РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ И СВАРКИ БУНКЕРА ДЛЯ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ

1.1 Характеристика конструкции
Бункер для сыпучих материалов.
Бункер, представленный в работе, выполнен из листового проката толщиной 8 мм из стали 09Г2С ГОСТ 19281-89 (приложение А) и может использоваться на всех производствах, где необходима доставка сыпучих материалов, например, в угольной промышленности, на песчаных карьерах, на солеразработках и т.п., ограничений по условию эксплуатации не имеет.
Конструкции бункеров очень разнообразны как по форме, так и по размерам.

Рисунок 1- Форма бункера
Предлагаемая конструкция бункера имеет пирамидальную форму и представляет собой пространственную листовую конструкцию, образованную четырьмя плоскостями. Конструкция бункера разделена на 2 части, каждая из которой состоит из сегментов листового проката.
Из-за больших габаритов и массы конструкции бункер имеет ребра жесткости, которые предварительно собираются и привариваются к каждому из сегментов, тем самым обеспечивая устойчивость и надежность.
…

1.2. Выбор и характеристики основного материала. Входной контроль основного материала

Для разрабатываемой конструкции бункера предлагается использовать листовой и профильный прокат из стали 09Г2С, так как прокат из данной стали может использоваться для разнообразных строительных конструкций благодаря высокой механической прочности, что позволяет использовать более тонкие элементы, чем при использовании других сталей.
Устойчивость свойств в широком температурном диапазоне позволяет применять детали из стали 09Г2С в диапазоне температур от -70 до +450 С. Сварка конструкций из стали 09Г2С может производиться как без подогрева, так и с предварительным подогревом до 100-120°С.
Так как углерода в стали мало, то сварка ее довольно проста, причем сталь не закаливается и не перегревается в процессе сварки, благодаря чему не происходит снижение пластических свойств или увеличение ее зернистости.
…

1.3. Основные сведения о технологии изготовления бункера

Технологический процесс изготовления бункера содержит четыре основный операции: заготовительную, сборочную, сварочную и контрольную.
Заготовительная операция начинается с получения листого и профильного проката со склада. После обмера, чистки и выпрямления металл поступает на станок термической резки, после которой производится обработка кромок заготовок под сварку. Разметка и резка деталей выполняется с высокой точностью.
После получения, обмера и осмотра деталей приступают к сборке и сварке. После проверки качества сварки узлов и их размеров, выполнить сборку, сварку конструкции. Перед наложением на сегменты основного шва выполняются прихваточные швы, которые в последствии зачищаются.
Так как конструкция тяжело нагруженная, имеет достаточно большие размеры, возникают трудности при сборке.
…

1.4. Анализ возможных способов сварки, выбор способов сварки листовых конструкций

Для правильного выбора способа сварки надо принимать во внимание следующие факторы:
1. Свариваемость материала
2. Требования к качеству свариваемого изделия
3. Анализ возникновения деформаций
Сталь 09Г2С сваривается без ограничений, что при правильно выбранных режимах сварки обеспечивает однородный состав металла шва, хорошее качество шва, а его механические свойства незначительно отличаются от основного металла.
Соединения в конструкции выполняются несколькими типами: угловые, стыковые. Толщина металла составляет 8 мм. Пространственное положение швов – горизонтальное, нижнее, вертикальное.
На основании анализа свариваемости можно сделать вывод, что данная сталь способна свариваться любыми способами сварки. Проанализируем сварку данного изделия по следующим способам: ручная дуговая сварка, сварка под флюсом, контактная сварка и сварка в среде защитных газов.
…

1.5. Выбор и характеристики сварочных материалов. Входной контроль сварочных материалов

Для сварки низко и среднелегированных сталей используют около 30 марок сварочной проволоки, например: Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-18ХГС и др. Так как конструкция бункера выполняется из низколегированной стали марки 09Г2С, выбираем проволоку Св-08Г2С аналогичную по составу с основным металлом и обеспечивающую качественное сварное соединение.

Таблица 4 – Химический состав сварочной проволоки Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70
Марка проволоки
Химический состав, %

С
Si
Mn
Cr
Ni
S
P
Св-08Г2С
0,05-0,11
0,7-0,95
1,8-2,1
не более 0,2
не более 0,25
не более 0,025
не более 0,03

Так как сварка выполняется полуавтоматом, диаметр проволоки выбирают в пределах 0,5-2,5 мм в зависимости от толщины свариваемого металла. Поверхность проволоки должна быть чистой, не загрязненной ржавчиной, окалиной и другими загрязнениями, повышающими разбрызгивание металла и вызывающими пористость шва.
…

