Технология и организация сварочно-монтажных работ на трассе с применением установки «Дуга» диаметр 1220 мм

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО Тюменский государственный  нефтегазовый университет

Тюменский политехнический  колледж

Специальность № 130502 «Сооружения  и эксплуатация газонефтепроводов

и газонефтехранилищ»

 

 

 

 

 

Курсовой проект

 По дисциплине 

«Строительство  магистральных трубопроводов»

на тему:

«Технология и организация сварочно-монтажных работ на трассе с применением установки «Дуга» диаметр 1220 мм»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработал: студент  ТПК

гр.ПСТт-06-(9)-1

Туйчин В. А.

Проверил: преподаватель

Васильева Н. И.

 

 

 

 

Тюмень 2010

Содержания

Обозначение	Наименование	Стр.
КП 130502 15 0000 ПЗ КП 130502 15 0001 ПЗ КП 130502 15 0002 ПЗ                     КП 130502 15 0003 ПЗ         КП 130502 15 0004 ПЗ КП 130502 15 0005 ПЗ КП 130502 15 0006 ПЗ	Содержание Введение       2. Расчетная часть Расчет устойчивости трубоукладчика при подтаскивании трубы и стыковки Расчет необходимого количества    углекислого газа (CO2) Подбор режима сварки и сварочной проволоки Подбор необходимых машин и оборудований       Технологическая часть        3.1. Общая часть технологии             3.2. Машины и механизмы             3.3. Технология             3.4. Контроль качества Охрана труда и техника безопасности Охрана окружающей среды Список литературы	1 2 4     4   4   7   8   10 10 16 21 26 28 31 33

 

 

 

1. Введение.

 

Развитие отечественного топливно-энергетического комплекса (ТЭК) в ближайшие годы будет базироваться на сырьевом потенциале в бассейне континентального шельфа, а также  в Восточной Сибири и в некоторых, пока еще недостаточно изученных, комплексах разреза Западной Сибири.

Утвержденная  правительством в августе 2003 г. Энергетическая стратегия РФ на период до 2020 г. предусматривает доведение ежегодной добычи нефти к концу программы как минимум до 450 млн. т, газа — до 680 млрд. м³. Не менее 50—60% от этих объемов должно быть отправлено на экспорт.

Перед любым  поставщиком углеводородов изначально стояли и стоят две главные  задачи: извлечь ресурсы и доставить  их потребителю, неслучайно многие страны на рубеже XXI в. стали активно развивать трубопроводные системы.

Трубопроводный  транспорт нефти, нефтепродуктов и  газа остается на сегодняшний день важнейшей составляющей частью системы  снабжения промышленности, энергетики, транспорта и населения топливом и сырьем. Он является одним из дешевых видов транспорта, обеспечивая энергетическую безопасность страны, и в тоже время позволяет существенно разгрузить железнодорожный транспорт для перевозок других важных для народного хозяйства грузов.

На территории РФ создана разветвленная сеть магистральных газопроводов, нефтепроводов и продуктопроводов. Протяженность магистральных трубопроводов в России превысила 225 тыс. км, в том числе газопроводных магистралей — более 155 тыс. км, нефтепроводных — 50 тыс. км, нефти продукта проводных — 20 тыс. км. С помощью магистрального трубопроводного транспорта перемещается 100% добываемого природного газа, 99% добываемой нефти, более 50% производимой продукции нефтепереработки.

В настоящее время построены и строятся новые трубопроводные магистрали,

 

 

                                                                                                         

которые по своей технической  сложности не имеют аналогов в  мировой практике строительного проектирования. Магистральный газопровод «Россия — Турция» — уникальное инженерное сооружение: построены 3 тоннеля диаметром 2,1 м, пройдено 32 оползневых участка, методом наклонно-направленного бурения сооружено более б км переходов через водные преграды, 392 км проложено по акватории Черного моря на глубинах до 2150 м.

Одним из важных этапов дальнейшего развития сотрудничества в газовой области, безусловно, стала реализация проекта по освоению месторождений полуострова Ямал и сооружение газотранспортной системы «Ямал — Европа».

Строительство нефтепровода «Восточная Сибирь — Тихий океан (ВСТО)», рассчитанного на перекачку 80 млн. т нефти в год, станет самым крупным трубопроводным коммерческим проектом начала XXI в.

В 1975 году СССР  строительство магистральных нефте- и газопроводов осуществлялось в основном с использованием сварочных комплексов, выпуск которых был освоен на заводе тяжелого электросварочного оборудования в Пскове. В период с 1975 по 1990 год было изготовлено более 60 единиц оборудования для сварки труб.

Для автоматической сварки трубопроводов в среде С0₂ разработан комплекс оборудования, получивший название «Дуга». Отличительной особенностью оборудования является выполнение сварки одного стыка в несколько приемов и увеличение числа дуг, одновременно работающих на одном стыке. Комплекс «Дуга» предназначен для сварки труб диаметром 1220—1420 мм в непрерывную нитку трубопровода. Он состоит из следующих основных единиц: станков для обработки кромок труб, подвешенных на стреле трубоукладчика; установки внутренней сварки; установок наружной сварки (5 шт.); агрегатов питания установок внутренней и наружной сварки; агрегата обслуживания.

