QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CẦU TRỤC DẦM ĐÔI DẠNG HỘP

LỜI CẢM ƠN Trải qua năm tháng Bách Khoa, học tập môi trường giáo dục đại, với người thầy tài giỏi ln tận tình sinh viên; với người bạn động, sáng tạo khát khao tri thức Đây quãng thời gian tác giả trưởng thành nhiều nhận kiến thức quý báu, kinh nghiệm kĩ quan trọng cần thiết cho tương lai Cảm ơn thầy giáo nhóm chun mơn Hàn Cơng nghệ kim loại, Trường Cơ Khí, đặc biệt thầy Nguyễn Tiến Dương giúp đỡ tác giả nhiều quãng thời gian học tập tìm hiểu chủ đề thực tập tốt nghiệp, không kiến thức chun mơn mà cịn cách sống, cách làm người Cảm ơn bạn lớp Công nghệ hàn K62 giúp đỡ tác giả tìm hiểu đề tài hoàn thiện báo cáo thực tập Chúc Bách khoa phát triển không ngừng, trường tuyệt vời hệ sinh viên Việt Nam Mội lần cuối xin cảm ơn tất cả! TĨM TẮT NỘI DUNG TÌM HIỂU CỦA CHỦ ĐỀ Đề tài thực tập tốt nghiệp tìm hiểu quy trình cơng nghệ chế tạo kết cấu dầm hộp cầu trục Với bước thiết kế sản phẩm kết cấu thép với phương pháp hàn: chọn vật liệu bản, vật liệu hàn, phương pháp hàn, trình tự ngun cơng thực hiện, chế độ hàn xử lý nhiệt trước sau hàn, lập pWPS cho mối hàn Trong trình tìm hiểu chủ đề lần này, tác giả nắm rõ quy trình cơng nghệ chế tạo sản phẩm khí nói chung, sản phẩm khí sử dụng phương pháp hàn nói riêng Tác giả Cảnh Đặng Văn Cảnh MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ DẦM CẦU TRỤC 1.1.Giới thiệu chung kết cấu thép 1.2.Dầm cầu trục Khái niệm CHƯƠNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO CẦU TRỤC DẦM ĐƠI DẠNG HỘP .12 2.1.Lựa chọn vật liệu 12 Nguyên tắc chung lựa chọn vật liệu cho kết cấu hàn 12 Chọn vật liệu 12 2.2.Xác định kích thước tiết diện ngang dầm .13 CHƯƠNG LỰA CHỌN QUÁ TRÌNH HÀN, VẬT LIỆU HÀN VÀ THIẾT BỊ HÀN 14 3.1.Lựa chọn trình hàn 14 3.2.Lựa chọn vật liệu hàn thiết bị hàn 14 CHƯƠNG CHẾ TẠO PHÔI 20 4.1.Lựa chọn phôi 20 4.2.Nắn phôi trước lấy dấu cắt 21 4.3.Lấy dấu cắt phôi 23 CHƯƠNG TRÌNH TỰ CÁC NGUN CƠNG 26 5.1.Trình tự ngun cơng 26 5.2.Kỹ thuật hàn đính .27 CHƯƠNG KIỂM TRA PHÊ CHUẨN QUY TRÌNH HÀN 28 6.1.Các bước kiểm tra phê chuẩn pWPS 28 6.2.Các tiêu chí phê chuẩn WPS 28 CHƯƠNG ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG HÀN VÀ NGHIỆM THU SẢN PHẨM CHẾ TẠO 31 7.1.Bảo đảm chất lượng trình chế tạo sản phẩm .31 Thanh tra vấn đề an toàn sản xuất 31 Thanh tra việc lựa chọn vật liệu, vật tư sử dụng 32 Thanh tra việc lựa chọn lắp ráp thiết bị hàn, dụng cụ sử dụng…………………………………………………………………………32 Thanh tra việc chuẩn bị phôi, mép hàn gá lắp hàn 32 Thanh tra việc lựa chọn nhân lực hàn 33 Giám sát việc cài đặt thông số hàn .33 Giám sát kỹ thuật thực đường hàn 33 Thanh tra, giám sát việc bảo quản vật tư, thiết bị hàn 33 Thanh tra việc bảo vệ môi trường .34 7.2.Phân tích lựa chọn phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm 34 Kiểm tra trực quan VT 34 Kỹ thuật kiểm tra siêu âm (UT-Ultrasonic Testing) 40 Kiểm tra thấm mao dẫn (PT-Penentrant Testing) .42 KẾT LUẬN 44 