LỜI NÓI ĐẦU Dù ở bất kỳ quốc gia, vùng lãnh thổ nào thì sự phát triển của một đất nước luôn gắn liền với thành tựu khoa học của đất nước đó. Nước ta cũng không nằm ngoài quy luật đó. Mặc dù đất nước còn nhiều khó khăn nhưng Đảng, Nhà nước luôn xác định phát triển khoa học công nghệ là mục tiêu hàng đầu. Điều này hoàn toàn đúng đắn vì khoa học kỹ thuật có phát triển thì mới chế tạo ra nhiều máy móc phục vụ lợi ích con người. Máy móc đã và đang có vai trò rất quan trọng trong đời sống con người. Nó có thể làm việc bền bỉ và làm được những công việc nặng nhọc mà con người không thể thực hiện được. Để chế tạo được nó có rất nhiều biện pháp như hàn, bulong, đinh tán...trong đó hàn là nguyên công không thể thiếu.Để giúp sinh viên có đầy đủ kiến thức và ký năng cần thiết sau khi tốt nghiệp, đòi hỏi sinh viên phải hoàn thành một số đồ án trong đó đồ án công nghệ hàn nóng chảy đặc biệt quan trọng đối với sinh viên thuộc chuyên ngành hàn.Sau một thời gian học tập nghiên cứu, mày mò cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Nguyễn Quốc Mạnh, nhóm chúng em đá hoàn thành đồ án chế tạo vỏ thùng chứa chất lỏng . Do thời gian hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em mong thầy thông cảm và đóng góp ý kiến.Em chân thành cám ơn
Đồ án công nghệ hàn nóng chảy GIẢI THÍCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ĐÃ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN Bảng gải thích các cụm từ viết tắt trong đồ án Viết tắt Ý nghĩa CNHNC Công nghệ hàn nóng chảy CLH Chất lượng hàn pWPS Bản quy trình hàn sơ bộ Bảng gải thích các ký hiện đã sử dụng trong đồ án Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa Ih [ A] Dòng điện hàn Uh [ V] Điện thế hàn d mm Đường kính dây hàn LỜI NÓI ĐẦU Dù ở bất kỳ quốc gia, vùng lãnh thổ nào thì sự phát triển của một đất nước luôn gắn liền với thành tựu khoa học của đất nước đó. Nước ta cũng không nằm ngoài quy luật đó. Mặc dù đất nước còn nhiều khó khăn nhưng Đảng, Nhà nước luôn xác định phát triển khoa học công nghệ là mục tiêu hàng đầu. Điều này hoàn toàn đúng đắn vì khoa học kỹ thuật có phát triển thì mới chế tạo ra nhiều máy móc phục vụ lợi ích con người. Máy móc đã và đang có vai trò rất quan trọng trong đời sống con người. Nó có thể làm việc bền bỉ và làm được những công việc nặng nhọc mà con người không thể thực hiện được. Để chế GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh SVTH : Lê Thị Thanh Lê Hồng Thái 1 Đồ án công nghệ hàn nóng chảy tạo được nó có rất nhiều biện pháp như hàn, bulong, đinh tán trong đó hàn là nguyên công không thể thiếu. Để giúp sinh viên có đầy đủ kiến thức và ký năng cần thiết sau khi tốt nghiệp, đòi hỏi sinh viên phải hoàn thành một số đồ án trong đó đồ án công nghệ hàn nóng chảy đặc biệt quan trọng đối với sinh viên thuộc chuyên ngành hàn. Sau một thời gian học tập nghiên cứu, mày mò cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Nguyễn Quốc Mạnh, nhóm chúng em đá hoàn thành đồ án chế tạo vỏ thùng chứa chất lỏng . Do thời gian hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em mong thầy thông cảm và đóng góp ý kiến. Em chân thành cám ơn! CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM 1. Giới thiệu Trong công nghiệp hiện nay như hóa chất, dầu mỏ , tất cả các hoạt động sản xuất, buôn bán, tồn trữ đều liên quan đến khâu bồn bể chứa. Bồn, bể chứa tiếp nhận nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất và tồn chữ sau sản xuất. GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh SVTH : Lê Thị Thanh Lê Hồng Thái 2 Đồ án công nghệ hàn nóng chảy Bồn chứa có vai trò rất quan trọng, nó có nhiệm vụ: Tồn trữ nhiên liệu và sản phẩm, giúp ta nhận biết được số lượng tồn trữ. Tại đây các hoạt động kiểm tra chất lượng, số lượng, phân tích các chỉ tiêu trước khi sản xuất hàng đều được thực hiện. Ngoài ra nó còn được hỗ trợ bởi các hệ thống thiết bị phụ trợ: Van thở, nền móng, thiết bị chống tĩnh điện, mái che GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh SVTH : Lê Thị Thanh Lê Hồng Thái 3 Đồ án công nghệ hàn nóng chảy 2. Phân loại bồn chứa 2.1. Phân loại theo chiều cao xây dựng Bể ngầm: Được đặt bên dưới mặt đất, thường sử dụng trong các cửa hàng bán lẻ. Bể nổi: Được xây dựng trên mặt đất,được sử dụng ở các kho lớn. Bể nửa ngầm: Loại bể có ½ chiều cao bể nhô lên mặt đất, hưng hiện nay còn rất ít. Bể ngoài khơi : (sử dụng trong ngành dầu khí): Được thiết kế nồi trên mặt nước, có thể di chuyển từ nơi này đến nơi khác một cách dễ dàng. So sánh hai loại bể ngầm và bể nổi: Bể ngầm Bể nổi -An toàn cao: Đây là lý do chính vì bảo đảm phòng cháy tốt và nếu có rò rỉ thì dầu cũng không lan ra xung quanh. -Ít bay hơi: Do không có gió, ít trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài -Tạo mặt bằng thoáng -Chi phí xây dựng thấp -Bảo dưỡng thuận tiện:dễ dàng súc rửa,sơn và sửa chữa bể. -Dễ dàng phát hiện vị trí rò rỉ xăng dầu ra bên ngoài GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh SVTH : Lê Thị Thanh Lê Hồng Thái 4 Đồ án công nghệ hàn nóng chảy 2.2. Phân loại theo áp suất Bể cao áp: Áp suất chịu đựng trong bể lớn hơn 200mmHg. Bể áp lực trung bình: Áp suất từ 20 dến 200mmHg thường dùng bể KO, DO Bể áp thường: Áp suất nhỏ hơn 20mmHg thường dùng là bể dầu nhờn, FO, bể mái phao. 2.3. Phân loại theo vật liệu xây dựng Bể kim loại: Làm bằng thép, áp dụng cho hầu hết các bể lớn hiện nay. Bể phi kim: Làm bằng vật liệu như: Gỗ, composite, nhưng chỉ áp dụng cho các bể nhỏ. 2.4. Phân loại theo hình dạng Bể trụ đứng: Thường sử dụng cho các kho lớn. Bể hình trụ nằm: Thường chôn xuống đất trong cửa hàng bán lẻ hoặc để nổi trong một số kho lớn. GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh SVTH : Lê Thị Thanh Lê Hồng Thái 5 Đồ án công nghệ hàn nóng chảy Bể hình cầu,hình giọt nước: Hiện nay sử dụng ít. 3. Thiết kế bồn chứa. Bồn chứa dùng để chứa các sản phẩm nhiên liệu như: Xăng, khí, hóa chất chúng có khả năng sinh ra cháy nổ cao, mức độ độc hại nhiều nên đòi hỏi việc thiết kế cũng như tính toán phải hết sức cẩn thận. Các hệ thống phụ trợ kèm theo phải được bố trí