Разработка технологического процесса производства сварной конструкции корпуса трубного узла

Тогда общее время, затраченное на сварку:П = t×К1×1,12 = 52,8×1,1×1,12 = 65 мин = 1,08 ч.Трудоемкость работы на изготовление трубного узла, Т, н/чТ = П ×КнП – продолжительность изготовления, ч;Кн – коэффициент выполнения норм;принимаетсяКн =1,2.Т = 1,08 ×1,2 = 1,3 н/ч.Часовая тарифная ставка на сварку трубного узла 180 руб/ч.Тарифная зарплата определяется умножением тарифной ставки на трудоемкость.180×1,3= 234 руб.Определяем премию от тарифной зарплаты в размере 50%:Определяем основную зарплату путем сложения тарифной зарплаты и премиальных доплат:руб.Дополнительная зарплата определяется в размере 22% от основной зарплаты:руб.Определяем общий фонд зарплаты путем сложения основной и дополнительной:руб.Отчисления на социальное страхование составляют 29,0 % от общего фонда заработной платы:руб.5.2 Расчет расхода и затрат основного и вспомогательного материаловМасса наплавленного металла определяется по формуле (5.4):GH=VH×γ, (5.4)где γ = 7,8 г/см3 - плотность стали,VH - объем наплавленного металла, см3, который определяем по формуле (5.5):VH = FН×LШВ, (5.5)где FН - площадь поперечного сечения наплавленного металла, см2;LШВ - длина сварного шва, см, для стыковых швов С17 принимаем из подраздела 5.1 Σ L1,2,3 = (1,277+ 1,117 +1,117)×3 = 10,533 м = 1053,3 см.Для стыковых швов значение FН определяем по формуле (5.6),:мм2 == 0,6 см2. (5.6)Конструктивные элементы подготовленных кромок свариваемых деталей и шва сварного соединения: S, b, C, tgα, е, q, приняты по таблице 3.1.GH = 0,6×1053,3×7,8 = 4,9 кг.Расход сварочной проволоки при сварке стыковых швов определяется по формуле (5.7), гдеКн = 1,1 - коэффициент потерь при сварке (при полуавтоматической сварки STT ниже, чем при обычной полуавтоматической).GЭЛ,ИЗД = GH×KH = 4,9×1,1 = 5,4 кг. (5.7),Для угловых сварочных швов У5 и У17 значение FН определяем по общемашиностроительным укрупненным нормативам времени на дуговую сварку в среде защитных газов: для У5 FН У5 = 0,51 см2 и У17 FН У17 = 0,16 см2.Тогда для У5 GH = 0,51×255,4×7,8 = 1,02 кг;для У17 GH = 0,16×10×7,8 = 0,12 кг.Расход сварочной проволоки при сварке угловых швов определяется аналогично, как для стыковых соединений определяется по формуле (5.7), гдеКн = 1,1 - коэффициент потерь при сварке (при полуавтоматической сварки STT ниже, чем при обычной полуавтоматической).GЭЛ,ИЗД = ΣGH×KH = (1,02+0,12)×1,1 = 1,25 кг.Общее кол-во сварочной проволоки определяем как сумма расходов при выполнении стыковых и угловых швов:GЭЛ,ИЗД = 5,4 +1,25 = 6,65 кг.Затраты на электродную проволоку для сварки навесного оборудования на одну цистерну определяются по формуле (5.8):СПР = GЭЛ.ИЗД × ЦЭЛ.ПР. (5.8),где ЦЭЛ.ПР. - средняя стоимость сварочной проволоки за кг. Принимаем стоимость 1 кг сварочной проволоки марки Св-10Г2 ЦЭЛ.ПР = 30 руб.; тогда:СПР = GH × ЦЭЛ.ПР. = 6,65×30 = 199,5 руб.Затраты на защитную смесь определяются по формуле (5.9):СГ = ЦГ×Р ×t (5.9),где ЦГ - стоимость 1 литра углекислого газа, принимаем среднее значение ЦГ = 16 руб.Р - расход сварочного газа определим из таблиц 3.2: при сварке расход Р = 12 л/мин и время затрачиваемое на сварку tМ = 52,8 мин.В итоге затраты на углекислый газ для сварки трубного узла СГ: СГ = 16×52,8×12 = 10,14 тыс. руб.[2 и 17]5.3 Расчет капитальных вложений и амортизационных отчислений5.3.1 Расчет сметной стоимости оборудованияДля источника питания Invertec STT II /LF и трубного вращателя модели U 500 М = 15 лет.5.3.2 Расчет капитальных вложенийКапитальные вложения определяются по формуле (5.10):К = Кт×ΣЦ, (5.10)где Кт = 1,08 - коэффициент, учитывающий транспортные расходы,ΣЦ - сумма стоимости оборудования на рабочем месте, тыс. руб; принимаем стоимость для источника питания Invertec STT II /LF и трубного вращателя модели U 500 М ΣЦ= 774 тыс. руб. К = 1,08×774 = 836 тыс. руб.5.3.3 Расчет амортизационных отчислений на сварку трубного узлаНорма амортизацииА определяется по формуле (5.11):А = К / М = 836 /15 = 57,33 тыс. руб. (5.11)Амортизационные отчисления S рассчитывается по формуле (5.12):S = А / N = 57,33/300 = 0,186 тыс. руб. (5.12)где N - годовая программа выпуска продукции (сварки трубных узлов), принимаем ориентировочно N = 300 шт.5.4 Расчет электроэнергии на сварку трубного узлаРасход электроэнергии при сварки инверторным источником определяются по формуле (5.13):; (5.13)где  Uд - напряжение дуги, В; принимаем значения Uд из таблицы 2.1 Uд = 29 В;Iсв - сила тока, А принимаем значения Iсв из таблицы 2.1 Iсв = 225А;η - кпд источника инверторного источника питания, η = 0,85;П - общее время, затраченное на сварку.