 

 

 

 

2. Расчетная часть

1. Расчет устойчивости трубоукладчика при подтаскивании и стыковки

 

Q_т - Масса трубы                                                [5]

Q_т = 475,1 кг на 1 метр

Q_т = 12×475,1 = 5701,2 кг = 5,7 т

К_зу = ≥ 1,4, где                                       [7]

М_уст- момент устойчивости, он берется из технической характеристики трубоукладчика = 50 т.м                                    [7]

М_гр – момент грузовой

М_гр  = Q_гр×l_раб, где                                                [7]

Q_гр – масса трубы с клещевым захватом

l_раб – вылит крюка, берем из технической характеристики трубоукладчика = 2,5 м

Q_гр = Q_т+Q_т.о, где                                                 [4]

Q_т.о – масса такелажного оборудования (Торцевой захват), берем из технической характеристике торцевого захвата = 0, 0733 т

Q_гр=5,7 +0,547=6,247 т

М_гр = 6,247×2,5= 15,62 т. м

К_зу = =3,2>1.4

2. Расчет необходимого количества углекислого газа СО₂

 

Метод ведения сварочно-монтажных работ – Автоматическая электродуговая сварка труб в среде защитных газов

Марка стали  – 10Г2ФБ

 

 

 

Данные по марке стали:                                      [5]

С – 0,1

Si – 0, 35

Mn – 1, 4

P – 0, 03

S – 0,035

Находим эквивалент углерода

С_экв=С+             [3]

C_экв=0,1+

Подогрев требуется  до температуры 150-200 ⁰С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ширина облицовочного слоя зависит от толщины стенки труб.

Таблица 2.1

Толщина стенки трубы, мм	Ширина облицовочного  шва, мм
15,2 – 16,5	13-1+3

 

Д_з – диаметр заполняющий

Д_об – диаметр облицовочный

Д_к – диаметр корневой

Д_з= Д_н-δ, где

Д_н – Диаметр наружный

δ – толщена  стенки

Д_з=1220 – 15,7=1204,3 мм

Д_об= Д_н

Д_об=1220 мм

Д_к=Д_н-2δ

Д_к=1220-2×15,7=1188,6 мм

Находим длину окружности

L_з – Длина окружности заполняющего (3 слоя)

L_об – Длина окружности облицовочного шва

L_к - Длина окружности корневого шва

L_з=π× Д_з

L_об=π× Д_об

L_к=π× Д_к

L_з1=3, 14×1204, 3=378, 2 см

L_з2=378, 2 см

L_з3=378, 2 см

L_об=3, 14×1220=383, 1 см

L_к=3, 14×1188, 6=373, 2 см

Находим время  сварки

t – время потраченное на один стык (мин)

t_з1-3= , где

υ – Скорость сварки

t_об=

t_к=

t_з1==15, 1 мин

t_з2=15, 1 мин

t_з3=15, 1 мин

Tоб =15, 3 мин

t_к= = 7,8 мин

t= t_з1-3+ t_об+ t_к=15,1+15,1+15,1+15,3+7,8=68, 4 мин

V – объем необходимого газа

V_з1-3=Q_з×t_з, где

Q- расход газовой среды

V_об=Q_об×t_об

V_к=Q_к×t_к

V_з1-3=30×15,1=453 л

V_об=30×15,3=459 л

V_к=30×7,8=234 л

 

3. Подборка режима сварки и сварочной проволоки

 

Таблица 2.2

Наименования  материала	Диаметр - 1220 мм	Толщина стенки – 15,7 мм
Сварочная проволока  диаметром 0,9 мм, кг на 1 км	290,4

Находим количество стыков

= 83,3 ст

Находим количество сварочной проволоки на 1стык

= 3,5 кг

Таблица 2.3

Режимы автоматической сварки в среде защитных газов.

Параметры режима сварки	Наименования  слоев
	Наружный  корневой	заполняющий			Облицовочный
		Первый	Второй	Третий
Скорость  сварки, см/мин	48-80	25-35	25-35	25-35	25-35
Сварочный ток, А	220-240	220-240	190-210	180-200	170-190
Напряжение, В	22-24	22-24	20-22	20-22	19-21
Амплитуда колебания, мм	-	4,0	5,6	6,3	8,1
Частота колебания электрода, мин	-	130-150	110-130	110-130	110-130
Вылет электродной проволоки, мм	9	12	10	10	10
Состав  защитной газовой среды, %: Углекислый  газ	100	100	100	100	100
Расход  газовой среды, л/мин	30	30	30	30	30

 

4.  Подбор необходимых машин и оборудований

Машины и  оборудования.

Таблица 2.4

Поз.	Наименования	Количество	Примечания
	Трубоукладчик	4	ТР20.27.06
	Клещевой захват	4	КЗ1221

 

 

	Центратор внутренний	1	ЦВ127
	Сварочная установка	6	АСТ-108 на базе трелевочного трактора ТТ-4М
	Вагон домик	2	«Кедр»
	Бульдозер	1	Б10М2.6050Е
	Лобовой станок	2	СПК-121А
	Подогреватель	1	ПС-1221

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Технологическая часть
1. Общая часть технологии

В решение задач научно- технического  прогресса важное место принадлежит  сварке. Сварка является технологическим  процессом, широко применяемая практически  во всех отраслях народного хозяйства.

С применением сварки создаются серийные и уникальные машины. Сварка внесла коренные изменения в  конструкцию и технологию производства многих изделий. При изготовлении металлоконструкций, прокладке трубопроводов, установке технологического оборудования, на сварку  приходится четвертая часть всех строительно-монтажных работ. Основным видом сварки является дуговая сварка.

На современном  этапе развития сварочного производства в связи с развитием научно-технической  революции резко возрос диапазон свариваемых толщин, материалов видов сварки. В настоящее время сваривают материалы толщиной от несколько микрон (в микроэлектронике) до нескольких метров (в тяжелом машиностроении).

Рабочим местом при сварке является сварочный пост. Посты подразделяются на стационарные и передвижные. Стационарные это посты, находящиеся в цехах, преимущественно в сварочных кабинах, в которых свариваются изделия небольших размеров.