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

3.4 Сборка корпуса с днищем

Установим днище на ложемент и зафиксируем его при помощи 12 пневмоцилиндров, которые захватывают и удерживают его. При сборке эллиптических днищ с корпусом согласно ГОСТ 34347-2017, сварные швы днищ не должны совпадать с продольными швами корпуса и отстоять друг от друга на величину не менее трех толщин корпуса или днища, но не менее 100 мм.

Сборку первого днища будем производить по схеме, представленной на рисунке 3.5. Днище 2 устанавливается на ложемент 1, далее фиксируется с помощью пневмоцилиндров 6, затем с помощью поворотного механизма 3 стыкуется корпусом 5 установленным на роликовой опоре 4, на расстоянии равным зазору между свариваемыми кромками выбранного способа сварки по ГОСТ. Далее ставятся прихватки(5штук, с шагом , по схеме, указанной на рисунке 3.5., при этом контролируется высота превышения кромок, которая не должна быть больше 3,45 мм. После данных операций днище приваривается к цилиндрической части корпуса по той же технологии, по которой производилась сварка цилиндрической части корпуса. После приварки первого днища производится разметка и вырезка отверстий под люки и штуцера, а также их последующая сварка.



Рисунок 3.4 – Последовательность нанесения прихваток при сборке кольцевого стыка



Рисунок 3.5 – Схема сборки первого днища с корпусом

3.5 Разметка и вырезка отверстий под штуцера и люки

Задачей разметки является определение координаты центра отверстия штуцера или люка. Как правило, используется два способа разметки: с помощью лазера, с помощью мелового шнура.

Будем использовать способ разметки с помощью лазера. Принцип разметки этими способами следующий. Выбирается базовая плоскость, как правило, кольцевой стык днища по оси шва или плоскость разъема корпуса и второго днища. Намечается базовая линия, за которую принимается продольная линия, на которой располагается максимальное количество штуцеров и люков, отмеряют от базовой плоскости расстояние, на котором расположена плоскость, в которой находится отверстие. После чего определяется угол, под которым располагается в этой плоскости искомый центр отверстия, относительно базовой линии. В месте найденного центра производят насечку керном и сверлят отверстие (либо вырезают, в зависимости от диаметра).

---

При лазерной разметке (рисунок 3.6) на горизонтальной площадке устанавливается лазерный генератор, который дает прямой жесткий луч вдоль корпуса, на пути луча ставится отражатель, который одновременно с фиксацией точки, где расположен штуцер, может фиксировать плоскость внутри корпуса, если на этой плоскости имеется штуцер или люк. Отражатель также имеет световой лимб с указателем углов, под которым располагается центр отверстия. Разметка штуцеров и люков, располагаемых на днище, как правило, производится до установки его в корпус. Перемещая отражатель на требуемое расстояние, определяют центры всех штуцеров и люков.



Рисунок 3.6 – Способ разметки корпуса под установку штуцеров и люков

1 – лазерный генератор; 2 – поворотный отражатель с лимбом; 3 – размечаемый корпус; 4 – центр отверстия под люк или штуцер.

После определения всех центров, осуществляется их сверление насквозь сверлом диаметром 6…12 мм.

Одновременно с вырезкой отверстий возможна подготовка кромок под сварку с обязательным припуском на механическую обработку.

Отклонения по диаметрам отверстий для штуцеров и люков не должны быть более: ^+1,5_-0,5­ для отверстий Ø до 150 мм; ^+2,0_-0,5­ для Ø 150 – 300 мм и ^+3,0_-0,5­ мм для Ø > 300 мм.

После вырезки отверстий под штуцера и люки необходимо произвести подготовку кромок.
3.6 Установка штуцеров и люков

Для установки штуцеров будем использовать схему с заглублением штуцера в корпус аппарата

Последовательность установки следую­щая:

1. Устанавливаем штуцер или люк согласно принятой для него схеме (рисунок 3.7).

2. Выверяем перпендикулярность оси люка или штуцера относительно корпуса при помощи угольника.



Рисунок 3.7 – Способ установки штуцеров в корпус аппарата (разделка кромок Т2 по 16098-80)

В соответствии с требованиями ГОСТ 34347-2017 выверяем позиционное отклонение осей штуцеров и люков (допускается не более ±10 мм) и отклонение по высоте (вылету) штуцеров (не должно быть более ±5 мм).

3. Производим прихватку штуцера или люка полуавтоматом ESAB Warrior 500i  в смеси 80% Ar + 20% СО2 проволокой

---

Cв-04ХМА диаметром 1,6 мм с основным слоем на постоянном токе обратной полярности.
3.7 Сборка корпуса со вторым днищем

Сборку второго днища с корпусом осуществляют после установки всех штуцеров и люков. Сборка производится на том же оборудовании и в той же последовательности что и при сборке первого днища с корпусом.
3.8 Сборка опоры корпуса аппарата

Сборка опорных частей теплообменного аппарата производится на сборочно-сварочной плите с применением универсальных сборочно-сварочных приспособлений.

На сборочно-сварочную плиту устанавливается основание опоры. На основание устанавливается гнутая стойка опоры. Данные элементы закрепляются на сборочно-сварочной плите с помощью рычажных прижимов. Затем устанавливается и прихватывается к гнутой стойке подкладное кольцо. Далее устанавливаем и прихватываем ребра жесткости.

