 и 3 от окружности в области сварного соединения на концевых участках длиной 200 мм от торцов и по дуге периметра 200 мм не должно превышать 0,15 % номинального диаметра.

Отклонение от перпендикулярности торца трубы относительно образующей (косина реза) не должно превышать: 1,0 мм — при диаметре труб до 219 мм включительно, 1,5 мм — при диаметре свыше 219 до 426 мм включительно, 1,6 мм — при диаметре свыше 426 мм.

Кривизна труб всех типов не должна превышать 1,5 мм на 1 м длины. Общая кривизна труб не должна превышать 0,2 % длины трубы.

Предельные отклонения по наружному диаметру корпуса труб от номинальных размеров должны соответствовать указанным в таблице 2.

Таблица 1.1

Тип труб

Предельное отклонение

1, 2

» 168 » 426 »

±2,0

Предельные отклонения от номинального наружного диаметра на концах труб на длине не менее 200 мм от торца должны соответствовать таблице 3.

Таблица 1.2

Тип труб

Номинальный наружный диаметр

Предельное отклонение

1, 2

» 168 » 530 »

±1,5

Допуск на овальность концов труб типов 1 и 2 диаметром до 530 мм включительно (разность наибольшего и наименьшего диаметров) не должен превышать предельных отклонений по таблице 2.

Форма и размеры разделки кромок торцев труб под сварку в зависимости от толщины стенки должны соответствовать установленным на рисунке 1.

 составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 2 <#»795874.files/image003.gif»> составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 3 +  составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 4 составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 5(1)

Сэкв.= 0,15 +  составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 6 составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 7 = 0,15 + 0,2= 0,35% , где

С — углерод; Mn — марганец; Si — кремний;

Подогрев до 50 оС при температуре окружающего воздуха 0 оС или выше, или при наличии влаги на кромках

Таблица 1.5 — Механические свойства основного металла труб

Класс прочности

Временное сопротивление σв, Н/мм2 (кгс/мм2)

Предел текучести с σт, Н/мм2 (кгс/мм2)

Относительное удлинение δ5,%

не менее

К54

530 (54)

380 (39)

20

Таблица 1.6 — Ударная вязкость основного металла и металла шва

Номинальная толщина стенки труб, мм

Ударная вязкость при минимальной нормативной температуре строительства трубопроводов KCU, Дж/см2 (кгс×м/см2)

Основной металл

Металл шва

не менее

От 6 до 10 включ.

34,3 (3,5)

24,5 (2,5)

.4 Выбор сварочного оборудования

Инверторсварочный Lincoln Electric Invertec V350 Pro

Таблица 1.7 Технические данные:

Питание, В

230/400/1/3/50-60

Диапазон сварочного тока, А

5-425

Сварочный ток (1ф), А>

320/60% ; 275/100%

Сварочный ток (3ф), А

350/60% ; 300/100%

Напряжение холостого хода, В

80

Габариты, мм

376x388x709

Вес, кг

36.7

Преимущества

  • Одинаковые номинальные характеристики источника при всех возможных входных (сетевых) напряжений и частот при одно или трехфазном подключении аппарата.

  • Диапазон регулировки сварочного тока — 5-425 А для всех рекомендуемых процессов от аргонодуговой сварки до воздушно-дуговой строжки.

  • Сеть питания — 208-575V. Это единственный источник, способный работать практически при любом энергоснабжении.

  • Дополнительная опция — Комплект «Avanced Panel» позволяет осуществлять сварку импульсной дугой, использовать специальные программы контроля тепловложения и программы сварки алюминия.

  • Функция Touch-Start (зажигание дуги точечным касанием) в режиме аргонодуговой сварки предотвращает выгорание электрода и загрязнение шва включениями вольфрама.

  • Эффективность 87% — низкая потребляемая мощность.

  • Соответствуют требованиям стандартов IEC974-1, ROHS, СЕ и ГОСТ-Р.

  • Гарантия 3 года на качество сборки и комплектующие.

