Изготовление цистерны для перевозки нефтепродуктов

ВВЕДЕНИЕ 

           

Сертификация является важным этапом в процессе производства  и реализации продукции, товаров, работ  и услуг, так как продукция, подлежащая обязательной сертификации в Украине, должна производиться, ввозиться и  реализовываться на таможенной территории Украины только при наличии сертификата соответствия. Посредством сертификации продукции подтверждается соответствие фактических характеристик отечественной продукции требованиям международных и национальных стандартов, что даёт ей возможность выхода на мировой рынок.

Сертификация продукции  является одним из путей обеспечения  высокого качества продукции, повышения  научного и торгово-экономического сотрудничества между странами, укрепления доверия между ними.

Аттестация производства проводится с целью проведения оценки технических возможностей предприятия-производителя обеспечивать стабильный выпуск продукции с параметрами, отвечающими требованиям нормативных документов [2].

Цистерны предназначены  для перевозки жидкостей: нефти  и продуктов её переработки. Кузов вагона-цистерны представляет собой котёл цилиндрической формы, закрытый с боков эллиптическими днищами. Котлы цистерны имеют устройства для погрузки и разгрузки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ  ОСОБЕННОСТЕЙ СВАРНОГО ИЗДЕЛИЯ

 

  Цистерна предназначена для перевозки светлых и темных нефтепродуктов на железной дороге. Является особо ответственной конструкцией, так как нефть оказывает негативное влияние на почву и окружающую среду.

Общий вид изделия  приведен на рисунке 1.1.Цистерна изготовляется со стали 20. Корпус котла состоит из трех обечаек (2), двух днищ (1), люка-лаза (3), сливного прибора (4).

Рисунок 1.1 – Общий  вид цистерны

 

Обечайка котла в  нижней части по оси броневого  листа имеет прогиб 25-30 мм к сливному прибору, обеспечивающий полный слив.

Крышка люка должна обеспечивать герметичность котла с учетом гидроудара и давления паров на суммарное  давление не менее 0,25^+0,02 МПа (2,5^+0,2 кгс/см²). На крышке должно быть установлено уплотнительное кольцо.

Крышка люка и элементы её крепления оборудованы устройством для «подрыва» крышки в случае её примерзания или наличия вакуума в котле, а также устройством для обеспечения безопасного открывания крышки при наличии в котле избыточного давления.

Сливной прибор состоит  из трех запорных органов и обеспечивать слив-налив продукта на пунктах слива-налива и его сохранность при транспортировке.

 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ПРИЕМ, ПОДГОТОВКУ, ЗБОРКУ МЕТАЛЛА И СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

2.1  Подготовка  металла к сварке

 

2.1.1. Качество металла, поступающего для изготовления должно быть подтверждено сертификатами или, при их отсутствии, результатами испытаний, проведенных заводом-изготовителем химического оборудования.

2.1.2. Заготовки, подлежащие сварке, должны иметь маркировку, позволяющую установить марку материала, номер плавки, а при необходимости также номер листа.

2.1.3. Применяемые способы резки заготовок и припуски на механическую обработку после резки, должны соответствовать требованиям отраслевой нормативной документации по стандартизации, стандартов предприятий или производственных инструкций, утвержденных в установленном порядке.

 

2.2 Подготовка кромок  под сварку

 

2.2.1 Подготовка кромок и сборка соединений под сварку должны производиться по рабочим чертежам и технологическому процессу, в соответствии с требованиями государственных и отраслевых стандартов, а также другой нормативной документацией по стандартизации, утвержденной в установленном порядке.

2.2.3 При подготовке кромок для автоматической сварки под флюсом зачистка производится с каждой стороны стыка на расстояние не менее 100 мм (в зависимости от толщины металла и ширины полосы, покрываемой флюсом).

Неиспользованные во время дуговой сварки под флюсом гранулы флюса могут быть повторно применены при условии, если в  зоне, покрытой флюсом, не было масла, ржавчины, отслоившейся окалины и других загрязнений.