Производим прихватку основания со стойкой опоры, отводим рычажные прижимы и после проверки операции сборки, сборочная опора отправляется на сварку.



Рисунок 3.8 – Схема сборки опоры. 1 – сборочно-сварочная плита; 2 – рычажный прижим; 3 – основание опоры; 4 – ребра жесткости; 5 – гнутая стойка; 6 – подкладное кольцо

4. Проектирование сварочных операций

4.1 Выбор сварочных материалов

При изготовлении данной конструкции были использованы следующие материалы:

Сварочная проволока для автоматической сварки под слоем флюса– Cв-04ХМА Ø4мм;

Сварочная проволока для полуавтоматической сварки в смеси защитных газов – Cв-04ХМА Ø1,2;

Сварочная проволока для автоматической сварки под слоем флюса – OK Autrod 309L Ø4мм;

Сварочная проволока для полуавтоматической сварки в смеси защитных газов – OK Autrod 309L Ø1,2мм;

Сварочная проволока для автоматической сварки под слоем флюса – OK Autrod 385 Ø4мм;

Сварочная проволока для полуавтоматической сварки в смеси защитных газов – OK Autrod 385 Ø1,2мм;

Сварочный флюс для автоматической сварки – ОК 10.71;

---

Сварочный флюс для автоматической сварки – ОК 10.93.

Сварочная проволока для полуавтоматической сварки в смеси защитных газов – Св-08Г2С Ø1,2мм.

Защитный газ – газовая смесь, содержащая в качестве основного газа Ar80%, в качестве компонента 20%СО2.

Таблица 4.1 – Химический состав проволок по ГОСТ 2246-70

Проволока	Содержание в %
	C	N	Mn	Si	Cr	Ni	Мо	Nb	S	P
Cв-04ХМА	0,15-0,22	До 0,012	0,4-0,7	0,12-0,35	0,8-1,1	До 0,3	0,15-0,3	-	До 0,025	До 0,025
OK Autrod 309L	До 0,03	0,11	1,4-2,2	0,3-0,65	23-25	12-14	0,1	-	До 0,02	До 0,03
OK Autrod 385	До 0,025	-	1,4-2,2	До 0,5	19,5-21,5	24,0-26,0	4,2-5,2	-	До 0,02	До 0,02

Таблица 4.2 – Химический состав флюсов по ГОСТ 9087-81

Флюс	Содержание в %
	C	Cr	Cu	Mn	Mo	Ni	N	Nb	Si
OK Flux 10.71	0,04-0,09	0,3-1,3	0,5	0,9-2,0	0,2-0,5	0,7-2,2	-	-	0,3-0,5
OK Flux 10.93	0,0-0,1	16,2-29	1,5	0,2-6,3	2,1-4	8-25	0.12-0.25	0.3-0.5	0,1-1,2

---

Содержание S до 0,02; P до 0,03

Выбор сварочных флюса:

Флюс при автоматической дуговой сварке выполняет важную функцию. Слой флюса защищает жидкий металл в зоне плавления от атмосферного влияния. Флюс легирует наплавляемый металл, рафинирует его и оказывает влияние на химический состав и структуру шва. От физических свойств флюса зависит формирование сварного шва и наличие в нем дефектов.

Сварочный флюс OK Flux 10.71 - керамический сварочный флюс алюминатно-основного типа, предназначен для одно- и многопроходной электродуговой сварки на постоянном и переменном токе углеродистых и низколегированных конструкционных сталей перлитного класса с нормативным временным сопротивлением разрыву до 600 МПа. Флюс OK Flux 10.71 соответствует общим техническим условиям ГОСТ 28555, ЕN 13479, имеет маркировку «СЕ» Европейской ассоциации торговли и широко применяется в производстве строительных металлоконструкций, в том числе мостов, в судостроении, строительстве трубопроводов и в ряде отраслей машиностроения. 

Флюс OK 10.71 предназначен для одно- и многодуговых видов сварок, таких как двухдуговая сварка, сварка расщепленной дугой, а также двухдуговая сварка расщепленными дугами и многие другие способы сварки стыковых, нахлесточных и угловых швов. Он одинаково хорошо работает как на постоянном, так и переменном токе. Хорошая отделяемость шлака и незначительное легирование Si и Mn делает его отличным флюсом для многопроходной сварки толстостенных изделий. Незначительная чешуйчатость наплавленного металла позволяет выполнять сварку на высоких скоростях, и все это в сочетании с очень хорошими значениями ударной вязкости. Высокая скорость кристаллизации шлака позволяет выполнять сварку в положении Г(PC).

Применение сварочного флюса OK FLUX 10.71

Флюс OK Flux 10.71 обладает высокими для основного флюса технологическими свойствами, сохраняя при этом низкое содержание О2 в наплавленном металле, что обеспечивает получение высокой ударной вязкости при температурах до -40 °С. Требуемый уровень механических свойств металла шва достигается за счет правильного подбора сварочной проволоки, так как легирование шва преимущественно происходит через нее. Флюс OK Flux 10.71 обладает определенными преимуществами при сварке в узкую разделку, так как обеспечивает плавный переход от наплавленного к основному металлу, а также хорошую отделяемость шлаковой корки.

---