кВтЗатраты на электроэнергию для сварки определяем по формуле (5.14): СЭ = Аэл×ЦЭ; где (5.15)ЦЭ - стоимость 1 кВт×ч принимаем равной 18 руб.СЭ = 8,3×18 = 149,4 руб.5.5 Расчет цеховых расходовЦеховые расходы – это затраты по содержанию управленческого и хозяйственного персонала цеха и затраты на содержание и текущий ремонт зданий и сооружений.Определим затраты на цеховые расходы по формуле (5.16):СЦ = ЗПЛ×К, (5.16)где ЗПЛ - заработная плата рабочих на одно изделие, К = 2-12 - коэффициент, учитывающий прочие расходы, для механизированной сварки принимаем К = 5, тогда:СЦ = 428,22×5= 2141,1 руб.5.6 Расчет себестоимости сварочных работСебестоимость - это затраты предприятия на изготовление продукции. В таблице 5.1 приведена калькуляция затрат на сварку трубного узла. [2]Таблица 5.1 - Калькуляция затрат на сварку трубного узлаНаименование показателейЕд. изм.Показатели работыГодовая программа шт.300Общий фонд заработной платытыс. руб.0,42822Отчисления на соц. страхованиетыс. руб.0,1242Затраты на основные материалы тыс. руб.0,1995Затраты на углекислый газтыс. руб.10,14Амортизационные отчислениятыс. руб.0,186Затраты на электроэнергиютыс. руб.0,1494Цеховые расходытыс. руб.2,1411Итоготыс. руб.13,36842Определим себестоимостьС на сварку трубного узла по формуле (5.17):C = CM + ОС.Ц. +3П + Sа + CЭ + CB + CЦ, (5.17)где Зп – общий фонд заработной платы сварщика,ОС.Ц. – отчисления на соц. страхование,СМ - затраты на сварочные материалы,СВ - затраты на углекислый газ, Sa - амортизационные отчисления, CЭ - затраты на электроэнергию,СЦ - цеховые расходы.C = 0,4822+0,1242+0,1995+10,14+0,186+0,1494+2,1411 = 13,36842 тыс. руб.Раздел 6. Охрана труда и экологические аспекты в сварке, техника безопасности и противопожарная безопасность6.1 Выявление и анализ опасных и вредных производственных факторов, возникающих при сваркеВ ГОСТ 12.0.002 имеется определения, что «техника безопасности - это система организационных и технических мероприятий и средств, которые предотвращают воздействие на работающих опасных производственных факторов» и «Охрана труда - это система законодательных актов и соответствующих им социально-экономических, технических, гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда».[20]Требования безопасности при выполнении электросварочных работ регламентированы ГОСТ 12.3.003.Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов требует соблюдения определенного комплекса правил техники безопасности и охраны труда, которые должны находить отражение в технологических процессах и строго соблюдаться при выполнении данного вида сварочных работ. Для указанного способа сварки плавлением в той или иной степени существует возможность опасных воздействий на сварщика в связи со следующими факторами:1) поражение электрическим током при прикосновении человека к токоведущим частям электрической цепи;2) поражение лучами электрической дуги глаз и открытой поверхности кожи;3) ожоги от капель металла и шлака при сварке;4) отравление вредными газами, выделяющимися при сварке и при загрязнении помещений пылью и испарениями различных веществ; 5) взрывы из-за неправильного обращения с баллонами сжатого газа. [5]6.2 Методы защиты персонала от действия опасных и вредных производственных факторов6.2.1 Предотвращение опасности поражения электрическим токомПри сварке плавлением используют источники тока с напряжением холостого хода 45 ÷ 80 В при постоянном токе, поэтому источники питания должны иметь автоматические устройства, отключающие их в течение не более 0,5 с при обрыве дуги.Учитывая непостоянную величину электрического сопротивления человеческого тела (так, при сухой коже, например, сопротивление составляет 8000…20000 Ом, а при влажных руках, повреждениях кожи сопротивление снижается до 400…1000 Ом), безопасным считают напряжение не выше 12 В (переносное освещение).