Главная страница
Навигация по странице:

  • 7. Экономическая часть 7.1 Расчёт сметной стоимости проектных НИОКР

  • 1.2 Анализ литературы по проблеме

  • Основные направления исследований

  • ГЛАВА 1 ПЕЧАТЬ. 7. Экономическая часть 1 Расчёт сметной стоимости проектных ниокр


    Скачать 75.97 Kb.
    Название7. Экономическая часть 1 Расчёт сметной стоимости проектных ниокр
    АнкорГЛАВА 1 ПЕЧАТЬ.docx
    Дата12.11.2017
    Размер75.97 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаГЛАВА 1 ПЕЧАТЬ.docx
    ТипДокументы
    #11202

    Изм.

    Лист

    № докум.

    Подп.

    Дата

    Разраб.

    Пров.

    Н.контр.

    Утв.

    Лит.

    Лист

    Листов











    Курсова

    Фетисова
    Экономическая часть

    Белорусско-Российский

    Университет

    СП – 072
    ДП-357.12.00.000 ПЗ


    7. Экономическая часть

    7.1 Расчёт сметной стоимости проектных НИОКР
    Общую сумму затрат на выполнение конкретной темы проекта называют сметной стоимостью НИОКР. Её рассчитывают по следующим калькуляционным статьям расходов:

    - материалы;

    -специальное оборудование или амортизационные отчисления на специальное оборудование;

    - основная заработная плата исполнителей;

    - дополнительная зарплата исполнителей;

    - отчисления в фонд социальной защиты;

    - отчисления в Белгосстрах;

    - косвенные расходы.

    К основным материалам согласно технической части дипломного проекта относятся сварочные электроды ОК 92.45 фирмы ESAB Ø 3,2. Цена 1кг таких электродов составляет 360 тыс. руб.

    Для ремонта сварного шва длинной 118,37 см технологического трубопровода Мозырского НПЗ по разработанной в дипломе технологии потребуется 2,340 кг сварочных электродов ОК 92.45.

    Затраты сварного шва составят:

    (7.1)

    где -общий расход материалов, кг;

    - цена материала за единицу, тыс.руб.



    В данном дипломном проекте затраты на материалы составят:

    (7.2)

    1. Состояние исследуемого вопроса и анализ литературы

    1.1 Промышленный объект исследования.



    В нефтехимическом производстве широкое применение находит сталь15Х5М. Эта сталь по СТБ ISO 15608 соответствует группе 5.3 и при сварке склонна к образованию холодных трещин, возникающих по механизму хладноломкости или замедленного разрушения. Поэтому сварку таких сталей выполняют с предварительным подогревом и последующей термической обработкой.

    При изготовлении сварных конструкций, применяемых в нефтехимии, часто приходится сталкиваться с ситуацией, когда невозможно выполнить термическую обработку. В этом случае сварку выполняют аустенитными сварочными материалами с содержанием никеля более 60 %, т.е. образуется сварное соединение разных структурных классов.

    Подобные соединения встречаются также в современных блоках тепловых электростанций, в атомных энергетических и силовых установках.

    Задача получения качественных сварных соединений разнородных сталей, хотя и непроста, но разрешима и к настоящему времени неплохо выполняется. Значительно сложнее обеспечить эксплуатационную надежность такого сварного соединения. Поскольку они длительно (15…25 лет) эксплуатируются при высоких нагрузках в условиях нестационарного температурного поля и коррозионно-активных средах. Например, объектами исследования данного дипломного проекта являются промышленные сварные соединения технологического трубопровода ГОСТ 550-75 Ø 377х28 мм, транспортирующего водород в смеси с парами бензина при парциальном давлении водорода 3,2 МПа и температуре 530 0С, который длительно эксплуатируется на Мозырском НПЗ. Трубопровод изготовлен из перлитной стали 15Х5М, сварные соединения выполнены электродами АНЖР-2. Химический состав материалов приведен в таблице 1.1.

    Причиной выхода из строя данного трубопровода явилась трещина, образовавшаяся в корне шва и распространившаяся по линии сплавления разнородного сварного соединения.

    Химический состав стали 15Х5М и сварочных электродов АНЖР-2 приведен в таблице 1.1.

    Таблица 1.1 – Химический состав материалов в процентах, применяемых при изготовлении технологического трубопровода на Мозырском НПЗ.