cẩn thận, tính toán tỉ mỉ nhất là hệ thống phòng cháy chữa cháy, bố trí mặt bằng nhằm hạn chế tối thiểu khả năng xảy ra cháy nổ cũng như khắc phục khi xảy ra sự cố. Tuy nhiên việc tính toán cơ khí cho bồn cao áp là quan trọng nhất vì khi xảy ra sự cố thì việc khắc phục chỉ mang tính chất hình thức, thiệt hại gây ra cho sự cố là khó lường. Theo yêu cầu thiết kế thì bồn có chiều dài L=12m,đường kính D=2,5m,chiều dầy =12mm,hai đầu là bán cầu GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh SVTH : Lê Thị Thanh Lê Hồng Thái 6 Đồ án công nghệ hàn nóng chảy Các bản vẽ lắp CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN VẬT LIỆU CƠ BẢN, LOẠI QUÁ TRÌNH HÀN VÀ VẬT LIỆU HÀN 2.1. Phân tích,lựa chọn vật liệu cơ bản của các chi tiết hàn. 2.1.1. Phân tích, lựa chọn vật liệu cơ bản Bồn được sử dụng để chứa khí hóa lỏng nên yêu cầu khi làm việc phải đảm bảo độ kín cao nhất. Chọn vật liệu làm bồn ngoài đảm bảo khả năng làm việc ta phải xét đến yếu tố kinh tế, vì đối với thép hợp kim có giá thành đắt hơn nhiều so với thép cacbon thường, công nghệ chế tạo phức tạp hơn, giá thành gia công đắt hơn nhiều, đòi hỏi tay nghề của thợ hàn cao. Bình chứa có dạng hình cầu nên chọn vật liệu có độ cứng hợp lý để khi uốn tròn ống được thuận lợi. Xét phần thân bình chứa khí GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh SVTH : Lê Thị Thanh Lê Hồng Thái 7 Đồ án công nghệ hàn nóng chảy Do phần bán cầu có kích thước lớn nên coi như bình chịu ứng suất như hình vẽ: 2a 12000 Thân thùng chứa khí Ta có: ρ K = ∞, ρ V = a. Theo phương trình Laplace ta có: + = σ V = (1) Trong đó: - σ K : là ứng suất kinh tuyến. - σ V : là ứng suất vĩ tuyến - ρ K : là bán kính kinh tuyến. - ρ K : là bán kính vĩ tuyến. - 2a : là đường kính thành ống (a = 1250mm). - δ: là chiều dày vật liệu (δ = 12mm). - p: là áp suất trong thùng. p = 15atm = 15.9,81.10 4 N/m 2 = 15.9,81.10 -2 N/mm 2 Thay vào công thức (1) ta được: σ V = = = 153 N/mm 2 Phương trình cân bằng với một phần vỏ mỏng: GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh SVTH : Lê Thị Thanh Lê Hồng Thái 8 Đồ án công nghệ hàn nóng chảy Pπa 2 = σ K .2πaδ σ K = = = 76,6 N/mm 2 Vậy ứng suất bình phải chịu là: σ K = 76,6N/mm 2 . σ V = 153 N/mm 2 . Ta thấy ứng suất lớn nhất của chi tiết là: 184 (N/mm 2 ). Để kết cấu làm viêc an toàn ta nhân thêm hệ số an toàn: σ max = 1,5.153 = 229,5 N/mm 2 Theo ASTM A 36/A 36M-03a ta chọn được thép (có hàm lượng các nguyên tố và cơ tính gần giống CT38 theo TCVN 1765-75), thép này không chỉ đảm bảo khả năng làm việc (vì đây là thép có hàm lượng cacbon thấp, tính hàn tốt, > σ max )nên sẽ đảm bảo chất lượng mối hàn từ đó đảm bảo yêu cầu về độ kín cao,dễ uốn do hàm lượng C thấp tính dẻo cao mà còn rất kinh tế được sử dụng nhiều trong chế tạo bồn bể hiện nay. 2.1.2. Thành phần hóa học của vật liệu cơ bản 3.1 B. Chemical Composition of Carbon steels for Structural Steel Plates: Stadard designation Grade, class, Type, Symbol or Name UNS Number Section Thickness (mm) Weight, %, Maximum, Unless Otherwise