Технология сборки и сварки стыков технологического нефтепровода диаметром 219 на 9 мм

Выбор станции, расположенной на месторождении. Составление схемы участка нефтепровода. Обоснование выбора сварочных материалов. Выделение эффективных способов сборки и сварки конструкции нефтепровода. Заполнение технологической карты изготовления стыка.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 24.02.2020
Размер файла 1,8 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Департамент профессионального образования Томской области

Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

ТОМСКИЙ ПРОМЫШЛЕННО-ГУМАНИТАРНЫЙ КОЛЛЕДЖ

Специальность 22.02.06 «Сварочное производство»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

ТПГК КП 22.02.06. 771.014 ПЗ

Профессиональный модуль «Сварка оборудования нефтяного и химического производств»

Технология сборки и сварки стыков технологического нефтепровода диаметром 219 на 9 мм.

Выполнил: студент группы № 771 Михович Д.О.

Руководитель: преподаватель Ерёмин М.А.

Томск 2019

  • Оглавление

  • Введение
  • 1. Выбор станции, расположенной на заданном нефтепроводе и используемой при разработке проекта
  • 2. Поиск и использование информации о станции. Описание станции
  • 3. Расположение станции на схеме нефтепровода.
  • 4. Снимок станции со спутника (вид сверху)
  • 5. Составление схемы участка нефтепровода
  • 6. Обоснование выбора материалов конструкции нефтепровода. Условное обозначение конструктивных элементов нефтепровода. Сертификат соответствия
  • 7. Входной контроль материалов для конструкции нефтепровода
  • 8. Предварительный подогрев сварного соединения нефтепровода. Обоснование выбора режимов и оборудования предварительного подогрева
  • 9. Составление схемы сварного соединения нефтепровода
  • 10. Выделение эффективных методов и способов сборки и сварки конструкции нефтепровода
  • 11. Обоснование выбора оснастки для сборки сварки стыка
  • 12. Обоснование выбора сварочных материалов
  • 13. Обоснование выбора режимов прихватки и сварки
  • 14. Обоснование выбора сварочного оборудования
  • 15. Проектирование технологического процесса производства сварных соединений нефтепровода
  • 16. Выполнение расчетов и конструирование сварных соединений и конструкции стыка нефтепровода. Расчет времени сварки стыка. Расчет количества наплавленного металла
  • 17. Разработка рабочих чертежей сварных соединений и конструкции стыка нефтепровода
  • 18. Заполнение технологической карты изготовления стыка нефтепровода
  • 19. Определение количества стыков на участке нефтепровода
  • 20. Расчет необходимого количества основных и сварочных материалов, электроэнергии при строительстве участка нефтепровода. Определение стоимости ресурсов
  • Заключение
  • Список использованных источников

Введение

нефтепровод станция сварка стык

В настоящее время география нефтеперерабатывающей промышленности не всегда совпадает с районами ее переработки. Поэтому задачи транспортировки нефти привели к созданию большой сети нефтепроводов. К настоящему времени нефть из различных месторождений поступает на нефтеперерабатывающие заводы по системе нефтепроводов ОАО «Транснефть»

Современные нефтеперерабатывающие станции (НПС) - сложные комплексы инженерно-технических сооружений. Выполнение всех основных операций на нефтебазах невозможно представить без технологических трубопроводов.

Технологические нефтепроводы используются с целью перемещения нефти в пределе одного или нескольких предприятий. Они работают в разнообразных условиях, находятся под воздействием значительных давлений, низких и высоких температур и подвергаются коррозии. В связи с этим, от правильного выбора конструкции, материалов и техники изготовления зависит экономия материальных ресурсов и сокращение потерь перекачиваемого продукта при эксплуатации технологических нефтепроводов.

Сварка трубопроводов - основной и наиболее ответственный этап в технологическом процессе строительства трубопроводов, определяющий надежность всей трубопроводной системы в период эксплуатации. Сварочные работы в трубопроводном строительстве непрерывно совершенствуются. В результате автоматизации процессов сварки резко повысились производительность труда, темпы сварочно-монтажных работ и качество свариваемых соединений. За последние годы разработаны и широко применяются принципиально новые виды сварки.

В данном курсовом проекте разработана технология сборки и сварки стыка технологического нефтепровода диаметром 219х9 мм прокладываемого к НПС «Орловка»

1. Выбор станции, расположенной на заданном нефтепроводе и используемой при разработке проекта

Наименование: РНУ ЛПДС «Орловка» (Районное Нефтепроводное Управление, Линейная Производственно-Диспетчерская Станция «Орловка»)

Источники поставок: НПС Молчаново

Вид исходящего транспорта: трубопровод

Направления поставок: ЛПДС Анжеро-Судженская (Омск - Иркутск)

Вид входящего транспорта: трубопровод

Транспортируемое сырье: нефть

Год ввода в эксплуатацию: 2001

Состояние: в эксплуатации

2. Поиск и использование информации о станции. Описание станции.

Нефтеперекачивающие станции нефтепроводов и нефтепродуктопроводов оборудуются, как правило, центробежными насосами с электроприводом. Подача применяемых в настоящее время магистральных насосов достигает 12500 кубических метров в час. В начале нефтепровода находится головная нефтеперекачивающая станция (далее - ГНПС), которая располагается вблизи нефтяного промысла или в конце подводящих трубопроводов, если магистральный нефтепровод обслуживают несколько промыслов или один промысел разбросанный на большой территории, ГНПС отличается от промежуточных наличием резервуарного парка объемом, равным 2-, 3-суточной пропускной способности нефтепровода.

Кроме основных объектов, на каждой нефтеперекачивающей станции имеется комплекс вспомогательных сооружений: трансформаторная подстанция, снижающая подаваемое по линии электропередач напряжение до 6 кВ, котельная, а также системы водоснабжения, канализации, охлаждения. Если длина нефтепровода превышает 800 км, его разбивают на эксплуатационные участки длиной 100-300 км, в пределах которых возможна независимая работа насосного оборудования. Промежуточные нефтеперекачивающие станции на границах участков должны располагать резервуарным парком объемом, равным 1,5 суточной пропускной способности трубопровода. Как головная, так и промежуточная нефтеперекачивающие станции с резервуарными парками оборудуются подпорными насосами.