Таблица 1.8 Автоматические головки M300/ M300C

Технические характеристики

Наименование параметра

М 300

М 300С

1

Размеры, мм

584 х 381 х 559

2

Масса головки (без касеты), кг

20

23,2

3

Ширина направляющего пояса, мм

120

4

Диаметры свариваемых труб, мм

406,4…2540

5

Толщина стенки трубы, мм

9,5…50

6

Скорость перемещения головки, м/мин

0,076…1,14

0,076…1,54

7

Скорость подачи проволоки, м/мин

3,66…13,8

3,68…13,72

8

Диаметр сварочной проволоки, мм

0,76…1,98

9

Размеры кассеты для проволоки, мм

  • внутренний
  • наружний
  • ширина

∅48…52,2 ∅200 71,5

10

Амплитуда поперечных колебаний горелки, мм

±25,4

±19

11

Частота поперечных колебаний горелки, мин-1

10…140

10,2…111,8

12

Регулировка постоянных углов наклона горелки

  • продольного, град
  • поперечного, град

± 15 нет

13

Время задержки на кромках, с

0…1,0

14

Диапазон рабочих температур, град

-40…+70

15

Инверторный или тиристорный, 300 А, ПВ=100%

16

Параметры сварочной горелки

350 А при ПВ=100%

17

Число программируемых проходов

4

32

18

Напряжение питания цепей управления постоянным током, В

24

28

Главным преимуществом головки М300 по сравнению с предыдущей моделью — М220 — является новая концепция блока управления, построенного на базе микропроцессора. Такая конструкция позволяет снизить затраты на обслуживание головки и сократить номенклатуру запасных частей. Головка М300 является портативной, универсальной и лёгкой в эксплуатации. Новая концепция блока управления головки М300 на базе микропроцессора позволяет снизить затраты на обслуживание и сократить номенклатуру запасных частей. Параметры сварки выдерживаются автоматически, не взирая на изменения сопротивления сварочного кабеля. Можно также задавать ограничения, позволяющие избежать комбинаций параметров сварки, ведущих к превышению допустимых по аттестованной процедуре сварки уровней тепловложения. На жидкокристаллический цифровой дисплей блока управления выводится информация о номере прохода, скоростях перемещении и подачи проволоки амплитуде осцилляции, а также напряжении дуги.

1.5 Выбор приспособлений для сборки стыка

Центраторы наружные эксцентриковые типа ЦНЭ предназначены для центровки торцов труб перед сваркой стыков диаметром от 89 до 426 мм при температуре окружающего воздуха от минус 40 до плюс 40°С. Таблица 2 Центратор наружный эксцентриковый

Центраторы эксцентриковые являются ручными приспособлениями при сборке труб перед их сваркой в «нитку».

  • Обслуживание центратора производится одним монтажником (бригадиром) и машинистом трубоукладчика или бульдозера, закрепленного за бригадой.

  • Перед сборкой первого стыка установить центратор на трубе соответствующего диаметра тяге, чтобы эксцентрик с рукояткой находились в верхней части труб на расстоянии 15-20 мм от торца.

  • Подвести трубоукладчик с очередной секцией и остановить его, когда между торцами останется 1-1,5мм.

  • Произвести зачистку фасок и подать плеть вперед до упора. Операциями трубоукладчика (спуск, подъем, отклонение плети) установить сварочный зазор.

  • Надвинуть центратор на стык и поворотом рукоятки зафиксировать положение пристыковываемой секции (трубы).

    При этом превышение кромок стыкуемых труб не должно быть более 1,6мм.

— К работе с центратором допускаются лица, прошедшие инструктаж по его безопасному обслуживанию, изучившие устройство и порядок работы с центратором, а также «Инструкцию по технике безопасности для электросварщика ручной электродуговой сварки».

  • Каждый день перед началом работ необходимо удостовериться в исправности центратора. Для этого необходимо осмотреть его снаружи и провести проверку его работоспособности.

  • В процессе сборки труб запрещается:
  • работать без рукавиц;
  • держать руки в световом пространстве между сдвигаемыми трубами;
  • держать руки в просвете между опорами и трубой.

  • Не допускается в зону производства сварочных работ посторонние и не занятые непосредственно на сварке лица.

  • Не допускается проводить сварочные работы с центратором при недостаточном освещении рабочего места,

Не допускается сварка с центратором при загазованности воздуха или утечке горючих газов или жидкости из действующих трубопроводов, проложенных рядом.

Режимы прихваток

Для выполнения прихваток при сборке стыков труб следует применять сварочные материалы, предназначенные для сварки стыков труб из соответствующих сталей.

