Изготовление сосудов, работающих под давлением

Размещено на http://www.allbest.ru/

БОУ ОО СПО <<Сибирский профессиональный колледж>>

Контрольная работа

По дисциплине: Материаловедение

Вариант 4

Выполнил: студент

группы С-623

Морозов А. С.

1. Изготовление сосудов, работающих под давлением

1.1 Краткое описание конструкции и условия ее эксплуатации

Материалы, применяемые для изготовления сосудов, должны обеспечивать их надежную работу в течение расчетного срока службы с учетом заданных условий эксплуатации (расчетное давление, минимальная отрицательная и максимальная расчетная температура), состава и характера среды (коррозионная активность, взрывоопасность, токсичность и др.) и влияния температуры окружающего воздуха.

При выборе материалов для сосудов, предназначенных для установки на открытой площадке или в неотапливаемых помещениях, должна учитываться абсолютная минимальная температура наружного воздуха для данного района.

Конструкция сосудов должна обеспечивать надежность и безопасность эксплуатации в течение расчетного срока службы и предусматривать возможность проведения технического освидетельствования, очистки, промывки, полного опорожнения, продувки, ремонта, эксплуатационного контроля металла и соединений.

Сосуды, которые в процессе эксплуатации изменяют свое положение в пространстве, должны иметь приспособления, предотвращающие их самоопрокидывание.

Допускается установка сосудов:

а) в помещениях, примыкающих к производственным зданиям, при условии отделения их капитальной стеной, конструктивная прочность которой определена проектной документацией с учетом максимально возможной нагрузки, которая может возникнуть при разрушении (аварии) сосудов;

б) в производственных помещениях, включая помещения котельных и тепловых электростанций, в случаях, предусмотренных проектом с учетом норм проектирования данных объектов в отношении сосудов, для которых по условиям технологического процесса или условиями эксплуатации невозможна их установка вне производственных помещений;

в) с заглублением в грунт при условии обеспечения доступа к арматуре и защиты стенок сосуда от коррозии.

-Установка сосудов должна исключать возможность их опрокидывания.

- Установка сосудов должна обеспечить возможность осмотра, ремонта и очистки их с внутренней и наружной сторон.

-Для удобства обслуживания сосудов должны быть устроены площадки и лестницы. Для осмотра и ремонта сосудов могут применяться люльки и другие приспособления. Указанные устройства не должны нарушать прочности и устойчивости сосуда, а приварка их к сосуду должна быть выполнена по проекту в соответствии с требованием Правил.

Швы тонкостенных сосудов, как правило, выполняют в среде защитных газов. Сборку рекомендуется производить с помощью зажимных приспособлений -- надежное прижатие свариваемых кромок к подкладке позволяет выполнять одностороннюю сварку в приспособлении без прихватки. При сборке и сварке прямолинейных швов между листами и продольных швов обечаек равномерное и плотное прижатие кромок к подкладке осуществляется зажимными приспособлениями клавишного типа. Усилие прижатия обычно составляет 300--700 Н на 1 см длины шва и создается гидравлическим или пневматическим устройством (рис.1). На верхнем основании жесткого каркаса закреплен ложемент 6 с подкладкой 5. Прижим свариваемых кромок осуществляют раздельно для каждого листа через набор клавиш 3, укрепленных на балках 1. Давление на клавиши передается пневмошлангами 2 и регулируется редуктором. Установка и прижатие листов производятся в такой последовательности: поворотом эксцентрикового валика 7 из подкладки выдвигаются фиксаторы 4, после чего до упора в них (справа по рисунку) заводится листовая заготовка и зажимается подачей воздуха в шланг. Затем фиксаторы убираются и до упора в кромку заготовки устанавливается другая заготовка и зажимается подачей воздуха в шланг 2.

Рис.1: Приспособление для сборки и сварки прямолинейных стыков тонколистовых элементов

При сборке и сварке прямолинейных швов между листами и продольных швов обечаек равномерное и плотное прижатие кромок к под При сборке и сварке продольных стыков обечаек основание приспособления выполняют в виде консоли, прижимные балки с клавишами закрепляют к ним одним концом жестко, а другим концом -- посредством откидных болтов.

Продольные швы вызывают нарушение прямолинейности образующих тонкостенных обечаек и уменьшение кривизны в зоне шва в поперечном сечении (кладке осуществляется зажимными приспособлениями клавишного типа.

1.2 Выбор конструкционного материала сварного узла

Материалы, применяемые для изготовления сосудов, должны обеспечивать их надежную работу в течение расчетного срока службы с учетом заданных условий эксплуатации (расчетное давление, минимальная отрицательная и максимальная расчетная температура), состава и характера среды (коррозионная активность, взрывоопасность, токсичность и др.) и влияния температуры окружающего воздуха.

Сталь 22к конструкционная углеродистая качественная.

Химический состав в % стали 22К ГОСТ 5520 - 79

Температура критических точек стали 22К

Технологические свойства стали 22К.

Механические свойства при Т=200С стали 22К

Физические свойства стали 22К.

Зарубежные аналоги стали 22К.

Внимание! Указаны, как точные, так и ближайшие аналоги.

