Регенератор воздуха

1. Введение.

1.1. Регенератор предназначен для подогрева воздуха высокого давления газотурбинной установки продуктами сгорания.

1.2. Регенератор применяется для замены выработавших фактический ресурс пластинчатых регенераторов при модернизации газотурбинных установок типа ГТК-10-4 действующих компрессорных станциях.

1.3. На агрегат ГТК-10-4 применяется регенератор РГУ-1800-01, состоящий из двух секций.

1.4. Регенератор для компрессорной станции П Севергазпрома является головным.

2 Характеристика изделия.

2.1. Регенератор выполнен в соответствии с требованиями "Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением", 1996г. Регенератор подведомствен ГОСГОРТЕХНАДЗОРу. Изготовление регенератора в соответствии с ОСТ 26 291 -94.

2.2. Основиые конструктивные и расчетные характеристики приведены для одной секции регенератора

2.3. Основные конструктивные параметры секции черт. К.П.000.001СБ регенератора приведены в таблице 1.

Наименование параметра	Обозначение	Величина
Диаметр и толщина корпуса ,мм	Дх8	3214x12
Диаметр и толщина гладких	dxS	25x1
Количество теплообменных труб,	п	5508
Длина труб, мм	L	3500
Шаг трубной решетки, мм	S	33
Материал труб		15ХМ
Тололщина перегородок, Мм		1 ЛШ

Диаметр и толщина воздушных ТттГ. 824x8

2.4. Расчетные номинальные параметры воздуха и продукте сгорания секции регенератора приведены ниже.

	Среда	Величина
	Межтрубное пространство	Трубное пространство
	Воздух	Продукты сгорания
Давление рабочее, МПа (изб.)	0,33	0,006
Расчетное давление,(изб.)МПа	0,39	0,006
Рабочая температура, °С не более вход	200	520
выход	433.5	302
Расход (на одну секцию), кг/с	40,25	41,65
Степень регенерации не менее		0.73...0.74*
Суммарное относительное аэродинамическое сопротивление,0/) не более 5,5
Число циклов(пуск-останов) секции за весь срок службы, не более 1000*

*Уточняется после испытания головного регенератора

2.5 Габаритные и присоединительные размеры в соответствии с Приложением 1.

2.6. В конструкции регенератора применяются стали перлитного и хромо-молибденового классов.

2.7. Конструкция регенератора обеспечивает;

доступ к трубным доскам через люки-лазы в камерах подвода и отвода продуктов сгорания;

опорожнение и свободный сток в горизонтальном положении при изготовлении и эксплуатации.

2.8,Применяемые материалы, качество изготовления и конструкция регенератора обеспечивают работу в течение всего срока службы, при условии соблюдения требовании настоящего "Технического описания и инструкции по эксплуатации" и "Технического задания.

2.9.Полный ресурс регенератора-100 тыс.часов.

2.10. Расчетный срок службы -15 лет.

2.10.Регенератор должен быть гидроиспытан по межтрубному пространству. Давление гидроиспытаний (гневмоиспытаний) по межтрубному пространству должно быть не более 0,78 МПа (8,0 кгс/см2), температура воды(+5 ...+40)°С Количество испытаний на заводе и в эксплуатации- не более 10. После проведения гидравлических испытаний обеспечить слив воды из полостей секции регенератора при всех снятых колпачковых гайках дренажных трубок линзовых компенсаторов и заглушках.

3.Обоснование и выбор способа сварки.

3.1. Корпус регенератора работает при температуре 200-400^§С, При давлении 0.36 МПа. Срок службы - 15000 часов.

Требования к коррозионной стойкости не предъявляются.

3.2 Для нахождения оптимального материала рассмотрим несколько сталей: СтЗ, 09Г2С.

1. СтЗсп. ov=24(ktc/mm²), О"в=39-49(кгс/мм²). Обладает хорошей свариваемостью, низкой по сравнению с другими сталями ценой, но в связи с резким уменьшением (Тт при Т=400^аС применять не желательно.

2. Сталь 09Г2С С7т=35(кгс/мм²), Ов=50(кгс/мм²). Обладает удовлетворительной свариваемостью, является теплостойкой. Содержание в стали 0.3% меди повышает стойкость стали против атмосферной и морской коррозии, что не лишнее для изделия работающего при повышенных температурах в результате которых сталь окисляется быстрее, наличие марганца в сталях повышает ударную вязкость, по сравнению с другими низколегированными сталями марганцевые позволяют получить сварное соединение более высокой прочности при знакопеременных и ударных нагрузках.

Сталь 09Г2С не намного дороже СтЗсп, а из за значительно лучших механических свойств, при повышенных температурах из за добавления хрома 0.3% и никеля 0.3%, толщина металла обеспечивающая прочность корпуса резко снижается, т.е. снижается вес используемой стали, что приводит к уменьшению стоимости материала и уменьшению массы всего изделия.

Так как сталь 09Г2С обладает повышенной стойкостью против атмосферной и морской коррозии, повышенной ударной вязкостью, высокой прочности при знакопеременных и ударных нагрузках, поэтому изделие из этой стали, будет надежнее и долговечнее.

Итак, для изготовления корпуса регенератора выбираем сталь 09Г2С.

3.3. Конструкция регенератора позволяет производить сварку в нижнем положении с обеих сторон.

При сварки стали 09Г2С особых трудностей, при оптимальном режиме сварки, не возникает.

Толщина свариваемых кромок 12мм.

Сварку выполняем автоматическую многослойную под слоем флюса т.к.:

1 .Процесс высокопроизводительный.

2.Обеспечивает равно прочность сварного шва с основным металлом.

3.Обеспечивает большую культуру труда.

4.Не загрязняет околошовную зону окалинами.

При сварке под слоем флюса вылет электрода значительно меньше, чем при ручной дуговой сварке. Поэтому можно, не опасаясь перегрева электрода и отделения защитного покрытия, в несколько раз увеличить силу сварочного тока. Производительность сварки под флюсом в 5 -- 20 раз выше, чем при ручной дуговой сварке. Плавление электродного и основного металла происходит под флюсом, надежно изолирующим их от окружающей среды. Флюс способствует получению чистого и плотного металла шва, без пор и шлаковых включений, с высокими механическими свойствами. Введение во флюс элементов-стабилизаторов и высокая плотность тока в электродах позволяют получить устойчивое горение дуги.

Работа на высоких плотностях тока в электроде позволяет производить сварку металла значительной глубины проплавления. Практически отсутствуют потери на угар и разбрызгивание электродного металла. Процесс сварки почти полностью механизирован. Простота процесса позволяет использовать для обслуживания сварочных аппаратов сварщиков-операторов без длительной их подготовки. Автоматическая сварка под флюсом по сравнению с ручной дуговой сваркой значительно улучшает условия труда сварщика-оператора, повышает общий уровень и культуру производства.

Технико-экономические показатели способа. Максимальная скорость сварки однофазной дугой под флюсом при удовлетворительном формировании шва -- 70 м/ч. Применение многодуговых аппаратов позволяет увеличить скорость сварки до 300 м/ч. Диапазон применяемых значений сварочного тока в зависимости от диаметра электрода приведен в табл. 1. Производительность механизированной сварки под флюсом 6 -- 21 кг/ч. Коэффициент наплавки 14 -- 18 г/(А-ч). Потери на угар и разбрызгивание составляют 1 -- 3%.

Зависимость коэффициентов наплавки и производительности сварки от силы тока и диаметра электродной проволоки показаны на рис. 1. Расход флюса составляет 1,1 -- 1,4 расхода электродной проволоки.

2S 2 6 fS W /j I/ 7 i /1 *** -& w	.#1 Щ > ш Г fr/// Y iff 1$ 9 3 800

Рис. 1. Зависимость коэффициента наплавки (а) и производительности сварки под флюсом (б) от силы сварочного тока и диаметра электрода; d -- диаметр электрода

4. Разработка пооперационной технологии.

005. Сборка

О. Подобрать комплект деталей согласно спецификации. Очистить деталь от механических загрязнений (грязи, масла, окалины и др.)щеткой ГО-106. Зачистить кромки под сварку и прилегающие к ним поверхности по ширине не менее 20мм до металлического блеска.

Т. Комплект инструмента слесаря.

О10. Контроль.

О. Проверить укомплектованность узла деталями согласно спецификации, отсутствие на поверхностях деталей механических загрязнений, чистоту разделок под сварку и прилегающих к ним поверхностях на ширине 20мм.

Т. Линейка-150 ГОСТ 427-75 015.

О. Перед сборкой обечайки поз.2 с блоком компенсаторов поз.1 и с обечайкой поз.З произвести замеры:

конусов поз.4 и поз.5;

блока компенсаторов поз.1;

обечайки поз.З;

При необходимости по результатам замера произвести подрезку обечайки поз. 2,при этом обеспечить чертежную длину корпуса 3500-12мм.

Восстановить осевые на обечайках, блоке компенсаторов поз. 1 с обечайками поз.2,3 выверив расположение главных осевых, выдержав равномерный зазор 0+1 мм в рамках под сварку.

При сборке сместить сварные швы обечаек и полулинз относительно друг друга не менее 100мм.

По технологии ОГС прихватить блок компенсаторов поз. 1 к обечайкам поз2,3 равномерно по периметру. Длина прихваток 10мм, кол-во прихваток не менее 4-х, интервал между прихватками 300-400мм.

Т. Комплект инструмента слесаря.

020. Контроль.

О. Контролировать визуально правильность сборки, смещение швов обечаек и полулинз относительно друг друга не менее 100мм, зазор 0+1 мм в разделках под сварку; качество прихваток внешним осмотром и обмером -длина прихваток не менее 10мм, интервал между прихватками 300-400мм, количество прихваток - не менее 4-х.

Т. Линейка - 150;500 ГОСТ 427 - 75 Щуп 4 -100 -2 ТУ 2 -034 -87

020. Сборка.

О. Произвести зачистку прилегающих к сварным швам поверхностей на ширине 20мм.

Зачистить прихватки под сварку.

Обезжирить поверхности свариваемых деталей на ширину 20мм от границ разделки кромок салфетками х/б ГОСТ 7138-83, смоченными уайт-спиритом ГОСТ 3134-78 с последующей протиркой насухо х/б салфетками.

Т. Комплект инструмента слесаря. 030. Контроль.

О. Проверить чистоту разделок под сварку и прилегающих к ним поверхностей на ширине 20мм.

Т. Линейка- 150 ГОСТ 427-75 035. Сварка.

О. По технологии ОГС с минимальными поводками заварить сварные швы В2иВЗ.

Т. 11874/Б шаблон

040. Контроль.

О. Проверить качество сварных швов В2 и ВЗ внешним осмотром и измерением.

Т. 11874/Б; УШС-3 шаблон.

041. Слесарная.

О. Зачистить сварные швы В2 и ВЗ и околошовные зоны под контроль РК.

Т. Комплект инструмента слесаря. 042. Контроль.

О. Контролировать качество сварных швов В2 и ВЗ, РК - выполняет ЦЛНМК bV=100%.

045. Сборка.

О. Состыковать с помощью центратора конуса поз.4 и поз.5 с ранее собранной сборкой, выдержать равномерный зазор 2 1мм в разделке под сварку, одноименные осевые.

При сборке сместить продольные сварные швы относительно друг друга

Не менее 100мм.

По технологии ОГС прихватить конуса к обечайкам, кол-во прихваток не менее 4-х, равномерно по периметру, длина прихваток 10мм, расстояние между прихватками 300-400мм.

Т. Линейка- 150: 500 ГОСТ 427-75 Щуп 3-70-2 ТУ 2-034-225-87 ШтангельциркульШц1-125-0,1 ГОСТ 166-89

050. Контроль.

О. Контролировать качество сборки; зазор под сварку 2 1мм в разделках под сварку; качество прихваток внешним осмотром и обмером - кол-во прихваток не менее 4-х, длина прихваток не менее 10мм, расстояние между прихватками не более 300-400мм.

Т. Линейка - 150: 500 ГОСТ 427-75 Щуп 3-70-2 ТУ 2-034-225-87

055. Сборка.

О. Произвести зачистку прилегающих к сварным швам поверхностей на ширине не менее 20мм.Зачистить прихватки под сварку.

Обезжирить поверхности свариваемых деталей на ширину не менее 20мм от границ разделки кромок салфетками х/б ГОСТ 7138-83, смоченными уайт-спиритом ГОСТ 3134-78 с последующей протиркой насухо х/б салфетками.

Т. Комплект инструмента слесаря. 60. Контроль.

О. Проверить чистоту разделок под сварку и прилегающих к ним поверхностей на ширине 20мм.

Т. Линейка- 150: 500 ГОСТ 427-75 065 Сварка.

О. По технологии ОГС с минимальными поводками заварить св. швы В1 и В4.

Т. 11874/Б шаблон.

070. Контроль.

О. Проверить качество сварных швов В1 и В4 внешним осмотром и измерением.

Т. 11874/Б шаблон.

071. Слесарная.

О. Зачистить сварные швы В1 и В4 и околошовные зоны под УЗК, Т. Комплект инструмента слесаря.

072. Контроль.

О. Контролировать качество сварных швов В1 и В4,УЗК-выполняет ЦЛНМК bV=100%.

5. Выбор сварочных материалов и расчет норм их расхода.

5.1. Электродная проволока. Правильный выбор марки электродной проволоки для сварки -- один из главных элементов разработки технологии механизированной сварки под флюсом. Химический состав электродной проволоки определяет состав металла шва и, следовательно, его механические свойства.

При механизированной сварке под флюсом используют проволоку, выпускаемую промышленностью по ГОСТам и ТУ. Для сварки сталей предназначена проволока по ГОСТ 2246 -- 70* «Проволока стальная сварочная». В соответствии с этим ГОСТом выпускают низкоуглеродистую, легированную и высоколегированную проволоку диаметром 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0 мм. Проволока поставляется в бухтах массой до 80 кг. На каждой бухте крепят металлическую бирку с указанием завода-изготовителя, условного обозначения проволоки, номера партии и клейма технического контроля. По соглашению сторон проволоку могут поставлять намотанной на катушки или кассеты. Транспортировать и хранить проволоку следует в условиях, исключающих ее ржавление, загрязнение и механическое повреждение.

Если же поверхность проволоки загрязнена или покрыта ржавчиной, то перед употреблением ее необходимо очистить. Проволоку очищают при намотке се на кассеты в специальных станках, используя наждачные круги. Для удаления масел используют керосин, уайт-спирит, бензин и др. На некоторых заводах для устранения влаги применяют термическую обработку: прокалку при температуре 100 --150 °С. ЦНИИТМАШ рекомендует обрабатывать проволоку в 20 %-ном растворе серной кислоты с последующей прокалкой при температуре 250 °С 2 -- 2,5 ч. Необходимость в обработке электродной проволоки перед сваркой отпадает, если использовать омедненную проволоку.

5.2. Сварочные флюсы. Сварочный флюс -- один из важнейших элементов, определяющих качество металла шва и условия протекания процесса сварки. От состава флюса зависят составы жидкого шлака и газовой атмосферы. Взаимодействие шлака с металлом обусловливает определенный химический состав металла шва. От состава металла шва зависят его структура, стойкость против образования трещин. Состав газовой атмосферы обусловливает устойчивость горения дуги, стойкость против появления пор и количество выделяемых при сварке вредных газов.

5.3. Функции флюсов. Флюсы выполняют следующие функции: физическую изоляцию сварочной ванны от атмосферы, стабилизацию дугового разряда, химическое взаимодействие с жидким металлом, легирование металла шва. формирование поверхности шва.

Лучшая изолирующая способность -- у флюсов с плотным строением частиц мелкой грануляции. Однако при плотной укладке частиц флюса ухудшается формирование поверхности шва. Достаточно эффективная зашита сварочной ванны от атмосферного воздействия обеспечивается при определенной толщине слоя флюса.

Необходимая высота слоя флюса сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей на различных режимах следующая;

Сварочный ток, А 200 400 600 800 1000 1200

Высота слоя флюса, мм 25-35 25-35 35-40 35-40 45-60 45-60

В состав флюса вводят элементы-стабилизаторы, повышающие стабильность горения дуги. Введение этих элементов позволяет применять переменный ток для сварки, более широко варьировать режимы сварки.

Химический состав металла шва формируется за счет основного и электродного металлов. Однако состав флюса может привести к заметным изменениям химического состава металла шва. Эти изменения возможны, как правило, только в пределах долей процента. Для легирования металла шва применяют керамические флюсы.

Формирующая способность флюсов определяется вязкостью шлака, характером ее зависимости от температуры, межфазным натяжением на границе металл -- шлак и т. п. Формирующая способность в значительной степени зависит от мощности дуги. При сварке мощной дугой (ток свыше 1000 А) хорошее формирование обеспечивают «длинные» флюсы, вязкость которых при повышении температуры монотонно уменьшается. При сварке кольцевых швов малого диаметра для предотвращения стекания шлака следует использовать «короткие» флюсы, вязкость которых резко уменьшается с повышением температуры. Существенное влияние на формирование шва оказывает газопроницаемость флюса, которая определяется размерами частиц и насыпной массой флюса. Рекомендуемые размеры частиц стекловидного флюса в зависимости от мощности дуги, обеспечивающие удовлетворительное формирование шва, приведены ниже.

Сварочный ток, А 200-600 600-1200

Грануляция частиц, мм 0,25-1,6 0,4--2,5

5.4. Классификация флюсов. По назначению флюсы подразделяются; для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей; для сварки легированных и высоколегированных сталей; для сварки цветных металлов и сплавов. В зависимости от химического состава флюсы классифицируют по содержанию кремния и марганца. Низкокремнистые флюсы содержат менее 35 % SiO2- При содержании более 1 % МпО флюс называют марганцевым. Высококремнистые флюсы содержат более 35 % SiO2; в составе безмарганцевых флюсов менее 1 % МпО. Особую группу при классификации флюсов по химическому составу занимают бескислородные флюсы. По степени легирования различают флюсы пассивные (практически не легирующие металл шва), слаболегирующие (плавленые) и легирующие (керамические). По способу изготовления флюсы подразделяются на плавленые, керамические и механические смеси. По строению частиц плавленые флюсы разделяют на стекловидные (прозрачные зерна) и пемзовидные (зерна пенистого материала белого или светлых оттенков желтого, зеленого, коричневого и других цветов). Пемзовидные флюсы имеют меньшую насыпную массу (0,7 -- 1,0 кг/дм ), чем стекловидные (1,1 --1,8 кг/дм³). Наибольшее применение нашли плавленые флюсы, выпускаемые в соответствии с ГОСТ 9087 -- 69*.

5.5. Общие требования к флюсу. Флюсы для механизированной сварки должны обеспечивать устойчивое протекание процесса сварки, отсутствие кристаллизационных трещин и пор в металле шва, требуемые механические свойства металла шва и сварного соединения в целом, хорошее формирование шва, легкую отделимость шлаковой корки, минимальное выделение токсичных газов при сварке, а также иметь низкую стоимость и возможность массового промышленного изготовления. З.бФлюсы для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей Для предупреждения пор и получения заданных механических свойств при сварке этих сталей металл шва раскисляют и легируют кремнием и марганцем. Это достигается применением следующих сочетаний флюсов и сварочной проволоки: плавленый высококремнистый марганцевый флюс (35 -- 40% МпО; 40 -- 45% ЭЮг и низкоуглеродистая проволока Св-0,8; плавленый высококремнистый флюс (40 % SiO₂, менее 15 % МпО) и низкоуглеродистая сварочная проволока, легированная марганцем до 2 % (Св-10Г2); керамический флюс и низкоуглеродистая сварочная проволока.

Наиболее широко применяют флюсы АН-348-А, ОСЦ-45, АН-60.

5.7 Исходя из вышесказанного выбираем; флюс ОСЦ-45

Сварочную проволоку Св-08ГА, ё=4мм.

5.8 Расход сварочной проволоки 12-17кг/час

Расход флюса 1.1-1.4 расхода сварочной проволоки и составляет 15-20кг/час

6. Выбор сварочного оборудования.

6.1. Для выполнения автоматической дуговой сварки под флюсом необходим комплекс оборудования: источник питания, сварочный аппарат, механическое оборудование и приспособления, обеспечивающие необходимую точность сборки изделия и получение качественного сварного соединения. Этот комплекс технологически связанного между собой оборудования называют сварочной установкой.

Сварочным аппаратом называют комплекс механизмов и электрических приборов, необходимых для механизации и автоматизации приемов и операций при выполнении сварного соединения. Процесс выполнения сварного соединения можно расчленить на следующие приемы и операции: возбуждение сварочной дуги и поддержание устойчивого горения дуги на заданных режимах (токе и напряжении), подача электрода в зону сварки, направление электрода по оси шва, перемещение дуги по заданному направлению вдоль свариваемых кромок с заданной скоростью, подача флюса в зону сварки, сбор неиспользованного флюса, прекращение процесса сварки и заварка кратера. Устройство, осуществляющее возбуждение дуги, подачу электродной проволоки, поддержание режима и прекращение процесса сварки, называют сварочной головкой.. Если сварочная головка с системой механизмов корректировок, бункером для флюса, кассетой для проволоки смонтированы на самоходной тележке, то это устройство называют самоходным сварочным аппаратом. Самоходные сварочные аппараты перемещаются по специально установленным направляющим и предназначены для сварки одного или группы однотипных изделии. Самоходные сварочные аппараты являются частью стационарных сварочных установок. Переносной сварочный аппарат, перемещающийся в процессе выполнения сварного соединения вдоль кромок или непосредственно по поверхности изделия, или по переносному пути, уложенному на изделии, называют сварочным трактором.

Сварочную головку с системой механизмов корректировок, бункером для флюса и с кассетой для проволоки, закрепленной неподвижно над свариваемым изделием, называют подвесным сварочным аппаратом. При использовании подвесных сварочных аппаратов в установках перемещается само изделие с помощью механического оборудования (манипуляторов, вращателей, роликовых стендов), а дуга остается неподвижной. Подвесные сварочные аппараты устанавливают и на тележки (глагольные, велосипедные), когда, например, необходимо выполнить длинные прямолинейные швы или переместить сварочный аппарат с одной позиции, на другую и т. д.

Устройство, в котором механизирована только подача электродной проволоки, а перемещение дуги вдоль свариваемых кромок выполняет сварщик вручную, называют шланговым аппаратом (шланговым полуавтоматом).

В настоящее время наша промышленность выпускает большой парк оборудования для механизированной сварки под флюсом. Самоходные аппараты общего назначения выпускают в соответствии с ГОСТ 8213 --75 *Е «Автоматы для дуговой сварки плавящимся электродом, самоходные».

В соответствии с этим ГОСТом аппараты выпускают на следующую силу тока: 315, 500, 630, 1000 и 1600 А для сварки постоянным, переменным, а также постоянным и переменным током. По способу регулирования скорости подачи электродной проволоки аппараты могут быть с плавным, плавноступенчатым и со ступенчатым регулированием, по способу подачи электродной проволоки -- с независимой от напряжения на дуге (с постоянной скоростью подачи) и с зависимой от напряжения на дуге подачей (с автоматическими регуляторами напряжений на дуге). Аппараты выпускают частотой 50 Гц на номинальное напряжение питающей сети 200 или 380 В -- для аппаратов на номинальные токи 315, 500 и 630 А; 380 В -- для аппаратов на номинальные токи 1000 и 1600 А. ГОСТ 8213 --75 *Е предъявляет требования к электрической схеме аппарата, которая должна обеспечивать: настроечные (вверх и вниз) и рабочие перемещения электродной проволоки; настроечные и рабочие перемещения аппарата вперед и назад; начало и прекращение процесса сварки с помощью кнопок или выключателей; остановку аппарата и растяжку дуги при окончании сварки; контроль с помощью стрелочных индикаторов сварочного тока, напряжения на дуге, скорости сварки (для аппаратов с плавным и плавноступенчатым ее регулированием). 6.2 На основании вышесказанного выбираем сварочную установку ОС-1566.

Техническая характеристика.

1. Диаметр свариваемых изделий, мм 500-3500;

2.Скорость сварки, м/час 2..50;

3.Регулирование скорости сварки плавное;

4.Сварка в аргоне:

а)Сварочный ток, А 100. .250;

б)Диаметр электрода, мм 4..5;

5.Сварка под флюсом:

а)Сварочный ток, А 300. .800;

б)Диаметр сварочной проволоки, мм 3.. 5;

в) Скорость подачи сварочной проволоки, м/час 5.8..240

6.Скорость перемещения колонны, м/мин 9.5

7.Скорость перемещения консоли, м/мин 1.2

8. Скорость подъема и опускания консоли, м/мин 2.15

7. Выбор параметров сварки.

Влияние параметров режима сварки на форму и размеры шва. Форма и размеры шва зависят от многих параметров режима сварки: величины сварочного тока, напряжения дуги, диаметра электродной проволоки, скорости сварки и др. Такие параметры, как наклон электрода или изделия, величина вылета электрода, грануляция флюса, род тока и полярность и т. п. оказывают меньшее влияние на форму и размеры шва. Необходимое условие сварки -- поддержание дуги. Для этого скорость подачи электрода должна соответствовать скорости его плавления теплотой дуги. С увеличением силы сварочного тока скорость подачи электрода должна увеличиваться (рис. 1). Электродные проволоки меньшего диаметра при равной силе сварочного тока следует подавать с большей скоростью. Условно это можно представить как расплавление одинакового количества электродного металла при равном количестве теплоты, выделяемой в дуге (в действительности количество расплавляемого электродного металла несколько увеличивается с ростом плотности сварочного тока). При некотором уменьшении скорости подачи длина дуги и ее напряжение увеличиваются. В результате уменьшаются доля теплоты, идущая на расплавление электрода, и количество расплавляемого электродного металла.

Влияние параметров режима на форму и размеры шва обычно рассматривают при изменении одного из них и сохранении остальных постоянными. Приводимые ниже закономерности относятся к случаю наплавки на пластину, когда глубина проплавления не превышает 0,7 ее толщины (при большей глубине проплавления ухудшение теплоотвода от нижней части сварочной ванны резко увеличивает глубину проплавления и изменяет форму и размеры шва).

С увеличением силы сварочного тока (рис. 2, а) глубина проплавления возрастает почти линейно до некоторой величины. Это объясняется ростом давления дуги на поверхность сварочной ванны, которым оттесняется расплавленный металл из-под дуги (улучшаются условия теплопередачи от дуги к основному металлу), и увеличением погонной энергии. Ввиду того, что повышается количество расплавляемого электродного металла, увеличивается и высота усиления шва. Ширина шва возрастает незначительно, так как дуга заглубляется в основной металл (находится ниже плоскости основного металла).

Увеличение плотности сварочного тока (уменьшение диаметра электрода при постоянном токе) позволяет резко увеличить глубину проплавления (табл. 1). Это объясняется уменьшением подвижности дуги. Ширина шва при этом уменьшается. Путем уменьшения диаметра электродной проволоки можно получить шов с требуемой глубиной проплавления в случае, если величина максимального сварочного тока, обеспечиваемая источником питания дуги, ограничена. Однако при этом уменьшается коэффициент формы провара шва (ty = е/Н) и интенсифицируется зональная ликвация в металле шва (рис. 3), располагающаяся в его рабочем сечении. Род и полярность тока оказывают значительное влияние на форму и размеры шва, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющимся на катоде и аноде дуги.

При сварке на постоянном токе прямой полярности глубина проплавления на 40--50%, а на переменном -- на 15--20% меньше, чем при сварке на постоянном токе обратной полярности.

Поэтому швы, в которых требуется небольшое количество электродного металла и большая глубина проплавления (стыковые и угловые без разделки кромок), целесообразно выполнять на постоянном токе обратной полярности. При увеличении напряжения дуги (длины дуги) увеличивается ее подвижность и возрастает доля теплоты дуги, расходуемая на расплавление флюса (количество расплавленного флюса). При этом растет ширина шва (см. рис. 2, б) а глубина его проплавления остается практически постоянной. Этот параметр режима широко используют в практике для регулирования ширины шва.

Увеличение скорости сварки уменьшает погонную энергию и изменяет толщину ПРОСЛОЙКИ расплавленного металла ПОД Рис. 29. Зонадьиая ликвация в метал-дугой. В результате этого основные размеры шва уменьшаются (СМ. РИС. 2, в].

Примеси

Примеси

Рис.2

При дальнейшем увеличении скорости сварки закономерности изменения размеров шва такие же, как на рис. 2, в. При чрезмерно больших скоростях сварки и силе сварочного тока в швах могут образовываться подрезы.

Таблица 1. Значения сварочного тока, при которых достигается одинаковая глубина проялавления электродной проволокой различного диаметра

Глубина проплавления, мм	Диаметр элеотюд-нои про- ROTTOVW ММ	иила сварочного тптгя А	Плотность тока.	Глуоина пропла-вления, мм	Диаметр электродной про- мм	сила сварочного тгися А	Плот-кость тока, А/млд
3 5	2 5 2 5	200 450 400 550	64 23 127 28	8 12	2 5 2 5	525 725 700 925	167 37 224 47

С увеличением вылета электрода (см. рис. 2, г) возрастает интенсивность его подогрева, а значит, и скорость его плавления, В результате толщина прослойки расплавленного металла под дугой увеличивается и, как следствие этого, уменьшается глубина проплавления. Этот эффект иногда используют при сварке электродными проволоками диаметром 1--3 мм для увеличения количества расплавляемого электродного металла при сварке швов, образуемых в основном за счет добавочного металла (способ сварки с увеличенным вылетом электрода).

Состав и строение частиц флюса оказывают заметное влияние на форму и размеры шва. При уменьшении насыпной массы флюса (пемзовидные флюсы) повышается газопроницаемость слоя флюса над сварочной ванной и, как результат этого, уменьшается давление в газовом пузыре дуги. Это приводит к увеличению толщины прослойки расплавленного металла под дугой, а значит, и к уменьшению глубины проплавления. Флюсы с низкими стабилизирующими свойствами, как правило, способствуют более глубокому проплавлению.

Пространственное положение электрода и изделия при сварке под флюсом оказывает такое же влияние на форму и размеры шва, как и при ручной сварке. Для предупреждения стекания расплавленного флюса, ввиду его высокой жидкотекучести, сварка этим способом возможна только в нижнем положении при наклоне изделия на угол не более 10--15°. Изменение формы и размеров шва наклоном изделия находит практическое применение только при сварке кольцевых стыков труб ввиду сложности установки листовых конструкций в наклонное положение. Сварка с наклоном электрода находит применение для повышения скорости много дуговой сварки. Подогрев основного металла до температуры 100 °С и выше приводит к увеличению глубины провара и ширины шва.

Основываясь на вышесказанное, выбираем режим сварки.

1-ый шов: 1св=400-425А, Uсв=32-36B. Vcb=60-62cm/mин.

Вылет эл.=40-50мм.

2-ой шов: Icв=475-500А. Ucb=34-38B.Vcb=35-45cm/mиh.

Вылет эл. =40-50 Омм

8. Расчет норм времени.

Основное время находят по формуле

toaH=Lirrea/VcB.

tocH=l 002/60=16.7мин -первый шов.осн=1002/40=25мин-последующие.

Подготовительно-заключительное время состоит из времени на получение задания, ознакомление с работой, производственный инструктаж, установку определенного режима сварки, подготовку и установку приспособления, сдачу работы.

Вспомогательное время включает в себя затраты времени на зачистку и осмотр свариваемых кромок, засыпание в бункер флюса, сбор флюса, установку и снятие детали, осмотр швов, клеймение и другие операции, необходимые для выполнения основной работы.

На обслуживание рабочего места при автоматической сварке затрачивают значительно меньше времени, чем при ручной дуговой сварке.

Подготовительно-заключительное и вспомогательное время, а также время

на обслуживание рабочего места на отдых при автоматической обычно составляет 10-20% основного времени.

Проектирование оснастки и оборудования.

Для состыковки кромок обечаек с конусами и компенсатором применяется гидравлический центратор.

