Файл: Разработка технологии сборки и сварки кожухотрубчатого теплообменника этанолвода с внутренним диаметром 2390мм, длиной цилиндрической части 6450 мм, толщиной стенки 52мм из биметалла 10Х2М1 05Х20Н32Т.docx

4.3 Выбор сварочного оборудования и источников питания

В качестве сварочного оборудования для автоматической сварки под флюсом используем сварочную головку ESAB A2S Mini Master (таблица 4.10) и сварочный трактор А2 Multitrac с блоком РЕК (таблица 4.5). Сварочная головка расположена на сварочном центре ESAB 460M.

Таблица 4.5 – Техническая характеристика сварочной головки ESAB A2S Mini Master

Параметр	Величина
Напряжение питания	42
Допустимый ток (ПВ100%), постоянный ток, А	800
Максимальная нагрузка, А	1000
Макс. скорость подачи, м/мин	9
Макс. масса сварочной проволоки, кг	30

Таблица 4.6 – Технические характеристики сварочного трактора А2 Multitrac с блоком РЕК

Макс. ток ПВ 100%, А	800
Скорость подачи проволоки, м/мин	9
Скорость перемещения, м/мин	0,1-1,7
Диаметр сварочной проволоки, мм	1,-4,0
Масса, кг	47
Габаритные размеры, ДхШхВ, мм	750х589х937

Таблица 4.7 – Технические характеристики сварочного центра ESAB 460M.

Параметр	Значение
Колонна
Эффективный рабочий диапазон, м	5
Макс. Высота влета стрелы, мм	5950
С использованием передвижной тележки мин., мм	950
Макс. общая высота при использовании передвижной тележки, мм	7275
Скорость подъёма	2,0
Стрела
Вылет, макс/мин, мм	5715/715
Допустимые нагрузки, общая макс/на один конец, кг	1050/450
Диаметр поперечного сечения, мм	630
Скорость перемещения, м/мин	2,0

---

Выберем сварочный источник питания для атоматической сварки под флюсом: Сварочный выпрямитель Kjellberg GTH 1402 - мощный источник питания, предназначенный для автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса.

Поставляет ток до 1400А. Относится к источникам тиристорного типа. 
Источник питания состоит из силового трехфазного трансформатора, который подключен к трехфазному выпрямителю и сглаживающему дросселю, схемы управления тиристорами. Тиристорный выпрямительный блок является основным элементам, который используется в качестве силы тока.

Сварочный выпрямитель GTH 1402 имеет жесткую вольт-амперную характеристику. Управляющие импульсы, подаваемые на тиристорный блок, настраивают источник питания на заданный режим непрерывной работы, а также формируют заданную вольт-амперную характеристику.
Мощный источник питания предназначен для крупного промышленного производства. Он легко выполнит любые производственные и технологические процессы. Сварочный выпрямитель будет незаменим в судостроении, автомобилестроении, а также в машиностроении. 

Таблица 4.8 – Технические характеристики сварочного выпрямителя Kjellberg GTH 1402

Напряжение сети	380В
Ток в режиме ММА: При ПВ 100%	100 - 1400 А 1200 А
Масса	440 кг
Габаритные размеры	1100x820x1000мм

Приварку штуцеров и люков, опоры к корпусу аппарата и сварка самой опоры выполняем полуавтоматом ESAB Warrior 500i  в смеси газов. Технические характеристики полуавтомата приведены в таблице 4.9.

Таблица 4.9 – Технические данные полуавтомата ESAB Warrior 500i 

Напряжение в питающей сети, В	380
Частота питающей сети, Гц	50
Номинальный сварочный ток, при ПВ=100%, А	400
Максимальный ток, А	500
Диаметр электродной проволоки, мм	0,8-1,6
Расход газа, л/мин	8-20

Продолжение таблицы 4.10

Напряжение холостого хода, В	54
Масса, кг	11,5

---

4.4 Сварка продольных и кольцевых стыков аппарата

Сварку продольных и кольцевых стыков корпуса аппарата и днищ будем производить автоматической сваркой под флюсом на специальной установке. В качестве сварочного оборудования используем сварочную головку ESAB A2S Mini Master установленной на сварочной колонне ESAB 460M и сварочный трактор А2 Multitrac с блоком РЕК для приварки последнего днища к корпусу аппарата. В соответствии с ГОСТ 16098-80 выбираем разделку С14. Сварка осуществляется с предварительным и сопутствующим подогревом основного и переходного слоя 200-250^оС. Межваликовая температура не более 100^оС. Термическая обработка не позднее 72ч после окончания сварки основного и переходного слоев, при условии проведения термического отдыха 300-350 ^оС.

Загрузка в печь при температуре не более 350 ^оС. Скорость нагрева от 420°С до 620±15 °С - 65±10 °С/час. Температура выдержки - 620±15 °С. Время выдержки при 620±15 °С - 2 часа 30 мин. Скорость охлаждения от 620±15 до 420 °С - 65±10 °С/час, далее на воздухе.



Рисунок 4.5 – форма подготовки кромок и сварного соединения С14 по ГОСТ 16098-80.

