ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ

ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА-ЮГРЫ

БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА-ЮГРЫ

«УРАЙСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Утверждаю:

Зам.директора по УПР

________________________

«___»_____________ 2014г.

Письменная экзаменационная работа

Тема: ________________________________________________________________

Выполнил: _________________________

Группа: _______________

Профессия: ___________________________________________________

Работа допущена с оценкой_______________________

Руководитель: _____________/_____________________/___________

(подпись) (фамилия, инициалы) (дата)

Мастер

производственного

обучения: ____________/_____________________/___________

(подпись) (фамилия, инициалы) (дата)

г. Урай, 2016

Департамент образования и молодежной политики

Ханты-Мансийского автономного округа-Югры

бюджетное учреждение профессионального образования

Ханты-Мансийского автономного округа-Югры

«Урайский политехнический колледж»

РАССМОТРЕНО

Предметно-цикловой комиссией

_____________________________

_____________________________

Протокол №______

от «___»___________20__г.

Председатель ПЦК__________

УТВЕРЖДАЮ:

Заместитель директора

по учебно-производственной работе

___________________/Семавин А.А./

«____»___________________201 5 г.

ЗАДАНИЕ ДЛЯ ПИСЬМЕННОЙ ЭКЗАМЕНАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Профессия: Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)

Группа: ЭГС- 3- 13

Ф.И.О. Мердьянов Николай Алексеевич

Тема работы: Технология сборки и механизированной сварки технологического

трубопровода.

СОДЕРЖАНИЕ ПИСЬМЕННОЙ ЭКЗАМЕНАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Титульный лист

2. Задание на письменную экзаменационную работу

3. Содержание работы

4. Введение

5. Технологическая часть

6. Используемые инструменты и оборудование, материалы

7. Техническое обслуживание систем и агрегатов по теме ПЭР; Контроль качества сварной конструкции по теме ПЭР; Требования к качеству блюд, условия и сроки хранения по теме ПЭР;

8. Охрана труда и техника безопасности

9. Список использованной литературы

Приложения

Дата выдачи задания: «_____»____________________ 2015 г.

Руководитель: _____________________/__________________/

Выпускник: _______________________/___________________/

ВВЕДЕНИЕ

Сваркой называется технологический процесс получения неразъ­емных соединений твердых тел при сближении атомов (или моле­кул) в месте соединения на расстояние, равное (или близкое) меж­атомным (межмолекулярным) расстояниям в свариваемых мате­риалах

Наиболее часто в промышленности сваривают металлы, однако сваркой соединяют и неметаллические детали (из стекла и пласт­масс).

Металлы могут свариваться с нагревом в месте соединения и без нагрева, с приложением давления (сдавливанием соединяемых деталей) и без него. Причем при сварке без нагрева или с местным наг­ревом металла без расплавления или до оплавления кромок необ­ходимо сдавливать детали; при сварке с полным расплавлением сое­диняемых кромок приложение давления не обязательно.

Все способы сварки металлов могут быть разделены на две ос­новные группы: сварка давлением и сварка плавлением.

К сварке давлением относятся: контактная (стыковая, точечная, шовная, конденсаторная), газопрессовая, трением, холод­ная. ультразвуковая.

К сварке плавлением относятся: газовая, термитная, дуговая, электрошлаковая.

В настоящее время наиболее широко применяются в промыш­ленности электрические способы сварки: контактная, дуговая и электрошлаковая. Разработаны и в некоторых отраслях промышленности приме­няются новые методы сварки: «холодная» сварка давлением, сварка трением, ультразвуковая, токами высокой частоты, плазменной ду­гой (в том числе микроплазменная сварка тонкого металла), свар­ка электронным лучом в вакууме, диффузионная сварка в вакууме, взрывом, лучом лазера и др.

Сварка в настоящее время стала одним из основных техноло­гических процессов в строительстве, машиностроении (в том чис­ле химическом машиностроении), судостроении и других отраслях промышленности.