Прихватки необходимо выполнять с полным проваром, на том же режиме сварки, что и при наложении основного шва.

К качеству прихваток предъявляются такие же требования, как и к основному сварному шву. Прихватки, имеющие недопустимые дефекты, обнаруженные при внешнем осмотре, следует удалять механическим способом.

Прихваточные швы должны быть равномерно расположены по периметру стыка. Не рекомендуется накладывать прихватки на потолочный участок стыка, так как в этом случае труднее обеспечить их полную переварку при наложении основного шва

Прихватки деталей металлоконструкций необходимо располагать в местах наложения сварных швов.

Размеры сечения прихваток металлоконструкций должны быть минимальными с тем, чтобы они расплавлялись при наложении швов.

Длина прихваток в конструкциях, выполненных из сталей классов до К52/40 включительно, должна быть не менее 50 мм, расстояние между прихватками — не более 500 мм, а в конструкциях из стали класса К60/45 — 100 и 400 мм при длине катета шва прихватки не более половины длины катета шва сварного соединения.

.6 Выбор сварочных материалов

Выбор сварочных материалов должен осуществляться в зависимости от:

— класса прочности и типоразмера свариваемых труб;

— требований к механическим свойствам сварных соединений, выполненных с их использованием;

— условий прокладки нефтепровода и наличия специальных требований к сварным соединениям;

— сварочно-технологических свойств конкретных марок сварочных материалов;

— схемы организации сварочно-монтажных работ и требуемого темпа их выполнения.

Для сварки «корневого прохода» используются следующее типы электродов с основным видом покрытия:

Электроды ОК 53.70

Электрод с основным покрытием и с низким содержанием водорода для односторонней сварки труб и конструкций общего назначения. Отличается большой глубиной проплавления, дает плоский шов с легко удаляемым шлаком. Хорошо сбалансированная шлаковая система обеспечивает стабильное горение и позволяет легко производить сварку во всех пространственных положениях.

Таблица 1.9 Химсостав, %

C

Si

Mn

0,06

0,5

1,2

Таблица 1.10 Механические свойства

Предел текучести:

440 МПа

Предел прочности:

530 МПа

Относительное удлинение:

30%

Ударная вязкость:

-20°C

150 Дж/см2

-40°C

120 Дж/см2

-50°C

100 Дж/см2

Порошковая проволока марки OK Tubrod 15.19

Универсальная всепозиционная (кроме вертикали на спуск) 1% Ni легированная рутиловая порошковая проволока, предназначенная для сварки в аргоновой смеси М21 ответственных конструкции, к сварным швам которых предъявляются требования по ударной вязкости при температурах до -50°С. Наплавленный металл содержит менее 5 мл диффузионнно свободного водорода на 100 г наплавленного металла. Проволока также рекомендуется для сварки заполняющих и облицовочных проходов магистральных трубопроводов класса прочности до К60 (API 5L Х70).

Таблица 1.11 Химический состав проволоки, %:

С

Mn

Si

Ni

P

S

0,05

1,30

0,35

0,95

max 0,025

max 0,025

Таблица 1.12 Характеристики:

Защитный газ

Типичные мех. свойства наплавленного металла

M21(80%Ar + 20%CO2)

σт: 584МПа σв: 643Мпа δ: 26% KCV: -50°C: 131 Дж/см2

Предварительный подогрев

Таблица 1.13 — Температура предварительного подогрева при сварке корневого слоя шва электродами с основным покрытием, автоматической сваркой в защитных газах и механизированной сваркой проволокой сплошного сечения

 составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 8

Перед началом выполнения сварки корневого слоя шва или установкой прихваток, производится подогрев торцов труб и прилегающих к ним участков в соответствии с требованиями настоящего раздела.

Средства нагрева должны обеспечивать равномерный подогрев торцов по периметру стыка и прилегающих к нему участков поверхностей труб в зоне шириной 150 мм (±75 мм в обе стороны от стыка).

Подогрев не должен нарушать целостность изоляции. В случае применения газопламенного нагрева следует применять термоизолирующие пояса и/или боковые ограничители пламени.

Контроль соблюдения требований по температуре предварительного подогрева производится поверенным контактным или бесконтактным термометром с погрешностью измерений не более 10°С или термокарандашами.

