Details

Объектом исследования является технология сборки и сварки котла водогрейного типа КВм прямоугольной формы. Цель работы – совершенствование технологии сборки и сварки котла водогрейного типа КВм для повышения качества изготавливаемой продукции и снижения трудоемкости производства. В процессе работы проведен анализ конструкции котла водогрейного типа КВм, свариваемости стали 20, выявлены недостатки базовой технологии сварки, основанной преимущественно на ручной дуговой сварке покрытыми электродами. В результате исследования разработана усовершенствованная технология сборки и сварки котла с применением механизированной и автоматической дуговой сварки в защитном газе (углекислом газе). Обоснован выбор сварочных материалов (проволока Св-08Г2С), выполнены расчеты режимов сварки для различных типов соединений, расчет расхода сварочных материалов и защитного газа, выбор сварочного оборудования, разработан технологический процесс сборки и сварки котла, полностью соответствующий обозначениям сварных швов по ГОСТ 14771. Определены методы и объемы контроля качества сварных соединений, сформулированы требования по охране труда и технике безопасности при изготовлении котла. Область применения: предприятия, изготавливающие теплоэнергетическое оборудование.

The subject of this study is the assembly and welding technology of the KVm rectangular hot-water boiler. The objective of this study is to improve the assembly and welding technology of the KVm hot-water boiler to improve the quality of manufactured products and reduce labor intensity. This study analyzed the design of the KVm hot-water boiler and the weldability of 20-grade steel. The deficiencies of the basic welding technology, which relies primarily on manual arc welding with coated electrodes, were identified. The study resulted in the development of an improved boiler assembly and welding technology using mechanized and automatic gas-shielded arc welding (carbon dioxide). The selection of welding materials (Sv-08G2S wire) was substantiated, welding mode calculations for various joint types were performed, welding material and shielding gas consumption was calculated, and welding equipment was selected. A boiler assembly and welding process was developed that fully complies with weld designations according to GOST 14771. Methods and scope of quality control for welded joints have been defined, and occupational health and safety requirements for boiler manufacturing have been formulated. Scope: Companies manufacturing thermal power equipment.

• РЕФЕРАТ
• Выпускная квалификационная работа: 86 страниц, 4 г
• Ключевые слова: КОТЕЛ ВОДОГРЕЙНЫЙ, СТАЛЬ 20, МЕХАН
• Объектом исследования является технология сборки и
• Цель работы – совершенствование технологии сборки
• В процессе работы проведен анализ конструкции котл
• В результате исследования разработана усовершенств
• Определены методы и объемы контроля качества сварн
• Область применения: предприятия, изготавливающие т
• СОДЕРЖАНИЕ
• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. АНАЛИЗ БАЗОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ И СВАРКИ
• 1.1 Описание конструкции котла водогрейного типа К
• 1.2 Анализ свариваемости основного металла
• 1.3 Описание базовой технологии сборки и сварки ко
• 1.4 Выявление недостатков базовой технологии
• 1.5 Обзор современных технологий сварки, применяем
• 1.6 Постановка задач для разработки усовершенствов
• ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
• 2.1 Обоснование выбора способа сварки
• Анализ данных таблицы 2.1 подтверждает правильност
• 2.2 Выбор сварочных материалов
• 2.3 Расчет режимов сварки
• 2.4 Расчет расхода сварочных материалов
• 2.5 Выбор сварочного оборудования
• 2.6 Разработка технологического процесса сборки и
• ГЛАВА 3. МЕТОДЫ И ОБЪЕМЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ
• 3.1 Общие положения о контроле качества сварных со
• Котел водогрейный типа КВм относится к ответственн
• В соответствии с требованиями "Правил устройства и
• Контроль качества сварных соединений котла включае
• входной контроль основных и сварочных материалов;
• операционный контроль технологического процесса сб
• неразрушающий контроль качества сварных соединений
• разрушающий контроль контрольных образцов;
• контроль герметичности и прочности готового издели
• 3.2 Входной контроль материалов
• Входной контроль материалов является первым и обяз
• 3.2.1 Контроль основных материалов
• При входном контроле основных материалов (листовой
• наличие и соответствие сертификатов качества требо
• марка стали по сертификату;
• химический состав и механические свойства материал
• геометрические размеры заготовок;
• состояние поверхности материала.