С целью уменьшения опасности поражения электрическим током необходимо соблюдение следующих мероприятий:1. Надежная изоляция всех проводов, связанных с питанием источника тока и сварочной дуги; устройство геометрически закрытых включающих устройств; заземление корпусов сварочных аппаратов. Заземлению подлежат: корпуса источников питания, аппаратного ящика, вспомогательное электрическое оборудование. Сечение заземляющих проводов должно быть не менее 25 мм2. Подключением, отключением и ремонтом сварочного оборудования занимается только электрик. Сварщикам запрещается производить эти работы.2. Применение в источниках питания автоматических выключателей высокого напряжения, которые в момент холостого хода разрывают сварочную цепь и подают на держатель напряжение 12 В.3. Надежное устройство электрододержателя с хорошей изоляцией, которая гарантирует, что не будет случайного контакта токоведущих частей электрододержателя со свариваемым изделием или руками сварщика. Электрододержатель должен иметь высокую механическую прочность.4. Работа в исправной сухой спецодежде и рукавицах. Сварка в замкнутых и труднодоступных пространствах должна производиться по наряду-допуску на особо опасные работы при выполнении следующих условий:5. Воздействие тока на организм человека может вызвать электрические травмы (ожог, электрический знак, металлизацию кожи) и удары (непроизвольное судорожное сокращение мышц, фибриляцию сердечной мышцы). Ток более 50 мА может вызвать наступление смерти; при напряжении меньше 500В переменный ток опаснее постоянного.[20]6.2.2 Предотвращение опасности поражения лучами сварочной дугиСварочная дуга является источником световых лучей, яркость которых превышает в 10000 раз физиологическую переносимую нагрузку и может вызвать поражение глаз и ожог незащищенных участков тела при действии их в течение всего 10 ÷ 15 с. Ультрафиолетовое излучение обладает наибольшей энергией излучения, воздействует на роговицу и хрусталик глаза, вызывая заболевание - электроофтальмию. Длительное воздействие инфракрасного излучения (760-1500 мк) может вызвать помутнение хрусталика глаза (необратимый процесс) и болезнь - катаракту.Высокий уровень тепловой радиации (до 2 кал/см2×мин на уровне руки) может явиться причиной перегрева организма.Воздействие излучения дуги вредно не только для сварщиков, но и для подручных рабочих-сборщиков. Для предотвращения поражения глаз обязательно применение защитных стекол - наиболее темных для сварщиков и более светлых для вспомогательных рабочих, что должно обеспечить значительное (почти полное) поглощение вредных излучений, связанных с горением дуги.В зависимости от сварочного токапроизводитсявыбор светофильтров.Светофильтры, вставленные в щитки и маски, снаружи закрывают простым стеклом для предохранения их от брызг расплавленного металла. 6.2.3 Предотвращение опасности поражения брызгами расплавленного металла и шлакаОбразующиеся при дуговой сварке брызги расплавленного металла имеют температуру до 1800 °С, при которой одежда из любой ткани разрушается. Для защиты от брызг обычно используют спецодежду (брюки, куртку и рукавицы) из брезентовой или специальной ткани.Куртки при работе не следует вправлять в брюки, а обувь должна иметь гладкий верх, чтобы брызги расплавленного металла не попадали внутрь одежды, так как в этом случае возможны тяжелые ожоги.[20]6.2.4 Предотвращение отравления вредными газами и аэрозолямиВысокая температура дуги (6000-8000 °С) неизбежно приводит к тому, что происходит испарение компонентов проволоки и выделение вредных газов (окиси углерода, окислов азота, фтористых соединений, озона). Смесь паров с газами образует аэрозоль, частицы которой по дисперсности приближаются к дымам (< 1 мк) и легко попадают в дыхательную систему сварщиков. Аэрозоли представляют главную профессиональную опасность для сварщиков.Количество и состав пыли в зоне дыхания сварщика зависит от способа сварки и свариваемых материалов. В зоне дыхания сварщика концентрация этих газов может достигать (мг/л): Nа2О5 - 0,009 ÷ 0,018; SiF4, HF до 0,004 каждого, СО до 0,46. Для каждого вредного выделения имеется предельно допустимая концентрация (ПДК в мг/м3), например, для окиси азота и окиси цинка – 5.0; для окиси марганца – 0,3; для озона и окиси хрома – 0,1; для окиси углерода – 30.Наиболее опасны для здоровья сварщиков аэрозоли марганца, так как отравление марганцем может вызвать длительное и стойкое поражение центральной нервной системы вплоть до параличей. Острые отравления парами цинка и свинца могут вызвать литейную лихорадку, а отравление хромовым ангидридом - бронхиальную астму. Длительное отложение пыли в легких может вызвать пневмоконикоз.