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ DẦM CẦU TRỤC 1.1 Giới thiệu chung kết cấu thép Kết cấu thép kết cấu chịu lực cơng trình, làm thép kim loại khác nói chung Kết cấu thép ngày sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp đại nhờ ưu điểm: bền, thiết kế tinh gọn, lắp ráp vận chuyển đơn giản, tính cơng nghiệp hóa cao Bên cạnh đó, làm việc mơi trường ẩm thấp, hay nhiệt độ cao cần quét them lớp sơn chống gỉ, chống cháy có lớp bê-tơng bảo vệ bên Phạm vi sử dụng kết cấu thép rộng rãi: xây dựng nhà cửa, cầu đường, kết cấu khung tháp cao, bể chứa, khung sàn, bệ đỡ máy nâng chuyển, kết cầu dầm trụ… Khi tính tốn, thiết kế kết cấu thép cần đảm bảo yêu cầu độ bền, độ cứng vật liệu chế tạo, khả chịu lực kết cấu Hình dáng kết cấu phải hợp lý, tiết kiệm vật liệu, đảm bảo tính cơng nghệ chế tạo tính lắp ráp động Chính ta cần tính tốn để so sánh để tìm kết cấu hợp lý tiết kiệm 1.2 Dầm cầu trục Khái niệm Cầu trục thiết bị nâng hạ hoạt động dựa hệ dầm đỡ gồm hai chuyển động (ngang, dọc) để đảm bảo thao tác nâng hạ, di chuyển tải không gian làm việc cầu trục nhà xưởng Cầu trục dùng chủ yếu phân xưởng, nhà kho để nâng hạ vận chuyển hàng hóa với lưu lượng lớn Cầu trục nâng hạ vận chuyển hàng theo yêu cầu điểm không gian nhà xưởng Phân loại a) Cầu trục dầm đơn Là cấu trúc tời nâng chạy dầm Cầu trục đáp ứng cho tải trọng nâng nhẹ đến trung bình(1 mm Không theo yêu cầu Không theo yêu cầu Không ngấu CHƯƠNG ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG HÀN VÀ NGHIỆM THU SẢN PHẨM CHẾ TẠO 7.1 Bảo đảm chất lượng trình chế tạo sản phẩm Thanh tra vấn đề an toàn sản xuất Trước trường làm việc cần phải trang bị đầy đủ bảo hộ cá nhân như: quần áo bảo hộ, giày, mắt kính, mũ bảo hộ, trang… Khi công nhân hay nhân viên ngồi cơng trường phải học an tồn dự án dán tem an toàn lên mũ Làm việc cao (trên 2m) phải đeo dây an toàn, đầu móc an tồn phải đeo từ thắt lưng trở lên Làm việc hầm sâu, khép kín cần phải bố trí hai ngƣời làm việc, người ngồi quan sát, cảnh bảo Bố trí hệ thống thơng gió hầm sâu, khu vực khép kín Khi làm việc xe cẩu, xe nâng phải đeo dây an toàn; tuyệt đối tuân thủ điều khiển người vận hành xe cẩu người điều khiển tín hiệu Khi hàn cắt có sử dụng khí lượng phải tuyệt đối tn thủ quy trình sử dụng khí lượng cho an tồn Ví dụ, mở van khí oxy trước mở van khí cháy sau, đóng van khí cháy trước đóng van oxy sau… Khi sử dụng thiết bị điện cầm tay (máy hàn, máy mài, máy cắt…) phải kiểm tra điều kiện an tồn như: dây cấp nguồn có cắm vào nguồn điện cần dùng hay khơng, dây cắm có bị hở hay khơng, tiếp mát có kẹp vào bị trí cần hàn hay khơng… Khi lại cần đảm bảo an tồn, khơng lại nơi có cạnh sắc, nơi có biển báo cấm, nơi có rào chắn, nơi mà cần trục qua hay mã hàng cẩu cao, nơi làm việc hành lang an toàn cẩu… Chỉ lại nơi, phần đường dành cho người vạch sẵn, lên xuống cầu thang phải vịn tay vào lan can Khi làm việc điều kiện dễ xảy cháy nổ kho chứa khí cháy, oxy… cần phải đăng ký trước với người có trách