Specified C Mn Si P S ASTM A 36/A 36M- 03a K02595 ≤20 0,25 0,4 0,4 0,04 0.05 2.1.3. Cơ tính của vật liệu cơ bản 3.1A Mechanical Properties of Carbon Steel for Structural Steel Plates GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh SVTH : Lê Thị Thanh Lê Hồng Thái 9 Đồ án công nghệ hàn nóng chảy Stadard designation Grade, class, Type, Symbol or Name UNS Number Yield Strength ( N/mm 2 or Mpa) Tensile Strength ( N/mm 2 or Mpa) Elongation (%) ASTM A 36/A 36M- 03a K02595 250 400-550 25 2.1.4. Các chú ý khi hàn chủng loại vật liệu đã chọn. Tính toán các thông số nhạy cảm với nứt nóng: Thông số độ nhạy cảm với nứt nóng HCS dùng để đánh giá nứt nóng thiên tích ở vùng ảnh hưởng nhiệt của thép các bon và thép hợp kim thấp. (theo [2]-Tr.54) VMoCrMn NiSi PS CHCS +++ +++ = .3 10025 1000 Dựa vào bảng thành phần hóa học ở phần trên ta có HRC=1000.0,25. =22,1 Nhận thấy HCS lớn hơn 4 nên thép dễ bị nứt nóng Để phòng chống nứt nóng, ngoài các biện pháp luyện kim như chọn thành phần hoá học kim loại mối hàn và loại vật liệu hàn thích hợp, còn có thể dùng các biên pháp kết cấu và chế độ hàn thuận lợi để tạo điều kiện kết tinh tốt nhất cho kim loại mối hàn.(ví dụ chọn hệ số ngấu trong khoảng 1,3-2 khi hàn dưới lớp thuốc). Tính toán các thông số nhạy cảm với nứt nguội: GVHD : Nguyễn Quốc Mạnh SVTH : Lê Thị Thanh Lê Hồng Thái 10 [...]... chớnh xỏc to iu kin thun li cho quỏ trỡnh ct Chi tit cú chiu dy S = 12mm nờn khi hn cn vỏt mộp hai bờn Khi ly du cn tớnh n lng d gia cụng bng b rng nột ct tr i khe h ( chn khe h 2mm v b rng vt ct l 3mm) ta cú kớch thc vch du : *Thõn bỡnh : Chiu di : .D +( 3 2) = .2500 + (3 2) = 78510.5 mm Chiu rng : 3000 +( 3 2) = 30010.5 mm Sau khi ly du v vch du ta tin hnh kim tra , lm sch phụi trc khi ct *Np... Composition (% ) Mn Si 0.30-0.55 0.03 0.030 Symbol S 0.030 Mo Ni Cu 0.3 0.2 Chemical Composition (% ) SiO2 + TiO2 CM122 P 15ữ25 Cao +MgO 20ữ 30 Al2O3 + MnO 20ữ 30 CaF2 20ữ 25 Basicity 2 GVHD : Nguyn Quc Mnh SVTH : Lờ Th Thanh Lờ Hng Thỏi 15 ỏn cụng ngh hn núng chy 2.3.3 Ch tiờu c tớnh mi hn theo iu kin cỏc iu kin thuc bo v: Cp mi hn bn chy bn kộo dón di ụ dai va p EH14-CM122 N/mm2 380 ( min) N/mm2 510 (min)... Cm nang hn cú Khong cỏch (mm) 3-4 Chiu dy tm ct (mm) 12-25 Ch ct theo bng 57.tr 137 sỏch S tay Cụng ngh hn núng chy GVHD : Nguyn Quc Mnh SVTH : Lờ Th Thanh Lờ Hng Thỏi 26 ỏn cụng ngh hn núng chy Chiu dy tm ct (mm) p sut O2 (Kg/cm2) C u ngoi C u trong Tc ct (mm/p) Chiu rng ct (mm) 12 3,5 1 2 440-450 3,5 Sau khi ct ta tin hnh gia cụng t c kich thc nh bn v 3.4.3 La chn mỏy (thit b) ct phụi phự hp i... liờn kt hn thng c m bo bng cỏch kt hp mt cỏch thớch hp thuc hn v dõy hn, chn ch hn v k thut hn Dõy - thuc cho hn t ng Theo tiờu chun M: AWS A5.17: F7A (P)4 -EL8, F7A(P)2 - EL8, F7A(P)4-EH14 (in c thộp cacbon v thuc hn) AWS A5.23: F8A(P)4 -EA3 G (in c thộp hp kim v thuc hn) Theo tiờu chun AWS A5.17EH14 ta chn loi dõy hn EH14 vi c im v ng dng: ãEH -14 l loi dõy hn cú hm lng Carbon, Silic thp, hm lng... ngh hn núng chy Cú th dựng th mu hoc