2.2.4 Зачистку кромок производят механическим способом (стальной щеткой из нержавеющей стали, абразивным кругом и др.).

2.2.5 Обезжиривание свариваемых кромок производят ацетоном и другими растворителями протирочным материалом из хлопчатобумажной ткани, не оставляющей ворса.

2.2.6 С целью предотвращения коррозии или повторного загрязнения необходимо, чтобы зачистка свариваемых кромок, сборка и сварка производилась без значительных разрывов во времени.

При обнаружении коррозии или загрязнения кромок собранного изделия необходимо провести повторную  зачистку.

2.2.7 Шероховатость поверхности принимается согласно специальным требованиям, приведенным в разделах по сварке настоящего стандарта, а в случае отсутствия в них необходимых указаний параметр шероховатости должен быть не более R₇40 ГОСТ 2789-73.

 

2.3 Сборка и прихватка

 

2.3.1 Сборку свариваемых элементов следует производить в соответствии с технологическим процессом на стеллажах и сборочных стендах с помощью приспособлений, применение которых обеспечивает требуемое взаимное расположение деталей и ограничивает принудительную подгонку, вызывающую местный наклеп дополнительные напряжения.

2.3.2 Закрепление деталей при сборке конструкций производят прихватками, выполняемыми проволокой соответствующих марок, предназначенных для сварки данного металла.

2.3.3 Перед прихваткой необходимо проверить правильность установленного зазора между кромками, смещение кромок.

2.3.4 Длина прихватки должна составлять (2-5)S, но не более 100 мм, а расстояние между ними (10-40)S, но не более 500 мм, где S - толщина свариваемого материала.

 

2.3.5 Прихватки рекомендуется располагать со стороны, противоположной выполнению первого прохода. Постановка прихваток на пересечении швов не допускается.

2.3.6 Прихватки должны быть тщательно очищены, проверены на отсутствие дефектов внешним осмотром. Участки, имеющие дефекты, перед сваркой необходимо удалить.

2.3.7 При автоматической сварке продольных стыковых соединений начало и конец швов необходимо выводить на технологические планки, которые следует прихватывать или приваривать ручной дуговой сваркой.

Рекомендуемый размер планок 100x100 мм, толщиной, равной толщине свариваемого металла и при необходимости  с той же разделкой, что и свариваемое изделие.

 

2.4 Сварочные материалы

 

2.4.1 Применяемые сварочные материалы (сварочная проволока, флюс, защитный газ) должны соответствовать требованиям технических условий или стандартов на их поставку, что должно быть подтверждено сертификатом.

2.4.2 Поступающие на предприятия сварочные материалы до запуска в производство должны быть приняты отделом технического контроля.

2.4.2.1 При приемке сварочной проволоки проверяется:

1) наличие сертификатов  на поставленную проволоку и соответствие его данных требованиям ГОСТ 2246-70 или технических условий;

2) наличие бирок на  мотках и соответствие их данных  сертификатам;

3) состояние поверхности  проволоки и его соответствие  ГОСТ 2246-70 или технических условий.

В случае несоответствия данных сертификата данным бирки или отсутствия сертификата завод-потребитель должен провести анализ химического состава сварочной проволоки, а при необходимости - испытание наплавленного металла или металла шва в соответствии требованиям ГОСТ 2246-70 или технических условий.

2.4.2.2 При приемке флюса проверяется:

– наличие сертификата  на поставленный флюс и соответствие его данных требованиям стандарта  или технических условий;

наличие ярлыков на мешках или другой таре и соответствие их данных сертификатам;

– сохранность упаковки.

В случае несоответствия данных сертификата данным ярлыков  завод-потребитель должен проводить  испытания сварочного флюса в  соответствии с ГОСТ 9087.

