Федеральное агентство по образованию РФ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет Машиностроительный

Направление Технологические машины и оборудование

Кафедра Оборудование и технология сварочного производства

Пояснительная записка

по курсу: Производство сварных конструкций

Студент ______________________ Макаров А.Ю.

подпись

______________________

дата

Руководитель _______________________ Азаров Н.А

подпись

_______________________

дата

Томск – 2005 введение

Курсовой проект по курсу “Производство сварных конструкций” является одним из заключительных расчетно-графических заданий в период обучения в университете. В данном курсовом проекте рассматриваются практические решения вопросов применительно к изготовлению баллона с рабочей взрывоопасной средой, при давлении ≤4МПа из стали 15ХСНД с толщиной стенки 4мм. Цель данного курсового проекта состоит в закреплении, систематизации, расширении теоретических знаний, и приобретение практических навыков в вопросах проектирования технологического процесса на примере изготовления баллона, обоснование выбора оборудования и материалов, необходимых для осуществления этого процесса.

В проекте предусматривается выбор не только сварочного, но и дополнительного (вспомогательного) оборудования.

Итогом проведения проекта будет являться разработанный комплект технологической документации, необходимой для проведения процесса сварки с обеспечением заданных свойств, предъявляемой к сварной конструкции.

При составлении проекта необходимо обосновать достигнутую в нем экономическую целесообразность осуществления полученных расчетных значений принятых технических решений. При этом под экономической целесообразностью строительства запроектированного цеха понимают возможность (после ввода в эксплуатацию) выполнения заданного годового выпуска продукции при наименьшей достижимой сумме приведенных затрат.

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Проекты сосудов (баллонов) и их элементов (в том числе запасных частей к ним), а так же проекты их монтажа или реконструкции должны выполняться организациями, имеющими разрешение (лицензию) органов Госгортехнадзора России на проведение соответствующих работ, полученное в соответствии с “Положением о порядке выдачи специальных разрешений (лицензий) на виды деятельности, связанные с повышенной опасностью промышленных производств (объектов) и работ, а так же с обеспечением безопасности при использовании недрами”, установленным Госгортехнадзором России.

Руководители и специалисты, занятые проектированием, изготовлением, реконструкцией, монтажом, наладкой, ремонтом, диагностикой и эксплуатацией сосудов, должны быть аттестованы в соответствии с “Положением о порядке проверки знаний правил, норм и инструкций по безопасности у руководящих работников и специалистов предприятий, организаций и объектов, подконтрольных Госгортехнадзору России”, утвержденным постановлением Госгортехнадзором России.

Изменения в проекте и нормативных документах, необходимость в которых может возникнуть при изготовлении, реконструкции, монтаже, наладке, ремонте или эксплуатации, должны быть согласованы с организацией – разработчиком проекта и нормативной документации на сосуд. При невозможности выполнить это условие допускается согласовывать изменения в проекте и нормативной документацией со специализированной научно-исследовательской организацией.

Соответствие сосуда требованиям должно быть подтверждено изготовителем (поставщиком) оборудования сертификатом соответствия, установленным Госгортехнадзором России.

1.1 Описание сварной конструкции

Баллон – сосуд, имеющий одну или две горловины для установки вентилей, фланцев или штуцеров, предназначенный для транспортировки, хранения и использование сжатых, сжиженных или растворенных под давлением газов. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, утверждены Госгортехнадзором.

В данном курсовом проекте представлено изготовление баллона, работающего под давлением до 4МПа. Общим для такого типа конструкций является требование возможно более равномерного распределения напряжений. Это достигается соединением встык, плавным сопряжением стыкуемых элементов и обеспечением проплавления на всю их толщину. Данное изделие относится к тонкостенному сосуду, так как толщина стенки равна 4мм.

По длине баллон изготавливается из обечайки с приваренным к нему с одной стороны днищем и с другой патрубком.

Рисунок 1 – Баллон

Технические условия:

1. Овальность обечайки не должна быть более 0,5% от диаметра.

2. Смещение кромок стыковых швов не должно превышать 1,0мм.

3. Отклонение предельных размеров по длине и диаметру баллона не должны превышать 3мм.

4. Несоосность 3 деталей не более 0,5мм.

5. Все сварные швы должны быть равнопрочными. Механические свойства сварного соединения должны быть на уровне нижнего предела механических свойств основного металла.

6. Трещины и поры не допускаются. Допускаются одиночные неметаллические включения диаметром до 0,1мм на длине 1метра шва.

7. Рабочее давление ≤5МПа.

8. Величина зерна околошовной зоны должна соответствовать величине зерна основного металла.

1.2 Материал сварной конструкции

В данной курсовой работе материалом для изготовления баллона является низкоуглеродистая низколегированная конструкционная сталь 15ХСНД. Низколегированными называются стали, содержащие не более 0.22% углерода и сравнительно небольшое количество недефицитных легирующих элементов: до 0.7% Mn, до 0.7% Si, до 0.9% Cr, а так же до 0.6% Ni, до 0.4% Cu, и других порознь или совместно. Суммарное содержание легирующих элементов в этих сталях обычно не превышает 4.0%, а углерода 0.25%. Химический состав для стали 15ХСНД приведен в таблице 1.

Таблица 1 –Химический состав стали 15ХСНД (ГОСТ 6713-91)

C	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	S	P
0,12-0,18	0,40-0,70	0,40-0,70	0,60- 0,90	0,30- 0,60	0,20- 0,40	до 0,035	до 0,035

Прокат изготавливают в горячекатаном, термообработанном состоянии или после контролируемой прокатки в соответствии с заказом.

Поверхность, требования к кромкам и концам проката должны соответствовать ГОСТ 14637-79 (для листового проката).

По форме, размерам и предельным отклонениям листовой прокат должен соответствовать ГОСТ 19903-74.

Таблица 2 – Механические свойства листового проката стали 15ХСНД (ГОСТ 19281-73)

Сечение, мм	σв, МПа	σт, МПа	δ, %	KCU, Дж/cм2
				-40С˚	-70С˚
до 32	490	345	21	29	29