    Марка

    C

    Mn

    Si

    Ni

    Cr

    Mo

    Ti

    W

    S

    P

    15Х5М

    0,15

    ≤ 0,5

    ≤ 0,5

    ≤ 0,6

    5,0

    0,5

    ≤ 0,03

    0,3

    ≤ 0,025

    ≤ 0,03

    АНЖР-2

    ≤ 0,11

    1,2-2,5

    0,5

    38-42

    22,5-26

    6,3-8,8

    ≤ 0,1

    -

    ≤ 0,016

    ≤ 0,025


    1.2 Анализ литературы по проблеме
    Металл шва сварного соединения, выполненного из сталей разных структурных классов, всегда отличается по составу и структуре хотя бы от одной из сваренных сталей, и гетерогенность сварного соединения существенно влияет на его технологическую и эксплуатационную прочность.

    В ходе анализа литературы и патентов рассмотрены вопросы основных проблем и закономерностей, определяющих неоднородность состава, структуры и свойств разнородных сварных соединений.

    Допустимая доля участия в шве проплавленного основного металла зависит от сочетания свариваемых сталей и состава используемых сварочных материалов [3].

    При сварке сталей разных структурных классов необходимо всегда выбирать режимы сварки, обеспечивающие минимальное проплавление и перемешивание основного металла с наплавленным.

    Доказано, что в пределах одного валика состав шва достаточно однороден вследствие интенсивного перемешивания металла в сварочной ванне, кроме узкого слоя шириной 0,2—0,4 мм, примыкающего к линии сплавления шва с основным металлом[4]. Для обеспечения технологической и эксплуатационной прочности разнородных сварных соединений необходимо, чтобы в шве не было хрупких прослоек и малопрочных участков.

    Образование, строение и свойства зоны сплавления разнородных соединений зависят от двух факторов [3]: от характера процессов кристаллизации разнородных материалов, определяющих структуру зоны и образование кристаллизационных прослоек переходного состава, а также процессов диффузии определяющих образование и развитие диффузионных переходных прослоек.

    Как было отмечено выше, ширина кристаллизационных прослоек составляет 0,2—0,4 мм, и они имеют переходный состав между швом и основным металлом . При определенных размерах переходной зоны ширина хрупких прослоек в ней зависит от состава металла шва. Поэтому выбор электродов для сварки сталей разных структурных классов должен производиться с таким расчетом, чтобы образующиеся в процессе сварки переходные прослойки имели минимальные размеры и хрупкость, а в процессе эксплуатации при повышенных температурах не имели тенденции к быстрому развитию.

    В зоне сплавления разнородных сварных соединений наряду с кристаллизационными прослойками могут образовываться и развиваться диффузионные прослойки в процессе сварки, термической обработки и эксплуатации изделий при повышенных температурах, что часто приводит к разрушениям разнородных соединений вблизи зоны сплавления.

    В стали наиболее подвижным легирующим элементом является углерод, перераспределение которого и определяет в основном образование диффузионных прослоек в зоне сплавления сварных соединений [5,6]. Скорость диффузии углерода в ферритной фазе значительно больше, чем в аустенитной.

    Вследствие диффузии углерода образуются обезуглероженные и науглероженные зоны вблизи линии сплавления, что легко устанавливается металлографическим анализом, измерением твердости.

    Диффузионные прослойки возникают в сварных соединениях: аустенитных сталей с перлитными; перлитных сталей разного легирования; высокохромистых сталей с перлитными; аустенитных сталей с аустенитными швами, легированными более стойкими карбидообразующими элементами, и т. д.

    Образование диффузионных прослоек происходит [5]: в процессе сварки при контакте жидкого металла с твердым основным вследствие большой растворимости углерода в жидком растворе железа; при охлаждении с высоких температур затвердевшего металла после сварки; при термической обработке сварных соединений или при их эксплуатации при температуре выше 4250 С.

    Процессы диффузии в твердом состоянии обусловлены «реактивной» диффузией при различном содержании карбидообразующих элементов в основном и наплавленном металлах, а также различной растворимостью углерода в ферритной и аустенитной фазах при контакте перлитной или ферритной стали с аустенитной.

    Работами В.Н. Земзина, Г.Л. Петров, Л. С. Лившица [7] показано, что диффузионные прослойки в зоне сплавления разнородных сварных соединений, выполненных при небольших значениях погонной энергии, характерных для ручнойдуговой сварки, выражены незначительно в исходном состоянии после
    сварки.

    Ю. Н. Готальский и Т. А. Струина [5] показали, что при режимах ручной дуговой сварки, применяемых для соединения разнородных сталей, в зоне сплавления неаустенитного металла с аустенитным не обнаруживается изменения концентрации углерода в исходном состоянии после сварки.