3. Расположение станции на схеме нефтепровода

Рисунок 1 Расположение НПС «Орловка» на участке нефтепровода «Александровское - Анжеро-Судженск»

Рисунок 2 Условные обозначения схемы нефтепровода

4. Снимок станции со спутника (вид сверху)

Рисунок 3 НПС "Орловка"

5. Составление схемы участка нефтепровода

НПС «Орловка» находится на 690 километре участка магистрального нефтепровода ОАО «Транснефть - Центральная Сибирь»

НПС «Орловка» расположена между НПС «Молчаново» и НПС «Анжеро-Судженск»:

Протяженность нефтепровода между НПС «Орловка» и НПС «Анжеро-Судженск» составляет 128 километров

Протяженность нефтепровода между НПС «Орловка» и НПС «Молчаново» составляет 107 километров.

Общая протяженность нефтепровода НПС «Анжеро-Судженск» - НПС «Орловка» - НПС «Молчаново» составляет: 235 километров.

Рисунок 4 Схема участка нефтепровода

6. Обоснование выбора материалов конструкции нефтепровода. Условное обозначение конструктивных элементов нефтепровода. Сертификат соответствия

Труба стальная, диаметром 219х9 мм

По ГОСТ Р 52079-2003 трубы изготовляют немерной длины от 10,5 до 12 м

Принимаем длину трубы Lт = 10,5 м

Маркировка:

Труба 1-219х9-К50-ЛТО ГОСТ Р 52079-2003

Таблица 1. Расшифровка маркировки трубы

Труба 1

Труба первого типа изготовления (прямошовная, сваренная высокочастотной сваркой (ВЧС) с одним продольным швом)

219х9

Наружный диаметр 219 мм, толщина стенки 9 мм

К50

Класс прочности К50

ЛТО

Локальная термообработка

ГОСТ Р 52079-2003

Выполнена по ГОСТ Р 52079-2003 «Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов. Технические условия»

Таблица 2 Прочностные характеристики трубы

Класс прочности

Временное сопротивление разрыву, ув Н/мм (кгс/м2)

Предел текучести, ут Н/мм (кгс/м2)

Относительное удлинение, д5 %

Не менее

К50

490 (50)

345 (35)

20

Таблица 3 Ударная вязкость трубы

Номинальная толщина стенки трубы, мм

Ударная вязкость при минимальной температуре строительства трубопроводов KCU, Дж/см2 (кгс/см2)

Основной металл

Металл шва

Не менее

9

34,3 (3,5)

24,5 (2,5)

Материал трубы: Сталь 09Г2С

Класс: Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций, марка стали 09Г2С широко применяется при производстве труб и другого металлопроката.

Использование в промышленности: различные детали и элементы сварных металлоконструкций, работающих при температуре от -70 до +425°С под давлением.

Расшифровка марки 09Г2С: сталь имеющая 0,09% углерода, до 2% марганца, районе 2,5% то это низколегированная сталь.

Таблица 4 Химический состав стали 09Г2С

C,%

Mn,%

Si,%

S,%

P,%

Ni,%

Cr,%

N,%

Cu,%

As,%

<0,12

1,3-1.7

0,5-0,8

<0,04

<0,035

<0,3

<0,3

<0,008

<0,03

<0,08

Расчет эквивалентного содержания углерода, Cэкв по формуле (1):

(1)

Таблица 5 Механические свойства стали 09Г2С

Наименование

Значение

Временное сопротивление разрыву, ув МПа

490

Предел текучести, ут МПа

343

Относительное удлинение, д5 %

20

Удельный вес, г/см3

7,85

Таблица 6 Технологические свойства стали 09Г2С

Свариваемость

без ограничений (сварка производится без подогрева и без последующей термообработки)

Флокеночувствительность

не чувствительна

Склонность к отпускной хрупкости

не склонна

7. Входной контроль материалов для конструкции нефтепровода

Трубы, детали трубопроводов, запорная арматура и сварочные материалы применяемые при выполнении сварочных работ должны пройти входной контроль с оформлением соответствующих актов входного контроля в установленном порядке.

При проведении входного контроля проверяется наличие сертификатов (паспортов) на трубы, соединительные детали трубопроводов, запорную арматуру и сварочные материалы, которые будут применены для сооружения объекта, а также соответствие маркировки обозначениям, указанных в сертификатах (паспортах). Документы подтверждающие качество продукции, должны быть на русском языке или иметь перевод оформленный в установленном порядке.

При отсутствии клейм, маркировки, сертификатов (или других документов. удостоверяющих их качество) трубы, соединительные детали, запорная арматура и сварочные материалы к сборке и сварке не допускаются

Трубы изготовляют немерной длины от 10,5 до 12,0 м. Предельные отклонения по общей длине мерных труб не должны превышать плюс 100 мм.

Предельные отклонения по толщине стенки труб должны соответствовать предельным отклонениям по толщине металла согласно ГОСТ 19903 для листового и рулонного проката нормальной точности.

Отклонение от перпендикулярности торца трубы относительно образующей (косина реза) не должно превышать: 1,0 мм - при диаметре труб до 219 мм включительно, 1,5 мм.

Кривизна труб всех типов не должна превышать 1,5 мм на 1 м длины. Общая кривизна труб не должна превышать 0,2 % длины трубы.

Таблица 7 Предельные отклонения по наружному диаметру корпуса труб от номинальных размеров

Тип трубы

Номинальный наружный диаметр

Предельное отклонение

1

219

±2,0

Таблица 8 Предельные отклонения от номинального наружного диаметра на концах труб на длине не менее 200 мм от торца

Тип трубы

Номинальный наружный диаметр

Предельное отклонение

1

219

±1,5

Допуск на овальность концов труб типа 1 диаметром до 530 мм включительно не должен превышать предельных отклонений, указанных в таблице 33

Наружный грат сварного шва на трубах типа 1 должен быть удален. Внутренний грат сварного шва по требованию потребителя удаляют. В месте снятия грата допускают утонение стенки трубы, не выводящее толщину за пределы минусового допуска.

