МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Сварочное, литейное производство и материаловедение»

РЕФЕРАТ

по дисциплине: ПСК.

Тема: «Разработка технологического процесса изготовления резервуара СУГП 1-25-3 из стали 09Г2С»

Выполнил: студент гр. 13МО1

Лапин М. А.

Проверил: к.т.н., доцент

Чугунов С. Н.

Пенза 2016

Цель задания: провести технологическую подготовку производства резервуара СУГП 1-25-3 из стали 09Г2С.

Назначение изделия: резервуар СУГП 1-25-3 предназначен для приёма, хранения и выдачи нефтяного попутного газа. Способ использования – на открытой площадке. Резервуары предназначены для эксплуатации в условиях с умеренным и холодным УХЛ (средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха равна или выше минус 55 °С, максимумов - равна или ниже плюс 40 °С) в соответствии с ГОСТ Р 52630-2012 и ТР ТС 032/2013. Некачественно выполненная сварка может привести к нарушению герметичности конструкции и её разрушению при эксплуатации. Ввиду ответственного назначения конструкции, к изделию предъявляются повышенные требования к качеству сварных швов, соблюдению технологических размеров и технологического процесса изготовления.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Разработка технологии сборки и сварки изделия…………...……...4

2 Выбор способа получения заготовок……………………………..…6

2.1 Раскрой...……………………………………....……………......…...6

2.2 Резка листового металла………………………………….....…...…9

2.3 Штамповка днищ……………………………………………..……10

3 Расчёт параметров режимов ручной дуговой сварки……………...11

4 Расчёт параметров режимов автоматической сварки под слоем флюса…………………………………..……………………………………....15

5 Выбор сварочного оборудования……………………………….…..20

Заключение………………………………...………...…………………23

Список использованных источников…………...………………….…24

1 Разработка схемы технологического процесса изготовления изделия

Резервуар представляет собой цилиндрическое изделие длиной 8952 мм, максимальным диаметром 2032 мм, включающее в себя два эллиптических днища, два люка, один штуцер и один патрубок, корпус которого выполнен из материала сталь 09Г2С (рисунок 1).

Рисунок 1 – Конструкция резервуара

Базовая технология изготовления изделия включает в себя следующие технологические операции:

1) Правка проката.

Правку осуществлять созданием местной пластической деформации в холодном состоянии.

Очистку поверхности листов от грязи и ржавчины производить с помощью щётки и шабера.

2) Резка проката.

Раскрой листов производить на гильотинных ножницах, при вырезке деталей больших размеров или сложной формы – на машине термической резки с числовым программным управлением по составленной программе.

3) Маркировка.

4) Правка на вальцах с точностью 1 мм на 1 м.

5) Разметка и строжка заготовок по контуру со снятием припуска на кромкострогальном станке.

6) Зачистка кромок под сварку на ширине 30 мм от торца с двух сторон.

7) Вальцовка листа по R1000.

8) Сбор стыков обечаек под сварку, смещение кромок не более 1 мм.

9) Прихватка стыков, зачистка прихваток.

10) Сварка обечаек по технологической карте сварки с зачисткой корня шва.

11) Зачистка шва от шлака.

12) Калибровка обечаек, овальность не более 2 мм.

13) Сборка обечаек между собой и их сварка.

14) Сборка с одним днищем, сварка.

15) Разметка и вырезка отверстий под люки, штуцера и патрубки.

16) Сборка со вторым днищем, сварка.

17) Сборка и прихватка обечайки с переходной подкладкой, с люком, с технологическими рёбрами, сварка.

18) Сборка, прихватка и сварка штуцеров и патрубка.

19) Сварка обечайки с опорами.

20) Контроль согласно карте контроля сварных швов.

В данном базовом технологическом процессе изготовления резервуара предлагается проанализировать затраты времени и материалов для двух способов приварки днища к корпусу: ручной дуговой и автоматической на флюсовой подушке - и на основе рассчитанных данных сделать вывод о том, какой из этих способов сварки рациональнее в данном случае.

2 Выбор способа получения заготовок

2.1 Раскрой

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости. Себестоимость детали определяется суммированием себестоимости заготовки на заготовительном и последующих этапах. Выбор заготовки связан с конкретным технико-экономическим расчетом себестоимости готовой детали, выполняемым для заданного объёма годового выпуска с учетом других условий производства.

Важным этапом в проектировании сварных конструкций и разработке технологических процессов является установление коэффициента использования материала (КИМ), что влияет на себестоимость производства и конкурентоспособность продукции.