Крупные задачи поставлены в каждой из отраслей промышленности, главными из них являются задачи по­вышения эффективности производства, ускорения научно-техничес­кого прогресса, роста производительности труда, улучшения каче­ства

продукции.

Предполагается ускорить темпы комплексной механизации про­изводственных процессов, существенно уменьшить в промышленно­сти удельный вес ручного труда. Эти мероприятия могут быть осу­ществлены за счет широкого внедрения прогрессивных малоопе­рационных и высокопроизводительных технологических процессов, передовых методов организации труда и производства.

Для повышения темпов производства увеличивается использование автоматизи­рованных сварочных машин, внедряются автоматизированные комплексы оборудования, обеспечивающие получение высокоточных заготовок с использованием новых методов, в том числе штамповки- сварки, а также значительное повышение производительности и улучшение условий труда в сварочном производстве.

Дешевым и производительным является способ сварки в защитной среде углекислого газа. Сварка в углекис­лом газе может быть выполнена неплавящимся угольным и плавя­щимся металлическим электродами.

Дуговая сварка в углекислом газе может быть выполнена не плавящимся угольным и плавящимся металлическим электродами. Последняя находит наибольшее применение. Сравнительная деше­визна углекислого газа, высокое качество сварных швов при пра­вильно выбранной технологии сварки, а также ряд технологиче­ских преимуществ открывают этому способу широкие перспективы в различных отраслях машиностроения и строительства. Дуговая сварка в углекислом газе оказывается особенно целесообразной при изготовлении изделий из тонкого металла и различных мало­габаритных деталей. Этот способ также внедряют при сварке соединений из толстого металла со швами небольшой протяжен­ности и различной формы, расположенными в разных плоскостях. Указанным способом удается механизировать сварку вертикальных соединений, обеспечить хороший провар корня стыковых соедине­ний без прожогов на весу, без подкладных колец и т. д.

Углеродистые и низколегированные конструкционные стали сва­ривают специальными кремнемарганцовистыми и хромомарганце-кремпнстыми проволоками. Опыт показывает, что, несмотря на разный химический состав и различные механические свойства углеродистых и низколегированных сталей, их можно сваривать одними и теми же кремнемарганцовистыми проволоками Св-08ГС и Св-08Г2С.

Тонколистовые углеродистые стали и малогабаритные детали из этих сталей могут свариваться также проволокой Св-12ГС диамет­ром до 1,2 мм.

Открытие дуговой сварки.

Замечательный русский изобретатель Н.Г.Славянов был по образованию инженером, металлургом.

Последняя четверть прошлого века явилась периодом становления электротехники-науки о процессах, связанных с практическим применением электрических явлений. 30-летний руководитель орудийных и механических производств на одном из крупнейших в России пушечных заводов в Перми, Н.Г.Славянов увидел в электротехнике будущее металлургии, обработки металлов. Он глубоко изучил эту область науки.

Через шесть лет после открытия Н.Н.Бенардосом дуговой сварки, в 1888 году Н.Г.Славянов творчески развил эту идею, разработав и применив сварку металлическим электродом. Впервые в мире этот способ был внедрен Славяновым на Пермском заводе.

Он сконструировал и опробовал автоматическое приспособление для регулировки длины дуги. Это был прообраз современных сварочных аппаратов. Изобретение обессмертило его имя и имеет огромное значение и по сей день.

Так Славяновым была написана одна из страниц истории важнейшей области техники – дуговой сварки металлов, находящей самое широкое применение в современной промышленности и строительстве.

Что такое дуга.

