1 Технологическая часть
1.1 Описание конструкции изделия
Стационарные газификационные установки предназначены для хранения, газификации жидких кислорода, азота, аргона и наполнения газообразным продуктом баллонов и реципиентов или выдачи его в сеть.
Рисунок 1 – Стационарная газификационная установка СГУ
Стационарные газификационные установки монтируются внутри и вне зданий. Они состоят из наружного кожуха внутри, которого находится криогенная цистерна с эффективной вакуумной изоляцией, насоса сжиженных газов, электрощита, испарителя, арматуры, приборов контроля и автоматики, трубопроводов и узла выдачи газообразного продукта. Техническая характеристика стационарной газификационной установки типа СГУ приведена в таблице 1.
Таблица 1 – Техническая характеристика кожуха типа СГУ
Показатель |
СГУ |
Гидравлическая емкость резервуара, м3 |
8 |
Количество сжиженного газа, заливаемого в резервуар, кг · азота · аргона · кислорода |
1430 2400 1990 |
Наибольшее давление газа, МПа (кгс/см2) |
42 (420); 22 (220) |
Производительность по газообразному продукту, м3/ч: ·азоту, аргону, кислороду |
280 |
Установленная мощность, кВт |
56 |
Габаритные размеры установки: |
6300*2350*2180 |
Количество заливаемого в цистерну жидкого продукта визуально контролируется с помощью указателя уровня - УЖК. Давление в цистерне и узле выдачи измеряется с помощью манометров.
Кожух сосуда СГУ выполнен из стали марки 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72, и состоит из цилиндрической части и двух сферических днищ размещенных на раме (рисунок 2). Цилиндрическая часть кожуха представляет собой обечайку, имеющую один кольцевой шов и два продольных. Причем продольные швы обечайки необходимо разместить так, чтобы между их осями по периметру было расстояние не менее 200 мм.
1, 2, – обечайки; 3, 4, – днища; 5 – рёбра жёсткости; 6 – подкладное кольцо;
Рисунок 2 - Кожух СГУ
Изделие имеет два типа сварных соединений: стыковое и тавровое (для сварки и рёбер жёсткости), и два типа швов: продольные и кольцевые швы, по расположению их в пространстве. Ко всем сварным швам предъявляются требования плотности и прочности.
По своим конструктивным и эксплуатационным особенностям кожух сосуда СГУ относится к тонкостенным сосудам давления. Толщина стенки кожуха составляет 8 мм.
1.2 Характеристика основного металла
При разработке технологии сварки конкретной конструкции необходимо учитывать как свойства материала, так и те изменения, которые могут наблюдаться при сварке в материале сварного соединения. В свою очередь эти изменения определяются технологическими параметрами выбранного способа сварки (концентрация источника нагрева, скорость сварки и т.д.) составом и температурой окружающей среды, составом используемых дополнительных материалов, флюсов, присадочной проволоки, защитных и инертных газов, характером подготовки деталей под сварку (разделкой кромок, подготовкой поверхности и т.д.) пространственным положением осуществляемого процесса сварки. В зависимости от климатической зоны, в которой будет эксплуатироваться изделие, прочностных требований выбирают ту или иную сталь.
Для изготовления резервуара и по данному проекту применяется сталь 12Х18Н10Т, применяется в сварных конструкциях, работающих в контакте с азотной кислотой и другими средами окислительного характера; в некоторых органических кислотах средней концентрации, органических растворителях, атмосферных условиях и т.д. 12Х18Н10Т коррозионно-стойкая жаропрочная, одна из самых распространенных марок нержавеющих высоколегированных сталей.
Химический состав марки стали 12Х18Н10Т приведен в таблице 2. Механически свойства приведены в таблице 3.
Таблица 2 – Химический состав марки стали 12Х18Н10Т в %.
SI |
Cu |
Mn |
Ni |
Ti |
P |
Cr |
S |
>0.8 |
>0.30 |
>2.0 |
9.0-11.0 |
0.6-0.8 |
>0.035 |
17.0-19.0 |
>0.020 |
Таблица 3-Механические свойства марки стали 12Х18Н10Т
Предел прочности(кг/мм2) |
Предел текучести(кг/мм2) |
Относительное удлинение(%) |
236 |
530 |
|