Технология изготовления емкости для хранения жидкостей отработанного масла

 

Введение

В связи с  более интенсивной добычи нефти и газа на территории России  и транспортировки на гигантские расстояния в Западную Европу возникает острая необходимость промежуточного конечного хранения этих нефтепродуктов. Для оборудования нефтегазопроводов  требуются насосные станции, контрольные станции по замеру давления, оборудование сигнализации в аварийных ситуациях и для прокладки трубопроводов в зависимости  от условий отсыпки песком - стальные направляющие и ложементы - сварочная конструкция, предназначенная для  направления, зажима и прокладки трубопроводов.  Сварка играет огромную роль при сборке стальной конструкции. Ни одна стальная конструкция не подлежит реализации без сварочных процессов. Современный технический прогресс в промышленности неразрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления неразъемных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, химического и энергического оборудования, различных трубопроводов, в машиностроении, в производстве строительных и других конструкции. Сварка - такой же необходимый технологический процесс, как и обработка металлов, резанием, литье, ковка. Большие технологические возможности сварки обеспечили ее широкое применение при изготовлении и ремонте судов, автомобилей, самолетов, турбин, котлов, реакторов, мостов и трубопроводов. Перспективы сварки, как в научном, так и в техническом плане безграничны. Её применение способствует совершенствованию машиностроения и развития ракетостроения, атомной энергетики, радио электроники. Для рабочего сварного соединения основной функцией является передача нагрузок.  Поэтому требование равно прочности становиться главным. Если сварное соединение уступает по прочности, то это может приводить к увеличению массы конструкции, недоиспользованию возможностей  основного металла. Состояния конструкций или деталей , когда их эксплуатация считается невозможной, опасной или нежелательной, носят название предельных состояний. Наступление текучести, потеря устойчивости, образование трещин в детали - все это примеры предельных состояний . Чаще всего наступление предельного состояния связывают с появлением в металле, детали или элементе конструкции какого -то явления или процесса. Но в некоторых  случаях в качестве предельных состояний принимают момент, когда достигается определенный количественный уровень того или иного параметра, например прогиб балки заданной величины, определенное удлинение металла при ползучести и т. д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1 Характеристика сварной конструкции “Ложемент”

 

 

 Металлоконструкция  (ложемент) является сопутствующей арматурой  нефтегазопроводов  работающая на сжатие и предназначена для прокладки труб.

Данная конструкция может быть отнесена к классу транспортных конструкций, подвергающихся динамическим нагрузкам. Представляет собой: горизонтальную пластину по краям которой приварены 2 одинаковые пластины, над ними приварены пластины изгиб которых равен диаметру прокладываемой трубы. Конструкция похожа на коробку, внутри которой расположены ребра жесткости - образуют ячейки.

Проектируемая металлоконструкция относится : по целевому назначению - к транспортным, взависимости от толщины свариваемых материалов - к тонкостенным, по применяемому материалу к стальным.

Металлоконструкция служит направляющей  и опорой для трубопроводов. Испытывает статическую нагрузку от собственного веса, веса трубы  и динамические нагрузки от работы передачи.

Основные требования к конструкции: прочность, жесткость, устойчивость

Данная конструкция является технологичной, все швы доступны. В связи с тем, что конструкция достаточно небольших габаритов и технически не требует герметизации, то контроль швов производим внешним осмотром.

Конструкция создаётся из листового проката и обрезанной трубы : 1 горизонтальная пластина, которая является основанием, 2 вертикальных  боковых пластины, обрезанные по диаметру трубы, труба обрезанная наполовину вдоль.

 

 

1.2Обоснование выбора марки стали сварной

Конструкции

Сталь углеродистая обыкновенного качества. Углеродистую сталь обыкновенного качества изготавливают следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс,Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп,  Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп

Проектируемый ложемент располагается в г. Самара, где колебание температур составляют от-28 до +30. Данным климатическим условиям соответствует Ст3сп, т.к. охватывает диапазон температур от -40 до +200 С.

Данная сталь отличается увеличенным диапазоном вязкости и сниженной степенью к старению. Химические и механические свойства стали приведены в таблице .

 

Марка стали	C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	N	Cu	As
Ст3сп	0.14-0.22	0.15-0.3	0.4-0.65	До 0.3	До 0.05	До 0.04	До 0.3	До 0.008	До 0.3	До 0.008

 

, МПа	, МПа	Предел текучести МН/м2
210-250	372	245

 

 

 

 

0,34

 

Ст3сп хорошо сваривается, при этом сварные швы обладают необходимой стойкостью к образованию кристаллизационных трещин, в следствии пониженного содержания углерода.

