Ngày nay trong các ngành cơ khí, các ngành công nghiệp nặng và trong cuộc sống, thì yêu cầu cơ tính của các vật liệu phải có nhiều tính chất khác nhau, những yêu cầu này luôn đảm bảo và đáp ứng nhu cầu của con người trong lĩnh vực sản xuất kết cấu công trình hay những dụng cụ đơn giản và đó chính là kim loại, sắt, thép.
Trang 1PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO (CÁCH TẠO RA SẢN PHẨM) BÍCH 5K100 7
HÓA BỀN VÀ NHIỆT LUYỆN 8
CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA BÍCH NỐI 5K100H 9
CHỐNG ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ BÍCH NỐI: 10
GIẢI QUYẾT RÁC THẢI SAU SỬ DỤNG 11
ĐỀ XUẤT: 12
Trang 2LỜI MỞ ĐẦU
Trong xã hội loài người (từ thời công xã nguyên thủy) đã biết sử dụng và vậndụng những vật liệu sẵn có trong tự nhiên để đưa vào áp dụng vào cuộc sống, nhiềuloại vật liệu khác nhau với nhiều tính năng khác nhau: như đồ đá, đồ đồng,… và trảiqua bao thế kỷ với sự phát triển của khoa học kỹ thuật con người chế tạo ra những vậtliệu mới: composit, polyme, kim loại có công dụng cao.
Ngày nay trong các ngành cơ khí, các ngành công nghiệp nặng và trong cuộcsống, thì yêu cầu cơ tính của các vật liệu phải có nhiều tính chất khác nhau, những yêucầu này luôn đảm bảo và đáp ứng nhu cầu của con người trong lĩnh vực sản xuất kếtcấu công trình hay những dụng cụ đơn giản và đó chính là kim loại, sắt, thép.
Kim loại được sử dụng phổ biến và không thể thiếu trong các lĩnh vực côngnghiệp hiện nay.
Vật liệu này được ứng dụng vào trong sản xuất cuộc sống, nó đóng góp vàmang lại nhiều thành tựu về kết cấu xây dựng, và là vật liệu không thể thiếu trongngành tàu biển như ống thép, bình nối, vỏ tàu…
Trong bài tiểu luận này cũng không nằm ngoài mục đích đó là giới thiệu vềcông dụng và thành phần của vật liệu kim loại đã được chế tạo và sản xuất thành sảnphẩm đó chính là bích.
Trang 3TÊN SẢN PHẨM
BÍCH NỐI ỐNG NƯỚC CỦA TÀU THỦY BÍCH 5K100A
Từ xưa để đưa được nguồn nước từ đầu nguồn những con sông, suối về nơi sinhhoạt, con người đã biết vận dụng tre, nứa tạo thành những hệ thống dẫn nước liênhoàn.
Ngày nay với xã hội phát triển thì những vật dụng thô sơ đó được thay thế bằngnhững ống: thép, sắt, nhựa và ống gỗ, thủy tinh… chúng được sử dụng trong cuộcsống và trong sản xuất, nhưng để có thể lắp ghép được thuận tiện người ta đã sử dụngcác phương pháp hàn nối, khớp nối, ống nối để tạo ra một hệ thống dài thẳng, hoặcquanh co theo ý muốn để có thể đạt được yêu cầu về mặt khoa học kỹ thuật Trong sốđó các vật dụng, thiết bị nối thì bích nối là thiết bị vật tư được sử dụng nhiều và là thiếtbị không thể thiếu trong các hệ thống ống của ngành công nghiệp đóng mới và sửachữa tàu biển.
Bích nối là thiết bị vật tư được sử dụng cho các đường ống, hệ thống máy mócnhư máy bơm, chúng được dùng để nối ghép các chi tiết lại với nhau được dễ dàngthông qua sự tiếp xúc và sự liên kết bằng bu lông đai ốc (sau khi đã được hàn vào mộtđầu ống).
