Изготовление резервуара для хранения и транспортировки топлива

Размещено на Allbest.ru

Министерство профессионального образования, подготовки и расстановки кадров Республики Саха (Якутия)

Государственное автономное профессиональное учреждение

Республики Саха (Якутия)

«Региональный технический колледж в г. Мирном»

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Тема работы: «Изготовление резервуара для хранения и транспортировки топлива»

Учащийся:

Аммосов Сергей Алексеевич

Руководитель работы:

Ильин Евгений Дмитриевич

Мирный 2015



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА

1.1 Назначение и описание конструкции

1.2 Материалы на изготовление конструкции

1.3 Выбор и обоснование способов сварки

1.4 Выбор и обоснование сварочных материалов

1.5 Выбор и обоснование выбора сварочного оборудования

1.6 Выбор и расчет режима сварки

1.7 Выбор и обоснование выборов методов контроля качества

1.8 Технология изготовления

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Техника безопасности при сварочных работах

2.2 Электробезопасность

2.3 Пожаробезопасность

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ



ВВЕДЕНИЕ

В условиях научно-технического прогресса особенно важно развитие тех областей науки, техники и производства, которые определяют технический прогресс. К таким областям могут быть причислены сварка и резка металлов, которые во многих отраслях промышленности являются одним из основных факторов, определяющих темпы технического прогресса, и оказывают существенное влияние на эффективность общественного производства.

Сварку и термическую резку широко используют в промышленном производстве всех стран.

На предприятиях возрастают мощности по производству сварных изделий, неуклонно развивается производство наплавочных работ. Все больше производятся сварные изделия не только из сталей, но и из алюминия, меди, никеля, титана и их сплавов, а также из разнородных материалов, например алюминия и стали.

Одним из способов повышения износостойкости деталей в механизмах, поверхности которых работают на истирание, является наплавка сплавами с особыми свойствами.

Для контроля качества сварки применяют как разрушающие, так и неразрушающие виды контроля, основанные, как правило, на последних достижениях науки и техники.

Сварка во многих случаях заменила также трудоемкие процессы изготовления конструкций, как клепка и литье, соединение на резьбе и ковка.

Преимущества сварки перед этими процессами следующие:

· экономия металла - 10…30% и более в зависимости от сложности конструкции;

· уменьшение трудоемкости работ, а соответственно сокращение сроков работ и уменьшение их стоимости;

· удешевление оборудования;

· возможность механизации и автоматизации сварочного процесса;

· возможность использования наплавки для восстановления изношенных деталей;

· герметичность сварных соединений выше, чем клепаных и резьбовых;

· уменьшение производственного шума и улучшение условий труда рабочих.

Возросший интерес к сварке объясняется также появлением различных малых и больших фирм, в мастерских которых выполняют достаточно большой объем сварочных работ. Примерами использования сварочного оборудования могут служить многочисленные мастерские по ремонту автомобилей, цеха по изготовлению бронированных дверей, окон из алюминия и метало пластика и т.д., в основу которых заложены сварные соединения.

Технологию сварки стали применяют не только для металлов. Сваркой соединяют полимерные материалы, добиваясь при этом высокой прочности и надежности соединений.



1. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА

1.1 Назначение и описание конструкции

Материалом для изготовления металлических резервуаров для дизельного топлива является высококачественная сталь. Толщина материала зависит от объема и конструкции. Но всё металлические резервуары, используемые в качестве хранилища дизельного топлива, обязаны иметь повышенную пожаробезопасность и высокую прочность.

Размер топливной ёмкости зависит от того количества топлива, которое планируется расходовать и площади объекта, где она будет установлена.

Для каждой подбирают в соответствии с техническими условиями и климатической зоной наиболее оптимальную марку стали.

Дополнительно может быть установлены различные приборы и конструкции, в том числе лестницы, датчики (для измерения давления, температуры, уровня), теплоизоляция.

1.2 Материалы на изготовление конструкции

Сталь - это сплав железа с углеродом, содержание углерода до 2,14%. Сталь классифицируется по некоторым признакам:

1) По химическому составу: а) углеродистые содержание углерода более 0,25%, среднеуглеродистые содержание углерода от 0,25 до 0,6%, высокоуглеродистые содержание углерода от 0,46 до 0,7%; легированные - низколегированная содержание легирующих элементов до 2,5%. Среднелегированная содержание легирующих элементов от 2,5 до 10%. Высоколегированная содержание легирующих элементов более 10%.

2) По применению: а) конструкционная; б) инструментальная; в) специальная.