Исходя из конструктивных и экономических соображений, а также условий работы резервуара, выбираем по ГОСТ 5520-79 низкоуглеродистую сталь 09Г2С-8 с классом прочности 295 и пределом текучести 430 МПа. Её механические свойства указаны в таблице 1.

Таблица 1 - Механические свойства листового проката стали 09Г2С-8 ГОСТ 5520-79

Класс прочности	Толщина проката, поставляемая по данному классу прочности, мм, не более	Предел текучести т, Н/мм2	Временное сопротивление в, Н/мм2	Относительное удлинение 5, %
		не менее
325	16	325	470	21

Химический состав стали 09Г2С ГОСТ 5520-79 приведен в таблице 2.

Таблица 2 - Содержание химических элементов в стали 09Г2С в процентах

Углерод	Mapганец	Кремний	Хром	Никель	Медь
Не более 0,12	1,3-1,7	0,5-0,8	Не более 0,30	Не более 0,30	Не более 0,30

В настоящем проекте для производства резервуаров используются листы из стали 09Г2С-8 ГОСТ 19281-89 с техническими условиями по ГОСТ 19903-74 (прокат листовой горячекатаный). Основные размеры одного эллиптического днища приведены на рисунке 2.

Рисунок 2 - Эллиптическое днище

Диаметр исходной заготовки из листа рассчитывается по формуле (1), приведённой в ГОСТ 6533-78:

(1),

где D_В – внутренний диаметр днища, s – толщина стенки днища, h₁ – высота отбортовки днища,  - коэффициент, который выбирается по рисунку 3, в зависимости от отношения  .

Рисунок 3 - Зависимость коэффициента от соотношения D_В/S

Тогда:

мм.

Заготовка для одного днища будет иметь размеры 2500 2500, или 2500 1250, если использовать сварное днище. Принимаем: сварные днища, стандартные листы 2500 1250 16 мм по ГОСТ 19903-74. Эскиз расположения заготовки для полуднища на выбранном листе показан на рисунке 4.

Рисунок 4 - Эскиз расположения заготовки

на стандартном листе стали 09Г2С

Коэффициент использования материала для изготовления одного днища будет рассчитываться следующим образом:

, (2)

где - использованная площадь листов, - полная площадь листов.

Полная площадь листа есть произведение его длины и ширины. Использованная площадь находится как площадь полукруга:

. (3)

Подставляя данные в выражение (2), определим:

%.

Данное значение показывает достаточно высокий коэффициент использования материала для заготовок круглой формы.

2.2 Резка листового металла

Для вырезания заготовок из листов принимаем машину термической резки PCM.3212 с числовым программным управлением (ЧПУ). Они широко применяются для прямолинейного и фигурного раскроя листового металла в различных отраслях промышленности. Технические параметры машины термической резки РСМ.3212 приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Технические параметры машины термической резки РCM.3212

Параметр	Значение
Колея рельсового пути, мм	4000
Рабочая ширина портала, мм	3200
Длина рельсового пути, мм	14400
Рабочая длина рельсового пути, мм	12000
Ширина полос резки, мм	80-3200
Скорость резки, мм/мин	10-1000
Скорость обратного хода, мм/мин	9000
ЧПУ	EDGE PRO of US HYPERTHERM ( Русский интерфейс )
Механизм автоматического контроля высоты	2 комплекта (установлены на горелках фигурного раскроя)
Система привода портала и головок фигурного реза	серводвигатели переменного тока Panasonic, модель Minas A5 .(Япония)
Газовые клапаны	Burkert (Германия)
Погрешность позиционирования, мм/м	± 0.5
Толщина плазменной резки, мм	6 – 120
Привод портала	односторонний
Плазмообразующий газ	Сжатый воздух
Подогревающий газ	Пропан или ацетилен
Потребляемая мощность , кВт	4,5
Масса, кг	2700

Машина термической резки оснащена ЧПУ и предназначена для прямолинейного и фигурного раскроя металла с помощью плазменной или кислородной газопламенной резки. Портальная машина термической резки PCM.3212 разрабатывалась с учётом пожеланий потребителей, эксплуатирующих машины этой серии во всём мире. На все машины устанавливается числовое программное управление EDGE II производства HYPERTHERM AUTOMATION (США) для плазменной и газопламенной резки. Перемещения портала обеспечивает серводвигатель переменного тока Panasonic (Япония), регулировка подачи газов осуществляется газовыми редукторами NEUGART (Германия).

Таким образом, выбранное оборудование для резки обеспечивает высокую технологичность этого процесса.