Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Промышленность, производство->Реферат
Цель: Изучить закономерности сжатия воздуха в многоступенчатом поршневом компрессоре. Выяснить условия наивыгоднейшей работы его и проанализировать сл...полностью>>
Промышленность, производство->Реферат
Цель: На примере идеального поршневого компрессора проследить характер протекания основных процессов в поршневом компрессоре, используя основные завис...полностью>>
Промышленность, производство->Реферат
Пере­ходя из пластично-вязкого состояния в камневидное, вяжущие веще­ства могут скреплять между собой камни (например, кирпич) или зерна песка, гравия...полностью>>
Промышленность, производство->Дипломная работа
Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Его продукция – машины различного назначения поставляются всем отраслям народного хозяйства...полностью>>

Главная > Курсовая работа >Промышленность, производство

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Введение

Целью данного проекта является разработка технологии сварки обечайки корпуса теплообменного аппарата для атомных электростанций. Конструкция является ответственной, поэтому при ее изготовлении применяются только материалы высокого качества. Необходимо выбрать такой способ сварки и сварочные материалы, которые бы обеспечили требуемые свойства сварного соединения.

Это изделие изготавливается на ОАО Калужский турбинный завод в единичном производстве. В этом курсовом проекте разрабатывается возможность серийного производства данного изделия. Это обосновано тем, что это изделие являясь частью корпуса теплообменного аппарата используется на атомных электростанциях и, соответственно, необходимо для получения электроэнергии.

В современном мире электроэнергия всё больше применяется практически во всех областях человеческой жизнедеятельности, а надежды на альтернативные источники энергии практически нет. Следовательно чтобы вырабатывать количество электроэнергии которого должно хватить миру на перспективу необходимо расширять строительство АЭС по всему миру. Этим и обусловлена необходимость серийного производства данного изделия в обозримом будущем.

1. Характеристика изделия

Обечайка является частью теплообменного аппарата участвует в процессе передачи тепла от теплоносителя с большей температурой к теплоносителю с меньшей температурой.

Давление пара P=3.5МПа. Расчетное давление на обечайку 26 кг/см2.

Расход воды 1000 м3/час. Тепловая нагрузка 12 МВт. Срок службы 25 лет. Рабочая среда – морская вода. Траб=40оС.

2. Анализ вариантов и выбор способа изготовления с учетом особенностей свариваемости данного материала

2.1 Характеристика стали 09Х18Н10Т

Данная сталь относится к хромоникелевым сталям аустенитного класса.

Стали этого класса применяют в качестве конструкционного материала в различных областях промышленности и техники, когда требуются повышенные антикоррозионные свойства и сочетание высокой прочности и свариваемости при достаточной пластичности механические и физические свойства этих сталей зависят от количества аустенита и ряда других процессов, связанных с образованием инерметаллидных или карбидных фаз, оказывающих дополнительное и часто значильное влияние на упрочнение сталей.

Эта сталь занимает ведущее место по объёму производства. Она имеет высокую коррозионную стойкость в широком диапазоне агрессивных сред и отличается хорошей технологичностью. Наиболее высокую коррозионную стойкость и пластичность стали этого типа приобретают в результате термической обработки (закалка до 1000–1050 оС и охлаждение на воздухе). В стали в состав которых входит 18% Cr и 10% Ni, обычно вводят сильные карбидообразующие элементы (Ti и Nb), которые связывают углерод, являющийся вредной примесью.

Таблица 1. Химический состав стали 09Х18Н10Т

C

Si

Mn

Cr

Ni

Ti

S

P

Не более

≤0,08

≤0,8

≤2,0

0,17–0,19

9,0–11,0

5.C – 0,7

0,020

0,035

Таблица 2. Механические свойства сплава ПТ-3В ([1], с.34)

σ В,

кгс/мм2

σ0,2,

кгс/мм2

δ5, %

Ψ, %

45–58

16–22

35–43

40–55

2.2 Выбор способа сварки

Сталь 09Х18Н10Т обладает достаточно хорошей свариваемостью и выбор способов сварки очень широк. Однако, для обеспечения наилучшей защиты металла шва от внешней среды и обеспечения глубокого проплавления и мелкозернистой структуры применяют электронно-лучевую сварку (ЭЛС). Высокая тепловая концентрация энергии позволяет вести сварку с малой энергоемкостью процесса.