3) По качеству: а) обыкновенного качества - 0,025% примесей; б) качественная - 0,15% примесей; в) высокого качества - 0,015% примесей; г) особо высокого качества - > 0,015% примесей. Качество стали, зависит от содержания примесей (сера, фосфор, кислород).

4) По степени раскисления: а) кипящая (КП) - не раскисленная сталь, б) спокойная (СП) - застывает спокойно; в) полуспокойная (ПС) - частично раскисленная.

1.3 Выбор и обоснование способов сварки

сварка металлический топливо резервуар

Для постановки прихваток при сборке конструкции, выбираю ручную дуговую сварку, так как для данного вида работ применение этого способа считаю наиболее целесообразным.

Сущность данного процесса заключается в том, что металл плавится за счет тепла электрической дуги, горящей между электродом и изделием. Защита расплавленного металла от окружающей среды производится за счет обмазки электрода.

Преимуществом этого способа является его простота в обращении, отличительной особенностью является универсальность и маневренность. Основной недостаток - низкая производительность от 15 до 20%.

Коэффициент плавления 8.5 - 9.5 г./А час

Коэффициент наплавки 8.5 - 9.5 г./А час

Коэффициент потерь 7 - 8 г/А час

Преимущества способа - производительность больше, чем при ручной сварке.

Недостаток - выгорание легирующих элементов в результате диссоциации газа СО2 на газ СО и атомарный кислород, который способствует выгоранию.

Коэффициент плавления 12 - 15 г./А час

Коэффициент наплавки 10 - 12 г./А час

Коэффициент потерь 12 - 15 г./А час

1.4 Выбор и обоснование сварочных материалов

Для ручной дуговой сварки при постановке прихваток выбираю электроды типа Э50 марки УОНИ 13/55 по ГОСТ 9467-75.

Электроды данного типа относятся к электродам с фтористо-кальциевым покрытием и состоят из карбонатов кальция и магния, плавикового шпата и ферросплавов. Электроды с таким покрытием называют также низководородистыми, так как наплавленный металл содержит водорода меньше, чем при других покрытиях.

Наплавленный металл по составу соответствует спокойной стали, отличается чистотой, малым содержанием кислорода, азота и водорода; понижено содержание серы и фосфора, повышено - марганца (0,5 - 1,5%) и кремния (0,3-0,6%). Металл устойчив против старения, имеет высокие показатели механических свойств, в том числе и ударной вязкости, и нередко по механическим свойствам превосходит основной металл. Электроды с таким покрытием рекомендуются для наиболее ответственных конструкций из среднеуглеродистых и низколегированных и конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 500 МПа, когда к металлу предъявляются повышенные требования по пластичности и ударной вязкости.

Данные электроды чувствительны к наличию окалины, ржавчины, масла на кромках основного металла и в этих случаях дают поры, как и при отсыревании электродов. Свойства наплавленного металла можно менять в широких пределах, меняя количество ферросплавов в покрытии.

Механические свойства сварного соединения характеризуются высокой прочностью и вязкостью, ударная вязкость для УОНИ 13/55 составляет 25-30 кг/см². Качество сварки электродами указанной марки высокое, показатели механических свойств сварного шва и наплавленного металла получаются часто выше показателей основного металла.

Таблица 1 - Химический состав электродного стержня УОНИ 13/55, %.

С	Si	Mn	Cr	Ni	S	P
0.01	0.03	0.1	0.25	0.03	0.03	0.03

Таблица 2 - Химический состав электродного стержня УОНИ 13/55

Предел прочности МПа/мм	Относительное удлинение, %	Ударная вязкость МПа/мм
460	22	140

Паспорт электрода.

Э50 А-УОНИ 13/55-40-УД2, ГОСТ 9467-75.

Е 432 (5) - Б 10

Э 50 А - тип электрода;

Э - электроды для дуговой сварки;

А - улучшенного качества;

УОНИ 13/55 - марка электрода;

3,0-4,0- диаметр электрода;

У - электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей;

Д2 - толстым покрытием второй группы;

432 (5) - группа индексов, указывающая на характеристики наплавленного металла и металла шва;

43 - временное сопротивление разрывов

2 - относительное удлинение > 22%

5 - имеет ударную вязкость не менее 34.3 Дж/см при t-40 градусов;

Б - основное покрытие;

1 - для сварки во всех пространственных положениях;

0 - на постоянном токе обратной полярности.

Сварку электродами с этим покрытием осуществляют на постоянном токе обратной полярности. Вследствие малой склонности металла шва к образованию кристаллизационных и холодных трещин электроды с этим покрытием используют для сварки больших сечений.