1.6. Требования, предъявляемые к квалификации персонала

Исходя из РД 34.15.132-96
Требования, предъявляемые к квалификации персонала:
1. Весь персонал предприятия должен быть аттестован по НАКС, так как конструкция является тяжело нагруженной, а работы проводятся на опасном производственном объекте.
2. Сварщики допускаются к тем видам работ, которые указаны в удостоверении. В удостоверении должны быть перечислены марки сталей или группы марок сталей в соответствии с «Правилами аттестации сварщиков», к сварке которых допускается сварщик.
3. К руководству работами по сварке, контролю сварных соединений и операционному контролю допускаются инженерно-технические работники, изучившие настоящий РД, соответствующие СНиП, рабочие чертежи изделий, производственно-технологическую документацию (ПТД) по сварке и методические инструкции по контролю.
…

2.1. Разработка технологического процесса сборки и сварки корпуса бункера

При проектировании технологического процесса по сборке и сварке необходимо собираемые изделия предварительно расчленить на элементы.
При процессе сборки и сварки бункера для сыпучих материалов в соответствии с чертежом КП.2019.15.03.01.001 СБ и спецификацией КП.2019.15.03.01.001 СП можно выделить следующие сборочные единицы:
• сегмент 1 – 4 шт.;
• сегмент 2 – 4 шт.;
• косынка 3 – 60 шт.;
• косынка 4 – 16 шт.;
• швеллер 5 – 4 шт.;
• швеллер 6 – 4 шт.
Перед тем, как начать выполнять сборку конструкции необходимо провести заготовительные мероприятия:
• Получить и выполнить входной контроль основных и сварочных материалов.
…

2.2. Контроль качества сварных соединений

По РД 34.15.132-96 контроль качества сварных соединений бункера производится:
• Внешним осмотром с проверкой геометрических размеров и формы швов в объеме 100 %;
• Неразрушающими методами (ультразвуковой дефектоскопией) в объеме не менее 0,5 % длины швов.
Результаты контроля качества сварных соединений стальных конструкций должны отвечать требованиям СНиП 3.03.01-87.
При внешнем осмотре качество сварных соединений конструкций должно удовлетворять требованиям
Контроль размеров сварных швов и определение величины выявленных дефектов следует производить измерительным инструментом, имеющим точность измерения ±0,1 мм, или специальными шаблонами для проверки геометрических размеров швов. При внешнем осмотре рекомендуется применять лупу с 5-10-кратным увеличением.
…

2.3. Расчет режимов сварки

Исходные данные для расчета:
плотность стали ρ=7,8 г/см3;
диаметр электродной проволоки для полуавтоматической сварки в среде защитных газов плавящимся электродом dэл=1,2 мм;
коэффициент наплавки αн=12,5 г/А·ч (постоянный ток обратной полярности);
плотность тока j=110-130 А/мм2.
…

2.4 Расчет количества наплавленного металла и количества сварочных материалов

Потребность в электродной проволоке
Норма расхода (кг) покрытых электродов и сварочной проволоки на изготовление сварной конструкции определяется исходя из длины сварных швов (м) и удельной нормы расхода электродов на 1 м шва данного типоразмера.
Норма расхода (кг) определяется по формуле:

(9)
Удельную норму расхода (кг/м) в общем виде рассчитывают по формуле:

(10)
где – коэффициент расхода, учитывающий неизбежные потери проволоки (при механизированной сварке в углекислоте)
– расчетная масса наплавленного металла, кг/м.
Массу наплавленного металла рассчитывают по формуле:

(11)
где ρ – удельная плотность наплавленного металла, кг/м3;
– площадь поперечного сечения наплавленного металла шва.
…

3.1. Проектирование сборочно-сварочного участка.

В сборочно-сварочных цехах по производству бункеров для сыпучих материалов, исходя из однородности работ и типов изготовляемых узлов, организуют соответствующие участки, за которыми закрепляют постоянную номенклатуру работ и необходимый состав работающих, а именно:
1. Склад для хранения листового и профильного проката;
2. Склад для хранения сварочных материалов;
3. Участок правки. Перед разметкой и резкой листовая сталь должна пройти обмер, чистку и выпрямление на листоправильной машине при выявлении дефектов проката.
4. Участок разметки. На данном участке производится разметка заготовок согласно размерам, указанным на чертеже, и карте раскроя.
5. Участок резки. Вырезка сегментов и косынок из листового проката осуществляется на станке плазменной резки с ЧПУ. Швеллеры обрезаются на машине для автоматизированной резке швеллеров.
…

3.2. Техника электробезопасности при проведении сварочных работ

Работник при производстве сварочных работ должен быть обеспечен спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты в соответствии с Типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты и Коллективным договором.
При нахождении на территории стройплощадки работник должен носить защитную каску.
…