ЭЛС позволяет получать сварные соединения с высоким качеством сварного шва, практически без неустранимых дефектов, обеспечивая полную механизацию сварочного процесса и повышение производительности труда в 15–20 раз по сравнению с ручными дуговыми способами сварки. ЭЛС обеспечивает высокое качество сварных соединений. Этот эффективный способ соединения металлов основан на использовании кинетической энергии электронов, движущихся с большой скоростью в вакууме. Являясь разновидностью наиболее распространенного способа сварки плавлением, электронно-лучевая сварка вместе с тем имеет качественные отличия от всех ранее известных методов сварки. Эти отличия обусловлены двумя главными факторами: применением нового мощного концентрированного источника тепла и практически полным отсутствием газов, окружающих зону сварки. Большая концентрация энергии в малом пятне делает возможной сварку с необычным для электронно-дуговых методов соотношением глубины к ширине проплавления (до 20:1 и более), а также при малых значениях погонной энергии (не более 20% от дуговой сварки). ЭЛС выполняется, как правило, в вакуумных камерах при давлении остаточных газов порядка 1·10-3 Па. Такая среда намного чище, чем в аргоне. При сварке в вакууме исключается загрязнение шва газами и обеспечивается максимальная пластичность и вязкость сварных соединений.

Технологический диапазон для целей нагрева, плавления, испарения составляет 104-5·108 Вт/см2. Сварка металлов малых толщин (до 3-х мм) ведется с удельной мощностью 104 Вт/см2, когда испарение с поверхности сварочной ванны незначительно. Однопроходная сварка металлов больших толщин (до 200–300 мм) требует удельной мощности 105-106 Вт/см2. В этом случае проникновение электронного луча на большую глубину сопровождается испарением металла и формированием канала проплавления, на стенках которого рассеивается практически вся мощность электронного луча. Канал проплавления, поверхность которого сильно перегрета, относительно температуры плавления металла и может достигать температуры кипения, движется через толщу металла, образуя по всей глубине канала область расплава металла, которая перемещается в хвостовую часть ванны и там кристаллизуется.

Высокая концентрация энергии в луче позволяет получать при больших скоростях ЭЛС узкие и глубокие сварные швы с минимальной зоной термического влияния и высокими механическими свойствами металла шва и околошовной зоны.

Эффективный КПД ηи изменяется в пределах от 70 до 90% и практически не зависит от энергии первичных электронов; он зависит только от атомного номера обрабатываемого материала; для Ti, например, он равен 0,842.

Как правило, при ЭЛС не нужны присадочные материалы, разделки кромок, а следовательно уменьшается перевод металла в стружку и затраты на механическую обработку. Повышаются качество и механические свойства металла шва за счет дегазации в вакууме и мелкозернистой структуры в металле шва и зоне термического влияния, которая примерно в несколько раз уже, чем при дуговых способах сварки.

Высокая концентрация энергии в луче обеспечивает получение швов не только с минимальной зоной расплавления металла, но и соединений, металл которых в околошовной зоне не претерпевает значительных изменений вследствие ввода минимального количества тепла и значительных скоростей охлаждения. Отсутствие значительной протяженности зоны термического влияния исключает недостатки, возникающие при эксплуатации конструкций, вызванные изменением физико-механических свойств металла в околошовной зоне.

При сварке электронным лучом проплавление имеет форму конуса (рис. 1.). Плавление металла происходит на передней стенке кратера, а расплавляемый металл перемещается по боковым стенкам к задней стенке, где он и кристаллизуется.