Bích nối là thiết bị quan trọng trong hệ thống đường ống và các chi tiết máymóc khác vì vậy chế tạo thiết bị bích nối đòi hỏi phải đảm bảo yêu cầu:
+ Độ bền+ Độ cứng+ Độ dai
Do vậy ta phải chọn vật liệu thép để chế tạo bích nối phù hợp với các yêu cầutrên.
Thép là hợp kim có thành phần chính là Fe và các bon (c=0,02%-2,06%) theotrọng lượng và một số nguyên tố hóa học khác.
Chúng làm tăng độ cứng, hạn chế sự di chuyển của nguyên tử sắt trong cấu trúctinh thể dưới tác động của nhiều nguyên nhân khác nhau, số lượng khác nhau củanguyên tố và tỷ lệ của chúng trong thép nhằm mục đíhc kiểm soát các mục tiêu chấtlượng như độ cứng, cường lực kéo…v.v…
Điều kiện làm việc
- Bích nối làm việc chịu áp lực bên ngoài, bên trong- Mặt tiếp xúc bị mài mòn
Trang 4Thép thấm các bon 25 CrMnMo
Thành phần hóa học của thép 25 CrMnMo gồm%C = 0,23-0,29
%Cr = 0,90-1,20%Mn = 0,90-1,20%Mo = 0,20-0,30
Kí hiệu của thép theo tiêu chuẩn Việt Nam và các nước khácTiêu chuẩn Mác thép
TRUNG QUỐC 25CrMnMo
Lựa chọn vật liệu thay thế:
Ta có thể lựa chọn vật liệu thay thế thép trên với những thành phần hóa học vàcơ tính tương đương, mà vẫn đảm bảo các yêu cầu đề ra:
Thép 25CrMnTi: thành phần hóa học của thép là:%C = 0,22-0,29
%Cr = 1,00-1,30%Mn = 0,80-1,00%Ti = 0,03-0,09
Việc sử dụng thép có hàm lượng Cr=0,90-1,20% để cải thiện tính tôi và nângcao độ thấm tôi nhưng thép này thường bị giòn ram loại II khi ta tôi ở nhiệt độ khoảng500-600oC sau khi làm nguội chậm Nhưng với việc hàm lượng Mn, Mo trong thép sẽhạn chế được nhược điểm này kết hợp với phương pháp làm nguội nhanh khi tôi.
- Bích được sử dụng nối ống ở mọi vị trí, ngoài trời, trên cạn cũng như dướinước và trong các môi trường hóa chất.
- Bích được thích nghi với mọi yếu tố tác động từ bên ngoài mà chất lượng vẫnđảm bảo như trong môi trường dầu, môi trường hóa chất, nước, khí…v.v…
Trang 6* PHÂN LOẠI
Bích nối có nhiều loại được sử dụng cho các hệ thống ống, máy, van…+ Bích cổ dài
+ Bích nối cổ ngắn+ Bích có gờ
+ Bích không có gờ+ Bích nối đơn
Trang 7Ở đây với ống nước ngọt của tàu thủy ta chỉ xét đến bích 5k100 áp lực 5k/cm3
và loại bích này là bích bằng không có gờ
- Với các loại bích 5k100 được dùng sử dụng lắp ghép cho ống nước áp lựcthấp nhưng vẫn luôn bảo đảm chất lượng và yêu cầu kỹ thuật.
* CẤU TẠO SẢN PHẨM
* Cấu tạo của mặt bích 5k100Bích có tiết diện hình trònChiều dày bích t = 16Đường kính ngoài: 200Đường kính trong: 114,5Bích có 8 lỗ đường kính: 19
* PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO (CÁCH TẠO RA SẢNPHẨM) BÍCH 5K100
- Bích nối là thiết bị đòi hỏi độ chính xác cao vì vậy bích được chế tạo trênnhiều công đoạn và được sản xuất chế tạo theo phương pháp:
+ Phương pháp đúc thép bằng công nghệ máy móc thiết bị hiện đại+ Phương pháp gia công
Hiện nay có nhiều bích theo tiêu chuẩn khác nhau tùy thuộc vào từng nước.Nhưng phổ biến và được sử dụng nhiều là bích nối của Hàn Quốc và Nhật Bản.