1.5 Выбор и обоснование выбора сварочного оборудования

В качестве источника питания для электрической дуги применяют трансформатор, выпрямитель, преобразователь и инверторные сварочные аппараты.

Сварочный трансформатор предназначен для положения напряжения сети до необходимого рабочего напряжения и регулировки силы сварочного тока. Он состоит из: корпуса, сердечника, первичной и вторичной обмотки, переключателя ступеней, токоуказательного механизма. Сварочный выпрямитель представляет собой устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный. Он состоит из силового трансформатора, блока силовых вентилей, стабилизирующего дросселя, блока защиты, системы управления вентилями.

При изготовлении сосуда используется выпрямитель ВД-501УЗ. Выпрямитель сварочный типа ВД-501УЗ предназначен для питания электрической сварочной дуги постоянным током при ручной дуговой сварке, резке и наплавке металлов при трехфазном питании от сети переменного тока.

Выпрямитель выполняется на напряжение сети: 380 V

1. Номинальное напряжение питающей сети трехфазного

переменного тока, 380В

2. Номинальная частота, Hz 50

3. Первичный ток, А:

· При исполнении на 380 V 36

· Номинальный сварочный ток, А 315

· Номинальное рабочее напряжение, V 32

· Напряжение холостого хода, V 60-70

· Пределы регулирования сварочного тока. А:

· диапазон малых токов 45-125

· диапазон больших токов 125-315

4. Пределы рабочего напряжения, V 22-32

5. Продолжительность цикла сварки, min 5

6. Отношение продолжительности периода нагрузки к продолжительности цикла сварки, ПН *, % 60

Примечание: 1. Продолжительность цикла сварки равна сумме рабочего периода и холостого хода.

1.6 Выбор и расчет режима сварки

Режимом сварки-называют совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества.

Для ручной дуговой сварки диаметр электрода определяется в зависимости от толщины металла. Толщина металла 4 мм, следовательно, диаметр электрода равен 3 мм. Напряжение на дуге при ручной сварке изменяется в пределах от 22 до 25 В. Скорость перемещения дуги задается сварщиком и зависит от множества параметров. Характеристики режима ручной дуговой сварки заносим в таблицу 4.

Таблица 10 - Режимы ручной дуговой сварки

Параметр	Значение
Толщина металла, мм Зазор, мм Число проходов Диаметр электрода, мм Напряжение на дуге, В Сила тока, А	4 1+1,5 2 3-4 22 …25 80-120



1.7 Технология выполнения работ

Перед выполнением сварочных работ по изготовлению сосуда следует оборудовать временное рабочее место. По технике безопасности на месте должны находится огнетушитель, ведро с водой и защитный экран сделанный из невоспламеняющихся материалов.

При изготовлении резервуара сначала необходимо стальные листы:

· Разметить нужные размеры.

· Рубка производится с помощью гильотины по металлу.

· Производится зачистка кромок с помощью болгарки на ширину не менее 20 мм от края кромки.

Сборка сосуда:

· Устанавливаем листы металла, делаем прихватки, чтобы при этом листы располагались ровно.

· Накладываем корневой шов электродом 3 мм сила тока 80А.

· Производим зачистку шлака.

· После каждого прохода производится зачистка шлака.

· Накладывается облицовочный шов электродом диаметром 4мм - сила тока 120-140А.

· Сварка выполняется в горизонтальном, вертикальном и нижнем положении сварного шва.

1.8 Контроль качества

Контроль сварных соединений включает входной (предварительный) контроль, пооперационный контроль, контроль готовой продукции. Предварительный контроль включает:

- контроль квалификации сварщиков;

- контроль квалификации дефектоскопистов;

- контроль подготовки инженерно-технических работников сборочно-сварочного производства;

- контроль состояния сборочно-сварочного оборудования;

- контроль состояния сборочно-сварочного инструмента и оснастки;

- контроль основного металла и сварочных материалов, которые должны иметь сертификаты заводов-поставщиков.

Операционный контроль включает:

- контроль качества сборки под сварку;

- контроль технологии и качества выполнения сварных конструкций.

Сварные швы контролируются в основном с обеих сторон шва, с одной (при толщине до 50 мм) или с обеих поверхностей соединения. Контроль проводят после выполнения внешнего осмотра и устранения выявленных при этом недопустимых поверхностных дефектов.

Подготовка включает в себя следующие этапы:

- выбор параметров контроля;

- постройка дефектоскопа по эталону чувствительности и заданным параметрам;

- очистка поверхности от брызг;

- подготовка и нанесение контактной жидкости;

- обеспечение технологии контроля.

