Разработка технологии сборки и сварки емкости для хранения нефтепродуктов

1.1 Характеристика конструкции
Нефтяной резервуар – ёмкость для хранения нефти и продуктов её переработки.
По типу исполнения существуют вертикальные и горизонтальные резервуары. Для хранения относительно небольших количеств нефтепродуктов применяются горизонтальные стальные резервуары емкостью до 1000 м3. Кроме стальных резервуаров в ряде случаев применяются также железобетонные.
Резервуар горизонтальный стальной подземный РГСП состоит из обечайки, двух днищ, одного люка диаметром 506мм, мерного люка диаметром 314мм, клапана для слива, дыхательной трубы.

Рисунок 1 – Резервуар горизонтальный стальной подземный
Данный резервуар имеет габаритные размеры: высота – 1990 мм, ширину – 1364 мм, длину – 2780 мм. Изделие является малогабаритным, но требует повышенной безопасности при монтаже и организации сварочных работ.
Рекомендуемая толщина стенки рассматриваемого горизонтального резервуара РГС при давлении 2МПа принимается равной 6мм для обечайки и 7 мм для днищ.
…

1.3 Основные сведения о технологии производства горизонтальных емкостей
На первом этапе осуществляются подготовка и обработка отдельных листовых деталей для изготовления резервуаров (резервуарных металлоконструкций):
• правка листов на листоправочной машине;
• контроль качества поверхности и геометрических размеров листов;
• накопление и формирование пакетов листов на изготовление резервуарных металлоконструкций;
• обработка продольных и поперечных кромок на кромкофрезерном станке;
• комплектация в соответствии с технологией сборки полотнищ на стендах рулонирования.
На втором этапе изготовления резервуарных металлоконструкций (резервуаров) проводятся сварка и рулонирование полотнищ. Металлоконструкции резервуаров изготавливаются на стенде рулонирования, который состоит из сборочно-сварочных площадок – верхнего и нижнего ярусов, кантовочного барабана, сворачивающего устройства.
…

1.5 Выбор и характеристики сварочных материалов. Входной контроль сварочных материалов
Для частично механизированной сварки сварочным материалом является сварочная проволока. Поэтому основная задача состоит в том, чтобы выбрать подходящий диаметр, а также тип и марку проволоки.
Для получения одностороннего стыкового сварного соединения материалов из Стали 08Х21Н6М2Т толщиной 6 и 7 мм будет наиболее эффективной сварочная проволока марки Св-08Х18Н8Г2Б и смесь газов Ar и СО2 по ГОСТ 14175-2010.
…

1.6 Требования, предъявляемые к квалификации персонала
Требования к персоналу, выполняющему сварочные работы, устанавливаются в зависимости от выполняемых обязанностей, вида работ и уровня ответственности сварных конструкций.
Руководство работами по сборке сосудов и их элементов, сварке и контролю качества сварных соединений должно быть возложено на специалиста, прошедшего аттестацию.
Данный резервуар подконтролен РОСТЕХНАДЗОРУ, следовательно, к производству сварочных работ допускаются сварщики не ниже 3-го уровня, а так же аттестованных в соответствии с ПБ 03-273-99.
В настоящее время, приказом Министерства труда, в апреле месяце были отменены разряды в соответствии с ЕКТС, поэтому современные специалисты сварочного производства должны проходить оценку квалификации в соответствии с требованиями профессиональных стандартов. Каждый профессиональный стандарт имеет ряд квалификаций, который классифицируется по уровням.
…

1.7 Постановка цели и задач
В данной выпускной квалификационной работе поставлена задача, разработать технологию сборки и сварки горизонтального резервуара объемом 3 м3, подземного типа базирования, предназначенного для хранения нефтепродуктов (высококачественного топлива), в условиях цеха с учетом более современного оборудования и технологии сварки, что приводит к увеличению производительности и удешевлению производства. При выполнении работ по изготовлению, требуется обеспечить выполнение всех инструкций по безопасности изготовления данной конструкции согласно требованиям нормативных документов.
Изготовленный резервуар должен соответствовать требованиям:
• ГОСТ Р 52630-2012 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия»;
• ФНП «Правила промышленной безопасности складов нефти и нефтепродуктов»;
• Установленный срок эксплуатации 30-50 лет.
Спроектированный цех для резервуара должен соответствовать нормам технологического проектирования.
…

2.1 Разработка технологического процесса сборки и сварки емкости
Технологический процесс изготовление горизонтального резервуара РГСП под нефтепродукты разделим на несколько операций:
• Заготовительная
• Сварочная
• Контроль
Основной технологический цикл заготовительных операций изготовления обечайки из листа основного металла включает в себя несколько этапов: правку и очистку листа, разметку и резку заготовки, обработку кромок под сварные швы и вальцовку обечайки.
Правка листового проката происходит на вальцах, имеющих ряд валков, работающих от электродвигателя. В процессе правки прокат несколько раз пропускается между верхними и нижними линиями валков, подвергая лист деформации. В итоге под влиянием верхних валков, имеющих возможность регулировки по высоте, на выходе с вальцов сходит ровный металл.
Очистку листовых заготовок произвести при помощи дробеметной очистки в проходных дробеметных установках.
…

2.2 Контроль качества сварных соединений
Контроль качества сварных соединений производят визуально-измерительным и ультрaзвуковым контролем на всем протяжении сборочно-сварочных операций в объеме 100%. Для контроля герметичности сварных швов и конструкции в целом, используют гидравлический метод.
Ультразвуковой дефектоскоп УД9812 «Уралец» применяется для ручного неразрушающего контроля изделий из различных материалов (металлы, пластмассы, стекло, керамика, композиты) на наличие дефектов типа нарушения сплошности и однородности материала.
Прибор УД9812 производит измерение времени задержки ультразвуковых сигналов, соотношение амплитуд в децибелах, координат дефектов и их условных размеров.
…

2.3 Разработка маршрутной карты изготовления емкости

Наименование операции
Материал
Эскиз заготовки
Оборудование
Количество
1
2
3
4
5
6

Обечайка
1
Разметка

08Х21Н6М2Т

Инструмент разметчика
1
2
Наметить на листе заготовку

3
Вырезать заготовку

Машина плазменной резки

4
Правка заготовки

5
Вальцовка заготовки в обечайку

листогибочная машина

6
Сдача ОТК, отправить на сборку

Наименование операции
Материал
Эскиз заготовки
Оборудование
Количество
1
2
3
4
5
6

Эллиптическое днище
1
Разметка шаблона для заготовки днища

08Х21Н6М2Т

Инструмент разметчика, АСШ-2

2
2
Вырезать заготовку

Машина плазменной резки

3
Формирование днища на гидравлическом прессе

Пресс FACCIN

4
Правка заготовки

5
Зачистка кромок

Шлифовальная машина

6
Сдача ОТК

Наименование операции
Материал
Эскиз заготовки
Оборудование
Количество
1
2
3
4
5
6

Кольцо усиливающее
1
Разметка

08Х21Н6М2Т

Инструмент разметчика, шаблон, АСШ-2, копир.
…

3.1 Расчет режимов сварки
Расчет частично механизированной сварки в смесях газа
Исходные данные для расчета:
• Плотность стали ρ = 7.8 г/см3;
• Глубина провара h = 6/7 мм;
• Диаметр электродной проволоки для сварки в смесях газов плавящимся электродом dэл .= 1.6 мм;
• Плотность тока j = 110-130 A/мм2;
• Эффективный КПД для частично механизированной сварки в смесях газа ηэф.= 0.72;
• Коэффициент, зависящий от рода тока, полярности, диаметра электрода, степени сжатия дуги k = 1.01;
• Основной расход смеси газа на 1 м сварного шва qr = 16л/мин.
…

3.
…

4.1 Проектирование сборочно-сварочного участка
При проектировании производства необходимо правильно разработать проекты цеховых помещений для изготовления конструкций с учетом технологических и строительных требований.
Ввиду больших габаритов листового материала, металлического профиля, площадь помещения должна удовлетворять всем требованиям стандартов для проектирования цехов машиностроительного производства. С учетом большой массы листов и их габаритов, в цеху необходимо расположить мостовой кран.
Складское помещение:
Общая длина – 48 м;
Общая ширина – 24 м.
Принимаем площадь участка 1152 м2.
…

4.2 Техника электробезопасности при проведении сварочных работ
При сварочных работах электробезопасность обеспечивается выполнением требований должностных инструкций для сварщиков, инструкций по эксплуатации сварочного оборудования, требований соответствующих разделов правил устройства электроустановок, правил технической эксплуатации электроустановок потребителей, межотраслевых правил по охране труда при газопламенной обработке металлов.
Рассмотрим основные требования правил, от выполнения которых зависит электробезопасность сварщика и людей, находящихся в зоне влияния сварочной установки.
К сварочным работам должны допускаться сварщики, прошедшие специальную подготовку, имеющие удостоверение на право производства сварочных работ и удостоверение на группу по электробезопасности не ниже II.
Основной защитой от напряжения опасной величины, появляющегося на корпусах источников сварочноготока, является заземление (зануление) этих корпусов.
…