Обозначения: Механические свойства:

sв - Предел кратковременной прочности, [МПа] sT - [МПа Предел пропорциональности] (предел текучести для остаточной деформации),

d5 - Относительное удлинение при разрыве , [ % ] y - Относительное сужение , [ % ]

KCU- Ударная вязкость , [ кДж / м2]

HB - Твердость по Бринеллю , [МПа]

Физические свойства :

T - Температура, при которой получены данные свойства , [Град] E - Модуль упругости первого рода , [МПа] a - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ) , [1/Град] l - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость стали) , [Вт/(м·град)] r - Плотность стали , [кг/м3]

C - Удельная теплоемкость стали (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] R - Удельное электросопротивление, [Ом·м]

1.3 Диаграмма состояния железо-цементит

До 15300 сплав охлаждается быстро, так, как кристаллизация в нем не происходит. Кривая охлаждения круто опускается вниз.

При температуре 15300 начинается первичная кристаллизация. Из жидкого раствора кристаллизуется аустенит. Процесс кристаллизации продолжается до температуры 14800. При этом скорость охлаждения замедляется, потому, что выделяется теплота, связанная с кристаллизацией. Кривая охлаждения становится более пологой.

В интервале температур 14800-8100 кристаллизация не происходит. Сплав охлаждается быстрее, кривая на этом участке становится круче.

При температуре 8100 начинается вторичная кристаллизация. Из твердого раствора - аустенита кристаллизуется феррит. Кристаллизация феррита продолжается до 7270. В интервале 8100 до 7270 скорость охлаждения замедляется, потому что выделяется теплота, связанная с кристаллизацией феррита. Кривая охлаждения становится более пологой.

При 7270 оставшийся аустенит приобретает эвтектоидную концентрацию (0,8%) и при постоянной температуре превращается в перлит. Образуя структуру феррит+перлит. На кривой охлаждения образуется горизонтальный участок. Далее процесс охлаждения несколько замедляется, и кривая охлаждения станет более пологой.

При 2170 происходит магнитное превращение.

Аустенит-тверды раствор углерода в г-железе.

Феррит- твердый раствор углерода в б-железе.

Перлит-механическая смесь феррита и цементита.

1.4 Выбор термической обработки

Посадка в «холодную» или нагретую печь до Т=200°С.

Нагрев с производственной скоростью до Т=300°С.

Выдержка при температуре 300+25°С на протяжении 1-2 часов.

Нагрев со скоростью не более 70°С в час до Т=590°С.

Выдержка при температуре 590°С ± 15°С назначается из расчета 1 час на каждые 25 мм наибольшего сечения сварного шва конструкции с округлением в большую сторону до целого часа.

В случае заварки выборок выборка берется из расчета 1 час на 25 мм глубины выборки. Началом выдержки следует считать время, когда показания печных или подставных термопар будут находиться в интервале 590°С ± 15°С. Примечание: При наличии в садке конструкций разных толщин выдержка назначается по максимальной толщине.

1.5 Характеристика свариваемости выбранного конструктивного материала

сосуд давление сварка сталь

Свариваемость - свойство металлов или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки неразъемное соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия. В сварочной практике существуют такие понятия, как физическая и технологическая свариваемость.

Свариваемость оценивается степенью соответствия свойств сварного соединения тем же свойствам основного материала и его склонностью к образованию дефектов. Материалы делятся на хорошо, удовлетворительно, плохо и ограниченно свариваемые.

- сварка производится без подогрева и без последующих ограничений термообработки

Ограниченно - сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и свариваемая с последующей термообработке

- для получения качественных сварных соединений требуются трудно свариваемая дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг

Электрошлаковая сварка стали 22К: котельные стали представляют группу углеродистых конструкционных сталей, широко применяемых в производстве барабанов котлов среднего и высокого давления. Примером котельных сталей можно назвать стали 22К, 20К и 15К, из них наиболее широкое применение получила сталь 22К. При температуре +520° С предел текучести стали 22К составляет не менее 180 Мн/м2 (18 кгс/мм2), относительное удлинение д5>20%.

Котельную низкоуглеродистую сталь сваривают с применением флюса АН-8 и проволоки Св-10Г2. В табл. 9.8 приведены рекомендуемые режимы электрошлаковой сварки котельных сталей (электродные проволоки диаметром 3 мм).

Список используемой литературы

· Барташевич А.А. Материаловедениее. - Ростов н/Д.: Феникс, 2008

· Черепахин А.А. Материаловедение: Учебник для сред. проф. образования, обуч. по спец. 3106 «Механизация с.-х.». - М.: Академия, 2004.-252с.; ил.-(Среднее профессиональное образование)

· Стали и сплавы. Марочник: справочное издание. /В.Г. Сорокин и др.-М.: Интермент Инжиниринг, 2003.-608с.:ил.

· Марочник сталей и сплавов. - 2-е изд. Доп. И испр. / Под ред. А.С. Зубченко. - М.: Машиностроение, 2003. - 784 с.: ил.

· Сварка. Резка. Контроль: справочник / Под ред. Н.П. Алешина и Г.Г. Чернышова. - М.: Машиностроение, 2004.-480 с.:ил.

Размещено на Allbest.ru