Разбивка конструкции на сборочные единицы.

Выполним разбивку цистерны на сборочные единицы и детали, при этом учитывая размеры поставляемого листового проката, возможность уменьшения сборочных и сварочных работ, возможность максимальной механизации сборки и сварки с целью уменьшения общей длительности изготовления. Разбивка на узлы: Узел 1 Заготовка листов для цилиндрической части цистерны и днищ. Узел 2 Сборка и сварка листов, вальцовка, сборка и сварка цилиндрической части. Узел 3. Изготовление днищ. Узел 4 Общая сборка и сварка цистерны. Узел 5 Контрольные испытания.

Сборка и сварка цилиндрической части.

Заготовленные листы раскладывают на плите стенда, совмещают их стыки, устанавливают и прихватывают к стыкам листов технологические планки для вывода сварного шва и прижимают листы к плите.Схема раскладки листов цилиндрической части цистерны: 1,3- средние листы, 2- верхний лист, 5- технологические планки.Одновременно снизу прижимается к свариваемым листам флюсовая подушка. Продольные швы выполняют автоматическими сварочными головками АБС, смонтированными на устройствах портального типа. Сваренное полотно при помощи кантовался поворачивают на 180°, после чего его транспортируют на второй стенд для наложения швов с обратной. стороны. Этот стенд в отличие от первого не имеет флюсовых подушек.

Одновременно со сваркой полотна собирают и сваривают контрольную пластину на тех же режимах и теми же сварочными материалами. По окончании сварки готовое полотно передают на вальцовку для придания ему формы цилиндра. Затем обечайку транспортируют на специальный стенд для сварки замыкающего стыка цилиндра, который укладывают на опорные ролики 4, а замыкающий стык - на балку 5 с магнитными прижимами и флюсовой подушкой. Схема стенда для сварки цистерны Сварка осуществляется сварочным трактором 3 ТС-17М, который перемещается по направляющим внутри обечайки.По окончании наложения внутренних швов обечайку на опорных роликах поворачивают замыкающим стыком вверх и выполняют сварку с наружной стороны автоматической головкой 1, смонтированной на портальном устройстве.Режимы сварки при наложении наружных и внутренних швов такие же, как при сварке полотна.Затем в цилиндрической части цистерны вырезаются отверстия под горловины или крышки люка и сливные приборы, срезают технологические планки и зачищают торцы.

Сборка днища.

Эллиптические днища цистерны штампуют на прессе в холодном и горячем состоянии с помощью вытяжных штампов. Применяются вертикальные прессы усилием 30 000--50 000 кН.Этот способ высокопроизводителен, но связан с использованием дорогостоящих прессов и штампов, поэтому может быть рекомендован для крупносерийного или массового производства.Взрывная штамповка производится в холодном состоянии в специальных установках с использованием бризантных взрывчатых веществ с применением штамповочных матриц.Способом взрывной штамповки целесообразно изготовлять днища из материала с высоким пределом прочности и малой пластичностью.Этот способ обеспечивает высокую точность и хорошее качество поверхности изготовленного днища. Затраты на оснастку небольшие, так как матрицы можно изготовлять из легких сплавов, железобетона с эпоксидной облицовкой, текстолита и дерева.Изготовление днищ давлением вхолодную выполняется на горизонтальных и вертикальных давильных станках, а обкаткой - на обкатных машинах с применением подвижной матрицы и бортовочных валков.Обкатка и обработка давлением значительно проще, чем штамповка на прессе и взрывом. Оборудование легко наладить на различные размеры, но процессы эти малопроизводительны и для осуществления их требуются высококвалифицированные рабочие.Поэтому такие способы можно рекомендовать только для мелкосерийного и серийного производств.

Общая сборка цистерны.

Общую сборку обечайки с днищами выполняют на механизированном стенд где обеспечиваются быстрое совмещение и прижатие стыкуемых поверхностей. Оба днища прихватывают к обечайке и затем сваривают внутренние стыковые швы двумя сварочными тракторами одновременно. Флюсовая подушка размещается на непрерывной ленте.Наружные швы сваривают автоматическими головками АБС. При сварке цистерна вращается на опорах стенда.Качество швов проверяют рентгеновскими или гамма-лучами. Более распространен радиографический контроль.Суммарная длина просвечиваемых участков по соответствующей схеме просвечивания должна составлять 15 % общей длины швов.Сварной шов контрольной пластины просвечивается на всем протяжении.Если обнаруживаются при этом недопустимые дефекты, то подвергают просвечиванию все сварные швы, выполненные данным сварщиком и контролируемые пластиной.Дефектные участки выплавляют, заваривают и повторно просвечивают.Затем цистерну передают на позиции сборки и приварки горловины, опорных листов, кронштейнов, сливных приборов и др.Завершается процесс, изготовления цистерны гидравлическим испытанием на специальном стенде под давлением (например, сварные цистерны под серную и соляную кислоту испытывают под давлением 0,4 МПа с выдержкой с течение 30 мин).Сварные швы при этом осматривают и обстукивают молотком. Зону верхних швов цистерны проверяют обмакиванием швов, учитывая возможность образования там воздушной подушки.

1.7. Специальные требования при сварке деталей цистерны.

В зависимости от типа конструкции и ее назначения к сварным соединениям из среднелегированных сталей предъявляются требования необходимой и достаточной прочности в условиях эксплуатации, плотности, а также некоторые специальные требования (коррозионная стойкость, стойкость против взрывных нагрузок и т. п.). В связи с особыми физико-химическими свойствами среднелегированных сталей выполнение этих требований является достаточно сложной задачей. Восприимчивость среднелегированных сталей к закалке, а также высокий уровень механических свойств обусловливают ряд специфических трудностей, возникающих при их сварке.Первой трудностью, наблюдающейся при сварке среднелегированных сталей, особенно с повышенным содержанием углерода и легирующих элементов, является предупреждение возникновения холодных трещин в около шовной зоне и в металле шва. Низкая сопротивляемость около шовной зоны среднелегированных сталей образованию холодных трещин определяется особенностями происходящих в них структурных превращений, обусловленных концентрированным местным нагревом металла вплоть до температур плавления, а также резким отличием в некоторых сварных соединениях химического состава металла шва от состава около шовной зоны.Можно утверждать, что во всех случаях сварки среднелегированных сталей, содержащих свыше 0,15% С, следует предусматривать меры, обеспечивающие повышение стойкости сварных соединений против образования холодных трещин. В сварных соединениях всех остальных марок сталей при тех или иных условиях сварки холодные трещины могут возникать. Вероятность их образования тем больше, чем больше содержитсявстали углерода и легирующих элементов, повышающих восприимчивость, стали к закалке, и чем больше толщина металла. Задача рационального технологического процесса при сварке среднее тированных сталей сводится прежде всего к тому, чтобы наиболее простыми приемами обеспечить высокую стойкость металла около шовной зоны и металла шва против образования холодных трещин.Второй трудностью сварки среднелегированных сталей является предупреждение возникновения кристаллизационных трещин в металле шва. Методы предупреждения кристаллизационных трещин при сварке среднелегированных сталей мало отличаются от применяющихся при сварке углеродистых сталей. Для этого снижают содержание в шве серы, углерода и других элементов, уменьшающих стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин, и повышают содержание таких элементов, как марганец, хром и др., увеличивающих стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин.Третья трудность состоит в необходимости получения металла шва, около шовной зоны и сварного соединения в целом с механическими свойствами, равноценными или близкими к свойствам основного металла. Поскольку для повышения стойкости металла шва против образования холодных и кристаллизационных трещин ограничивают содержание в нем углерода и некоторых легирующих элементов, достигнуть равноценности шва с основным металлом в общем случае весьма затруднительно. Литой металл шва в отличие от катаных и кованых заготовок не подвергается обработке давлением -- эффективному средству создания благоприятной структуры и повышения механических свойств металла. Термообработка сварного соединения должна быть возможно более простой и одинаковой для основного металла и металла шва.В ряде случаев возникают серьезные затруднения с обеспечением надлежащих прочностных и пластических свойств металла, около шовной зоны и зоны сплавления. Трудности получения качественной зоны сплавления возникают, например, в случае использования для сварки среднелегированных сталей высоколегированного электродного металла, обеспечивающего получение шва с аустенитно структурой. Большая разница по химическому составу между металлом шва и основным металлом при определенных условиях может привести к образованию в зоне сплавления непластичной хрупкой прослойки и обезуглероживанию основного металла в участках, непосредственно примыкающих к границе сплавления.Большие трудности могут возникнуть при электрошлаковой сварке сталей, склонных к перегреву. Для устранения последствий перегрева в около шовной зоне в таких случаях приходится разрабатывать специальные режимы термообработки, усложняющие изготовление сварной конструкции, или применять менее производительные методы сварки.Совершенно особые трудности возникают, если сварные соединения среднелегированных сталей вовсе нельзя подвергать термообработке, например, сварные соединения судов и других крупных сооружений, а также, если вместо требуемой закалки с по следующим отпуском приходится применять только отпуск. В подобных случаях прибегают к ряду особых технологических приемов. Для решения этих задач технолог должен правильно выбрать режимы сварки и сварочные материалы.Из всех перечисленных затруднений, возникающих при сварке среднелегированных сталей, наиболее серьезным и специфичным является предотвращение образования холодных трещин.