Существуют строгие требования в области вентиляции при сварочных работах. Для улавливания аэрозолей на стационарных постах, а где это возможно, и на нестационарных нужно устанавливать местные отсосы. При сварке крупногабаритных серийных конструкций на кондукторах, манипуляторах и т. п. местные отсосы необходимо встраивать непосредственно в эти приспособления. При автоматической сварке в защитных газах применяют устройства с местным отсосом газов.Если в цехе расход сварочных материалов превышает 0,2 г/ч на 1 м3 объема здания, должна быть устроена механическая, общеобменная вентиляция. При работе на нестационарных сварочных постах в замкнутых и полузамкнутых пространствах (отсеках) следует применять местные отсасывающие устройства типа эжекторов, высоковакуумных установок с обеспечением объема удаляемого воздуха от одного сварочного поста 400 - 500 м3/ч, но не менее 100-150 м3/ч, что обеспечивает допустимый уровень загрязненности воздуха.[20]6.2.5 Предотвращение опасности взрывовОпасность взрывов возникает при неправильной транспортировке, хранении и использовании баллонов со сжатыми газами, при проведении сварочных работ в различных емкостях.При использовании баллонов со сжатыми газами необходимо соблюдать установленные меры безопасности: не бросать баллоны, не устанавливать их вблизи нагревательных приборов, не хранить вместе баллоны с кислородом и горючими газами, баллоны хранить в вертикальном положении. Категорически запрещается отогревать любые баллоны со сжатыми газами открытым пламенем, так как это почти неизбежно приводит к взрыву баллона.6.2.6 Предотвращение травм, связанных со сборочными и транспортными операциямиОсновные причины травматизма при сборке и сварке: отсутствие транспортных средств для транспортировки тяжелых деталей и изделий; неисправность транспортных средств; неисправность такелажных приспособлений; неисправный инструмент: кувалды, молотки, гаечные ключи, зубила и т. п., отсутствие защитных очков при очистке швов от шлака; отсутствие спецодежды и других защитных средств. Меры безопасности в этом случае: все указанные средства и инструменты следует периодически проверять; такелажные работы должны производить лица, прошедшие специальный инструктаж; от рабочих необходимо требовать соблюдения всех правил по технике безопасности, включая работу в спецодежде, рукавицах; использование средств индивидуальной вентиляции (где это необходимо) и т. д. Важное значение имеет внедрение комплексной механизации и автоматизации, что значительно уменьшает опасность травм такого рода. [20]6.3 Мероприятия противопожарной защиты, причины возгоранийПожарная безопасность объекта должна обеспечиваться системами предотвращения пожара и противопожарной защиты, в том числе организационно-техническими мероприятиями.Системы пожарной безопасности должны характеризоваться уровнем обеспечения пожарной безопасности людей и материальных ценностей, а также экономическими критериями эффективности этих систем для материальных ценностей, с учетом всех стадий (научная разработка, проектирование, строительство, эксплуатация) жизненного цикла объектов и выполнять одну из следующих задач:исключать возникновение пожара;обеспечивать пожарную безопасность людей;обеспечивать пожарную безопасность материальных ценностей;обеспечивать пожарную безопасность людей и материальных ценностей одновременно.Опасными факторами, воздействующими на людей и материальные ценности, являются:пламя и искры;повышенная температура окружающей среды;токсичные продукты горения и термического разложения;дым;пониженная концентрация кислорода.К вторичным проявлениям опасных факторов пожара, воздействующим на людей и материальные ценности, относятся:осколки, части разрушившихся аппаратов, агрегатов, установок, конструкций;радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок;электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов;опасные факторы взрыва, происшедшего вследствие пожара;огнетушащие вещества. [4]Электросварщик обязан знать расположение средств пожаротушения и уметь ими пользоваться. Применение инвентаря пожаротушения для других целей запрещается. Во время работы нельзя допускать попадания искр расплавленного металла и выбрасывать электродные огарки на сгораемые конструкции и материалы. Для огарков необходимо иметь несгораемый ящик.