Bích được chế tạo và gia công theo tiêu chuẩn
Size Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn mặt bích
5k100 (KS, TIS) Hàn Quốc
Inch Mm
Tâm lỗ
Đườngkính lỗbu lông
Độ dày Số lỗ
Trọnglượng(kg)4 114,3 200 115 19 16 8 3,5
Trang 8- Với các tiêu chuẩn trên thì trước hết để chế tạo được bích ta phải cắt thép vớiđường kính ngoài 205 và đường kính trong 115
Xác định khoảng cách tâm lỗ: 165 (đối xứng qua tâm)Đường kính lỗ: 19
Số lỗ : 8
* Với các thông số trên sau khi cắt trên máy cắt CNC tới công đoạn tiện bớtphần dư cho đúng tiêu chuẩn
OD = 200ID = 114,3
Việc xác định kích thước dư để sau khi cắt ta tiện bớt, bởi vì cắt tiện máy thìđường kính ngoài và đường kính trong không được phẳng và láng bóng, độ nhám cũngchưa đạt được.
Khoan lỗ là công đoạn cuối của mặt bích, ta khoan lần lượt từng lỗ với đườngkính 19 mm
* HÓA BỀN VÀ NHIỆT LUYỆN
- Là phương pháp biến dạng lớp bề mặt của thép có kèm theo thay đổi thànhphần hóa học ở bề mặt rồi nhiệt luyện tiếp theo để cải thiện hơn nữa tính chất của vậtliệu làm cho mạng tinh thể bị xô lệch không bị biến dạng cứng, độ bền độ cứng tăng.
- Chi tiết được nhiệt luyện có độ cứng bề mặt cao nhưng trong chi tiết vẫn giữnguyên được tính dẽo, tính chống ăn mòn.
Với phương pháp này ta có thể nhiệt luyện được chi tiết bằng cách thấm cacbon, niken lúc đó các chất thấm vào bề mặt và đi sâu vào bên trong để tạo nên lớpthấm với chiều sâu nhất định
Trang 9* CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA BÍCH NỐI 5K100H
Bích nối là thiết bị vật tư quan trọng của hệ thống ống vì vậy chất lượng và cácyêu cầu kỹ thuật phải đúng tiêu chuẩn đã đề ra, để đảm bảo an toàn trong sản xuấtcũng như sử dụng và đưa vào hoạt động.
- Kiểm tra đường kính bên ngoài:
Khi chế tạo bích nối thì đường kính ngoài phải đúng kích thước OD=200mmTa có thể sử dụng thước đo để kiểm tra.
- Đường kính trong 114,3mm khi chế tạo gia công thì đường kính lỗ trong phảichính xác để có thể lắp ống lọt qua bích dung sau của đường kính trong 1-2mm, nhưvậy khi gá bích vào ống mới dễ dàng.
- Mặt bích là điểm tiếp xúc quan trọng yêu cầu của mặt bích phải:Phẳng
Không trầy xước
Bích không được cong, vênhKhông lồi lõm
- Kiểm tra bên trong
+ Phương pháp vật lý được áp dụng để kiểm tra trong bích cũng như bề mặt màkhông ảnh hưởng đến cơ tính của vật liệu
+ Khi hàn ống vào bích ta có thể sử dụng phương pháp này để kiểm tra cáckhuyết tật như:
NứtRỗ khíNgâm xỉ
Không ngấu trong mối hàn
+ Phương pháp này được chia thành các cách sau để phát hiện khuyết tật bêntrong
Chụp ảnh phóng xạSiêu âm
Trang 10* CHỐNG ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ BÍCH NỐI:
- Ăn mòn là phản ứng không thuật nghịch xảy ra trên bề mặt tiếp xúc pha giữavật liệu và môi trường, ăn mòn làm phá hủy vật liệu hoặc hòa tan một cấu tử của môitrường vào vật liệu dẫn đến sự phá hủy và làm giảm cơ tính của vật liệu.