Не допускается производство сварочных работ при температуре свариваемого соединения ниже регламентированных настоящим разделом. Необходимо остановить процесс сварки, произвести подогрев стыка до заданного значения межслойной температуры, возобновить процесс сварки. При невыполнении данных требований стык подлежит вырезке.

Допускается проведение сопутствующего подогрева с помощью однопламенных горелок в случае снижения температуры предварительного подогрева непосредственно перед сваркой корневого слоя шва на 10°С ниже регламентированной температуры 50°С; на 20°С ниже регламентированной температуры 100°С и на 30°С ниже регламентированных температур 150°С и 200°С.

С целью предотвращения быстрого остывания стыков после сварки следует применять защитные теплоизолирующие пояса (кожухи).

1.7 Технологический процесс сварки кольцевого стыка

Технология ручной дуговой сварки электродами с основным видом покрытия

Ручная дуговая сварка электродами с основным видом покрытия методом «на подъем» предназначена для сварки всех слоев шва стыков труб прочностных классов до К70 включительно в случаях технической невозможности или нецелесообразности использования автоматических и механизированных способов сварки в нитку магистральных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов, технологических трубопроводов в пределах НПС, при выполнении специальных сварочных работ, а так же на трубопроводы в пределах НПС не связанных с транспортировкой нефти и нефтепродуктов организаций системы МН.

ОАО «АК «Транснефть».

Сварку корневого слоя шва следует осуществлять на постоянном токе прямой или обратной полярности.

Таблица 1.14 — Режимы ручной дуговой сварки электродами с основным видом покрытия методом «на подъем»

Сварочные слои

Диаметр электрода, мм

Сварочный ток, А

Нижнее положение сварки

Вертикальное положение сварки

Потолочное положение сварки

Корневой

2,5/2,6 3,0/3,2

80-90 90-120

70-90 90-110

70-80 80-110

Электроды с основным видом покрытия («на подъем») используются для ремонта кольцевых стыков труб, выполненных любыми методами сварки, в соответствии с положениями раздела 12 настоящего РД.

Сварку следует вести на короткой дуге.

Не допускается повторное зажигание одного и того же электрода.

Технология автоматической сварки порошковой проволокой в среде активных газов и смесях (АППГ)

Автоматическая односторонняя сварка порошковой проволокой в среде защитных газов предназначена для сварки заполняющих и облицовочного (облицовочных) слоев шва неповоротных стыков труб диаметром от 426 до 1220 мм с толщинами стенок 8мм и более по корневому слою шва, выполненному иным способом сварки регламентированным положениями настоящего РД.

Управления головками построено на базе микропроцессора, что позволяет учитывать особенности технологии сварки стыка в целом и/или каждого слоя в отдельности, как при настройке головки, так и во время сварки.

Головка может быть запрограммирована на сварку любого одного, нескольких или всех слоев шва.

Сварка осуществляется на жесткой вольтамперной характеристике, постоянном токе обратной полярности. Амплитуда колебаний электрода устанавливается по ширине разделки. Тип и полярность тока -постоянный, обратная

Сварка каждого слоя шва производится двумя сварщиками-операторами, при этом каждый оператор сваривает полупериметр трубы.

Перед сваркой «горячего прохода» необходимо произвести обработку шлифкругом поверхности корневого слоя шва до придания ему плоской формы с полным удалением шлаковых карманов.

Интервал времени между окончанием сварки корневого слоя и началом сварки «горячего прохода» должен составлять не более 10 мин. В случае превышения указанного интервала, следует обеспечить поддержание температуры на уровне значений не ниже температуры предварительного подогрева вплоть до момента сварки «горячего прохода», при невыполнении данного требования стык подлежит вырезке.

После сварки каждого слоя должна быть проведена зачистка его поверхности от шлака и брызг металлическими щетками или абразивными кругами, места начала и окончания сварки запиливаются, с обеспечением плавного (на длине 10-15мм) перехода между слоями.

Участки замков в процессе сварки заполняющих и облицовочных слоев шва зашлифовываются.

Количество заполняющих слоев определяется толщиной стенки трубы из расчета высоты от 2,0 до 3,5 мм за проход и отражается в операционной технологической карте. Амплитуду колебаний при сварке облицовочного шва выбирают из расчета перекрытия швом разделки по ширине на 1,0-2,0 мм в каждую сторону.

Автоматическая сварка головками системы М300 или М300-С

Особенности применения:

— в качестве защитного газа используется смесь 75% аргона + 25% углекислого газа.