Контроль непроницаемости сварных соединений проводят в соответствии с ГОСТ 3242-79, включая следующие виды испытаний: керосином, обдувом, аммиаком, воздушным давлением, гидравлическим давлением, наливом и поливом.

В моем случае осуществляю следующие виды контроля:

- контроль внешним осмотром;

- наливом.



2. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ и ОХРАНА ТРУДА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ СВАРОЧНЫХ РАБОТ

2.1 Техника безопасности при сварочных работах

Все сварочные работы должны выполняться в соответствии с требованиями «Правил безопасности при работе с инструментом и приспособлениями». К электросварочным и газосварочным работам допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальную подготовку и проверку теоретических знаний, практических навыков, знаний по технике безопасности и имеющих удостоверение сварщиков. Все сварщики должны проходить проверку знаний инструкции по охране труда.

Проходы между источниками сварочного тока должны быть не менее 0,8 м. Проходы между группами сварочных трансформаторов должны иметь ширину не менее 1 м.

Запрещается производить электросварочные работы во время дождя и снегопада, при отсутствии навесов над электросварочным оборудованием и рабочим местом. При электросварочных работах в сырых местах сварщик должен находиться на настиле из сухих досок или на диэлектрическом ковре.

При любых отлучках с места работы сварщик обязан отключить сварочный аппарат. При электросварочных работах сварщик должен пользоваться индивидуальными средствами защиты: щиток, служащий для защиты лица и глаз, рукавицы для защиты рук. Одежда должна быть из несгораемого материала с низкой электропроводностью, кожаные ботинки.

При газосварочной работе запрещается хранить баллоны с кислородом в одном помещении с баллонами для горючих газов, а также с карбидом кальция, красками и маслами (жирами). Баллоны необходимо перемещать на специальных тележках, контейнерах и других устройствах, обеспечивающих устойчивое положение баллонов. Запрещается переноска баллонов на плечах и руках. Баллон с утечкой газа не должен применяться для работы или транспортировки.

Запрещается подогревать баллоны для увеличения давления. При проведении газосварочных работ запрещается курить и пользоваться открытым огнем на расстоянии менее 10 метров от баллонов с газом. Общая длинна шлангов должна быть не более 30 м. До присоединения шланга к горелке, его необходимо продуть рабочим газом. Каждые пять лет баллон для газа должен проходить освидетельствование. По окончанию работы вентили баллонов должны быть закрыты.

2.2 Электробезопасность

При электросварочных работах проходы между однопостовыми источниками сварочного тока для сварки плавлением, резки, наплавки должны иметь ширину не менее 0,8 м., между многопостовыми источниками - не менее 1,5 м., расстояние от одно- и многопостовых источников сварочного тока до стены должно быть не менее 0,5 м.

Регулятор сварочного тока может размещаться рядом со сварочным трансформатором или над ним. Запрещается установка сварочного трансформатора над регулятором тока.

Запрещается производство электросварочных работ во время дождя и снегопада при отсутствии навесов над электросварочным оборудованием и рабочим местом.

2.3 Пожаробезопасность

Причинами пожара при сварочных работах могут быть искры и капли расплавленного металла и шлака, неосторожное обращение с пламенем горелки при наличии горючих материалов вблизи рабочего места сварщика.

Для предупреждения пожаров необходимо соблюдать следующие противопожарные меры: нельзя хранить вблизи от места сварки огнеопасные или легковоспламеняющиеся материалы, а также производить сварочные работы в помещениях, загрязненных промасленной ветошью, бумагой, древесными отходами;

Запрещается пользоваться одеждой и рукавицами со следами масел, жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей; нельзя выполнять сварку и резку свежевыкрашенных масляными красками конструкций до полного их высыхания; Запрещается выполнять сварку аппаратов, находящихся под электрическим напряжением, и сосудов, находящихся под давлением.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алешин Н.П., Щербинский В.Г. Контроль качества сварных соединений. - М.: Высшая школа, 1986

2. Волченко В.Н. Контроль качества сварных конструкций. - М.: Машиностроение, 1986

3. Думов С.И. Технология электрической сварки плавлением. - М.: Машиностроение, 1987

4. Прохоров Л.Ц., Шпаков Б.М., Яворская Н.М. Справочник по сварочному оборудованию. - К.: Техшкола, 1983

5. Разоренов Ю.Н. Оборудование для электрической сварки плавлением. - М.: Машиностроение, 1987

6. Юрьев В.П. Справочное пособие по нормированию материалов и электроэнергии для сварочной техники. - М.: Машиностроение, 1972

Размещено на Allbest.ru

...