Высота остатка удаленного фата не должна превышать 0,5 мм.

В сварном соединении труб типа 1 допускают относительное смещение кромок по высоте не более 1 мм.

8. Предварительный подогрев сварного соединения нефтепровода. Обоснование выбора режимов и оборудования предварительного подогрева

Предварительный подогрев стыков труб с толщиной стенки менее 17 мм, при необходимости проведения подогрева должен осуществляться с помощью установок индукционного нагрева или кольцевых пропановых горелок.

Средства нагрева должны обеспечивать равномерный подогрев торцов по периметру стыка и прилегающих к нему участков поверхностей труб в зоне шириной 150 мм (±75 мм в обе стороны стыка).

Подогрев не должен нарушать целостность изоляции. В случае применения газопламенного подогрева следует применять термоизолирующие пояса и/или боковые ограничители пламени.

Контроль соблюдения требования требований по температуре предварительного подогрева производится поверенным контактным или бесконтактным термометром с погрешностью измерений не более 10°С или термокарандашами.

Условия предварительного подогрева при сварке корневого слоя шва электродами с целлюлозными видами покрытия

Температура предварительного подогрева при толщине стенки трубы - 9 мм и значении эквивалента углерода металла труб - 0,5 %: подогрев до +100 °С

Оборудование для предварительного подогрева стыка трубы

Горелка газовоздушная "СФЕРА" ПСТВМ-D-219

Рисунок 5 Горелка газовоздушная "СФЕРА" ПСТВМ-D-219

Горелка газовоздушная для нагрева труб ПСТВМ-D предназначена для смешения горючего газа с атмосферным воздухом и сжиганием в атмосфере с образованием факела заданной формы. Горелка применяется для нагрева труб диаметром - 219 мм до температуры 400 °С. В качестве горючего газа применяется пропан-бутан.

Подогреватель стыков труб ПСТ состоит из 2 секций.

Нагрев осуществляется открытым пламенем с использованием баллонного газа-пропана. Подогреватели позволяют разогревать трубу до 100-1600 С (максимально до 3500С). Температура подогрева контролируется термокарандашом или контактным термометром. Давление газа подаваемого на горелки обеспечивается, подключением к пропановому баллону через редуктор.

Таблица 9 Технические характеристики горелки газовоздушной ПСТВМ-D

Вес, кг

2,5

Рабочий газ

Пропан-бутан

Тип

ГВ-газовоздушная

Диаметр нагреваемой трубы, мм

219

Термоизолирующий пояс ТП-219

При использовании газопламенного подогрева необходимо на тело трубы устанавливать термоизолирующие пояса.

Термопояс марки ТП применяется для предотвращения преждевременного охлаждения сварочного шва, с целью создания теплоизоляции труб в области вокруг сварного шва во время подготовки и сварки стыка труб, защищая стык от внережимного охлаждения.

Производится на основе кремнеземной термостойкой ткани и пропитанного брезента и внутреннего теплоизоляционного слоя.

Перед началом процесса сварки, пара термостойких поясов монтируется на изоляционное покрытие труб в районе сварного шва.

После завершения сварочных работ, пояса соединяются в районе сварочного шва. Сверху на них надевается еще один термостойкий пояс, совмещая продольные оси стыка и термостойкого пояса.

Таблица 10 Технические характеристики ТП-219

Наименование параметров, единицы измерения

Значения

Диаметр трубопровода, мм

219

Максимальная температура нагрева, оС

1100

Длина изделия, мм

787,66

Ширина изделия, мм

200

Масса изделия, кг

0,50

9. Составление схемы сварного соединения нефтепровода

Порядок выполнения слоев и проходов при сварке

Рисунок 6 Направление, количество слоев и проходов при сварке

Условные обозначения:

К1, К2 - корневой шов

Зп.П1, Зп.П2 - заполняющий шов

Обл1, Обл2 - облицовочный шов

Конструктивные элементы и размеры по ГОСТ 16037-80 С17 Р

Рисунок 7 Подготовленные комки свариваемых деталей

Рисунок 8 Количество проходов и геометрические размеры шва

10. Выделение эффективных методов и способов сборки и сварки конструкции нефтепровода

Таблица 11 Величина зазоров в при сборке стыка

Способ сварки

Диаметр электрода, мм

Величина зазора, мм

Ручная дуговая сварка электродами с целлюлозным видом покрытия (на спуск)

3,2

1,0 - 2,5

Таблица 12 Требования к количеству и протяженности прихваток

Диаметр стыкуемых элементов, мм

Минимальное количество прихваток

Длина прихваток

219

3

40 - 60

Рисунок 9 Схема постановки прихваток

11. Обоснование выбора оснастки для сборки сварки стыка

Центратор наружный эксцентриковый ЦНЭ 16-21

Рисунок 10 Центратор ЦНЭ 16-21

Центраторы наружные эксцентриковые типа ЦНЭ предназначены для центровки торцов труб перед сваркой стыков диаметром от 89 до 426мм при температуре окружающего воздуха от -40° до +40°С.

Центратор состоит из двух или трех дуг с опорами и эксцентрикового зажима. Переставляя оси или применяя проставки эксцентриковый центратор можно использовать для нескольких диаметров труб. Конструкция эксцентриковых центраторов ЦНЭ построена на использовании поворота специального эксцентрика на разный угол для различного диаметра труб.