Дуга представляет собой электрический разряд в газе между электродами, к которым подведено напряжение источника тока. Ток в дуге обусловлен так называемыми свободными электронами и положительными и отрицательными заряженными частицами вещества – ионами. Процесс образования этих частиц называется ионизацией. В средней части дуги расположен столб дуги, ярко светящейся и имеющей температуру около 6000 градусов по Цельсию. Столб заканчивается на электродах катодным и анодным пятнами, через которые проходит весь ток дуги. Плотность тока на пятнах весьма велика, благодаря чему в этих зонах происходит интенсивное нагревание до температуры испарения материала электродов. Столб дуги окружает пламя – раскалённые пары и газы, температура которых резко падает по мере удаления от столба. Дугу перемещают при сварке в ручную или механически вдоль кромок соединяемых деталей, благодаря чему достигается непрерывное плавление их и образование соединения – сварного шва. Глубиной проплавления называется наибольшая глубина расплавления основного металла в сечении шва.

Распространение дуговой сварки.

Особенно широкое распространение получила дуговая сварка Н.Г.Славянова. Сущность этого способа заключается в том, что электрическая дуга возбуждается между свариваемой деталью и металлическим электродом, который плавится в процессе горения дуги и заполняет тем самым сварной шов. Одновременно плавятся корки свариваемых деталей. Такой процесс называется сваркой металлическим электродом.

Зависимости от способа дуговой сварки.

В зависимости от способа дуговой сварки, т.е. от материала применяемого электрода, свойства электрической дуги меняются. Так, при горении дуги между свариваемым металлическим изделием и угольным электродом дуги имеет большую длину и несколько иную форму чем дуга, горящая между изделием и металлическим электродом. В последнем случае явления, происходящие в дуге, значительно сложнее, так как в дуговом промежутке помимо паров, образуемых при сгорании электрода, присутствуют капли расплавленного и пары сгорающего в дуге электродного покрытия. Если дуговая сварка по способу Бенардоса производится голым угольным электродом, то при сварке по способу Славянова на плавящийся металлический электрод обычно наносится покрытие, в зависимости от состава и толщины наносимого слоя может быть ионизирующим либо так называемым качественным, т.е. обеспечивающим получение повышенного качества наплавленного металла.

Ионизирующие покрытия наносятся на электрод слоем, не прерывающим по толщине 0,3-0,5 мм; в состав этих покрытий входят обычно вещества, ионизирующие дуговой промежуток, т.е. способствующие устойчивому горению дуги даже при питании её от источника переменного тока. Ионизирующее покрытие никакой защиты металла от воздуха не осуществляется.

Качественные покрытия наносятся на электрод слоем, достигающим по толщине 1,5 – 3 мм; в состав этих покрытий входит шлакообразующие и газообразующие вещества, защищающие жидкую ванну и капли электродного металла от окружающего воздуха; вещества, способствующие ионизации дуги, а также некоторые легирующие элементы, улучшающие механические свойства наплавленного металла. За счет правильного подбора электродных покрытий сварной шов во многих случаях получает механические свойства более высокие, чем основной свариваемый металл.

Сварка угольным электродом стали, а также чугуна и цветных металлов производится с применением флюса, наносимого на присадочные стержни и на кромки свариваемых деталей.

Различают сварку током примой и обратной полярности. Прямая полярность – это когда положительный вывод источника сварочного тока присоединён к свариваемым изделиям, а отрицательный – к электрододержателю. При этом в дуговом разрядном промежутке изделие являются анодом, а электрод – катодом.

В дуге действует механические силы, направленные вдоль столба дуги (дутье). Под действием этих сил в жидком металле сварочной ванны образуется лунка, так называемый кратер. В конце швов при затвердевании металла в результате его усадки также образуется углубление, которое называется конечным кратером. Конечный кратер при необходимости либо заваривают, повторно расплавляя металл в этом месте, либо шов выходят на планку, которая удаляется после сварки. При сварке шин с этой же цели швы выводятся в лунке угольных брусков, формующих стыки шин с торцов.

Разновидности сварки.

Сварка под слоем флюса.

Стремление повысить производительность электродуговой сварки, улучшить качество швов и одновременно облегчить труд сварщиков привело к созданию автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса.