nhiệm trực chữa cháy Tại nơi làm việc có nguy an toàn lao động phải báo cho người có trách nhiệm để khắc phục Khu vực làm việc có xảy tai nạn lao động phải sơ cứu nạn nhân; thông báo cho phận y tế, phận an toàn để khắc phục tai nạn Khi có đám cháy xuất xưởng sản xuất cần thực bước sau: Cần nhanh chóng thông báo cho tất người biết Ngắt cầu dao điện Tham gia chữa cháy, cứu tài sản, cháy lan diện rộng cần gọi chữa cháy Thanh tra việc lựa chọn vật liệu, vật tư sử dụng Nội dung tra lựa chọn vật liệu vật tư sử dụng bao gồm: Mác vật liệu có phù hợp với yêu cầu vẽ thiết kế hay không? Truy xuất nguồn gốc vật liệu đem hàn phải phù hợp với chứng vật liệu số Heat-No Plate-No Kích thước phơi hàn phải đảm bảo dung sai vẽ thiết kế đánh mã số phù hợp Vật liệu hàn phải phù hợp với yêu cầu WPS cụ thể Vật liệu hàn sử dụng phải phù hợp với dự án thực Thanh tra việc lựa chọn lắp ráp thiết bị hàn, dụng cụ sử dụng Sử dụng thiết bị hàn phải phù hợp với dự án thực Thiết bị hàn phải có chứng lưu máy hiệu chỉnh thời hạn sử dụng Sử dụng máy hàn, thiết bị hàn phụ trợ phải với quy trình hàn cụ thể, không nhầm lẫn Kiểm tra thông số máy hàn có đáp ứng thơng số q trình hàn ghi WPS hay không Thanh tra việc chuẩn bị phôi, mép hàn gá lắp hàn Mép hàn chuẩn bị phải phù hợp với kích thước vát mép quy định vẽ thiết kế mối hàn Mép hàn có dung sai nằm miền dung sai cho phép như: độ phẳng phép hàn, độ lệch mép hàn… Thanh tra việc lựa chọn nhân lực hàn Thợ hàn thợ vận hành máy hàn phải có chứng phù hợp cho loại mối hàn cụ thể Thợ hàn hay thợ vận hành máy hàn phải có tên danh mục đăng ký thợ hàn dự án Đối với nhóm mối hàn ln có WPS cụ thể, thợ hàn hay thợ vận hành máy hàn không sử dụng nhầm lẫn WPS Trong trường hợp thợ hàn hay thợ vận hành máy hàn không xác định WPS sử dụng cho nhóm mối hàn tra hàn cần tiến hành ghi tên WPS lên vị trí sát mối hàn Giám sát việc cài đặt thông số hàn Thợ hàn đặt thông số hàn máy hàn phù hợp với WPS cụ thể cần có kiểm tra tra hàn để xác nhận việc phép hàn hay không? Cài đặt thông số hàn phải thực trình tự phải phù hợp với hướng dẫn sử dụng loại thiết bị Giám sát kỹ thuật thực đường hàn Trước thực hàn cần phải tiến hành nung nóng sơ trước hàn tuân thủ theo nhiệt độ Trong trình hàn cần trì nhiệt độ đường hàn khơng thấp nhiệt độ nung nóng sơ phải nhỏ nhiệt độ đường hàn tối đa cho phép Các thông số WPS cần phải tuân thủ đầy đủ, không bỏ sót Thanh tra, giám sát việc bảo quản vật tư, thiết bị hàn Vật tư trước sử dụng đưa khỏi kho chứa vật liệu hàn Và phải phù hợp với dự án tiến hành Trong trình hàn, vật tư sử dụng cần sử dụng phù hợp cho nhóm mối hàn cụ thể, không nhầm lẫn Sau hàn, vật tư sử dụng cịn thừa cần phải chuyển kho sấy lại (nếu cần) theo khuyến cáo nhà sản xuất Thiết bị hàn trước đem hàn cần phải có chứng cịn thời hạn sử dụng, phải sử dụng với trình hàn mà thiết bị vận hành Sau hàn xong, cần đưa thiết bị hàn vào tủ chứa theo yêu cầu bảng hướng dẫn Thanh tra việc bảo vệ môi trường Phải tiến hành dọn vệ sinh nơi làm việc sau hết ca, không vứt rác khu vực sản xuất Hút thuốc nơi quy định Đi vệ sinh phải nơi quy định, không gây mỹ quan Nghiệm thu sản phẩm chế tạo 7.2 Phân tích lựa chọn phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm Theo yêu cầu thực kiểm tra Khi nghiệm thu sản phẩm, tác giả tiến hành kiểm tra ngoại dạng NDT Kiểm tra đối chiếu với tiêu chí chấp nhận Nếu đạt, tác giả tiến hành chế tạo sản phẩm STT Mối hàn Phương pháp NDT VT UT PT RT MT Giáp mối 100% 30% 30% - - Góc 100% 50% - - - Kiểm tra trực quan VT a) Nguyên lý kĩ thuật thực Kiểm tra ngoại dạng VT phương pháp thực trước tiên thực phương pháp kiểm tra NDT DT khác, lẽ khơng nhiều thời gian, chi phí thấp Tuy nhiên phương pháp kiểm tra VT phát khuyết tật bề mặt có kích thước lớn Kĩ thuật kiểm tra VT thường phát khuyết tật điển cháy cạnh, rỗ khí, bắn tóe kim loại, cháy thủng, nứt, khơng ngấu, khơng thấu… Ngồi ra, kiểm tra VT sử dụng cơng cụ hỗ trợ để xác định độ phẳng, độ thẳng, đo góc hay độ lệch mép… Kĩ thuật loại khuyết tật phát sử dụng thước đo vạn (dạng mổ cò) sau: Kiểu đo Đo góc Đo lệch mép hàn Cháy chân Độ lồi Cạnh mối hàn góc Hình vẽ Angle Bevel Joint Mismatch Undercut Weld Reinforcement Fillet Weld Actual Throat Thickness Kĩ thuật Đo góc từ 0÷600 Lấy bề mặt làm chuẩn cho thước, sau tỳ sát phần phẳng xoay vào mép hàn Lấy bề mặt làm chuẩn, sau đặt mũi tỳ quay vào mép lại Lấy bề mặt làm chuẩn, sau đặt mũi tỳ chạm quay tới phần đáy cháy cạnh, đo từ – mm Đo đến 25 mm, lấy bề mặt làm chuẩn sau đặt mũi tỳ quay lên phần nhơ mối hàn Để hai mặt thước tiếp xúc với hai phần tử liên kết, trượt mũi tỳ thẳng xuống chạm vào bề mặt mối hàn góc Đo kích thước lên đến 20 mm Chân mối hàn góc Fillet Weld Size b) Tiêu chí chấp nhận Lấy bề mặt làm chuẩn, sau đặt mũi tỳ quay lên phần chân mối hàn liên kết với phần tử cịn lại Đo kích thước lên đến 25 mm Tiêu chí chấp nhận kiểm tra VT cho bảng “Table 7.6” tiêu chuẩn ASME Section VIII Div.2 Qua bảng ta thấy Tiêu chí chấp nhận kiểm tra VT phải thỏa 13 tiêu chí Bất kì mối hàn kiểm tra trực quan không thỏa mãn không đạt Kiểm tra ngoai dạng VT cần thực trước hàn, hàn sau hàn để đảm bảo chất lượng tốt Kỹ thuật kiểm tra siêu âm (UT-Ultrasonic Testing) a) Kĩ thuật thực Nguyên lý: Sóng âm có tần số cao (0,5 – 20MHz) truyền vào vật liệu cần kiểm tra Cường độ sóng âm đo kh phản xạ mặt phân cách đo bề mặt đối diện vật kiểm tra Chùm sóng âm phản xạ phát phân tích để xác định có mặt khuyết tật, vị trí độ lớn Kĩ thuật kiểm tra phản hồi Trong kiểm tra xung phản hồi, chuyển đổi sinh lượng xung tương tự chuyển đổi thứ phát lượng phản xạ Các phản xạ xảy bất liên tục khuyết tật Năng lượng âm phản xạ hiển thị ngược với thời gian, cung cấp cho người kiểm tra kích cỡ vị trí thuộc tính phản xạ âm Thiết bị kiểm tra siêu âm Thiết bị kiểm tra siêu âm tay bao gồm: Máy dò siêu âm: Bộ phát xung; Bộ phát điều chỉnh hời gian có điều khiển trễ; ống tia cathode có chỉnh lưu tồn phần; khuếch đại chuẩn có điều khiển tăng