Таблица 13 Технические характеристики ЦНЭ 16-21

Наименование

Значение

Диаметр центрируемых труб, мм

169 - 219

Материал

Сталь 09Г2С

Толщина звена, мм

6

Передача механического усилия

через эксцентрик

Вес, кг

15

12. Обоснование выбора сварочных материалов

Сварка корневого шва целлюлозными электродами придает следующие технологические преимущества:

1) Возможность производить сварку почти во всех положениях, а так же в труднодоступных местах

2) Хорошая газовая защита металла

3) Мало шлака из-за небольшой толщины покрытия. Корневой шов - без пор и зашлакованности

4) Высокая проплавляющая способность основного материала, что обеспечивает равномерно плавный валик с противоположной стороны шва. Это исключает необходимость подварки шва изнутри.

Такие недостатки как:

1) Грубочешуйчатая плоскость швов;

2) Склонность к небольшим подрезам по кромкам (в виде трещин)

3) Значительное разбрызгивание металла (до 15%)

Зависят от уровня умений сварщика и могут быть устранены по окончании процесса сварки использованием зачистки абразивными дисками.

Для данных технических характеристик материала трубы, следует применять целлюлозные электроды марки ВСЦ-4А

a. Электроды сварочные ВСЦ-4А

Входной контроль:

Контрольная проверка электродов проводится в соответствии с требованиями ГОСТ 9466-75 и заключается в следующем:

- проверке сертификата (паспорта) на соответствие его данных требованиям соответствующих ГОСТа, ТУ или паспорта);

- внешнем осмотре и обмере электрода, проверке прочности и эксцентричности покрытия;

- проверке влажности покрытия;

- проверке сварочно-технологических свойств электродов (технологическая проба);

- определении механических свойств металла шва, наплавленного металла и сварного соединения;

- проведении химического анализа металла шва и наплавленного металла;

- определении ферритной фазы в наплавленном металле (для электродов аустенитного класса);

- проверке на стойкость против межкристаллитной коррозии (для коррозионностойкого металла шва).

Обязательными являются проверка сертификатов, внешний осмотр с проверкой прочности, эксцентричности и влажности покрытия, проведение технологической пробы.

Область применения: Для сварки первого (корневого) и последнего (облицовочного) стыков магистральных трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву до 490 МПа.

Таблица 14 Технические характеристики электродов ВСЦ-4А

Наименование

Значение

Тип

Э50

Вид покрытия

Целлюлозный

Род тока, полярность

Постоянный (DC), обратная

Диаметр, мм

3,2

Производительность, г/А*час

11,0

Расход электродов на 1 кг наплавленного металла, кг

1,5

Положения швов в пространстве

Все положения

Таблица 15 Химический состав (%) наплавленного металла

C,%

Si,%

Mn,%

S,%

P,%

0,08-0,14

0,1-0,2

0,5-0,6

<0,03

<0,03

Таблица 16 Механические свойства металла шва

Наименование

Значение

Временное сопротивление разрыву, ув МПа

490

Предел текучести, ут МПа

372

Относительное удлинение, д5 %

16

Ударная вязкость KCU, Дж/кв.см при +20

69

Особенности применения

Температура прокалки перед сваркой: 100 - 110 ?С, 1 час

Технологические особенности сварки: Сварка корневого слоя выполняется без колебательных движений опиранием на свариваемые кромки на постоянном токе любой полярности. Оставлять огарок не менее 50 мм.

Для сварки заполняющего и облицовочного шва в данном курсовом проекте применяется сварка самозащитной порошковой проволокой. Данный способ сварки не требует использования внешнего источника защитного газа, поэтому этот процесс хорошо подходит для сварки в полевых условиях, а также данный процесс имеет намного более высокую производительность наплавки.

Для наших целей лучшим вариантом будет использовать сварочную самозащитную проволоку марки Innershield NR 207

b. Сварочная самозащитная проволока Innershield NR 207

Входной контроль:

Проволока поставляется в бухтах с металлическими бирками, где указаны завод-изготовитель, номер плавки и марка проволоки согласно стандарту.

В сертификате на сварочную проволоку указываются диаметр и марка проволоки, завод-изготовитель, номер плавки металла, из которого изготовлена проволока, вес проволоки, химический состав и номер стандарта.

Проволока не должна иметь окислов, следов смазки и грязи. При необходимости ее очищают механическим или химическим способом.

В случае появления в наплавленном металле пор или трещин проволоку испытывают на свариваемость путем сварки ею пластин толщиной 9--10 мм или труб с толщиной стенки не менее 8 мм. Из сваренных пластин или труб вырезают шесть образцов для механических испытаний (три -- на растяжение и три -- на угол загиба).

Сварочная проволока, не имеющая сертификата, подвергается тщательному контролю, который заключается в основном в определении химического состава и марки проволоки, а также испытании на свариваемость.

Применяется для полуавтоматической сварки без использования защитных газов, горячего заполняющего и облицовочного проходов стыков магистральных трубопроводов с нормативным пределом прочности до К54 включительно.

Таблица 17 Механические свойства наплавленного металла

Наименование

Значение

Диаметр, мм

1,7

Временное сопротивление разрыву, ув МПа

554

Предел текучести, ут МПа

461

Относительное удлинение, д5 %

29

Твердость по Роквеллу, HRB

86

Ударная вязкость KCU, Дж/кв.см при -28,9 ?С

80

Таблица 18 Химический состав самозащитной проволоки Innershield NR 207

C,%

Mn,%

Si,%

S,%

P,%

Ni,%

Cr,%

Mo,%

V,%

Al,%

0,05

0,85

0,24

<0,003

0,004

0,73

0,03

0,02

<0,01

1,06

Технологические особенности сварки:

Самозащитные порошковые проволоки Innershield NR-207 предназначены только для выполнения горячего, заполняющих и облицовочного швов. При заполнении первых двух проходов следует использовать технику сварки с поперечными колебаниями по всей ширине шва. После первых двух проходов используйте технику сварки отдельными перекрывающимися слоями. При выполнении заполнения можно воспользоваться режимами с повышенной скоростью подачи проволоки в зависимости от толщины свариваемого материала.

Горячий, заполняющие и облицовочные слои, выполняемые проволоками марок Innershield NR-207 диаметром 1,7 мм

Начало сварки. Начинать сварку следует всегда с вылетом электрода - 12,7 мм. При этом срез электрода слегка соприкасается с трубой или немного приподнят над ее поверхностью. После зажигания дуги вылет электрода необходимо увеличить 19,1 мм.