Сущность процесса автоматической сварки заключается в следующим: голая электродная проволока с катушки подаётся в зону дуги автоматической головкой, двигающейся вдоль шва; впереди головки из бункера по трубе на свариваемые кромке подаётся флюс, покрывающий поверхность металла в зоне шва слоем толщиной 50 –60 мм. Электрическая дуга горит под слоем флюса в создаваемом ею газом пузыре, окруженном средой расплавленного флюса.

Благодаря некоторому давлению флюса на поверхность жидкой ванны в процессе сварки устраняется разбрызгивание металла и получается хорошее формирование шва, даже при очень больших токах, достигающих 1000 – 200 А. Расплавляемая в процессе сварки и затем затвердевающая часть флюса образует на поверхности шва шлаковую корку. Неиспользованная же, т.е. нерасплавленная, часть флюса отсасывается обратно в бункер и затем повторно используется при сварке.

Большая концентрация теплоты при горении мощной дуги под флюсом позволяет производить сварку с небольшими скосами кромок; угол скоса кромок для стали обычно не превышает 30 градусов. Последнее обстоятельство приводит к меньшей затрате электродного материала и к лучшему использованию дуги. Благодаря большой силе тока, применяемого при автоматической сварке под слоем флюса, производительность возрастает в десятки раз по сравнению с ручной дугой дуговой сваркой.

Хорошая защита расплавленного металла от окружающего воздуха, а также легирование металла шва (в случае сварки стали) содержащимися во флюсе компонентами обеспечивают весьма высокие механические свойства сварных швов, выполненных автоматической сваркой.

Широкое распространение получило полуавтоматическая, так называемая шланговая сварка. Тонкая (1,6 – 2 мм) электродная проволока подается при помощи роликового механизма через шланг в электрододержатель. Шланг используется также для подачи сжатым воздухом в зоне сварки флюса, а также для подведения сварочного тока к электродержателю. Необходимая аппаратура сосредоточена в аппаратном ящике.

Применение флюса позволяет использовать тонкую электродную проволоку большой силе тока, что обеспечивает глубокое поправление металла (до 12 мм) и высокую производительность.

При помощи шланговых полуавтоматов весьма удобно производить сварку прямолинейных, криволинейных швов, угловых и других соединений.

В электромонтажной практике сварка под слоем флюса используется почти исключительно для соединения медных шин.

Сварка в среде защитных газов.

Разновидностью дуговой сварки является электросварка в среде защитных газов (аргон, углекислый газ), называемое иногда газоэлектрической сваркой, что не совсем правильно отражает сущность процесса.

Дуговая сварка в среде защитных газов заключается в том, что сварочная ванна, конец электрода и присадочного путка, определенные участки шва и околошовной зоны основного металла предохраняются от окисления в процессе сварки при помощи газа. Этот газ подается в зону сварки через сопло специального электродержателя – горелки.

В качестве защитного газа при сварки алюминия и меди применяют нейтральный газ аргон, не взаимодействующий с металлом, а при сварки стали – углекислый газ, который не является нейтральным и в кокой – то мере вступает во взаимодействие с металлом.

Аргонодуговую сварку выполняют в плавящемся электродом, которой подается непрерывно в зону сварки специальным толкающим или тянущим устройством (полуавтоматическая сварка), а также неплавящимся (вольфрамовым) электродом. В последнем случае присадочный материал вводится в шов из прутка, погружаемого периодически сварочную ванну. Для сварки вольфрамовым электрод закрепляют в специальном держателе внутри сопла, через которое к месту сварки подается аргон.

Плазменная сварка.

Плазменную сварку иногда называют сваркой сжатой дугой. Если обычный электродуговой разряд пропустить через узкое сопло, “вдувая” и сжимая его потоком инертного газа – аргона, то возникает так называемая плазменная струя, имеющая температуру, доходящую до 20000 градусов по Цельсию.