tớnh toỏn ỏnh giỏ mc nhy cm ca thộp vi nt ngui Cỏch ỏnh giỏ n gin nht l thụng qua ng lng cacbon theo cỏch tớnh ca Vin Hn Quc t IIW + Tớnh ng lng cacbon tng ng (theo [2]-tr 59): CE= C+ + + =0.2 5+ =0,395 CE = 0,395 < 0,45 nờn thộp khụng b nt ngui 2.2 Phõn tớch, la chn cỏc loi quỏ trỡnh hn s s dng ch to kt cu 2.2.1 Phõn tớch, la chn cỏc loi quỏ trỡnh hn s s dng Cht... bn kộo dón di ụ dai va p EH14-CM122 N/mm2 380 ( min) N/mm2 510 (min) % 22 ( min ) (J) 50 (min)/- 40OC ( F7A4 ) 2.3.4 Cỏc ch dn v khuyn cỏo ca Nh sn xut vt liu hn ó chn Chun b y cỏc yu t an ton lao ng trc khi hn Ngun in hn n nh Ty sch cỏc cht bn nh du, g sột trờn b mt vt hn, quột sch vựng hn trỏnh ln tp cht d vt vo thuc hn Vỏt mộp to khe h hn y , tin hnh cỏc bc hn theo ỳng quy phm V sinh bộp hn, ng... 12m, dy tụn : 6mm- 100mm 3.6 To mộp hn (vỏt mộp hn) 3.6.1 Yờu cu v hỡnh dỏng, kớch thc v cht lng mộp hn ca cỏc mi Yờu cu hỡnh dỏng, kớch thc v cht lng mộp hn: m bo hỡnh dỏng yờu cu Kớch thc gúc vỏt ,kớch thc phn khụng vỏt phi m bo trong phm vi dung sai cho phộp Yờu cu mộp hn phi nhn,sỏng búng v khụng cú cỏc bavia sút li trong quỏ trỡnh ct Mộp hn phi sch (lm sch ớt nht khong 30mm v mi phớa) GVHD... mép cắt và kiểm tra xem đúng kích thớc - Chọn loại máy lốc : Trên thị trờng có nhiều loại máy lốc, ví dụ nh máy lốc 3 trục, 4 trục và công suất khác nhau Với yêu cầu của bài toán này thì ta có thể chọn máy lốc tôn thủy lực 3 trục kiểu W11 12x2000, có thông số nh sau : - Công suất động cơ 45 kw - Chiều dài của trụ là 3200mm - Đờng kính trụ lc trờn l : 500mm - Đờng kính trụ lc di l : 400mm GVHD : Nguyn... lm tng kh nng chu ng sut hng kớnh ca bỡnh ng 3.5.2 La chn mỏy (thit b) to hỡnh phụi phự hp Do kớch thc phụi ch to ln, phụi ch to m bo ng gia cỏc chi tit nờn s dng cỏc thit b chuyờn dựng ch to Cỏc thit b s dng l cỏc thit b chuyờn dựng c ln phự hp vi kớch thc phụi nhp v * Chn thit b ch to thõn bỡnh : + Lốc tròn : - Sau khi cắt xong tiến hành làm sạch mép cắt và kiểm tra xem đúng kích thớc - Chọn loại... s dng phng phỏp hn h quang tay vi que hn E432(theo TCVN 3223-2000) vi bn kộo t 430-510 N/mm2, dón di ti thiu l 20% Tng ng vi E431 theo TCVN l que hn E6013 theo AWS A5.1 vi c im sau: GVHD : Nguyn Quc Mnh SVTH : Lờ Th Thanh Lờ Hng Thỏi 35 ỏn cụng ngh hn núng chy 4.3.2 Tớnh toỏn/la chn ch hn ớnh * ng kớnh que hn: ng kớnh que hn ớnh khi hn giỏp mi: d= +1 = +1 =7 Trong sn xut ớt dựng que hn cú d > 6mm . ngầm và bể nổi: Bể ngầm Bể nổi -An toàn cao: Đây là lý do chính vì bảo đảm phòng cháy tốt và nếu có rò rỉ thì dầu cũng không lan ra xung quanh. -Ít bay hơi: Do không có gió, ít trao đổi nhiệt. thùng chứa chất lỏng . Do thời gian hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em mong thầy thông cảm và đóng góp ý kiến. Em chân thành cám ơn! CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM 1. Giới. Mạnh SVTH : Lê Thị Thanh Lê Hồng Thái 11 Đồ án công nghệ hàn nóng chảy Hàn dưới lớp thuốc cho năng suất hàn cao do tốc độ đắp và tốc độ hàn cao(năng suất cao hơn từ 5-10 lần hồ quang tay). Chất lượng