Рис. 1. Схема переноса жидкого металла при электронно-лучевой сварке: 1-электронный луч; 2 – передняя стенка кратера; 3 – зона кристаллизации; 4 – путь движения жидкого металла

Глубокое проплавление металла при малой погонной энергии, имеющее место при сварке электронным лучом, обуславливает значительно большую скорость отвода тепла от зоны сварки, что обеспечивает увеличение скорости кристаллизации малой по объему сварочной ванны с получением мелкозернистого строения металла шва, по своим свойствам мало отличающегося от основного металла. Ввод значительно меньшего количества тепла, имеющего место при ЭЛС, дает возможность во много раз уменьшить деформации изделий по сравнению с дуговым способом сварки.

Электронный луч является легко управляемым источником тепла при сварке, что позволяет в широких пределах и очень точно регулировать температуру нагрева изделия, легко перемещать зону нагрева по изделию и переносить энергию на значительные расстояния.

Установлено, что при использовании вакуума в качестве защитной среды при сварке имеется принципиальная возможность уменьшить содержание газов в некоторых металлах за счет процессов дислокации окислов, нитридов и гибридов. Наиболее легко из металлов удаляется водород, даже в том случае, если он находится в связанном состоянии. Большинство соединений металла с водородом уже при относительно низких температурах нагрева разлагается. Таким образом, в условиях сварки в вакууме большая часть водорода, содержащегося в металле, может быть удалена из металла.

Резко уменьшаются сварочные деформации и напряжения первого рода, что зачастую позволяет изготавливать изделия без правки и дополнительной механической обработки. Появляется возможность местной термической обработки, в том числе и сварных соединений, одновременно со сваркой.

В последнее время в связи с созданием мощных установок для электронно-лучевой сварки расширяется применение сварки электронным лучом для соединения элементов из титановых сплавов толщиной до 300 мм. Сварка толстостенных конструкций электронным лучом является наиболее экономичной по сравнению с любым видом сварки. Скорость сварки электронным лучом для толщин более 100 мм составляет 2, 5–5, 0 м/ч, что превосходит скорость сварки при электрошлаковом процессе более, чем в 5 раз и в 10–15 раз при автоматической многослойной сварке под флюсом. Особенно эффективно применение электронного луча для сварки толстостенных конструкций из титановых сплавов из-за низкой теплопроводности титана, благодаря чему удается получать узкие швы при больших толщинах свариваемых деталей, кроме того, очень благоприятно для титана отсутствие вредных газов при сварке в вакууме.



Похожие страницы:

  1. Расчёт многокорпусной выпарной установки

    Курсовая работа >> Химия
    ... конструкции теплообменного аппарата необходимо определить ... сваркой стыков. Необходимо определить толщину стенки сварной цилиндрической обечайки корпуса выпарного аппарата ... И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию [ ...
  2. Совершенствование технологии химической водоочистки на Балаковской атомной ...

    Дипломная работа >> Физика
    ... тепловых расширений корпуса. Внутри корпуса аппарата на входе ... каркаса, прямых теплообменных труб, концы которых ... коллектору с помощью сварки. От каждого отвода ... широкое применение в технологии водоподготовки АЭС, ... покрытий. На обечайки корпуса на уровне ...
  3. Аппараты с перемешивающими устройствами

    Курсовая работа >> Промышленность, производство
    ... корпуса и перемешивающего устройства. В данной работе тип аппарата 0 – с эллептическим днищем и элептической съёмной крышкой с теплообменным ... обечайки: Толщину стенки цилиндрической обечайки, ... как для аппарата, сваренного ручной односторонней сваркой. По ...
  4. Обслуживание и ремонт барабанного гранулятора-сушилки БГС цех СКА и ЖС на ЗАО Крымский Титан

    Дипломная работа >> Промышленность, производство
    ... безотходных технологий и оборудования с нормативными или меньшими за ... вспомогательного редуктора со скоростью, равной скорости сварки. Технология сварки, применяемая в летнее время года, ... -сушилки и узла крепления гарантируют их ...
  5. Жидкостные ракетные двигатели

    Реферат >> Астрономия
    ... корпус летательного аппа­рата (изгибающего момента Мизг, продольных Nx и поперечных Ny ), обечайки ... кольцевыми сварными швами С. Сварка ведется в специальном приспо­соблении ... прочности; б) использование передовых технологий производства; в) интенсификация ...

Хочу больше похожих работ...