Рестарт (возобновление процесса сварки). Сперва очистите шлак с предыдущего кратера и начните сварку с верхней части кратера. Затем выдержите паузу и малыми колебаниями электрода заполните кратер. После этого продолжайте сварку с нужной скоростью.

Скорость сварки следует отрегулировать, чтобы поддерживать соответствующую форму валика и контролировать сварочную ванну. Низкая скорость сварки может привести к разбрызгиванию сварочной ванны и как следствие возникновение пористости и шлаковых включений. Скорость сварки должна быть такой, чтобы срез электрода всегда располагался у переднего края ванны, как бы стремясь выйти за ее пределы.

Выполнение заполняющего прохода. Рекомендуемая техника - прямое движение без поперечных колебаний. Горячий и первый заполняющий проходы выполняются на всю ширину шва (максимальная ширина - примерно 12-13 мм). Для сбалансированного заполнения разделки используется техника наложения перекрывающихся валиков. При этом формирование слоя происходит за несколько проходов за счет перекрывающихся друг с другом валиков. Для облегчения процесса сварки и получения оптимальных механических свойств сварного соединения рекомендуется выполнять сварку узкими валиками без поперечных колебаний электрода. Можно выполнять небольшие поперечные колебания для улучшения свариваемости по краям валика. Если скорость сварки невелика, а амплитуда поперечных колебаний больше, чем необходима, то может произойти некоторое разбрызгивание сварочной ванны, в результате чего возможно возникновение пористости или шлаковых включений.

Выполнение облицовочного шва. Данный проход должен быть именно облицовочным и не являться частью заполняющих проходов. Перед выполнением облицовочного шва разделка на вертикальных участках стыка - 3:00 часа - должна быть полностью заполнена. Верхний и нижний участки стыка должны быть недозаполнены на глубину примерно 1,6 мм. Это поможет выполнить единообразный облицовочный слой и облегчит обзор. Облицовочный шов следует выполнить в два прохода в тех случаях когда его ширина должна превысить 16 мм. Облицовочный слой в один проход обычно требует большей наплавки и отличается по своей геометрии в продольном направлении. Скорость подачи проволоки при этом такая же или более низкая, чем при заполнении. Чтобы более эффективно контролировать форму валика в потолочном положении, возможно понадобиться перейти на сварку углом вперед.

13. Обоснование выбора режимов прихватки и сварки

c. Рекомендуемые режимы сборки на прихватках и сварки корневого шва электродами ВСЦ-4А:

Таблица 19 Рекомендуемые режимы сварки электродами ВСЦ-4А

Сварочный слой

Диаметр электрода, мм

Направление сварки

Род тока, полярность

Сварочный ток, А

Прихватки

3,2

-

DC, обратная

90-100

Корневой

3,2

«на спуск»

DC, обратная

100-120

d. Рекомендуемые режимы сварки заполняющего и облицовочного шва порошковой, самозащитной проволокой Innershield NR-207? 1,7мм

Таблица 20 Рекомендуемые режимы сварки заполняющих и облицовочных проходов проволокой Innershield NR 207 ? 1,7мм

Режимы

Заполняющий слой

Облицовочный слой

Направление сварки

«на подъём»

«на подъём»

Скорость подачи проволоки, м/мин

3,048

2,667

Сварочное напряжение, В

19 - 20

18 - 19

Род тока, полярность

DC, прямая

DC, прямая

Сварочный ток, А

245

220

Вылет электрода, мм

12 - 19

12 - 19

Угол наклона электрода, град

0 - 30

0 - 30

Коэффициент наплавки, кг/ч

2,0

1,75

Температура подогрева, ?С

20 - 135

20 - 135

14. Обоснование выбора сварочного оборудования

Так как в для сварки стыка технологического нефтепровода используются несколько видов сварки, таких как ручная дуговая сварка штучными покрытыми электродами и частично механизированная сварка самозащитной проволокой, следует, для облегчения и удешевления процесса сварки, применять универсальный источник питания, позволяющий применять данные способы сварки. Для описанных в данном проекте способов сварки, можно взять сварочный источник питания «INVERTEC V350 PRO», т.к. это мобильный, универсальный и легкий источник питания для сварки штучными электродами и порошковой проволокой, на постоянном токе, и сварки в защитном газе, что делает его самым универсальным источником питания в своем классе. Также приведенное ниже оборудование соответствует Реестру основных видов продукции, закупаемой ОАО «АК «Транснефть». Сварочный источник питания инверторного типа INVERTEC V350 PRO

Таблица 21 Технические характеристики INVERTEC V350 PRO

Наименование

Значение

Рабочее напряжение Uраб, В

34

Максимальный сварочный ток Iсв, А

300

Напряжение сети подключения U, В

380

Потребляемая мощность P, кВт

12

Продолжительность включения ПВ, %

при 350А

60

при 275А

100

Напряжение холостого хода Uхх, В

80

Коэффициент полезного действия КПД, %

87

Габаритные размеры, мм

709 х 338 х 376

Вес, кг

37

e. Комплект кабелей для РДС

В комплект входит кабель на изделие с зажимом и электрододержатель

Длина - 5 м. Максимальный сварочный ток - 400 А

Для сварки самозащитной проволокой на данном источнике питания следует применять механизм подачи проволоки LN-25 PRO Dual Power, а также сварочную горелку Innershield 350A. Данное оборудование обеспечивает необходимые нам режимы сварки в данных климатических условиях.

f. Механизм подачи проволоки LN-25 PRO Dual Power

Таблица 22 Технические характеристики LN-25 PRO Dual Power

Наименование

Значение

Число приводных роликов

2

Скорость подачи проволоки ?п.п., м/мин

1,3-17,7

Режим работы

2/4 такта

Диаметр применяемой проволоки, мм

сплошного сечения

0,6-1,6

порошковая

0,8-2,0

Напряжение питания U, B

на постоянном токе

15-110

на переменном токе

24-42

Температура применения, ?С

-40…+40

Габаритные размеры, мм

381 х 221 х 599

Вес, кг

16

g. Горелка для полуавтоматической сварки Innershield, 350A

Таблица 23 Технические характеристики Innershield, 350A

Наименование

Значение

Максимальный сварочный ток Iсв, А

350

Наклон наконечника горелки

62?