dần Đầu dị siêu âm: Tinh thể áp điện biến dao động điện thành dao động ngược lại; đế đầu dò thường làm khối perspex dán vào tinh thể điện áp keo dính; bật tắt dao động để chống rung b) Tiêu chí chấp nhận Tiêu chí chấp nhận cho kiểm tra siêu âm Các khuyết tật hiểu vết nứt, thiếu phản ứng tổng hợp xâm nhập không đầy đủ chấp nhậ chiều dài Tất khiếm khuyết kiểu tuyến tính khác khơng chấp nhậ biên độ vượt mực tham chiếu độ dài khuyết tật vượt điều sau đây: + 6mm với t 19 mm + t/3 cho t ≥ 19mm t ≤ 57 mm + 19 mm với t ≥ 57 mm Trong tiêu chí trên, t độ dày mối hàn Đối với mối hàn giáp mối tham gia vật liệu có chiều dày khác nhau, lấy t chiều dày mỏng Nếu mối hàn điền đầy mối hàn góc, chiều dày xác định t Kiểm tra thấm mao dẫn (PT-Penentrant Testing) a) Kĩ thuật thực Nguyên lý Phương pháp kiểm tra thấm mao dẫn sử dụng để phát khuyết tật thông lên bề mặt mà mắt thường không thấy Dùng chất lỏng với đặc tính thấm ướt bề mặt cao đưa vào bề mặt vật kiểm Chất thấm vào vị trí bất liên tục mối hàn nhờ tượng thấm mao dẫn chế khác Chất thấm thừa bề mặt làm chất đưa vào hút chất thấm bề mặt Với kĩ thuật kiểm tra tốt, thị bất liên tục nhìn thấy mắt thường Các bước thực b) Các tiêu chí chấp nhận Một thị khuyết tật lớn so với thực tế Tuy nhiên, kích thước thị sở để đánh giá tiêu chí chấp nhận Chỉ thị với kích thước lớn 1,5 mm coi khuyết tật Chỉ thị đường (linear indication) thị có chiều dài lớn lần chiều rộng mối hàn Chỉ thị trịn (rounded indication) thị với hình trịn hình elip với chiều dài lớn lần chiều rộng Các thị bị nghi ngờ thẩm định lại để xem có phải khuyết tật hay khơng Tiêu chí chấp nhận cho kiểm tra thẩm thấu Tất bề mặt kiểm tra khơng phép có: Những khuyết tật dài Các khuyết tật trịn có đường kính lớn mm Bốn nhiều khuyết tật tròn nằm đường thẳng cách 1,5 mm ngắn (tính từ mép) Các thị xem vết nứt khơng chấp nhận KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu, tác giả rút số học kinh nghiệm quý báu:  Có nhìn tổng qt sản phẩm kết cấu hàn quy trình tính toán thiết kế để tạo sản phẩm dầm hộp theo quy trình  Hiểu biết thêm kiến thức chun ngành, cách tính tốn thiết kế để chế tạo sản phẩm, từ nhận điều kiến thức học lớp cần thiết đưa vào tính tốn thiết kế, ví dụ mơn học sức bền vật liệu, kết cấu hàn, ứng suất biến dạng hàn…  Biết cách tra cứu vật liệu phù hợp cho sản phẩm chế tạo, chọn phương pháp hàn, vật liệu hàn cho tối ưu hiệu nhất, giúp tăng suất chế tạo sản phẩm  Biết cách sử dụng tài liệu sẵn có mạng, sách vở, để củng cố thêm cho lập luận Tuy nhiên, bên cạnh thuận lợi định, tác giả nhận thấy có số điều cịn hạn chế tìm hiểu quy trình cơng nghệ chế tạo kết cấu hàn, chẳng hạn kiến thức thực tế sinh viên, từ trước tới việc học tập thực giảng đường số phịng thí nghiệm Vì kiến thức thực tế dầm cầu trục dạng hộp, tác giả có hội nhìn thấy tận mắt nên việc hình dung sản phẩm để hiểu rõ thêm nên phần báo cáo cịn hạn chế, khó tránh khỏi thiếu sót Vậy tác giả kính mong có góp ý thầy, để em cải thiện kiến thức