Плазменная струя представляет собой ионизированный газ, состоящий из смеси электронов, положительных ионов и нейтральных частиц. Плазма электропроводна, но по отношению ко внешней среде электрически нейтральна. Устройство для получения плазменной струи называется плазменной горелкой или плазмотроном.

К преимуществам плазменной сварки относятся повышения производительности, возможность выполнять соединения без разделки кромок, экономия присадочного материала инертного газа, а также возможность отказа в ряде случаев (например, при сварке меди ) от дополнительного разогрева.

Электрошлаковая сварка.

Электрошлаковая сварка является неэлектродуговым процессом. Выделение теплоты, необходимой для расплавления свариваемых кромок и присадочного материала, происходит при прохождении тока через расплавленный шлак, в зазоре между кромками.

Электрошлаковая сварка является высокопроизводительным, автоматизированным процессом значительно облегчающем труд сварщиков. Она допускает выполнение соединений алюминиевых шин любой толщены.

Контактная сварка.

Контактной называется сварка с применением давления, при которой нагрев производится теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через находящиеся в контакте соединяемые части.

Различает три способа электрической контактной сварки: точечную, шовную и стыковую. Стыковая сварка может выполнятся двумя способами – сопротивлением и оплавлением.

Газовая сварка.

Газовая сварка распространена в технике значительно меньше чем электрическая. Она применяется для изготовления тонкостенных стальных конструкций, при сварке чугуна, и цветных металлов и при наплавке твердых сплавов. Газовую сварку целесообразно применять для случаев, когда требуется постепенный нагрев и медленное охлаждение.

При газовой сварке нагрев и расплавление металла достигаются пламенем газосварочных горелок в результате сжигания в них горючих газов в среде кислорода.

Термитная сварка.

Источником теплоты при термитной сварке являются порошковообразные смеси металлов с окислами других металлов. При

Сгорании таких порошкообразных смесей происходит обменная реакция по кислороду с выделением значительного кол-ва теплоты. При этом металл, входящий в смесь, окисляется, а из окисла восстанавливается в чистом виде другой металл.

Таким образом, источником кислорода в термите является окисел,

а источником теплоты – горючим – металл, входящий в смесь в чистом виде.

Холодная сварка.

Холодной сваркой называются соединение металлов, достигаемое совместным пластическим деформированием соединяемых элементов. Практически это осуществляется приложением давления.

В простейшем случае холодная сварка осуществляется двумя встречными цилиндрическими пуансонами, вдавливаемыми в материал соединяемых пластин, сложенных вместе. Степень деформации при этом условно измеряется глубиной вдавливания пуансонов в процентах от толщины деформируемой пластины.

Типовая Операционная технологическая карта сборки и сварки неповоротного стыка нефтегазопроводных труб, выполненного электродами с основным видом покрытия.

Объект строительства

Тип трубопровода

Диаметр, мм

Стыкуемые элементы

Шифр карты

Промысловый трубопровод

530-1020 мм

труба + труба

ТК-СРД

Характеристика изделия

Сварочные материалы

Подготовка кромок

Просушка и предварительный подогрев

Марка стали, ТУ на трубы

Диаметр, мм

Толщина стенки, мм

Класс прочности, группа стали

Нормативный предел прочности, МПа

Эквивалент углерода, Рсм, %

Электроды: тип электрода Э50А по ГОСТ 9467-75 ( А5.5) 2,5/3,0/3,2 мм (корневой слой шва) Электроды: тип электрода Э50А по ГОСТ 9467-75

Просушка нагревом до 500С при влажных кромках и температуре окружающего воздуха ниже (+ 50С) Требуется предварительный подогрев до 100°С

09ГСФ

530-1020

7,0-16,0

К 52

не менее 510

Сэ <0,42 Рсм 0,24

(Рсм – параметр стойкости стали против растрескивания при сварке)

Режимы сварки

Сварочные слои

Марка электрода

Диаметр, мм

Полярность

Сварочный ток, А постоянный