Длина кабеля, м

3-4,5

Диапазон диаметров проволоки, мм

1,6-2,4

Рабочий цикл на номинальной мощности, %

60

Охлаждение

Воздушное

Габаритные размеры, мм

113,3 х 463,6 х 609,6

Вес, кг

5,4

Так как процесс сварки будет происходить в полевых условиях, также необходимо подобрать автономный генератор электрического тока на 380 В. Сварочный генератор DCW-480ESW отлично подходит для проведения работ в любых полевых и сложных климатических условиях.

h. Сварочный генератор DENYO DCW-480ESW EVOIII

Таблица 24 Технические характеристики DENYO DCW-480ESW EVOIII

Наименование

Значение

Напряжение U, B

400/230

Частота, Гц

50

Коэффициент мощности, cos ц

0.99

Мощность вспомогательного бытового выхода, кВт

12

Двигатель

Марка

Kubota

Модель

V1505

Тип двигателя

Дизельный, жидкостного охлаждения

Частота вращения вала, об/мин

3000

Запуск

Электростартер

Топливо

Дизтопливо

Расход топлива при 75% нагрузки, л/час

6

Емкость топливного бака, л

45

Авт. Выключение по низкому уровню масла

Стандарт

Рабочий объем, см3

1.5

Генератор

Модель

DENYO

Тип генератора

Синхронный

Стабильность выходного напряжения, %

1

Стабильность выходной частоты, %

1

Класс защиты

IP 23

Габаритные размеры, мм

1540 х 720 х 885

Вес, кг

511

Климатическое исполнение У3:

У- Умеренный макроклиматический район

3- эксплуатация в крытых помещениях без регулирования температурных условий с естественной вентиляцией (температура практически не отличается от уличной, нет брызг и струй воды, незначительное количество пыли)

Рабочая температура: -40…+45 ?С

15. Проектирование технологического процесса производства сварных соединений нефтепровода

Технологический процесс (далее ТП) -это упорядоченная последовательность взаимосвязанных действий, выполняющихся с момента возникновения исходных данных до получения требуемого результата.

ТП разрабатывают при подготовке производства изделий, конструкции которых отработаны на технологичность. Технологические процессы разрабатывают для изготовления нового изделия или совершенствования выпускаемого.

Краткое описание процесса: Технология сварки определяется прежде всего материалом труб, подлежащих сварке. В зависимости от марки стали трубы и условий эксплуатации выбирают сварочные материалы. После этого устанавливают технологию и технику сварки, а также схему организации работ, при этом руководствуются заданным темпом строительства трубопровода. При заданных сварочных материалах технология сварки зависит от диаметра и толщины стенки трубы. Беспрекословным правилом при строительстве магистральных и технологических трубопроводов есть требование к минимальному количеству слоев в шве. Для труб с толщиной стенки 9 мм - 3 слоя.

Наиболее ответственным является корневой слой шва. Он должен надежно проплавлять кромки свариваемых труб и образовывать на внутренней поверхности шва равномерный обратный валик с усилением 1-3 мм. Наружная поверхность корневого слоя должна быть гладкой, мелкочешуйчатой и иметь плавное сопряжение с боковыми поверхностями разделки. Оптимальной формой наружной поверхности шва можно выполнять как шлифовальной машинкой, так и пневмомолотком в соответствии с требованиями инструкции

16. Выполнение расчетов и конструирование сварных соединений и конструкции стыка нефтепровода. Расчет времени сварки стыка. Расчет количества наплавленного металла

Расчет длины сварных швов

Для определения количества наплавленного металла, необходимо выяснить длину сварных швов выполненных при сборке стыка трубы диаметром 219х9 мм

Определяем длину корневого слоя по формуле (2):

(2)

где р = 3,14 , dш.в. - внутренний диаметр сварной трубы

Определяем длину сварного шва:

где Lк - длина корневого шва, Lп - длина перекрытия, Lп = 30+5 мм

Определяем длину заполняющих и облицовочных швов по формуле (3):

(3)

где dтн - наружный диаметр сварной трубы, dтн = 219 мм

Определяем длину заполняющего слоя:

Расчет количества наплавленного металла

Расчет количества наплавленного металла (Mн) определяется с учетом количества проходов, исходя из площади поперечного сечения каждого прохода определяем количество наплавленного металл для слоя №1 (корневого).

Площадь поперечного сечения слоя №1 определяем, как площадь прямоугольника по формуле (4):

(4)

Где L - ширина валика в мм, Н - высота валика в мм

Массу наплавленного металла определяем по формуле (5):

(5)

где F1 - площадь поперечного сечения слоя шва в мм2, F1 = 27 мм2, г - удельная плотность металла шва в г/мм3, г = 7,85 * 10-3 г/мм3, Lк - длина сварного шва в конкретном слое в мм

Определяем количество наплавленного металла для корневого слоя

Определяем массу наплавленного металла для заполняющих и облицовочных слоев:

17. Разработка рабочих чертежей сварных соединений и конструкции стыка нефтепровода

На отдельном листе

18. Заполнение технологической карты изготовления стыка нефтепровода

На отдельном листе

19. Определение количества стыков на участке нефтепровода

Длина участка технологического нефтепровода Lу.н. = 200 м

По ГОСТ Р 52079-2003 «Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов. Технические условия» трубы изготовляют немерной длины от 10,5 до 12,0 м

Значит принимаем длину одной трубы Lт = 10,5 м

Рассчитываем количество стыков на участке нефтепровода по формуле (6):

(6)

Определяем количество стыков:

