Details

Данная работа посвящена разработке технологического процесса изготовления сварного корпуса расширителя, работающего под давлением 0,5 МПа при температуре пара 250 °C. Изделие выполняется из стали 15ХМ толщиной 5 мм. Цель работы – создание технологически обоснованной и экономически целесообразной технологии сварки, обеспечивающей требуемое качество сварных соединений и соответствие нормативным требованиям к сосудам, работающим под давлением. В ходе выполнения работы решены следующие задачи: 1. Проведён анализ конструкции расширителя, условий его эксплуатации и свойств материала (сталь 15ХМ). 2. Выявлены возможные дефекты сварных соединений и предложены пути совершенствования технологии. 3. Обоснован выбор комбинированной технологии сварки: автоматическая под флюсом для продольных швов обечайки, механизированная в среде защитных газов (Ar+20%CO₂) для кольцевых швов, ручная дуговая сварка покрытыми электродами для приварки патрубков и вспомогательных элементов. 4. Выбраны сварочные материалы (электроды УОНИ-13/55, проволока Св-08Г2С, проволока Св-08ГА, флюс АН-348А) и рассчитаны режимы сварки с контролем погонной энергии в оптимальном диапазоне 9–11 кДж/см. 5. Разработана технологическая последовательность сборки и сварки корпуса, включая подготовку кромок, выполнение прихваток, многослойную сварку и послесварочную обработку. 6. Выполнен расчёт расхода сварочных материалов. 7. Предложены методы и объёмы контроля качества (визуальный, измерительный, радиографический, ультразвуковой, капиллярный, механические испытания, гидравлические испытания). 8. Разработаны мероприятия по охране труда и технике безопасности при выполнении сварочных работ. В результате работы создана технология, позволяющая получать сварные соединения с механическими свойствами, соответствующими требованиям ГОСТ 34233.1-2017 и ГОСТ 34233.2-2017 (предел прочности не ниже 460 МПа, ударная вязкость при –40 °С не менее 29 Дж/см²). Разработанная технология может быть рекомендована для серийного производства расширителей на предприятиях энергетического машиностроения.

This work is devoted to the development of a technological process for manufacturing a welded expander body operating under a pressure of 0.5 MPa at a steam temperature of 250 °C. The product is made of 15ХМ steel with a thickness of 5 mm. The aim of the work is to create a technologically sound and cost-effective welding technology that ensures the required quality of welded joints and compliance with regulatory requirements for pressure vessels. During the work, the following tasks were solved: 1. Analysis of the expander design, its operating conditions and material properties (steel 15ХМ) was carried out. 2. Possible defects of welded joints were identified and ways to improve the technology were proposed. 3. The choice of combined welding technology was substantiated: automatic submerged arc welding for longitudinal seams of the shell, mechanized welding in a shielding gas environment (Ar+20%CO₂) for circumferential seams, manual metal arc welding with coated electrodes for welding nozzles and auxiliary elements. 4. Welding materials (UONI-13/55 electrodes, Sv-08G2S wire, Sv-08GA wire, AN-348A flux) were selected and welding modes were calculated with heat input control in the optimal range of 9–11 kJ/cm. 5. The technological sequence of assembly and welding of the body was developed, including edge preparation, tack welding, multi-layer welding and post-weld treatment. 6. The consumption of welding materials was calculated. 7. Methods and scope of quality control (visual, measuring, radiographic, ultrasonic, capillary, mechanical tests, hydraulic tests) were proposed. 8. Occupational safety and health measures for welding operations were developed. As a result, a technology has been created that allows obtaining welded joints with mechanical properties meeting the requirements of GOST 34233.1-2017 and GOST 34233.2-2017 (tensile strength not less than 460 MPa, impact toughness at –40 °C not less than 29 J/cm²). The developed technology can be recommended for serial production of expanders at power engineering enterprises.