Ст3сп сравнительно недорогая, поэтому целесообразно её использование.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Технические условия на прокат, заготовки и детали 

В зависимости от качества поверхности прокат делят на группы:

1ГП - для применения без обработки поверхности;

2ГП - для горячей обработки давлением;

3ГП - для холодной механической обработки резанием.

Группу указывают в заказе.

Группу, если она не указана в заказе, устанавливает изготовитель.

Фасонный прокат изготовляют только группы 1 ГП.

По форме, размерам и предельным отклонениям прокат должен соответствовать требованиям ГОСТ.

Прокат изготовляют из стали марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп по ГОСТ .

Прокат для профилей СВП для крепи горных выработок  изготовляют из стали марок Ст5пс и Ст5сп.

В зависимости от нормируемых показателей прокат подразделяют на категории: 1,2,3,4,5,6,7.

Категорию указывают в заказе.

Категорию, если она не указана в заказе, определяет изготовитель.

Допускается изготовлять прокат из стали марок: Е 185 (Fe 310), Е 235 (Fe 360), Е 275 (Fe 430), Е 355 (Fe 510), Fe 490, Fe 590, Fe 690 по ГОСТ .

Прокат изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

Химический состав стали должен соответствовать ГОСТ .

Прокат изготовляют в горячекатаном состоянии. Для обеспечения требуемых свойств может применяться термическая обработка.

По требованию потребителя прокат изготовляют с гарантией свариваемости («ев»). Свариваемость обеспечивается химическим составом стали и технологией изготовления проката.

Углеродный эквивалент (Сэкв) не должен превышать 0,45 %.

Механические свойства проката при растяжении, а также условия испытаний на изгиб в холодном состоянии должны соответствовать нормам.

Ударная вязкость проката должна соответствовать нормам.

Расслоение проката не допускается.

На поверхности проката группы 1ГП допускаются без зачистки отдельные раскатанные пузыри и загрязнения, рябизна, отпечатки, риски, не выводящие размеры профиля за пределы минусового отклонения. Другие виды дефектов должны быть удалены пологой зачисткой или вырубкой, не выводящей размер профиля за пределы минусового отклонения.

На поверхности проката группы 2ГП допускаются без зачистки отдельные раскатанные пузыри и загрязнения, рябизна, отпечатки, риски, не выводящие размеры профиля за пределы минусового отклонения. Другие виды дефектов должны быть удалены пологой зачисткой или вырубкой, глубина которой не должна превышать:

- суммы предельных отклонений диаметра или толщины - для прутков размером 40 мм и менее;

- 5 % диаметра или толщины - для прутков размером свыше 40 мм до 140 мм включительно;

- 8 % диаметра или толщины - для прутков размером свыше 140 мм.

Глубина зачистки или вырубки считается от минимального размера проката.

В поперечном сечении проката размером (диаметром или толщиной) 140 мм и свыше допускается не более двух зачисток максимальной глубины, которые не должны быть расположены на одной оси.

На поверхности проката группы ЗГП допускаются без зачистки дефекты, глубина которых не превышает:

-минусового предельного отклонения -     для диаметра или толщины менее 100 мм;

-суммы предельных отклонений - для диаметра или толщины 100 мм и более.

Глубина залегания дефектов считается от номинального размера.

Глубина залегания, зачистки или вырубки дефектов на поверхности проката, не имеющих нормированных предельных отклонений, не должна превышать 10 % толщины контролируемого элемента профиля.

Дефекты удаляют пологой зачисткой или вырубкой шириной не менее пятикратной глубины.

Прокат должен быть обрезан.

При порезке проката в холодном состоянии на поверхности реза (торца) допускаются волнистость и сколы, не выводящие длину профиля за номинальный размер и предельные отклонения подлине.

Косина реза фасонного проката не должна выводить длину проката за номинальный размер и предельные отклонения по длине. Высота заусенца при порезке ножницами не должна превышать: 1,0 мм - при толщине фасонного проката до 5,0 мм включительно, 1,5 мм - при толщине свыше 5,0 до 10 мм включительно, 0,15 толщины - при толщине фасонного проката свыше 10 мм.

Косину реза сортового проката диаметром (толщиной) до 80 мм включительно не нормируют.

Косина реза сортового проката диаметром (толщиной) свыше 80 мм не должна превышать 0,1 диаметра (толщины), а по требованию потребителя - 5,0 мм.

Высота заусенцев при порезке сортового проката ножницами не должна превышать 0,1 диаметра (толщины).