Значит на участке нефтепровода длиной 200 м, будет произведено 20 стыков

20. Расчет необходимого количества основных и сварочных материалов, электроэнергии при строительстве участка нефтепровода. Определение стоимости ресурсов

Определение расхода сварочных материалов

Определяем расход сварочных материалов по формуле (7):

(7)

где Мн - масса наплавленного металла при сварке конкретного слоя, кг

Кр - коэффициент расхода электродов (сварочной проволоки)

для электродов с целлюлозным покрытием Кр = 1,8

для порошковой самозащитной проволоки Кр = 1,3

Определяем расход сварочных материалов для сварки корневого и заполняющих слоев:

Определяем расход сварочных материалов, необходимых для сварки стыков участка проектируемого трубопровода

В итоге для сварки стыков участка проектируемого трубопровода потребуется:

Электроды ВСЦ-4А - 5,273 кг

Порошковая самозащитная проволока Innershield NR-207 - 16,480 кг

Защитный газ в расходах не учтен

i. Определение расхода электроэнергии:

Для нахождения затраченной электроэнергии сначала необходимо рассчитать время затраченное на сварку стыка по формуле (8):

(8)

где Lш - длина шва, ?св.ср. - средняя скорость сварки

для электродов с целлюлозным покрытием ?св.ср. = 5 м/ч

для порошковой самозащитной проволоки ?св.ср. = 20 м/ч

Определяем время сварки для корневого и заполняющих слоев:

Определяем количество затраченной электроэнергии по формуле (9):

(9)

где tсв - время затраченное на сварку стыка,

Рип - потребляемая мощность источника питания

У источника питания INVERTEC V350 PRO Pип = 12 кВт

Определяем количество затраченной электроэнергии на сварку корневого и заполняющих слоев:

Всего на сварку одного стыка затрачено:

Ест = Ек + Ез =1,656 + 0,36 = 2,016 кВт

На все 20 стыков будет затрачено:

Еобщ = Ест * Qст = 2,016 * 20 = 40,32 кВт

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта по теме «Технология сварки стыков технологического трубопровода диаметром 219х9 мм, прокладываемого к НПС «Орловка», был разработан технологический процесс комбинированного способа сварки технологического трубопровода: корневой слой - ручная дуговая сварка электродами с целлюлозным покрытием «на спуск», заполняющие и облицовочный слои - механизированная сварка самозащитной проволокой.

Выполнены расчеты и конструирование сварных соединений стыка трубопровода. При выполнении расчетной части определены: количество сварных стыков, расход основных и сварочных материалов, расход электроэнергии, и параметров режима сварки, необходимых для строительства трубопровода в условиях низких температур.

В проекте оформлена схема сборки и сварки стыка технологического нефтепровода. Определено необходимое сварочное оборудование и материалы, оснастка для сборки и сварки стыка.

Проведен входной контроль материалов для конструкции нефтепровода, а также сварочных материалов

Обосновано оборудование и режимы предварительного подогрева стыка трубы

Реализация комбинированного способа сварки стыков нефтепровода с использованием современного оборудования и сварочных материалов, позволяет увеличить производительность процесса и повысить эффективность применяемых сварочных технологий.

В результате проделанного курсового проекта по технологическому расчету нефтепровода получили данные, позволяющие сделать следующие выводы: для сооружения технологического нефтепровода применяют трубы из стали марки 09Г2С по ГОСТ Р 52079-2003. Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктов. Технические условия, наружным диаметром 219 мм и толщиной стенки 9 мм.

Список использованных источников

Основные источники:

1. ГОСТ Р 52079-2003. Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктов. Технические условия

2. Сварка при строительстве и ремонте магистральных нефтепроводов (с изменением №1 от 29.07.2010 года) РД-25.160.00-КТН-011-10 - М.: ОАО «АК»Транснефть», 2014. - 153с

3. ГОСТ 16037 - 80. Соединения сварные стальных трубопроводов. Технические условия

4. ГОСТ 9467-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы

5. ГОСТ 26271-84 Проволока порошковая для дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей. Общие технические условия

6. ГОСТ 2.105-95 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Общие требования к текстовым документам

7. Мустафин Ф.М. Сварка трубопроводов: Учеб. Пособие. - М.: ООО «Недра», 2009. - 350 с.

8. Реестр основных видов продукции, закупаемой ОАО "АК "Транснефть"

Интернет - ресурсы:

1. Сайт Центральный металлический портал РФ. - [Электронный ресурс] - Режим доступа: URL: http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/stk/09G2S (Дата обращения - 10.03.2019)

2. Сайт АО «Транснефть - Центральная Сибирь». - [Электронный ресурс] - Режим доступа: URL: https://centralsiberia.transneft.ru/about/schema (Дата обращения - 06.03.2019)

3. Сайт ООО «НПО Спецэлектрод». - [Электронный ресурс] - Режим дступа: URL: http://spelectrod.ru/magazin/product/1190461421 (Дата обращения - 11.03.2019)

4. Сайт Оборудование для монтажа и ремонта трубопроводов. - [Электронный ресурс] - Режим доступа: URL: https://svarochny-invertor.ru/products/tsentrator-ekstsentrikovyi-tsne-16-21 (Дата обращения - 12.03.2019)

5. Сайт Сварочное оборудование. - [Электронный ресурс] - Режим доступа: URL: https://www.svarbi.ru/cat/svarochnye-gorelki/2572 (Дата обращения - 13.03.2019)

6. Сайт Эм Си Трейдинг - [Электронный ресурс] - Режим доступа: URL: http://superfelt.ru/uslugi/termozacshitnyj_pojas_tzp_termoizolirujucshij_pojas_tp_dlja_svarki_trub.html (Дата обращения - 13.03.2019)

7. Сайт Техмет Материалы и оборудование для сварочных работ и строительства нефтегазопроводов - [Электронный ресурс] - Режим доступа: URL: https://tehmet.su/products/provoloka-innershield-nr-207 (Дата обращения - 11.03.2019)

8. Сайт Energybase.ru - [Электронный ресурс] - Режим доступа: URL: https://energybase.ru/compressor-station/lpds-orlovka (Дата обращения - 06.03.2019)

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Выбор и обоснование выбора материала сварной конструкции. Определение типа производства. Последовательность выполнения сборочно-сварочных операций с выбором способа сборки, сварки, оборудования для сборки и сварки, режимов сварки, сварочных материалов.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 16.05.2017

  • Выбор материалов для выполнения сварочных работ и режима сварки. Технологическая карта на выполнение сборки концевых стыков труб диаметром 150 мм, изготовленных из стали марки 12Г2СБ при помощи ручной дуговой сварки. Контроль качества сварочных работ.