4.5 Приварка штуцеров и люков к корпусу аппарата

Для приварки штуцеров и люков используем сварочный полуавтомат ESAB Warrior 500i . Для приварки данных изделий выбран способ сварки в среде инертных газов плавящимся электродом. В соответствии с ГОСТ 16098-80 разделка кромок Т2, рисунок 4.6. Диаметр сварочной проволоки – 1,2 мм. Сварочный ток в диапазоне от 230 до 330 А. Напряжение на дуге в диапазоне от 29 до 34 В. Сварка осуществляется с предварительным и сопутствующим подогревом основного и переходного слоя 200-250^оС. Межваликовая температура не более 100^оС. Термическая обработка не позднее 72ч после окончания сварки основного и переходного слоев, при условии проведения термического отдыха 300-350 ^оС.

Загрузка в печь при температуре не более 350 ^оС. Скорость нагрева от 420°С до 620±15 °С - 65±10 °С/час. Температура выдержки - 620±15 °С. Время выдержки при 620±15 °С - 2 часа 30 мин. Скорость охлаждения от 620±15 до 420 °С - 65±10 °С/час, далее на воздухе.

---

Рисунок 4.6 – Форма подготовки кромок и сварного соединения Т2 по ГОСТ 16098-80, где S1 – толщина стенки штуцера

4.6 Приварка опор к корпусу аппарата

Для приварки аппарата к опоре используем ESAB Warrior 500i . Для данной операции выбран способ сварки в среде инертных газов плавящимся электродом, в связи с необходимостью получения высокого качества сварного соединения при сварке на монтаже. Выбор разделки выбираем по ГОСТ 14771-76 H1. Диаметр сварочной проволоки – 1,2 мм. Сварочный ток в диапазоне от 250 до 350 А. Напряжение на дуге в диапазоне от 29 до 37 В. Сварка осуществляется с предварительным и сопутствующим подогревом основного и переходного слоя 200-250^оС. Межваликовая температура не более 100^оС. Термическая обработка не позднее 72ч после окончания сварки основного и переходного слоев, при условии проведения термического отдыха 300-350 ^оС.



Рисунок 4.7 – Конструктивные элементы подготовленных кромок и шва сварного соединения типа H1 по ГОСТ 14771-76 (Приварка подкладных колец к корпусу аппарата)



Рисунок 4.8 – Конструктивные элементы подготовленных кромок и шва сварного соединения (Приварка подкладных колец к ребрам опоры)

Термическая обработка аппарата после приварки опоры к корпусу:

Загрузка в печь при температуре не более 350 ^оС. Скорость нагрева от 420°С до 620±15 °С - 65±10 °С/час. Температура выдержки - 620±15 °С. Время выдержки при 620±15 °С - 2 часа 30 мин. Скорость охлаждения от 620±15 до 420 °С - 65±10 °С/час, далее на воздухе.

5. Методы контроля качества сварных соединений

После сварки всего аппарата необходимо произвести полный контроль сварных швов на выявление дефектов для этого необходимо назначить: визуальный контроль и измерение сварных швов; механические испытания; металлографические испытания; стилоскопирование сварных соединений; ультразвуковой контроль; гидравлические испытания на прочность и герметичность.
5.1. Визуальный контроль и измерение сварных швов

Визуально и измерительным контролем проверяют качество подготовки и сборки заготовок под наплавку, качество выполнения швов в процессе наплавки и качество го­товых сварных швов. Обычно внешним осмотром контролируют все сварные изделия независимо от применения других видов контроля. Порядок проведения визуального и измерительного контроля  согласно РД 03-606-03.

---

Проводят на следующих стадиях:

–входного контроля;

–изготовления деталей, сборочных единиц и изделий;

–подготовки деталей и сборочных единиц к сборке;

–подготовки деталей и сборочных единиц к сварке;

–сборки деталей и сборочных единиц под сварку;

–процесса сварки;

–контроля готовых сварных соединений и наплавок;

–исправления дефектных участков в материале и сварных соединениях (наплавках);


–оценки состояния материала и сварных соединений в процессе эксплуатации технических устройств и сооружений, в том числе по истечении установленного срока их эксплуатации.
5.2 Механические испытания

Механические испытания определяют прочность и надежность работы сварной конструкции. Механическим испытаниям в сосудах должны подвергаться стыковые сварные соединения.

Прочность соединения слоев двухслойных листов проверяют испытанием на срез с определением сопротивления срезу по плоскости соприкосновения основного и коррозионно-стойкого слоев.

Механические испытания предусматривают статические и динамические (ударные) испытания при нормальной температуре (20̊С).

Основными методами определения характеристик механических свойств сварного соединения в целом и его отдельных участков, а также наплавленного металла являются:

–испытание металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла на статическое растяжение;

–испытание металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла на ударный изгиб (на надрезанных образцах);

–испытание сварного соединения и наплавленного металла на (технологическая проба с наплавленным валиком) статический изгиб (загиб);

–измерение твердости различных участков сварного соединения и наплавленного металла.

Испытания на растяжение, изгиб, ударный изгиб из сварного соединения толщиной 50 мм и более должны проводиться согласно требованиям РД 26-11-08.

Проведение испытаний на статическое растяжение

Испытание на статическое растяжение при пониженной, комнатной и повышенной температурах проводится для определения следующих характеристик механических свойств материалов:

–предела текучести (физического) s_Т, кгс/мм²

---