- Ăn mòn xảy ra ở mọi nơi, ăn mòn trong nước ngọt, mặn, đất, khí quyển, dungdịch hóa chất …
- Vật liệu ăn mòn trong không khí như O2, S2
- Ăn mòn thì không thể ngăn chặn hay tránh được mà ta phải khống chế để hạnchế sự ăn mòn để nâng cao được tuổi thọ của vật liệu.
- Sử dụng vật liệu kéo dài tuổi thọ nâng cao cơ tính để đạt được những yêu cầuđó phải phụ thuộc vào vấn đề:
Thiết kếChế tạoSử dụng
Ăn mòn đóng vai trò quan trọng đối với những vấn đề trên.
Chống ăn mòn phải trải qua một quá trình nghiêm ngặt để bảo vệ tuổi thọ củavật liệu, do vậy để chống lại ăn mòn và hạn chế nó ta có thể sử dụng
Sơn bảo vệ bích nốiChọn vật liệu
Bảo vệ anot hoặc catotThay đổi thiết kế
- Với bích nối thì hiện nay chủ yếu là sử dụng sơn chống gỉ để bảo vệ tác độngcủa môi trường
- Bích nối có thể mạ kẽm thời gian sử dụng lâu hơn và tuổi thọ lâu hơn
+ Phương pháp xử lý bề mặt: với bề mặt tiếp xúc ta có thể làm biến đổi tínhchất bề mặt của bích làm cho bích có cơ tính cao hơn.
Trang 11* GIẢI QUYẾT RÁC THẢI SAU SỬ DỤNG
Trong quá trình chế tạo bích nối: rác thải sản xuất luôn là vấn đề nhứt nhối vớitoàn xã hội nhất là trong quá trình đô thị hóa công nghiệp hóa đang diễn ra nhanhchóng Việc đưa công nghệ sử dụng rác thải sau sử dụng cần được giải quyết triệt để,tận dụng những cái có thể sử dụng được vào công việc khác, mục đích khác.
- Việc tính toán giải quyết vấn đề này đòi hỏi một cách khoa học nhằm nângcao được hiệu quả, tình hình kinh tế trong sản xuất, hạn chế được thất thoát tổn hao vậttư.
- Trong quá trình chế tạo gia công bích với các công đoạn cắt, tiện, khoan sẽ tạora các phôi dư thừa, với các phôi nhỏ ta có thể đưa đến các nhà máy để tái chế lại.
- Với các phôi lớn như đường kính trong của bích là 5k100 ta cắt đường kínhtrong để đút ống qua là 114,3 thì đường kính này ta có thể tận dụng làm những bíchnhỏ hơn như bích: 5k80,5k65,5k40,5k32,5k25,5k15…
- Rác thải được xử lý, tận dụng triệt để sẽ mang lại hiệu quả cao trong sản xuấtcủa nhà máy, nói riêng, cũng như xã hội nói chung.
- Khi sản xuất khói, bụi gây ô nhiễm không khí bầu khí quyển nóng lên của tráiđất, cho nên ta phải xử lý phù hợp tùy vào từng quá trình để tránh gây ô nhiễm môitrường ảnh hưởng đến cuộc sống.
Trang 12+ Khả năng biến dạng nguội
* Tính kinh tế: Cần lựa chọn vật liệu một cách khoa học, chính xác, phù hợpvới tình hình sản xuất, giá thành vừa phải, nhưng phải đáp ứng được các yêu cầu:
+ Tuổi thọ cao+ Cơ tính cao+ Trọng lượng nhỏ+ Độ bền
KẾT LUẬN
Bài tiểu luận môn Vật liệu kỹ thuật là lần đầu em làm trong quá trình học tập,cũng như một số kinh nghiệm trong quá trình làm việc Vì vậy, chắc còn nhiều thiếusót và có nhiều nhược điểm Vì vậy em mong sự góp ý và chỉnh sửa của thầy để em cóthể hoàn thiện tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy!