Технология восстановления и ремонта крана пробкового

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

кран пробковый технология ремонт

Введение

1. Назначение, принцип работы и условия эксплуатации крана пробкового

2. Анализ современных типовых конструкций кранов пробковых

3. Выбор и описание организационная структура ремонтно-механического производства

4. Выбор метода и процесса восстановления крана пробкового в ГО и ТС

5. Разработка принципиальной схемы маршрутной технологии восстановления и ремонта крана пробкового в ГО и ТС

6. Выбор и описание технологического оборудования и оснастки, необходимы для работ по проведению ремонта крана пробкового в ГО и ТС

Перечень ссылок



ВВЕДЕНИЕ

В общем случае основное назначение запорной арматуры -- перекрывать поток рабочей среды по трубопроводу и снова пускать среду в зависимости от требований технологического процесса, обслуживаемого данным трубопроводом. Кроме того, запорную арматуру применяют: 1) для переключения потока или его части из одной ветви системы в другую и 2) для дросселирования потока среды, т. е. изменения его расхода, давления и скорости (применение нежелательно, так как в условиях дросселирования запорная арматура быстрее изнашивается из-за эрозии, вибрации и других причин).

Тип и назначение трубопровода, вид запорной арматуры и место ее установки в ГО и ТС определяют конкретные особенности эксплуатации арматуры, а также характер требований, предъявляемых к ней. Так, запорные устройства фонтанной арматуры подавляющую часть времени своего функционирования находится в открытом положении, при этом через нее идет поток жидкости либо газа. Такая арматура закрывается например, для проведения ремонтных работ, врезки отвода и при аварии (разрыве трубы). При этом, естественно, арматура должна обеспечивать полную герметичность. Чтобы потери при аварии были минимальны, арматуру необходимо закрыть сразу же. Привод запорной арматуры должен быть взрывобезопасным. Поскольку скважины часто находятся в малообжитых и труднодоступных районах (пустыни, тундра, тайга), обслуживание запорной арматуры затруднительно.

Основные требования к запорным устройствам следующие. Поскольку такая арматура почти постоянно открыта, она должна иметь минимальное гидравлическое сопротивление, чтобы не снижать существенно пропускную способность линии. Такая арматура должна иметь высокую надежность, определяемую не большим числом циклов срабатывания (что в данном случае и не надо), а легкостью закрытия после длительной эксплуатации в открытом положении, либо наоборот. Для герметичного закрывания арматуры необходимо, чтобы уплотнение было высокостойким к длительному эрозионному воздействию потока добываемой жидкости, который может содержать абразивные частицы. Арматура должна быть долговечной (примерно 10--20 лет), так как операция по ее замене обходится значительно дороже самой арматуры из-за необходимости остановки работы системы в целом, сложности доставки арматуры на место и т. п. Высокая надежность запорных устройств фонтанной арматуры при минимальном обслуживании -- довольно жесткое условие при конструировании.

Одним из основных элементов ГО и ТС является кран пробковый.



1. НАЗНАЧЕНИЕ, ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ КРАНА ПРОБКОВОГО

Общий вид крана пробкового представлен на рис. 1.

Рис.1 Кран пробковый. Общий вид:

1- корпус; 2 -- конус; 3 -- крышка; 4 -- регулирующий винт; 5 -- манжеты; 6 -- кулачковая муфта для проворота конуса шпинделем; 7 -- шпиндель; 8 -- рукоятка; 9 -- нажимной болт для подачи смазки; 10 -- обратный клапан; 11 и 12 -- ограничитель и пружина клапана.

Уплотнение регулировочного винта осуществляется манжетами 5, поджатие которых производится грандбуксой. Управление краном осуществляется путем поворота пробки 2 (через шпиндель 7 и кулачковую муфту 6) рукояткой 8 до ее упора (рукоятки) в выступы горловины корпуса.

Для поворота пробки крана рукоятку при необходимости наращивают рукояткой 406 - ЗИП - 4, поставляемой с арматурой. Шпиндель уплотняется манжетами, которые поджимаются грандбуксой.

Смазка выполняет следующие функции: обеспечивает герметичность затвора крана; облегчает поворот пробки, создавая постоянную прослойку между уплотнительными поверхностями корпуса и пробки; предохраняет уплотнительные поверхности от коррозии и износа; предохраняет кран от заедания и заклинивания. С целью повышения коррозийной стойкости пробка крана подвергается консервации.

2. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ТИПОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ КРАНОВ ПРОБКОВЫХ

Важное преимущество кранов как вида запорной арматуры -- уплотнительные поверхности во время работы остаются в контакте друг с другом и защищены от рабочей среды. Это практически устраняет опасность попадания и защемления посторонних частиц между уплотнительными поверхностями, уменьшает коррозию и эрозию уплотнений, делает возможным применять смазку последних. Использование смазки в затворе повышает герметичность надежность и долговечность работы затвора, а также снижает усилия для управления.

Другим преимуществом кранов является их самоторможение (кран не может открыться в результате давления среды). Это позволяет не применять самотормозящиеся винтовые передачи в приводе, что упрощает конструкцию, повышает к. п. д. привода и обеспечивает быстрое срабатывание (необходимо повернуть маховик или выходной вал при механическом приводе только на четверть оборота). Существенное преимущество кранов заключается в их низком гидравлическом сопротивлении и отсутствии застойных зон в корпусе вследствие прямоточности проходного канала, а также в возможности сосредоточить в одном запорном устройстве управление несколькими разветвляющимися потоками: трех- и четырехходовые краны часто применяются в технологической обвязке самых различных объектов.

К недостаткам кранов относится прежде всего их менее надежная герметичность (в основном у конических кранов с уплотнением «металл по металлу»).

Краны со смазкой, а также шаровые краны с неметаллическими уплотнительными кольцами обеспечивают полную и достаточно надежную герметичность. Шаровые краны с пластмассовыми уплотнениями, эксплуатируемые в средах высокого давления, содержащих взвешенные частицы, могут иметь недостаточную долговечность вследствие низкой твердости и стойкости пластмасс к абразивному износу. Наиболее надежны в таких условиях шаровые краны с металлическим уплотнением и смазкой.

Дисковые затворы -- наиболее простой вид арматуры. Их габаритные размеры и масса минимальны по сравнению со всеми другими типами арматуры. Их преимущества особенно значительны при больших проходах и низких давлениях. Для управления дисковым затвором необходимо повернуть вал на четверть оборота (как у кранов). Вместе с тем крутящий момент привода, необходимый для управления дисковым затвором, довольно большой.

Наиболее серьезным недостатком дисковых затворов является сложность обеспечения герметичности уплотнения. В затворах больших условных проходов на максимально возможные для таких затворов давления (порядка 10 кгс/см²) конструкция уплотнения обычно сложна и не всегда обеспечивает надежную работу.

Классификация запорных кранов приведена на рис. 2:



Рис. 2 Классификация кранов пробковых

Достоинства крана, как запорного устройства, заключается в следующем: простота конструкции, малое гидравлическое сопротивление, небольшая высота (без учета размеров привода), возможность безколодезной установки и установки в любом рабочем положении на трубопроводе, простая форма проточной части корпуса, отсутствие застойных зон, полнопроходность в шаровых кранах, допускающая возможность механизированной очистки трубопровода, простое управление (поворот пробки на 90°), малое время, затрачиваемое на поворот, хорошая защита и возможность смазки уплотнительных поверхностей деталей рабочего органа, применимость для вязких или загрязненных сред, суспензий, пульп и шламов, возможность использования в качестве запорного или регулирующего устройства. Вместе с тем, краны имеют следующие недостатки: для управления кранами с большим условным диаметром прохода требуется большие крутящие моменты, необходимы тщательное обслуживание и смазка уплотнительных поверхностей конической пробки и корпуса во избежание "прикипания" пробки к корпусу, усложнена притирка конической пробки и корпуса, неравномерный по высоте износ конусных пробок, что в процессе их эксплуатации приводит к снижению герметичности запорного органа. Поэтому для ответственных объектов все большее применение получают шаровые краны, которые используются для трубопроводов с условным диаметром прохода Dу < 1400 мм и более при давлениях ру < 16 МПа. На линейной части магистральных газопроводов шаровые краны являются основным запорным устройством. Они получили широкое применение и на других объектах газопроводов.

Для того, чтобы снизить крутящий момент, необходимый для управления конусными кранами, и износ уплотнительных поверхностей, применяются краны со смазкой. На конусных соприкасающихся поверхностях этих кранов пробка и корпус имеют каналы, заполняемые специальной смазкой. Смазка периодически вручную или автоматически подается по каналам шпинделя, корпуса и пробки.

Принцип работы кранов с подъемом пробки заключается в том, что при открывании и закрывании прохода предварительно производится подъем пробки на некоторую высоту, необходимую для того, чтобы уплотнительные поверхности пробки и корпуса разошлись, что уменьшает во время поворота пробки трение и износ уплотнительных поверхностей. Это осуществляется путем поворота шпинделя или ходовой гайки. После поворота пробки на 90° она снова "садится" на свое место. В кранах с ручным управлением эти действия выполняются последовательно вручную - с помощью шпинделя и бокового рычага, в кранах с поршневым гидроприводом или электроприводом - специальным механизмом.

Шаровые краны с пробкой в виде шара со сквозным отверстием для прохода среды получают все более широкое применение для различных условий работы. По принципу герметизации запорного органа их можно разделить на две основные разновидности: с плавающим шаром и с шаром на опорах. Применяются иногда и конструкции с плавающими уплотнительными кольцами. Сферические пробка и корпус обладают большой прочностью и жесткостью.

Для кранов с малым диаметром прохода наибольшее применение получили конструкции с плавающей пробкой, в которых пробка не связана жестко со шпинделем, а может смещаться от оси шпинделя. Под действием давления среды пробка прижимается к уплотнительному кольцу корпуса, обеспечивая герметичное перекрытие запорного органа.

При больших условных диаметрах прохода и давлениях плавающая пробка создает чрезмерно большие нагрузки на уплотнительное кольцо, что затрудняет работу крана, поэтому для таких условий рекомендуются конструкции с фиксированной пробкой. Фиксирующая цапфа пробки может иметь подшипники качения или самосмазывающиеся подшипники скольжения, которые в настоящее время широко используются в шаровых кранах. Для вязких и застывающих (кристаллизующихся) сред (парафинистых мазутов, фенолов, смол) применяются краны с паровым обогревом корпуса. Используются краны как с конусной или шаровой, так и с цилиндрической пробкой.

Рис. 3 Краны пробковые конусной и шаровой конструкции



Краны изготовляются из латуни, бронзы, серого чугуна, стали. Краны из латуни (Dу < 80 мм) применяются для сред с ру < 2,5 МПа при tp < 225°С. Чугунные краны (Dу < 150 мм) используются для воды, нефти, смазочных масел, топливного газа, нейтральных газов, фенолов при ру < 1,6 МПа и tp < 150°С. Стальные краны (Dу < 1400 мм) применяются для топливных газов, сжиженных газов, нефтепродуктов, каменноугольной смолы, пека при ру < 16 МПа и tp < 500°С. Латунные краны изготовляются как пробно-спускные и как запорные. Пробно-спускные краны (с условным диаметром Dу, равным 6, 10, 15 и 20 мм) при ру = 1 МПа и tp = 225° С предназначены для установки на котлы и резервуары. Они имеют один присоединительный патрубок с наружной трубной дюймовой резьбой и один спускной патрубок для выпуска рабочей среды, который используются для взятия проб и дренажа.

На рисунке слева представлены чугунные пробковый и шаровой краны и их монтажные размеры (в скобках приведены их обозначения по классификациям СЕИР и ООН).

3. ВЫБОР И ОПИСАНИЕ ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА РЕМОНТНО-МЕХАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Организация ремонтной службы имеет важное значение для газовой и энергетической отраслей производства, так как от качества и своевременного ремонта зависят эффективность работы газового оборудования и трубопроводных систем, экологическая безопасность данных отраслей. В задачи ремонтно-эксплуатационных подразделений входят:

-- надзор и уход за действующими системами газоснабжения в целях исправления мелких недочетов и предупреждения возможных нестандартных ситуаций в работе газового оборудования и трубопроводных систем;

-- своевременный планово-предупредительный ремонт газового оборудования и трубопроводных систем, основного и вспомогательного оборудования, их защиты, а также устройств диагностики;

-- капитальный ремонт оборудования;

-- модернизация оборудования или реконструкция газовых и энергетических систем.

Объектом ремонта является все оборудование, которым располагает газовое или энергетическое производство региона, как основное, так и вспомогательное. В небольших населенных пунктах и районах ремонт газового оборудования выполняется одним ремонтным подразделением, и вся ремонтная служба сосредоточена в одном хозяйстве. Магистральные транспортные газовые системы, сооружения на них, а также ремонт в крупных городах газового оборудования, систем газоснабжения производится соответствующим ремонтным подразделением этих хозяйств. Ремонтно-механические предприятия осуществляют восстановление типовых узлов, например, арматуры, приборов, компрессоров и т. д., а также ремонт трубопроводных систем, средств защиты и диагностирования. Ремонтно-строительные работы осуществляет соответствующее подразделение. На компрессорных станциях ремонт газового оборудования чаще всего производится собственными силами.

Осуществление всех видов ремонтных работ в газовых подразделениях распределяется между ремонтно-механическим производством и ремонтными базами эксплуатационников газовых участков или других служб в зависимости от размера и характера газового энергетического хозяйства. В связи с этим устанавливается та или иная форма организации производства ремонтных работ: централизованная, децентрализованная или смешанная.

Централизованная форма организации предусматривает выполнение всех видов ремонтных работ и изготовление дефицитных запчастей специализированными ремонтно-механическими, ремонтно-строительными и другими подразделениями газовых и энергетических хозяйств. На эти подразделения возложены обязанности по выполнению соответствующих ремонтно-механических, сварочных, строительных и других работ при осуществлении модернизации оборудования и реконструкции газовых трубопроводных систем. Эта организационная форма применяется на крупных газовых предприятиях. Технологический процесс дифференцированный, с использованием современного ремонтно-механического оборудования, технологической оснастки и высококачественных вспомогательных материалов.

При децентрализованной форме организации все виды ремонтных работ, включая капитальных, модернизацию газового оборудования, изготовление запчастей, выполняют как эксплуатационные участки, так и специализированные ремонтно-механические подразделения для собственных потребностей эксплуатационных служб газовой промышленности и газовых энергетических хозяйств. Эта форма организации ремонта является распространенной и на предприятиях различной формы собственности. В этом случае ремонтно-механические мастерские, цеха газового и энергетического хозяйств изготавливают и восстанавливают детали и узлы по заказам эксплуатационных и ремонтных служб, а также отдельных потребителей газа, нефти и других энергоносителей. Здесь же может производиться капитальный ремонт сложного газового оборудования, например, газовых турбин и компрессоров, средств автоматики и диагностики, запорной арматуры, т. е. выполнение отдельных наиболее трудоемких и сложных ремонтных работ.

При смешанной форме организации все виды ремонтных работ, кроме капитального, производят ремонтные региональные или участковые ремонтные базы. Капитальный ремонт, а иногда и средний, изготовление запчастей и модернизацию оборудования выполняет ремонтно-механическая база. Такая форма организации ремонтных работ широко распространена в газовом и энергетическом хозяйствах, на промышленных предприятиях, промыслах и транспортных магистралях. Все виды ремонтных работ, кроме капитального ремонта сложной техники, выполняются на месте нахождения прибора, агрегата. Сложные и трудоемкие узлы, агрегаты, устройства перевозятся в ремонтно-механические производства, которые оснащены всем необходимым для проведения восстановительно-ремонтных, испытательных работ и могут обеспечить их высокое качество.

Специализация ремонтно-механических предприятий в общем виде предусматривает организацию ремонта по восстановлению определенного вида газового оборудования и систем газоснабжения, отдельных их элементов или выполнение определенных видов ремонтных работ. В соответствии с этим различают специализацию: предметную, подетальную и технологическую. Применительно к ремонтному производству газового оборудования трубопроводных систем с широкой номенклатурой изделий предметной специализацией являются комплексный ремонт компрессорных станций, магистральных трубопроводов, газорегуляторных пунктов и т. д.; подузловой, подетальный -- ремонт шатунно-поршневой группы компрессоров, рабочих колес компрессоров, запорной и регулирующей арматуры, ремонт и изготовление отводов и других узлов и агрегатов. При этом ремонтно-восстановительные работы могут производиться в зависимости от технологической оснащенности ремонтной базы. Технологический процесс как механической, так и иной обработки является результатом воздействия рабочего на детали или агрегат при помощи станка и инструмента, сварочного аппарата.

Большинство ремонтно-механических предприятий газовой промышленности и энергетических хозяйств регионов имеют смешанные организационные структуры ремонтных производств. Многономенклатурная - для ремонта полнокомплектного газового оборудования региона

Однотипное -- для ремонта определенных типов комплектов газового

- оборудования и газовых систем (узкономенклатурная)

Смешанная - ремонт широкой и узкой номенклатуры газового оборудования на базе готовых узлов и агрегатов.



4. ВЫБОР МЕТОДА И ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ КРАНА ПРОБКОВОГО В ГО и ТС

Одним из наиболее часто встречающихся видов дефектов является потеря герметичности резьбовых соединений патрубков кранов пробковых

Ремонт резьбовых отверстий с помощью резьбовой втулки производится для восстановления сорванной резьбы в тех случаях, когда резьба не может быть увеличена под ремонтный размер, например, резьбовые отверстия под сливные пробки, краники.

Известно, что большинство приборов присоединяется к газовым сетям резьбовым соединением. Ремонт резьбовых соединений относится к разряду газоопасных, так как утечка газа чаще всего возникает в местах этих соединений. Обычно это происходит, когда из-под муфты или контргайки вследствие некачественной подмотки резьбового соединения льноволокном идет травление газа. Технология включает подмотку резьбового соединения льноволокном на краск. Льноволокно должно быть без костры и других включений. Прядь наматывают по ходу резьбы от начала до конца; началом резьбы в этом случае считается первая нитка, на которую будет навернута муфта. Подматывают его ровно, без комков и утолщений, чтобы избежать выдавливания волокна муфтой и необходимости повторного выполнения операции. Следует знать, что это связано с многими причинами, но чаще всего с отсутствием соответствующего желобка -- углубления с внутренней стороны муфты, что влечет за собой размалывание и выдавливание льноволокна при натягивании контргайки на муфту. Такие муфты лучше менять сразу по мере выявления, чтобы избежать повторения многократных утечек газа в одних и тех же местах. При подмотке под контргайку льноволокно рекомендуется свивать в тонкую веревку -- жгутик и наматывать по ходу вращения контргайки, т. е. по часовой стрелке. Краску наносят обычно после выполнения обмотки, хотя лучшие результаты, конечно, дает предварительное их нанесение на прядь волокна. Практика показывает, что наилучшие результаты получаются в том случае, когда в качестве подмотки применяют современные уплотняющие материалы, которые в значительной мере сокращают время ремонта.

Вследствие того, что резьба самой контргайки бывает деформированной, совершенно правильным выходом в этом случае будет замена контргайки. Ремонту или восстановлению контргайки не подлежат.

Если деформированная резьба является резьбой сгона, то лучше всего утечку устранить заменой сгона. Если повреждена резьба на конце трубы разводки, то выполнение ремонта последней возможно одним из следующих способов: резьбовое окончание трубы длиной не менее 10 см отрезается и сваркой соединяется новый конец с резьбой; резьбовое окончание трубы с помошью плашки удлиняется на длину поврежденной части резьбы, контргайка удаляется и вместо нее устанавливается вторая муфта. Так как вторая муфта может опереться на целые нитки резьбы, то при наличии подмотки она хорошо и надежно может затянуть основную муфту (рис. 5.4).

В практике ремонта газового оборудования применяется способ изменения положения рабочих поверхностей. Такой ремонт заключается в том, что взамен изношенных рабочих поверхностей детали изготавливают новые, в других местах детали без снижения ее прочности. К подобным элементам детали относятся шпоночные пазы на валах и в отверстиях, отверстия под болтовые соединения.

Изношенное шпоночное гнездо изготавливают на новом месте, смещенном относительно старого на 90 или 120°. На валах новое шпоночное гнездо фрезеруют, а в отверстиях долбят или протягивают.

Обычно способ ремонта заменой элемента детали применяется в тех случаях, когда на сложной детали с большим числом рабочих поверхностей одна или несколько поверхностей имеют: чрезмерный износ, а остальные изношены незначительно. В этом случае изношенный элемент детали удаляют и заменяют его вновь изготовленным. Заменяемый элемент с основной деталью соединяют резьбой или напрессовкой с последующей заваркой.

Сваркой называют процесс получения неразъемного соединения металлических изделий местным сплавлением или пластическим деформированием. Сварка -- один из ведущих технологических процессов изготовления и ремонта газовых энергетических систем. Ее широкое применение в практике ремонта газового и другого оборудования определяется возможностью создания наиболее целесообразных, эффективных способов, восстановления деталей и агрегатов.

Дуговая сварка -- самый распространенный способ сварки плавлением, широко используемый во всех областях техники, Сварка позволяет создавать и ремонтировать конструкции, отличающиеся высокой технологичностью, обеспечивая короткие сроки изготовления и ремонта, восстановления и модернизации газового оборудования и трубопроводных систем при большой экономии труда и металла. Дуговая сварка основана на использований тепловой энергии электрической дуги, обладающей высокой температурой. В связи с тем, что современные виды ручной, полуавтоматической и автоматической сварки дают возможность успешно решать задачи наиболее рационального соединения металла, она в ближайшем будущем останется основным видом сварки плавлением. Дуговую сварку широко используют в ремонтно-эксплутационной практике газоэнергетики, так как сваркой можно получать соединения, прочность которых равна или приближается к прочности основного металла.

Наплавка является разновидностью сварки и заключается в том, что на поверхность детали наносят слой расплавленного металла, предназначенного для восстановления размеров и повышения ее износостойкости, например, наплавку в среде углекислого газа ведут постоянным током обратной полярности.

По сравнению с наплавкой под слоем флюса наплавка в среде углекислого газа отличается более высокой производительностью, что объясняется отсутствием потерь тепла на плавление флюса. К недостаткам этого процесса следует отнести большое разбрызгивание металла и низкие механические свойства наплавленного слоя металла.

Одной из разновидностей сварки является пайка, которая, наряду с кузнечной сваркой, является древнейшим способом; соединения неразъемных соединений и наращивания металла. Пайка отличается от других видов сварки следующими характерными особенностями: паяное соединение деталей создается расплавлением и кристаллизацией металлической связки, т.е. припоя; припой отличается по составу и свойствам от соединяемых металлических деталей, и заполнение зазора жидким припоем между соединяемыми деталями происходит с участием капиллярных сил. Прочность паяных соединений ниже сварных. Пайка главным образом применяется при соединении проводов автоматики, газовой аппаратуры. Другой сваркой в процессе эксплуатации систем газоснабжения, в частности, устраняют трещины, пробоины, разрывы, отколы, обломы, наращивают наплавкой изношенные поверхности деталей. Современная техника и технология ремонта располагает многочисленными видами сварки, в том числе различными способами дуговой сварки. Однако не все металлы образуют при сварке высококачественные, надежные сварные соединения. Изменение или сохранение свойств металла при сварке вызывается комплексом; одновременно протекающих процессов нагрева и плавления основного, присадочного металла под воздействием газов и флюсов, кристаллизации металла шва и взаимной кристаллизации в зоне сплавления. Признаком плохой свариваемости считается склонность свариваемых металлов к перегреву, образованию закалочных структур, охрупчиванию в зоне сварки, образованию трещин в металле сварного шва и переходной зоне, образованию других дефектов: пор, раковин, несплавлений и т. д. На свариваемость металлов влияет способ сварки, режим сварки, химический состав присадочного металла, тип сварного соединения, толщина свариваемых элементов, условия закрепления элементов соединения при сварке и др.

Ручная сварка плавящимся металлическим электродом в практике ремонта газовых систем широко используется при восстановлении деталей и узлов из углеродистой и легированной сталей всех марок толщиной от 1 мм и выше, а также деталей из чугуна и цветных металлов.

Исходя из того, что температура дуги на аноде выше, чем на катоде, при наплавке тонкого слоя или легкоплавящегося металла, или чувствительных к перегреву высокоуглеродистых легированных сталей электрическую дугу питают током обратной полярности, т. е. минус источника тока подключают к наплавляемой детали. Теплота, выделяемая сварочной дугой, не вся переходит в сварочный шов, т. е. коэффициент полезного действия при сварке открытой дугой равен 0,5...0,65; электродами с покрытием -- 0,75...0,85; под флюсом -- 0,8...0,92 и в среде защитных газов 0,5...0,6.

В последние годы ремонтники применяют и другие, более совершенные способы сварки. При использовании любого из перечисленных выше способов сварки образуется расплавленная ванна металла, сопровождающаяся его рекристаллизацией при остывании, а также перекристаллизацией. На границе сварочной ванны и основного металла образуется зона термического влияния (ЗТВ). Изменения, происходящие в этой зоне, оказывают существенное влияние на качество сварного соединения. В результате сварки в зоне термического влияния происходят структурные изменения механических свойств металла, т. е. изменяются его твердость, пределы текучести, выносливости и др. Поэтому при оценке качества сварки нужно учитывать не только состояние самого наплавленного металла, но и состояние зоны термического влияния.

Глубина зоны термического влияния зависит от способа и режима сварки, химического состава свариваемых металлов, начальной температуры детали и температуры окружающего воздуха. При газовой сварке глубина зоны термического влияния достигает 25...30 мм, а при электрической -- 2...6 мм. Чем выше сварочный ток или мощность газовой горелки, тем больше глубина зоны термического влияния. Подбором оптимального режима сварки глубина этой зоны может быть снижена.

При сварке и наплавке деталей из-за неравномерного их нагрева, а также изменения объема металла при нагреве и охлаждении возникают внутренние термические напряжения, которые способствуют появлению остаточных деформаций, а иногда и трещин.

При сварке и наплавке металл ванны подвергается воздействию окружающего воздуха и под влиянием высоких температур окисляется, насыщается азотом и водородом. Соединение металла с этими газами приводит к образованию нежелательных химических соединений в виде закиси железа, окиси железа, нитридов железа и других соединений, а также к выгоранию легирующих элементов. Качество сварки зависит от того, как удается оградить сварочную ванну от влияния окружающего воздуха и обеспечить ее легирование необходимыми элементами.

5. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ МАРШРУТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И РЕМОНТА КРАНА ПРОБКОВОГО В ГО И ТС

Номер операции	Наименование работ	Оборудование	Приспособление	Режущий инструмент	Измерительный инструмент
0	Транспортная. доставка детали на рем. участок	электрокар	-	-	-
5	Разрезная. Вырезка поломанного участка	Газорезный аппарат	стол	Газорезный аппарат	шаблон
10	Разрезная Вырезка заготовки согласно размеру. Выполнение фаски на концах заготовок согласно размеру	Газорезный аппарат	стол	Резак	шаблон
15	Механическая. Нарезка внутренней резьбы.	Мечик	стол	-	-
20	Сварочная Сварка герметичным швом	Сварочный стол	Сварочный аппарат	электрод	-
25	Слесарная зачистка Зачистка сварочных швов	стол	Молоток слесарный	Зубило слесарное	-
30	Контрольная Проверка линейных размеров	-	-	-	Линейка металлическая
35	Транспортная. Перемещение детали на склад готовой продукции	электрокар	-	-	-



6. ВЫБОР И ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ОСНАСТКИ, НЕОБХОДИМЫ ДЛЯ РАБОТ ПО ПРОВЕДЕНИЮ РАБОТ ПО РЕМОНТУ КРАНА ПРОБКОВОГО В ГО И ТС

ТОКАРНЫЙ СТАНОК

Рис. 5 Станок токарный 1К-62

Все части токарного станка установлены на прочной основе -- станине. Та часть станка, которая держит и вращает деталь, называется передней бабкой. В ее корпусе имеется шпиндель со ступенчатым шкивом на одном конце и патроном -- на другом. У мощных скоростных станков, которыми оснащены наши заводы, шкив заменен коробкой скоростей. На другом конце станины находится задняя бабка, которая удерживает правый конец детали при обработке в центрах. В верхней части корпуса задней бабки находится пиноль, двигающаяся влево и вправо с помощью маховичка с винтом и гайки. В коническое отверстие в передней части пиноли вставляется центр. В случае надобности сюда же можно устанавливать сверла, развертки и другой инструмент. Заднюю бабку можно передвигать по направляющим станины, устанавливая ее на нужное расстояние, в зависимости от размеров обрабатываемой детали.

Между передней и задней бабками помещается суппорт с резцедержателем. Нижняя часть суппорта, называемая кареткой или продольными салазками, скользит по направляющим станины, перемещая резец вдоль обрабатываемой детали. Поперечное движение резца осуществляется с помощью поперечных салазок, в верхней части которых помещается поворотная часть суппорта. Она, как и станина, имеет направляющие, по которым двигаются верхние салазки суппорта с резцедержателем. Резцедержатель может быть устроен по-разному, это зависит от величины нагрузки, действующей на резец. Обычно же на станках средних размеров ставятся резцовые головки, позволяющие закреплять одновременно четыре резца. Для поворота головки нужно отвернуть рукоятку или гайку в верхней ее части. В качестве двигателя для станка используют электромотор, соединенный со ступенчатым шкивом приводным ремнем из кожи или прорезиненной материи. Ременная передача работает хорошо, когда ремень достаточно натянут и охватывает большую часть шкива. Для хорошего натяжения ремня у легкого настольного станка можно сделать приспособление, изображенное на рисунке. Ролик удерживает ремень в натянутом состоянии с помощью сильной пружины. Длина шпилек, соединяющих основание приспособления, должна быть несколько больше ширины шкива или равна ей. Ролик с боковинами перемещается по одной из шпилек, как по оси. Токарные станки уже много веков являются основным производственным оборудованием. По статистике более 60% всех обрабатываемых деталей проходят через токарные станки. В последнее время эта доля стала еще больше -- теперь на токарных станках проводится полная обработка деталей, включая фрезерование, сверление, нарезание резьбы и многое другое (например, гидростатическое накатывание). Таким образом, фактически на рынке начинают доминировать токарные обрабатывающие центры.

Токарные центры предназначены для комплексной обработки современным режущим инструментом с высокой скоростью сложных деталей различного профиля за одну установку: токарная, сверлильная, фрезерная обработка в одной операции. В автоматическом цикле на них можно обрабатывать наружные и внутренние поверхности деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем: точение, растачивание конических и фасонных поверхностей, подрезка торцов, точение канавок, нарезание резьбы резцами, метчиками, плашками и др. в деталях типа крышек, фланцев, втулок, валиков, коротких осей, мелких корпусов, стаканов. Кромеобычной токарной обработки позволяют обрабатывать внецентровые отверстия (с продольным и поперечным расположением оси), фрезеровать канавки, лыски, криволинейные поверхности и др.

Электродуговая сварка - наиболее широко применяемая группа процессов сварочной технологии. При электродуговой сварке кромки соединяемых деталей расплавляются электрическим дуговым разрядом. Для сварки необходим сильноточный источник питания низкого напряжения, к одному зажиму которого присоединяется свариваемая деталь, а к другому - сварочный электрод.

Главная роль дугового разряда - преобразование электрической энергии в теплоту. При температуре ок. 5500? С газ в разряде представляет собой смесь ионизованных частиц, определяющих поведение присадочного металла. Характер дугового разряда зависит от присадочного металла, основного металла, защитной среды, параметров электрической цепи и других факторов.

Напряжение дугового разряда связано прямой зависимостью с длиной дуги: чем длиннее дуга, тем выше напряжение разряда. Точная форма этой зависимости определяется условиями разряда - наличием или отсутствием защитной газовой атмосферы, свойствами покрытого электрода, наличием и свойствами флюса и т.д. При любых условиях дугового разряда существует определенная длина дуги, отвечающая оптимальным условиям сварки.

Ручная дуговая сварка с защитой зоны сварки. Этот наиболее распространенный вид электросварки применяется для сварки мягкой и легированных сталей, чугуна, нержавеющих сталей и в некоторых случаях цветных металлов. Электрод имеет вид стержня диаметром 1,5-10 мм, закрепляемого в ручном электрододержателе.