• В таблице 3.1 представлены нормы контроля основных
• Таблица 3.1 - Нормы контроля основных материалов
• Контролируемый параметр
• Метод контроля
• Объем контроля
• Нормы контроля
• Наличие сертификата
• Проверка документации
• 100%
• Наличие сертификата обязательно
• Марка стали
• Проверка сертификата
• 100%
• Соответствие чертежам
• Химический состав
• По сертификату
• 100%
• Соответствие ГОСТ 1050-2013
• Механические свойства
• По сертификату
• 100%
• Соответствие ГОСТ 1050-2013
• Геометрические размеры
• Измерительный
• 100%
• Отклонения по ГОСТ 19903-2015
• Состояние поверхности
• Визуальный
• 100%
• Отсутствие трещин, расслоений, коррозии
• Геометрические размеры листового проката контролир
• 3.2.2 Контроль сварочных материалов
• Для сварочных материалов (проволока Св-08Г2С, элек
• наличие и соответствие сертификатов качества;
• соответствие марок материалов требованиям технолог
• состояние поверхности и упаковки материалов;
• для электродов - состояние покрытия, отсутствие по
• Проволока Св-08Г2С контролируется на соответствие
• 3.3 Операционный контроль процесса сборки и сварки
• Операционный контроль является важнейшим элементом
• 3.3.1 Контроль подготовки деталей к сборке
• При контроле подготовки деталей к сборке проверяют
• качество обработки кромок под сварку (угол разделк
• качество зачистки кромок и околошовной зоны от ока
• точность геометрических размеров деталей;
• правильность выполнения фасок и отбортовок.
• В таблице 3.2 приведены нормы контроля подготовки
• Таблица 3.2 - Нормы контроля подготовки деталей к
• Контролируемый параметр
• Метод контроля
• Объем контроля
• Допустимые отклонения
• Угол разделки кромок
• Измерение угломером
• 100%
• ±5°
• Притупление
• Измерение штангенциркулем
• 100%
• ±0,5 мм
• Зачистка кромок
• Визуальный
• 100%
• Отсутствие окалины, ржавчины, масла
• Размеры деталей
• Измерительный
• 100%
• По чертежам ±2 мм
• Прямолинейность кромок
• Линейка, щуп
• 100%
• Не более 1 мм на 1 м длины
• 3.3.2 Контроль сборки под сварку
• При контроле сборки проверяются:
• правильность установки и фиксации деталей в сбороч
• величина и равномерность зазоров в стыковых соедин
• смещение кромок в стыковых соединениях;
• правильность и надежность прихваток;
• перпендикулярность и взаимное расположение деталей
• Качество сборки контролируется с помощью измерител
• 3.3.3 Контроль процесса сварки
• В процессе сварки контролируются:
• режимы сварки (сварочный ток, напряжение на дуге,
• соблюдение технологии сварки (последовательность н
• температура предварительного подогрева (при необхо
• последовательность выполнения сварных швов;
• зачистка швов после сварки.
• Параметры режимов сварки контролируются по показан
• В таблице 3.3 представлены нормы операционного кон
• Таблица 3.3 - Нормы операционного контроля процесс
• Контролируемый параметр
• Метод контроля
• Объем контроля
• Допустимые отклонения
• Сварочный ток
• По амперметру
• Периодически
• ±10% от заданного
• Напряжение на дуге
• По вольтметру
• Периодически
• ±5% от заданного
• Скорость сварки
• Хронометраж
• Периодически
• ±10% от заданной
• Температура подогрева
• Термокарандаш
• При необходимости
• ±10°C от заданной
• Последовательность швов
• Визуальный
• 100%
• Соответствие технологии
• Межслойная зачистка
• Визуальный
• 100%
• Отсутствие шлака
• 3.4 Неразрушающий контроль сварных соединений
• Неразрушающий контроль сварных соединений котла во
• 3.4.1 Визуальный и измерительный контроль
• Визуальный и измерительный контроль (ВИК) является
• В таблице 3.4 приведены нормы визуального и измери
• Таблица 3.4 - Нормы визуального и измерительного к
• Дефект
• Нормы для соединений из стали 20
• Трещины
• Не допускаются
• Поры и включения
• Отдельные поры до 1,5 мм, не более 3 на 100 мм шва
• Подрезы
• Глубиной не более 0,5 мм при толщине металла 10-12
• Наплывы
• Не допускаются
• Непровары
• Не допускаются
• Смещение кромок
• Не более 10% толщины, но не более 1 мм
• Высота усиления шва
• 1-3 мм
• Ширина шва
• Не более 2 мм + толщина свариваемого металла
• Катет углового шва
• По чертежу ±1 мм
• При визуальном контроле проверяются:
• наличие поверхностных дефектов (трещин, подрезов,
• форма и размеры сварных швов;
• равномерность шва по длине и ширине;
• наличие и размеры выпуклости или вогнутости швов;
• отсутствие поверхностных пор и шлаковых включений.