    курсовая работа [573,5 K], добавлен 14.11.2014

  • Определение параметров свариваемости стали, выбор способов сварки и разработка технологии сборки и сварки пояса в условиях массового или крупносерийного производства. Выбор сварочных материалов и описание технологического процесса сварки стыка пояса.

    реферат [830,4 K], добавлен 27.04.2012

  • Технологические процессы сборки и сварки трубопровода диаметром 50 мм в поворотном положении. Выбор материалов для выполнения сварочных работ и сварочного оборудования. Режим сварки, контроль качества работ. Расчет общего времени сварки, заработной платы.

    курсовая работа [3,6 M], добавлен 23.12.2014

  • Выбор материала конструкции, сварочных материалов, оборудования и инструментов. Организация рабочего места. Изучение технологической схемы изготовления конструкции. Деформации и напряжения при сварке. Контроль качества сварных соединений конструкции.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 21.01.2015

  • Описания проектируемой конструкции, способа сварки, сварочных материалов и оборудования. Обзор выбора типа электрода в зависимости от марки свариваемой стали, толщины листа, пространственного положения, условий сварки и эксплуатации сварной конструкции.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 17.12.2011

  • Технологический расчет нефтепровода и выбор насосно-силового оборудования. Определение длины лупинга и расстановка нефтеперекачивающей станции по трассе нефтепровода. Расчет режима работы нефтепровода при увеличении производительности удвоением станций.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.05.2021

  • Описание сварной конструкции. Выбор способа сварки, сварочных материалов и сварочного оборудования. Нормирование технологического процесса. Химический состав материала Ст3пс. Расчет затрат на проектируемое изделие. Карта технологического процесса сварки.

    курсовая работа [836,2 K], добавлен 26.02.2016

  • Выбор и обоснование способов сварки и сварочных материалов, рода тока и полярности. Характеристика основного металла. Описание механизированного сборочно-сварочного приспособления. Расчет режимов для ручной дуговой и механизированной сварки в среде СО2.

    курсовая работа [221,6 K], добавлен 20.01.2014

  • Технические условия на изготовление сварной конструкции. Разработка маршрутной технологии сварки. Расчет ширины и длины пролета проектируемого участка. Расчет плановой себестоимости изготовления изделия. Техника безопасности при сварочных работах.

    дипломная работа [982,7 K], добавлен 08.06.2023

  • Обоснование проводимых работ по капитальному ремонту участка нефтепровода. Проведение сварочно-монтажных работ и рекультивации земель. Строительство трубопроводов на болотах. Очистка полости и испытание. Расчет режимов ручной электродуговой сварки.

    дипломная работа [317,1 K], добавлен 31.05.2015

  • Выбор режимов эксплуатации магистрального нефтепровода. Регулирование режимов работы нефтепровода. Описание центробежного насоса со сменными роторами. Увеличение пропускной способности нефтепровода. Перераспределение грузопотоков транспортируемой нефти.

    отчет по практике [551,4 K], добавлен 13.04.2015

  • Описание конструкции и характеристика основного металла. Выбор и обоснование способов, сварочных материалов и расчет режимов сварки. Описание механизированного сборочно-сварочного приспособления. Мероприятия по технике безопасности на предприятии.

    дипломная работа [76,5 K], добавлен 22.02.2009

  • Переход нефтепровода диаметром 325 мм через автомобильную дорогу III категории открытым способом с защитным кожухом диаметра 530 мм. Климатическая характеристика объекта строительства. Подготовительные и основные работы по строительству нефтепровода.

    дипломная работа [322,5 K], добавлен 19.04.2016

  • Изготовление сварных конструкций. Проектирование технологии и организации сборочно-сварочных работ. Основной материал для изготовления корпуса, оценка его свариваемости. Выбор способа сварки и сварочных материалов. Определение параметров режима сварки.

    курсовая работа [447,5 K], добавлен 26.01.2013

  • Характеристика сварной конструкции. Особенности сварки стали 16Г2АФ. Выбор сварочных материалов, основного и вспомогательного сварочного оборудования. Технологический процесс сварки: последовательность сборки, сварка, подогрев металла, контроль качества.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 20.07.2015

  • Технология сборки и сварки ротора паровой турбины. Анализ вариантов и выбор способов сварки. Разработка пооперационной технологии. Выбор сварочных материалов и расчет норм расходов, сварочного оборудования, его характеристики, метода контроля качества.

    курсовая работа [54,7 K], добавлен 08.12.2008

  • Анализ технических требований, обоснование способа сварки, характеристика сварочных материалов. Расчет режимов сварки и выбор электротехнического оборудования. Конструирование узла сборочно-сварочного приспособления. Мероприятия защиты окружающей среды.

    курсовая работа [233,9 K], добавлен 14.04.2009

  • Проектирование операций заготовительного производства. Технология сборки и сварки, функциональные требования к применяемому оборудованию. Мероприятия по снижению сварочных напряжений и деформаций. Контроль и нормирование качества сварных соединений.

    дипломная работа [1005,4 K], добавлен 01.06.2015

  • Характеристики и обоснование выбора марки стали сварной конструкции. Организация рабочего места, выбор источника питания, электродов и режима сварки. Определение расхода проката и сварочных материалов. Методы контроля качества и устранения дефектов.

    курсовая работа [159,1 K], добавлен 15.01.2016

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.