— сварка первого заполняющего (горячего прохода) может осуществляться методом «на спуск» или «на подъем».

Сварка заполняющих и облицовочного слоев шва осуществляется «на подъем» на режимах, представленных в таблице 9.21.

— «горячий проход» (при сварке «на спуск») — второй оператор начинает сварку после того, как первый оператор сварил участок периметра длиной не менее 1 м;

— «горячий проход» (при сварке «на подъем»), заполняющие и облицовочный слои шва — второй оператор начинает сварку после того, как первый оператор сварил участок периметра длиной не менее 0,5 м. Для обеспечения синхронности работы допускается одному из сварщиков-операторов начинать сварку в пространственном положении 3.00-2.00 час, выполняя сварку на участке 3.00-0.00 час, а затем на участке 6.00-3.00 час.

2. Специальный раздел. Расчётная часть

.1 Расчёт предельного состояния по условию прочности

Расчёт предельного состояния по условию прочности кольцевого стыка трубы проводим, используя формулу (2)

Nдоп. ≤ R* составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 9 составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 10*F(2),

где R — временное сопротивление, кгс/см2;

m — коэффициент условия работы;

n — коэффициент условия нагрузки;

F — площадь поперечного сечения ; m=0,8; n=1,1

F1=π*R2 F1=3,14*109,52=37649,38 (мм2)

F2=π*( составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 11 составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 12)2 F2=3,14*( составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 13 составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 14)2=32349,065(мм2)

F=F1 — F2F=37649,38 — 32349,065=5300,315(мм2)

N≤54* составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 15 составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 16*5300,315

N≤200351,907(кг)

.2 Расчёт времени сварки кольцевого стыка

Для расчёта времени сварки кольцевого стыка необходимо учесть:

1. диаметр трубы

. толщину стенки трубы

. количество проходов

. способ сварки корневого слоя

. способ сварки заполняющих и облицовочного слоёв

. подготовительно-заключительное время, которое может составлять от 0,1 до 1,0 времени сварки прохода и будет зависеть от способа сварки

Определяем длину окружности для выполнения корневого слоя по формуле (3)

lокр.кс =  составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 17 составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 18dт.вн. (3)

dт.вн. = 219мм — 16мм = 203мм = 0,203(м)

lокр.кс. = 3,14*0,203м= 0,63(м)

Корневой слой:

Используя данную скорость сварки рассчитываем скорость сварки корневого слоя по формуле (4)

Tсв. к.с.  составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 19 составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 20 (4)

Tсв. к.с. =  составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 210,63м=0,05(ч)

Назначаем подготовительно-заключительное время из расчёта tпз кс. = 0,2* Tсв.

tпз кс = 0,2*0,05ч=0,01(ч)

Заполняющие слои:

Определяем длину окружности для выполнения заполняющих слоёв.

lокр.н.=  составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 22 составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 23

lокр.н =3,14*219мм = 687,66мм = 0,68(м)

При выполнении заполняющего слоя назначаем скорость сварки Vсв. = 11(м/ч)

Используем формулу (5)

Tсв. составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 24 составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 25(5)

Tсв. =  составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 26 составление схемы сварного соединения кольцевого стыка 27 = 0,06(ч)

Назначаем подготовительно-заключительное время из расчёта tп.з. = 0,2* Tсв..= 0,2*0,06ч = 0,02(ч)

Время на выполнение заполняющего слоя составит:

Используем формулу (6)

Tсв. з.п. = Tсв. + tп.з. (6)

Tсв. з.п. = 0,06ч + 0,02ч = 0,08(ч)

Общее время на выполнение заполняющих и облицовочных слоёв назначаем с учётом количества проходов и в соответствии схемой наложения валиков

Используем формулу (7)

t∑ = Tсв. к.с. + tпз кс. + 6* Tсв. з.п. (7)

t∑ = 0,05 + 0,01 + 6*0,08 = 0,54(ч)

Время затрачиваемое на сварку стыка составит 0,54(ч)

2.3 Расчёт количества наплавленного металла

Количество наплавленного металла определяем по формуле (8)

F = F1 + F2 + F3 +F4 (мм2) (8),

где F1 — площадь поперечного сечения корневого прохода;

F2-4 — площадь поперечного сечения заполняющих и облицовочного проходов.