• Измерительный контроль выполняется с помощью линее
• 3.4.2 Радиографический контроль
• Радиографический контроль является основным методо
• Для котла водогрейного типа КВм радиографическому
• все стыковые соединения корпуса в объеме 25% от об
• стыковые соединения топочной камеры в объеме 15% о
• соединения приварки патрубков к корпусу в объеме 1
• Радиографический контроль позволяет выявить внутре
• В таблице 3.5 представлены нормы радиографического
• Таблица 3.5 - Нормы радиографического контроля сва
• Дефект
• Допустимый размер для соединений из стали 20
• Трещины
• Не допускаются
• Непровары
• Не допускаются
• Одиночные поры
• Не более 1,5 мм в диаметре
• Скопления пор
• Не более 3 пор на длине 100 мм, суммарная площадь
• Шлаковые включения
• Длина не более 3 мм, ширина не более 1 мм, не боле
• Смещение кромок
• Не более 10% толщины, но не более 1 мм
• 3.4.3 Контроль на непроницаемость
• Для обеспечения герметичности котла все сварные со
• 1.Гидравлическое испытание - основной метод контроля
• 2.Пневматическое испытание с обмыливанием - применяе
• 3.Капиллярный контроль (цветная дефектоскопия) - при
• 3.5 Разрушающий контроль сварных соединений
• Разрушающий контроль проводится на контрольных обр
• 3.5.1 Механические испытания
• Механические испытания образцов сварных соединений
• 1.Испытания на растяжение по ГОСТ 6996-66 для опреде
• 2.Испытания на статический изгиб для определения пла
• 3.Испытания на ударный изгиб для определения ударной
• Механические испытания проводятся при отработке те
• 3.5.2 Металлографические исследования
• Металлографические исследования проводятся для оце
• При металлографическом исследовании определяются:
• микроструктура металла шва и зоны термического вли
• наличие микротрещин, микропор и неметаллических вк
• качество сплавления основного и наплавленного мета
• ширина зоны термического влияния.
• Металлографические исследования проводятся при отр
• 3.6 Недопустимые дефекты сварных соединений и мето
• 3.6.1 Классификация и характеристика недопустимых
• В сварных соединениях котла водогрейного типа КВм
• 1.Трещины любого размера и направления - наиболее оп
• 2.Непровары - несплавление основного металла с напла
• 3.Подрезы глубиной более 0,5 мм - канавки в основном
• 4.Поры и шлаковые включения, превышающие допустимые
• 5.Наплывы и натеки - неравномерно застывший металл н
• 6.Прожоги - сквозные отверстия в сварном шве, возник
• 3.6.2 Методы исправления дефектов
• Исправление дефектов сварных соединений производит
• 1.Механическая зачистка - применяется для устранения
• 2.Выборка дефектного участка с последующей подваркой
• 3.Полная вырезка дефектного участка и вварка вставки
• Для предупреждения образования дефектов при исправ
• тщательно зачищать поверхность перед подваркой;
• применять предварительный подогрев до 150-200°C;
• использовать электроды диаметром не более 3 мм;
• выполнять сварку короткими участками с перерывами
• После исправления дефектов сварные соединения подв
• 3.7 Комплексная система контроля качества сварных
• Для обеспечения высокого качества сварных соединен
• Таблица 3.6 - Виды и объемы контроля сварных соеди
• Тип соединения
• Визуальный и измерительный
• Радиографический/УЗК
• Контроль на непроницаемость
• Стыковые швы корпуса
• 100%
• 25%
• 100%
• Угловые швы приварки верхней и нижней стенок
• 100%
• -
• 100%
• Приварка патрубков
• 100%
• 100%
• 100%
• Приварка дымогарных труб
• 100%
• -
• 100%
• Швы топочной камеры
• 100%
• 15%
• 100%
• Комплексная система контроля качества предусматрив
• четкое распределение ответственности за качество н
• оформление документации по результатам контроля;
• анализ причин возникновения дефектов и разработку
• периодическую аттестацию сварщиков и специалистов
• калибровку и поверку средств измерений и контроля.