Высота заусенцев при порезке фасонного и сортового проката пилами не должна превышать 3 мм.

По требованию потребителя заусенцы должны быть удалены.

При порезке сортового и фасонного проката ножницами допускаются отпечатки ножей глубиной до 0,25 диаметра (толщины) и утяжка концов проката.

Прокат диаметром (стороной квадрата, шириной) до 40 мм включительно немерной длины допускается изготовлять с необрезанными концами.

По согласованию изготовителя с потребителем прокат диаметром (стороной квадрата, шириной) свыше 40 мм включительно изготовляют с необрезанными концами.

Допускается изготовлять прокат из стали марок Е185 (Fe 310), Е235 (Fe 360), Е 275 (Fe 430), Е 355 (Fe 510), Fe 490, Fe 590, Fe 690 с требованиями по ИСО 630 и ИСО 1052.

Входной контроль металла (труб, листов, профильного проката), конструктивных элементов обечаек и трубопроводов, для изготовления, монтажа или ремонта энергетического, объекта, включают следующие контрольные операции:

- проверку наличия сертификата, полноты приведенных в нем данных и соответствия этих данных требованиям стандарта, технических условий или конструкторской документации;

- проверку наличия маркировки и соответствии ее сертификатным или паспортным данным;

- осмотр металла и конструктивных элементов для выявления поверхностных дефектов и повреждений.

При отсутствии сертификата или неполноте сертификатных данных применение этого металла может быть допущено только после проведения испытаний, подтверждающих соответствие металла всеми стандартами.

В ходе проведения испытаний выявляют химический состав, физические свойства, а так же определяют свариваемость стали.

Конструктивные элементы, не имеющие заводского паспорта (сертификата), не могут быть допущены для дальнейшего производства (монтажа, ремонта, укрупнения).

Настоящий стандарт распространяется на листовую горячее катаную сталь шириной 500мм и более, изготовленных из листов толщенной от 0,40 до 160мм и рулонах толщиной от 1,2 до 12 мм. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1969-79 для стали толщенной от 1 до 2,8 мм и СТ СЭВ 3901-82 для стали толщиной от 3 до 160 мм.

Листовая сталь подразделяется:

- по точности проката:

а) повышенной точности - А;

б) нормальной точности - Б;

- по пластичности:

а) повышенной пластичности - ПО;

б) высокой пластичности - ПВ;

в) улучшенной пластичности - ПУ;

г) нормальной пластичности - ПН.

Основной материал, применяемый для изготовления металлоконструкции, подбирается в соответствии с требованиями ГОСТов, ТУ и с учетом эксплуатационной среды. Для проектирования и изготовления ложемента принята сталь углеродистая обыкновенного качества. Качество и характеристики основного материала подтверждаются сертификатами и принимаются ОТК  внешней приемки по акту. При отсутствии сертификата или смешивании материалов на складе , следует провести испытания предусмотренные ГОСТом, и ТУ на материал. На поверхности листов не допускаются: трещин, заусенцы,  литейные раковины. На кромках листов не должно быть расслоений. Хранение металлов на складах должно быть организовано таким образом, что бы материалы были  промаркированы краской , и исключалась возможность смешивания отдельных марок сталей и других материалов. Перед подачей металла в производство, его при необходимости зачистить и вправить в цехе подготовки. Сортовая сталь должна быть проверена с целью установления ее полномерности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4 Технические условия на сборку

 

Перед сборкой путем внешнего осмотра проверяют качество заготовок, а по сертификатам и маркировке на листах проверяют соответствие металла требованиям проката. Во время сборки конструкций одновременно с проверкой соответствия собираемых элементов конструкций проектным размерам и геометрической форме проверяется правильность подготовки

кромок под сварку. 
Сборка конструкций может производиться только из выправленных деталей и элементов, очищенных от заусенцев, грязи, масла, ржавчины и влаги. 
При сборке не допускается изменение формы конструкций и деталей, не предусмотренное технологическим процессом, а при кантовке и транспортировке -- остаточное деформирование их. Перенос и кантовка краном тяжелых и крупногабаритных конструкций и их элементов, собранных только на прихватках, без применения приспособлений, обеспечивающих неизменяемость их формы, не допускается. 
Прихватки, предназначенные для соединения собираемых деталей, должны размещаться в местах расположения сварных швов, за исключением мест их пересечения.