Определяем площадь поперечного сечения прохода в соответствии со схемой наложения валиков

F1 = (3,2+2)*3=15,6(мм2); F2 =9*3=27(мм2); F2 = F3 =F4

Общее количество наплавленного металла составит:

F =15,6+(36*3)=234(мм2)

Определяем массу наплавленного металла по формуле (9)

m = F*∙*lокр.н. (9),

где F — общее количество наплавленного металла; ɤ- удельная плотность углеродистой стали (г/мм3), ɤ =7,85 г/см3=7,85*10-3г/мм3; lокр.н. — длина окружности по наружной стороне стыка.

m =234мм2 * 7,85*10-3г/мм3 * 687,66мм = 1263,16г

Масса наплавленного метала составит: 1263,16г=1,26кг

3. Охрана труда и экологическая безопасность

Техника безопасности при электросварке

Корпуса сварочных машин, аппаратов и рубильников надо надежно заземлять. Сварочный кабель, электрододержатель и ручку рубильника изолировать. Не работать в дождливую погоду в открытых местах, а также в сырой одежде и обуви. Для защиты глаз и лица от световых и тепловых лучей сварочной дуги закрывать лицо специальным щитком или шлемом с темными стеклами, уменьшающими вредное воздействие тепловых и световых лучей; светофильтры выбирают по таблицам. Длина проводов между питающей сетью и передвижным сварочным агрегатом для ручной дуговой сварки не должна превышать 15 м. Внутри замкнутых резервуаров и других листовых металлоконструкций работы по электросварке можно выполнять только в диэлектрических галошах и на резиновом коврике или на подстилке из изолирующих материалов. Для предохранения темного стекла в щитке от брызг металла и случайных ударов с наружной стороны необходимо вставлять обычное бесцветное стекло и менять его по мере потери прозрачности. Во избежание механических повреждений провода рекомендуется помещать в резиновый шланг.

политика ОАО “АК”Транснефть”

ОАО «АК «Транснефть», являясь ключевым элементом энергетической отрасли Российской Федерации и обеспечивая конечные результаты ее деятельности, определяет своим высшим и неизменным приоритетом охрану окружающей среды, обеспечение высокого уровня экологической безопасности производственных объектов Компании

Мы в полной мере осознаем потенциальную опасность возможного негативного воздействия технологически сложной производственной деятельности Компании на окружающую среду и будем развивать и эксплуатировать систему магистрального транспорта нефти и нефтепродуктов, проводить смежные работы таким образом, чтобы не причинить вреда окружающей среде и обеспечить наиболее высокий уровень экологической безопасность нашей деятельности.

дуговой сварка проволока металл

Заключение

В ходе проделанной курсовой работы по теме: “Технология сварки кольцевого стыка трубопровода из труб диаметром 219х8” мной был описан и разобран процесс ручной дуговой сварки электродами с основным видом покрытия и автоматическая сварка порошковой проволокой в защитных газах.

В ходе расчетной части было рассчитано предельное состояние по условию прочности, расчет времени сварки кольцевого стыка и расчет количества наплавленного металла.

Применение комбинированных способов сварки стыков трубопроводов позволяет увеличить производительность процесса и повысить эффективность применяемых технологий.

Перечень использованных источников

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/svarka-koltsevogo-styika-truboprovoda-iz-trub/

. ГОСТ 16037 — 80. Соединения сварных стальных трубопроводов.

. ГОСТ Р 52079-2003. Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов.

. Требования к сварочному оборудованию и сварочным материалам, применяемых на объектах ОАО “АК”Транснефть”. Общие технические требования ОТТ-25.160.00 — КТН — 219 — 09(изм.1).

— м.: ОАО “АК”Транснефть”, 2009. -176с.

. Руководящий документ. Сварка при строительстве и ремонте магистральных нефтепроводов. РД — 25.160.00 — КТН -011 -10

. Мустафин Ф.М. Сварка трубопроводов. Учебное пособие. — М.; ООО “Недра”, 2002 — 350

. Официальный сайт ОАО «АК «Транснефть»

. Научно информационный портал, разработанный специально для специалистов, занятых в области проектирования, строительства, эксплуатации и ремонта трубопроводов.

. Официальный сайт предприятия «Опытный Завод Деталей Трубопроводов»