Совершенствование технологии изготовления конструктивных элементов аппаратов из стали 09Г2С с применением локальной виброобработки

• Автор: Карпов, Анатолий Львович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 117 с. : ил.

1 АНАЛИЗ ПРИЧИН ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, ИХ ВЛИЯНИЯ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ АППАРАТОВ И ПУТЕЙ ИХ СНИЖЕНИЯ
1.1 Причины возникновения остаточных напряжений при заготовительных технологических операциях

1.2 Влияние остаточных напряжений на эксплуатационные параметры конструкций

1.2.1 Влияние остаточных напряжений и деформаций на качество изготовления базовых элементов нефтехимических аппаратов
1.2.2 Влияние остаточных напряжений на работоспособность аппаратов, применяемых в нефтеперерабатывающей промышленности

1.3 Методы снижения остаточных напряжений в сварных конструкциях

1.3.1 Методы предупреждения остаточных напряжений и деформаций в сборочно-сварочных процессах

1.3.2 Методы снижения остаточных напряжений в конструкциях

1.4 Постановка цели и задач исследования

2 АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯВ УЗЛЕ «ШТУЦЕР-КОРПУС»

2.1 Обзор существующих конструктивных исполнений узлов приварки штуцеров

2.2 Напряженно-деформированное состояние возникающие в узле «штуцер-корпус» аппарата нефтеперерабатывающих предприятий
2.2.1 Напряженно-деформированное состояние возникающие в узле «штуцер-корпус» в процессе эксплуатации
2.2.2 Напряженно-деформированное состояние возникающие в узле
«штуцер-корпус» в процессе изготовления
2.3 Исследование формирование погрешностей формы и размеров корпусов аппаратов

2.4. Выводы
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВИБРООБРАБОТКИ В ПРОЦЕССЕ СВАРКИ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ НА СВОЙСТВА СВАРНОГО ШВА
3.1 Выбор материала и метода исследований
3.2 Исследование влияния локальной вибрационной обработки при сварке
на точность изготовления формы узла «штуцер-корпус»
3.3 Исследование влияния параметров вибрационной нагрузки в процессе сварки на уровень микронапряжений в зоне сварного шва из стали 09Г2С
3.4 Исследование влияния виброобработки на микроструктуру сварного шваиЗТВ
3.5 Испытания металла различных участков сварного соединения на ударный изгиб (на образцах тип VI ГОСТ 6996)
3.6 Измерение твердости металла различных участков сварного соединения
3.7 Измерение твердости металла различных участков сварного соединения полученных при малоцикловой нагрузке
3.8 Исследование влияния вибрационной обработки в процессе сварки
на коррозионную стойкость сталей типа 09Г2С
3.9 Влияние вибрационной обработки в процессе сварки на коэффициент концентрации механических напряжений и другие характеристики местных напряжений
3.10 Влияние различных режимов вибрационной обработки на малоцикловую усталостную выносливость сварных соединений из низколегированной стали 09Г2С
3.11 Выводы
4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИСПОЛНЕНИЯ УЗЛА «ШТУЦЕР-КОРПУС» С ПРИМЕНЕНИЕМ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ
4.1 Выбор режима вибрационной обработки
4.2 Аппаратное обеспечение процесса
4.3 Разработка технологии виброобработки в процессе сварки
4.4 Выводы
5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
В настоящее время одной из наиболее важных проблем в развитии нефтяного машиностроения являются повышение работоспособности машин и аппаратов, а также экономия материальных, энергетических и трудовых ресурсов. При эксплуатации нефтеперерабатывающего оборудования с течением времени часто происходит разрушение элементов по сварным соединениям вследствие воздействия температурных и силовых нагрузок, коррозии и других факторов. Причину этих разрушений в сварных соединениях базовых деталей можно объяснить наличием в них структурной неоднородности и остаточных напряжений. Одной из острых задач, касающихся повышения качества аппаратов, является совершенствование технологии изготовления конструктивных элементов, в частности узла приварки штуцера к корпусу аппарата. Многие конструктивные элементы выполняются с применением сварочных операций. Высококонцентрированный источник тепловой энергии и различная деформационная способность деталей являются причиной возникновения значительных остаточных напряжений, которые влияют на точность изготовления и работоспособность элементов.
Термическая обработка является известным и наиболее используемым методом снятия остаточных напряжений в корпусах аппаратов, однако при этом является энергоемким и трудоемким технологическим процессом.
Одним из методов снижения остаточных напряжений в сварном нефтеперерабатывающем оборудовании является вибрационная обработка, позволяющая уменьшить энергозатраты, повысить производительность работ, улучшить механические свойства сварных соединений. Несмотря на обширные исследования в данной области, на сегодняшний день отсутствуют сведения по практическому применению вибрационной обработки в процессе сварки конструкций из низколегированных сталей. Во многом это связано с тем, что исследователи рассматривают общую вибрационную обработку аппарата в целом, которую сложно осуществить в реальном производстве из-за габаритов и конструктивных особенностей большинства аппаратов.

Рисунок 2.13 - Конструкция замерного сепаратора 1 - верхняя часть; 2 - нижняя часть С целью выявления причин возникновения указанной овальности в стыковом сечении корпуса нами были проведены замеры (рисунке 2.14).
Рисунок 2.14 - Схема замера диаметров корпуса сепаратора
Замеру подвергались следующие геометрические параметры:
1) Я - периметр наружный, с помощью которого расчетным методом определяли фактический наружный диаметр Вн, который рассчитывается по формуле