• Выводы по главе 3
• 1.Разработана система контроля качества сварных соед
• 2.Определены методы и объемы контроля для различных
• 3.Установлены нормы качества сварных соединений и кр
• 4.Разработаны методы исправления дефектов сварных со
• 5.Комплексная система контроля качества позволяет об
• ГЛАВА 4. ТРЕБОВАНИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ТЕХНИКЕ БЕЗО
• 4.1 Общие положения по охране труда и технике безо
• Изготовление котла водогрейного типа КВм включает
• Организация работ по охране труда и технике безопа
• Трудовой кодекс Российской Федерации;
• ГОСТ 12.0.004-2015 "ССБТ. Организация обучения без
• ГОСТ 12.3.003-86 "ССБТ. Работы электросварочные. Т
• СП 1009-73 "Санитарные правила при сварке, наплавк
• Правила по охране труда при выполнении электросвар
• 4.2 Анализ опасных и вредных производственных факт
• При изготовлении котла водогрейного типа КВм работ
• Таблица 4.1 - Опасные и вредные производственные ф
• Фактор
• Источник
• Воздействие на организм
• Предельно допустимые уровни
• Сварочный аэрозоль
• Процесс сварки
• Поражение органов дыхания, интоксикация
• ПДК марганца - 0,2 мг/м³, оксидов железа - 6 мг/м³
• Излучение сварочной дуги
• Электрическая дуга
• Поражение органов зрения, ожоги кожи
• Интенсивность УФ-излучения не более 0,001 Вт/м²
• Повышенная температура
• Нагрев металла при сварке
• Тепловые ожоги, перегрев
• Температура поверхностей не выше 45°C
• Шум
• Сварочное оборудование, шлифмашины
• Снижение слуха, нервное истощение
• 80 дБА за 8-часовую смену
• Наиболее существенными факторами являются сварочны
• 4.3 Требования к производственным помещениям
• Изготовление котла водогрейного типа КВм должно пр
• Производственные помещения должны соответствовать
• 1.Площадь и объем помещения на одного работника долж
• 2.Высота производственных помещений от пола до потол
• 3.Полы в производственных помещениях должны быть ров
• 4.Стены и потолки должны иметь покрытия, препятствую
• 5.Помещения должны быть оборудованы общеобменной при
• 6.Сварочные посты должны быть оборудованы местной вы
• 7.Освещенность рабочих мест должна составлять не мен
• 8.В холодный период года температура воздуха в произ
• 9.Сварочные работы должны проводиться на специальных
• 10.На каждом посту должны быть средства пожаротушения
• 4.4 Требования к организации рабочих мест
• Рабочие места для сборки и сварки котла водогрейно
• Основные требования к организации рабочих мест:
• 1.Сварочные посты должны быть оборудованы рациональн
• 2.Рабочее место сварщика должно быть защищено от скв
• 3.Столы для сборочных работ должны быть оборудованы
• 4.Органы управления сварочным оборудованием должны б
• 5.Проходы между рабочими местами должны быть не мене
• 6.Кабели и шланги должны быть уложены так, чтобы иск
• 7.На рабочем месте должны находиться инструкции по о
• 8.Стационарные рабочие места для сварки крупных изде
• 9.Вес переносного сварочного оборудования (держателе
• 4.5 Требования к сварочному оборудованию и материа
• Безопасность работ при изготовлении котла в значит
• Сварочное оборудование должно соответствовать след
• 1.Все сварочное оборудование должно иметь паспорт, и
• 2.Источники питания для дуговой сварки должны быть о
• 3.Корпуса источников питания, сварочных автоматов и
• 4.Подвижные части оборудования должны иметь защитные
• 5.Все электрические соединения должны быть надежно и
• 6.Сварочные кабели должны иметь неповрежденную изоля
• 7.Газовые баллоны должны быть установлены в вертикал
• 8.Сварочные материалы (проволока, электроды) должны
• 9.Периодические испытания и проверки сварочного обор
• 4.6 Требования к средствам индивидуальной защиты
• Работники, занятые в процессе изготовления котла в
• Основные средства индивидуальной защиты для сварщи
• 1.Щиток сварщика с автоматически затемняющимся свето
• 2.Костюм сварщика из термостойкой ткани с огнезащитн
• 3.Ботинки кожаные с металлическим подноском для защи