Длина прихваток в конструкциях, выполненных из стали классов до С52/40 включительно, должна быть не менее 50 мм и расстояние между прихватками не более 500 мм. Катет прихватки 3--4 мм, а в конструкциях из стали класса С60/45 -- соответственно 100 и 400 мм при катете шва прихватки не более половины катета шва сварного соединения. 
Сборочные прихватки конструкций, подведомственных Госгортехнадзору, должны быть выполнены рабочими, имеющими удостоверения на право производства сварочных работ, выданное им в соответствии с правилами аттестации сварщиков, утвержденным Госгортехнадзором СССР. Прихватки выполняют теми же сварочными материалами и такого же качества, что и основные швы сварных соединений.

На всех, поступающих на монтажную площадку деталях, до начала сборки, мастером (или другим ответственным лицом) должно бать проверено наличие клейм, маркировки, а также сертификатов завода-изготовтиеля, подтверждающих соответствие деталей их назначению. При отсутствии клейм, маркировки или сертификатов детали к дальнейшей обработке не допускаются. При подготовке стыковых соединений под сварку необходимо проверить их соответствие чертежам и требованиям НТД.

Следует также проверить:

-соответствие формы, размеров и качества подготовки кромок предъявляемым требованиям (обработку фасок под сварку и размеры кромок проверяют специальными шаблонами);

-качества зачистки поверхностей свариваемых деталей;

-правильность выполнения переходов от одного сечения к другому;

-соответствие минимальной фактической толщины деталей, подготовленных под сварку установленными допусками.

Непосредственно перед сборкой изготовленные под сварку кромки и прилегающие к ним участки поверхностей деталей должны быть зачищены до металлического блеска и обезжирены, а так же необходимо проконтролировать зазор сварного соединения в зависимости от толщины металла и в соответствии с ГОСТ. Ширина зачищенных участков, считая от кромки разделки, должна быть не менее 20 мм.

 

 

 

 

 

 

1.5 Технические условия на сварку

Сварные швы по геометрическим параметрам должны соответствовать ГОСТ и чертежу на металлоконструкции ложемента.

Сварку конструкций должны производить сварщики, прошедшие теоретическую и практическую подготовку и имеющие удостоверения, устанавливающие их квалификацию и характер работ, к которым они допущены.

Производить ее можно только после приемки ОТК сборки под сварку. Поверхности, подлежащие сварке, должны быть тщательно очищены от ржавчины, грязи, масла, влаги. Способ сварки зависит от условий производства, технологических и технико-экономических данных.

Сварка конструкций должна производиться в соответствии с технологическим процессом, устанавливающим последовательность сборочно-сварочных работ, способ сварки, сварочную аппаратуру, источник питания, приспособления и вспомогательное оборудование, сварочные материалы, порядок наложения сварных швов, режимы сварки и т.д.

Чертежи конструкции должны предусматривать такое расположение, а технологический процесс такой порядок наложения сварных швов, чтобы усадочные напряжения и деформации элементов конструкции были минимальными.

При выборе режима сварки необходимо учитывать влияние элементов режима на размеры, форму и состав шва. Правильность выбора режима следует проверять технологической пробой на контрольных образцах, изготовленных из материала той же марки и толщины и с той же подготовкой поверхности под сварку, как у свариваемых деталей.

Сварка должна производиться при плюсовой температуре, выполнение работ при минусовой температуре следует производить по специальной технологии, разработанной для каждого конкретного случая. На участке, где производятся работы, допускается колебание напряжения питающей сети в пределах ±10%.

В сварных швах не допускаются: трещины всех видов и направлений, прожоги, непровары, незаверенные кратеры, скопления пор и шлаковых включений. Подрезы, на расстояние не менее 200мм друг от друга.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.6 Технические условия на сварочные материалы

Сварочная проволока, изготовляемая по ГОСТ 2246-70 и по специальным техническим условиям, применяемая при полуавтоматической и автоматической сварке под флюсом и в защитных газах.

На поступившей, на завод сварочной проволоке должны быть сертификат и бирки с указанием марки проволоки, номера плавки и химического состава, государственного стандарта на проволоку, наименования или товарного знака предприятия-поставщика.

Цех должен получать проволоку со склада обязательно с сертификатом и контрольным химическим анализом. Перед употреблением сварочная проволока должна быть очищена от грязи, масла, ржавчины. Очищать проволоку можно химическим травлением на специальных очистно-намоточных устройствах или дробеструйной очисткой. Очищенная проволока должна храниться в местах, исключающих ее загрязнение и попадание на нее влаги.