Техническая характеристика.

1.Диаметр свариваемых изделий, мм 500-3500

2.Скорость перемещения колонны, м/мин 9.5

3.Скорость перемещения консоли, м/мин 1.2

4.Скорость подъема и опускания консоли, м/мин 2.15

5. Усилие гидроцилиндра, Н 1000

Список литературы.

1. Лобицкий В.Г. "Методические указания по выполнению курсового проекта".

2. Акулов А.И. 'Технология и оборудование сварки плавлением".

З. Денисов Ю.А. "Справочник сварщика".

4. Николаев Г.А. "Сварка в машиностроении".

Перб. примен		Формшц	зона	Поз.	Обозначение	Наименование	Кол	Примечание
						Сборочные единицы
				1		Блок компенсаторов	1
i
						Вешали
				2		Обечайка	1
				3		Обечайка	1
				4		Конце	1
				5		Конце	1
Подп и дата
% Ж
1 I
Подп. и дата
							КЛ.000.001.
		Из?-	i/Jucm	№ доким	Подп.	Дата
1		Разраб. t	1ипоб А			Корпцс	/1ит.	Лист	ЛистаВ
		Проб. С	1рлик Г.В.						1
							кф МПУ им НЗШШ /~П П ПИ К А
		Н.контр.
1 Пер б. при мен. 1		1	Зона \	Поз	Обозначение	Наименование	Кол.	Примечание
						ГВопОчные единииы
				1		Головко для сварки	1
						в аргоне.
				2		Консоль.	1
I				3		Роликоопора.	1
						Переходник.	1
				5		Кронштейн.	1
				6		Тележка.	6
				7		Головка для сварки под	1
						флюсом.
				8		Узел размещения конеч	1
					ных выключателей
					перемещения свароч
					ной головки.
Подп. и дата				9		Узел размещения конеч	1
						ных выключателей
						перемещения консоли
				10		Кассета раздвижная	1
Ц I						для бухт сварочной
						проволоки ФФШ-600
				11		Кассета закрытого	1
1 1						типа для автомата
						АпС-1000.
				12		Центратор	1
Подп и дата
							КЛЖЖ.002.
		Иэг	{Лист	№ доким	Подп.	пата
i		Разраб. t	<илоб А			пг-км	Лит.	Лист	Листоб
		Проб. С	1рлик Г.В.					1	3
							КфЛ! 1Ь	1 им.НЗщманс
		Н.контр.
	1	Зона |	Поз. 1	Обозначение	Наименодание	Кол	Примечание
					Детали
			13		Штццер	2
			14		Хомцт.	1
			15		Втцлка разрезная.	2
			16		Планка	1
			17		Кронштейн	4
			18		Прижим.	1
			19		Колесо.	1
					Стандартные изделия
			20	СТП06-31-73	Болты ГОСТ 7798-70	2
					Мб *10,36
id. № подл 1 Подп. и дата 1 Взам. инб. If 1 Инд. № дидл. 1 Подп и дата				21		М6*16,36	8
				22		Мб*30,36	1
				23		М8*35,36	1
				24		М10 45,36	6
				25		М1640,36	6
				26		М20*50,36	24
				27	С ТП 06-50-73	Гайка М8 ГОСТ 3032-76	1
						ЗСтЗ ГОСТ 380-71
					С ТП 06-51-73	Гайки ГОСТ 5915-70
						Сталь 35ТОСТ1050-74
				28		Мб	1
				29		М10	4
					С ТП 06-65-73	Шайбы ГОСТ 11371-78
						ВСтЗспГ0СТ380-71
				30		6	3
				31		8	1
						|	кппппптпп?		\/1иа
						J
	I	Зона 1	Поз 1	Обозначение	Наименование	Кол	Примечание
			32		10	4
			33		16	6
			34		20	24-
			35		Арматура местного осВеще	2
					нияК-1М
			36		СЬетоцказатель	1
					фирма "ESAB".
Поди и дата
J
Взам. инб № 1)
1 Поди и дата
I
								кппппптпп?		\/шп
I			Зона 1		Обозначение	Наименование	Кол 1	Примечание
						Сииричные единицы
				/		Станина	/
				2		Колонна	/
				3		Консоль	/
i				4		Сидроцилиндры	8
				5		центраторы	8
Поди и дата
&^
1 1
Подп. и дата
							КЛООО.ООШЗ
		Из?	1.Лист	№ докцм.	Подп.	Пата
1 1		Разраб. /	lumb A.			Центратор	Лит.	Лист	Листод
		Проб. L	Ълик Г.В.						1
							кфЖТУимЛЗ. СПп-91	RniiMnun
		Н.контр.						иицпипи
		Утд.						м