2.4.2.3. При приемке защитного газа проверяется:

– наличие сертификата  на поставленный защитный газ;

– наличие ярлыков  на баллонах и соответствие их данных сертификатам; чистота защитного  газа по сертификатам.

Перед использованием каждого  нового баллона производится пробная  наплавка валика длиной 100-200 мм на пластину с последующим визуальным контролем на отсутствие недопустимых дефектов

2.4.3 Подготовленные к сварке сварочные материалы следует хранить в сушильных шкафах при температуре 50-80°С или в сухих отапливаемых помещениях при температуре не ниже плюс 18°С в условиях, предохраняющих их от загрязнения, ржавления, увлажнения и механических повреждений. Относительная влажность воздуха - не более 50%.

2.4.4 Использование флюсов в случае нарушения условий хранения, не допускается.

Применение разрешается только после проведения повторной прокалки по режимам согласно паспортам.

2.4.5 Сварочная проволока должна быть ровной, без перегибов, на ее поверхности не должно быть трещин, окалины, масел, следов коррозии и других загрязнений.

2.4.6 Очистку, прокалку, маркировку, упаковку, хранение и выдачу сварочных материалов следует организовать так, чтобы исключить возможность перепутывания различных марок и партий.

 

3 ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ

 

3.1 Заготовительные операции

 

Все заготовки изготавливаются  из стали 20 согласно ОСТ 26.260.3-2001, это конструкционная углеродистая качественная сталь. Данная сталь имеет хорошую свариваемость, не требует предварительного и сопутствующего подогрева.

 

Таблица 3.1 – Химический состав стали

 

Химический элемент	Массовая доля елемента, %
Углерод (С)	0.17 – 0.24
Кремний (Si)	0.17 – 0.37
Марганец (Mn)	0.35 – 0.65
Никель (Ni)	до 0,3
Сера (S)	до – 0,04
Фосфор (Р)	до – 0,035
Хром (Cr)	до 0,25
Медь (Cu)	до 0,3
Арсен (As)	до 0,08

Таблица 3.2 – Механические свойства стали при Т – 20º

 

Сортамент	Размер	σв	σT	δ	ψ
-	мм	МПа	МПа	%	%
Прокат	4	490	-	7	40
Лист	5 - 10	490	330	7	40

Раскрой металла осуществляют с помощью плазмо-дуговой резки.

Заготовки под обечайки после раскроя металла проверяют на геометрические размеры и отправляют править их на трех валковом стане до R=1500 мм. После правки обечайки проверяют на эллипсность.

Днища цистерны изготавливают  методом горячей штамповки. После изготовления днища необходимо проверить на радиус закругления.

Люк-лаз и сливной  прибор должны соответствовать геометрическим размерам указанным на чертеже. Разделка кромок должна соответствовать ГОСТ 14771-76, скос кромок проверяется с помощью специального шаблона.

 

3.2 Выбор способа сварки, сварочных материалов и режимов

 

Для выполнения продольных и кольцевых швов обечаек необходимо использовать автоматическую сварку на флюсовой подушке. Сварку необходимо выполнять соответственно ГОСТ 8713-79 тип соединения С4.

                          а)                                                                          б)

Рисунок 3.1 – Конструктивные элементы подготовки кромок под сварку (а), и    готового сварного соединения (б) по ГОСТ 8713-79,С4

 

Примечание. Допускается отсутствие выпуклости оратной стороны шва и местные вогнутости глубиной не болем 0,1% толщины при полном росплавлении кромок.

 

 

Приварку люка-лаза и сливного прибора  необходимо выполнять полуавтоматической сваркой в среде защитных газов, согласно ГОСТ 14771-76, тип сварного соединения для люка-лаза Т6, для сливного прибора У5.

 

                           а)                                                                          б)

Рисунок 3.2 – Конструктивные элементы подготовки кромок под сварку (а), и    готового сварного соединения (б) по ГОСТ 14771-76 тип Т6