• 4.Перчатки или краги спилковые для защиты рук от теп
• 5.Респиратор со сменными фильтрами для защиты органо
• 6.Защитные очки с боковыми щитками для защиты глаз п
• 7.Головной убор (берет) из огнестойкого материала дл
• 8.Наколенники и налокотники для защиты при работе в
• 9.Беруши или противошумные наушники для защиты от шу
• 10.Средства защиты от поражения электрическим током:
• Для слесарей-сборщиков предусматриваются костюм из
• 4.7 Требования электробезопасности
• Электробезопасность при изготовлении котла водогре
• Основные требования электробезопасности:
• 1.Все электросварочное оборудование должно быть зазе
• 2.К выполнению сварочных работ допускаются лица, про
• 3.Подключение и отключение электросварочных установо
• 4.Корпуса источников питания должны быть надежно заз
• 5.Сварочные кабели должны иметь неповрежденную изоля
• 6.При проведении сварочных работ в особо опасных усл
• 7.Один раз в 6 месяцев должна проводиться проверка с
• 8.Рабочее место сварщика должно быть защищено от атм
• 9.Все электрооборудование должно иметь защиту от кор
• 4.8 Требования пожарной безопасности
• При изготовлении котла водогрейного типа КВм выпол
• Основные требования пожарной безопасности при пров
• 1.Помещения, где проводятся сварочные работы, должны
• 2.Расстояние от места сварки до легковоспламеняющихс
• 3.В радиусе 5 м от места сварки пол должен быть очищ
• 4.При перерывах в работе и по окончании сварочных ра
• 5.Сварочное оборудование должно быть оснащено устрой
• 6.Хранение баллонов с газами должно осуществляться в
• 7.При проведении сварочных работ на временных местах
• 8.Работники должны быть обучены правилам пожарной бе
• 9.Запрещается проводить сварочные работы на свежеокр
• 10.Около сварочных постов должны быть вывешены плакат
• 4.9 Требования безопасности при подъемно-транспорт
• При изготовлении котла водогрейного типа КВм выпол
• Требования безопасности при подъемно-транспортных
• 1.К управлению грузоподъемными механизмами допускают
• 2.Перед началом работ необходимо проверить исправнос
• 3.Грузозахватные приспособления (стропы, траверсы, з
• 4.Масса поднимаемого груза не должна превышать грузо
• 5.Запрещается поднимать груз, находящийся в неустойч
• 6.Запрещается находиться под поднятым грузом или на
• 7.Перемещение грузов над перекрытиями, под которыми
• 8.При работе мостовых кранов необходимо подавать пре
• 9.Установка котла в проектное положение должна произ
• 10.Все подъемно-транспортные механизмы должны подверг
• Выводы по главе 4
• Изготовление котла водогрейного типа КВм связано с
• Для обеспечения безопасных условий труда необходим
• Особое внимание должно уделяться электробезопаснос
• Работники, занятые в процессе изготовления котла,
• Организация работ по охране труда предусматривает
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• В результате выполнения выпускной квалификационной
• Обоснован переход от ручной дуговой сварки покрыты
• Осуществлен выбор сварочных материалов, обеспечива
• Выполнены расчеты режимов сварки для различных тип
• Рассчитан расход сварочных материалов на изготовле
• Произведен выбор современного сварочного оборудова
• Сравнительный анализ базовой и усовершенствованной
• 1.Повышение производительности процесса сварки в 2,5
• 2.Сокращение номенклатуры сварочных материалов за сч
• Определены методы и объемы контроля качества сварн
• Установлены требования по охране труда и технике б
• Сравнительный анализ базовой и усовершенствованной
• 1.Повышение производительности процесса сварки в 2,5
• 2.Снижение трудоемкости изготовления котла на 35-40%
• 3.Улучшение качества сварных соединений, снижение до
• 4.Уменьшение уровня сварочных деформаций на 30-40% б
• 5.Сокращение номенклатуры сварочных материалов за сч
• 6.Улучшение условий труда сварщиков за счет снижения
• 7.Повышение уровня механизации производства до 85%,
• Таким образом, в результате выполнения выпускной к
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
• ПРИЛОЖЕНИЯ