При прикосновении электрода к свариваемой металлической детали замыкается цепь тока, и конец электрода нагревается. Если затем электрод отвести на 3-5 мм от детали, то устанавливается дуговой разряд, за счет которого далее и поддерживается ток. Интенсивный локальный нагрев вызывает расплавление основного металла (металла детали) вблизи дуги разряда. Конец электрода тоже расплавляется, и металл электрода вливается в расплавленную «сварочную ванну» основного металла.

Сварщик, следя за тем, чтобы дуговой промежуток не изменялся, ведет электродом вдоль состыкованных кромок свариваемых деталей. При прохождении электрода образуется расплавленная сварочная ванна из основного металла и металла электрода, которая затем сразу же затвердевает. В результате однократного прохождения дуги по контуру сварки образуется сварочный валик.

Сварщик должен иметь на голове специальный щиток со стеклянными светофильтрами для защиты лица, головы и шеи от сварочных брызг, а глаз - от слепящего света. Кроме того, необходимы специальные перчатки из теплоизолирующего и негорючего материала с крагами, а также фартук. Описанный способ сварки довольно универсален и применяется как в цеховых, так и в полевых условиях для сварки деталей толщиной от 1,5 мм до 15 см и более.

Ключом к успеху такой технологии явилось создание густого флюса - обмазки, окружающей металлический электрод. Флюс защищает дугу и сварочную ванну от загрязнения газами, содержащимися в атмосферном воздухе, добавляет раскислители для очистки сварочного металла, повышает стабильность плазмы дугового разряда и в некоторых случаях обеспечивает подвод легирующих компонентов, а также порошкообразного основного металла для ускорения наплавки сварочного металла.

Сварка под флюсом. Этот способ сварки аналогичен предыдущему, но отличается от него тем, что электродом служит проволока, подаваемая с катушки и подводимая к месту сварки через слой флюса, наносимый по мере продвижения держателя электрода или сварочной головки. Сама дуга при этом не видна. Процесс сварки допускает почти полную автоматизацию и может обеспечивать высокую производительность при большой толщине свариваемых деталей.

Скорость сварки при такой технологии больше, но требуется время для подготовки деталей к сварке. Поэтому сварка под флюсом экономически оправдана только при большом объеме работ.

Газоэлектрическая сварка расплавляемым электродом. Этот вид сварки охватывает ряд родственных технологий, подобных сварке под флюсом. Роль флюса в них играет газ, выходящий из сварочного сопла и охватывающий конец электрода, дугу и сварочную ванну. Можно получать разные характеристики дуги, используя аргон, гелий, углекислый газ или смесь перечисленных газов и вводя при необходимости малые добавки кислорода. Главные преимущества таких технологий - возможность сварки химически активных металлов (алюминия, магния, нержавеющей стали, меди, никеля), чистота, возможность визуального контроля, большая скорость и удобство сварки в трудных положениях. Диапазон толщин - от самых малых до очень больших. Для сварочного сопла может быть предусмотрено водяное охлаждение.

Важные разновидности такой технологии - дуговая сварка методом опирания и варианты импульсно-дуговой сварки. Эти разновидности позволяют получать некоторые специфические характеристики сварки за счет изменения условий переноса металла через дугу. Они дают некоторые преимущества при сварке тонких листов в любом положении, а также деталей большого поперечного сечения в вертикальном и навесном положениях.



ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1. Андреев ГС. и др. Сварка и ее контроль на магистральных трубопроводах. -- Л.: Недра, 1973. - 176 с.

2. Бородавкин П.П. Подземные магистральные трубопроводы. -- М.: Недра, 1982. - 384 с.

3. Гордюхин А.И. Газовые сети и установки. -- М.: Стройиздат, 1978. -- 383 с

4. Иванов Б.И. Очистка металлических поверхностей пожаробезопасными составами. -- М.: Машиностроение, 1979. -- 183 с.

5. Егоров М.Е. и др. Технология машиностроения. Учебник. -- М: Высш. школа, 1976. -- 534 с.

6. Капцов ИИ. Сокращение потерь газа на магистральных газопроводах. -- М.: Недра, 1988. -- 160 с.

7. Козлов Ю.С. и др. Очистка изделий в машиностроении. -- Киев: Техника, 1982. - 264 с.

8. Малолетков Е.К., Гордеев Л.Ф. и др. Организация и технология ремонта строительных машин. -- М.: Госстройиздат, 1962. -- 276 с.

9. Масловский В.В. Оборудование ремонтно-механических предприятий газоэнергетики. Уч. пособие. -- Харьков: ХГАГХ, 2002. -- 173 с.

10. Масловский В.В. Технология обработки на доводочно-притирочных станках. Учебник. -- М.: Высш. школа, 1979. -- 151 с.

11. Масловский В.В. Справочник по доводочным работам. -- Харьков: Прапор, 1985. -- 121 с.

Размещено на www.allbest.ru