При коротком замыкании и загорании сварочного аппарата необходимо немедленно отключить электропитание и приступить к тушению очага возгорания углекислотным либо порошковым огнетушителем или песком. [20]ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данном дипломном проекте выполнено описание сварки трубного узла припомощи полуавтоматической сварки методом STT.В качестве современного сварочного оборудования для сварки трубного узла применяем инверторный источник питания Invertec STT IIфирмы LincolnElectric, чтопозволило сократить продолжительность и трудоемкость сварочных работ.В данной дипломной работе разработан и описан технологический процесс сварки трубного узла. Технологический процесс сварки состоит из операций: разметка и резка заготовок, сборки, сварки, контроля сварных соединений и гидравлического испытания на прочность сварных швов. Приведена техника сварки методом STT трубных стыков и рекомендуемые режимы сварки.Рассмотрены требования по контролю качества при выполнении сварки навесного оборудования, касающиеся основных положений по контролю качества сварных швов, аттестация сварщиков, описаны основные дефекты сварных швов и причины их возникновения, а также методы контроля качества сварных соединений.В качестве технологического оснащения для сборки и сварки трубного узла применяемтрубныйвращатель с роликовой зажимной системоймодели U 500компании KISTLER.В экономической части выполнен расчет себестоимости сварки трубного узла с применение сварочного аппарата инверторного типаInvertec STT IIфирмы LincolnElectric и трубного вращателя U 500.В разделе мероприятий по охране труда и ТБ дипломного проекта дан общий анализ вредных факторов влияния на окружающую среду и на организм человека, а также мероприятия по устранению влияния этих факторов. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВАлешин Н.П., Чернышова Г.Г.. Сварка. Резка. Контроль, т.2 - М.: Машиностроение, 2004.Виноградов В. С. Электрическая дуговая сварка :- М. Издательский центр «Академия», 2010.ГОСТ 7.1-2003 Библиографическая запись. Библиографическое описание. ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования.ГОСТ 12.3.003-86 Система стандартов безопасности труда. Работы электросварочные. Общие требования безопасности.ГОСТ 2246-70 Проволока стальная сварочная. Технические условия.ГОСТ 6996-66 Сварные соединения. Методы определения механических свойств.ГОСТ 8050-85. Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия.ГОСТ 8731-74 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированые. Сортамент. ГОСТ 12820-80 Фланцы стальные плоские приварные на Ру от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см2). Конструкция и размеры.ГОСТ 12821-80 Фланцы стальные приварные встык на Ру от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см2). Конструкция и размеры. ГОСТ 16037-80 Соединения сварные стальных трубопроводов. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.ГОСТ 17378-2001 Переходы. Детали трубопроводов бесшовные приварные из углеродистой и низколегированной стали. ГОСТ 17380-2001 Детали трубопроводов бесшовные приварные из углеродистой и низколегированной стали. Общие технические требования.Кошкарев Б.Т. Теория сварочных процессов, Ростов-на-Дону, 2003. Общемашиностроительные укрупненные нормативы времени на дуговую сварку в среде защитных газов, М.: Экономика, 1989.ПБ 03-273-99 Правила аттестации сварщиков и специалистов сварочного производстваСварка трубопроводов: Учеб. пособие / Ф. М. Мустафин, Н. Г. Блехерова, О. П. Квятковский и д р .- М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2002.Щекин В. А. Технологические основы сварки плавлением. Ростов-на-Дону, ДГТУ, 2003 г.Многофункциональные сварочные аппараты http://www.lincolnelectric.com/assets/global/Products/K1526-2/InvertecSTTII-rus.Мобильные механизмы подачи проволоки http://www.lincolnweld.ru/products/Katalog/Svarochnoe_oborudovanie/Mehanizmy_podachi_provoloki/Mobilnye/lf37/Руководство по эксплуатацииhttp://www.lincolnweld.ru/files/uploads/files/1.2.4/IM.582,%20Invertec%20STT%20II.ru.pdf.Серия U (Универсальное Сварочное Устройство U 500) welder.by Справочная информация›download/1/318.Трубный вращатель серии U KISTLER http://промкаталог.рф/PublicDocuments/1012726.