Для сварки на автоматах и полуавтоматах проволоку наматывают в кассеты. На поверхность кассеты должна приклеиваться этикетка с указанием марки намотанной проволоки, ее диаметра и номера плавки. Этикетку заверяют производственный мастер, ОТК и лицо, производившее намотку.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.7Технические условия на контроль и приемку готовой сварной конструкции

 

Качество продукции согласно ГОСТ 15467--79 - есть совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Показатели качества сварных соединений определяют путем их контроля как совокупность ряда свойств, таких, как надежность, степень работоспособности, прочность, структура металла шва и околошовной зоны, коррозионная стойкость, отсутствие дефектов, число и характер исправлений и т. п.

Этапы организации контроля в сварочном производстве должны включать последовательно все стадии:

- контроль документации на стадии проекта -- выбор конструкции соединений и технологии сборки-сварки; выбор основного металла, обоснование норм допустимых дефектов и плана контроля; выбор метода контроля и обеспеченна дефектоскопичности конструкций и т. д.;

- контроль конструктивно-технологических факторов -- проверка подготовки производства, условий, качества и точности заготовки--сборки, подготовки и хранения исходных материалов, паспортизации и дисциплины сварщиков, режимов сварки, аппаратуры и т. п.;

- контроль продукции -- рациональное использование разрушающих и неразрушающих методов контроля. Наряду с контролем сварных соединений как готовой продукции необходим пооперационный контроль отдельных швов.

 

 

 

На всех стадиях технологии необходима проверка качества самих контрольных операций: метрологическая проверка приборов, контроль соблюдения режимов, чувствительности и достоверности дефектоскопии, дефектоскопических материалов, квалификации и состояния операторов и т. п.

Высокое качество соединений зависит в первую очередь от уровня и состояния технологического процесса производства. Обнаружение дефектов служит сигналом не только к отбраковке продукции, но и к корректировке технологии.

Исправление дефектных мест  сварки производить по технологической инструкции отдела главного сварщика , но не более 2 - х раз. После приемки металлоконструкции  контролер  ОТК ставит свое личное клеймо и оформляет акт приемки - сдачи сварного узла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1Выбор методов получения заготовки

 

Выбор методов получения заготовки имеет цель, установление рациональных способов и последовательности рабочих операций по изготовлению деталей, входящих в заданную сварную конструкцию. От степени совершенства методов получения заготовок и деталей в значительной степени зависит расход металла, количество операций и их трудоемкость, себестоимость процесса изготовления деталей и изделия в целом. На выбор способа заготовок и деталей изделия влияют следующие факторы: марка материала, его физико-химические свойства, размеры и конструктивные формы деталей, тип производства и объем выпуска продукции, характер применяемого оборудования. Также при поступлении основных материалов в заготовительном отделении цеха металлы подвергаются предварительной обработке. Операциями такой первичной обработки являются: правка материалов, вырезка заготовок, производимая для облегчения транспортировки и дальнейших операций по изготовлению деталей. Перед подачей материала в заготовительный цех целесообразно провести отчистку от загрязнений и правку металлов. Данная сварная конструкция производится пескоструйной отчисткой т.к. данная сварная конструкция имеет сравнительно небольшие габариты и является не особо ответственной деталью. Т.к. данная сварная конструкция производится пескоструйной очисткой, то производительность такой очистки составит около 5-7%.

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологический процесс изготовления деталей

Номер операции	Наименование и краткое содержание операции	Оборудование	Приспособление, инструмент, средства по технике безопасности
005	Входной контроль	Настил плитный	Измерительные приборы по ГОСТ (Рулетка, скоба, штангенциркуль, угломер)
010	Разметка	Настил плитный	Измерительные приборы по ГОСТ (Рулетка, скоба, штангенциркуль, угломер)
020	Резка Из листового металла вырезаем основание размером 800х600мм	Станок портальной плазменной резки Vanad Kompakt
025	Резка боковых стенок толщиной 6 мм. 530х250мм	Станок портальной плазменной резки Vanad Kompakt
030	Резка листового металла 800х535мм(верхняя часть)	Станок портальной плазменной резки Vanad Kompakt

 

 

Номер операции	Наименование и краткое содержание операции	Оборудование	Приспособление, инструмент, средства по технике безопасности
035	Гибка верхней части 800х535мм на листогибочном станке	Листогиб трехвалковый гидравлический SAHINLER 3R HS
055	Очистка	Машина пневматическая шлифовальная ИП 2009 ГОСТ 12634-80	Круг шлифовальный 14А50- НСТЗБУ40м/сР ГОСТ23182-78 Защитные очки.
060	Контрольная	Настил плитный	Измерительные приборы по ГОСТ (Рулетка, скоба, штангенциркуль, угломер).