    Снижение концентрации углерода на границе сплавления перлитных и ферритных сталей происходит за счет его перехода в аустенитную сталь, где термодинамическая активность углерода ниже. Разности концентраций углерода в растворе на границе сплавления и в слоях перлитных и ферритных сталей, удаленных от границы сплавления, служит движущей силой образования обезуглероженной и науглероженной зон, ухудшающих свойства разнородных сварных соединений при длительном нагреве их выше температуры 425° С [3]. При длительных выдержках выше 650° С в обезуглероженной зоне происходит сильный рост ферритных зерен вследствие процесса собирательной рекристаллизации.

    Чем более сильные карбидообразующие элементы содержит металл шва (Сг, W, V, Nb, Ti), тем сильнее обезуглераживается околошовная зона и тем быстрее происходит рост зерен в обезуглероженной зоне вследствие собирательной рекристаллизации и, наоборот, если шов легирован слабыми карбидообразователями (например, Мп), то даже при содержании углерода в обезуглероженной прослойке около 0,02%, собирательная рекристаллизация значительно замедляется. Термические напряжения и деформации в околошовной зоне оказывают большое влияние на процесс собирательной рекристаллизации. Поэтому в сварных соединениях аустенитной стали с перлитной или ферритной вследствие большой разности коэффициентов теплового расширения рост зерен в обезуглероженной зоне происходит интенсивнее, чем в сварных соединениях перлитной стали с высокохромистой ферритной или в соединениях перлитной стали, выполненных электродами на никелевой основе, т. е. в случаях когда различие в коэффициентах теплового расширения минимально.[2]

    Обусловленная диффузией углерода структурная неоднородность может привести к хрупкому разрушению толстолистового биметалла — отрыву аустенитной облицовки. Это разрушение, как правило, происходит по науглероженной зоне аустенитной стали.

    Чтобы воспрепятствовать диффузии углерода при сварке разнородных сталей, предлагаются различные средства.

    Одним из них является легирование неаустенитной стали более энергичными, чем хром, карбидообразователями. Считают, что при наличии в составе неаустенитной стали титана, ниобия и других элементов, углерод будет связан в устойчивые карбиды и не будет диффундировать навстречу хрому.

    Другим средством служит предварительная облицовка кромок неаустенитной стали высоконикелевым сплавом. В высоконикелевых сплавах, содержащих хром, как и в чистом никеле, углерод диффундирует крайне медленно. Поэтому считают, что указанная облицовка кромок должна препятствовать реакционной диффузии углерода.[1]

    Для сварных соединений разных структурных классов, эксплуатирующихся при повышенных температурах (выше 350° С) важно, чтобы швы были удалены от участков повышенной жесткости и максимальных рабочих напряжений. В шве и околошовной зоне разнородных сварных соединений должны быть сведены к минимуму концентраторы напряжений, для чего целесообразна механическая обработка наружной и внутренней поверхностей швов с обеспечением плавных переходов от шва косновному металлу.[2]



      1. Основные направления исследований


    Цель проекта планируется достичь решением следующих задач:

    1) минимизацией погонной энергии сварки, позволяющей снизить химическую неоднородность в разнородном сварном соединении;

    2) применением высоко никелевых сварочных материалов дополнительно легированных элементами уменьшающих интенсивность диффузионных процессов, связыванием углерода в стойкие карбиды за счет применения перестаривания свариваемых элементов;

    3) применением специальной разделки кромок, которая позволяет остановить рост трещины.

    Чтобы реализовать предложенные методы, необходимо:

    - изучить влияние структуры участка перлитной стали, примыкающего к аустенитному шву, на его обезуглероживание при эксплуатации;

    - исследовать состояние металла шва и околошовной зоны в соединениях после эксплуатации;

    - исследовать стабильность структуры в зоне сплавления сварных соединений после длительной эксплуатации.



      1. Резюме


    Развитие современной энергетики, химической и нефтяной промышленности, атомной, ракетной, космической и других отраслей техники идет в направлении непрерывного увеличения рабочих температур, давлений и мощностей создаваемых машин и установок, а также повышению агрессивности рабочих сред. Поэтому к элементам и узлам указанных машин и установок часто предъявляются требования по сочетанию свойств (жаростойкости, жаропрочности, теплопроводности, коррозионной стойкости и др.), которые во многих случаях могут быть обеспечены только при изготовлении их из разнородных материалов с применением сварки или наплавки. Необходимость изготовления сварных конструкций из разнородных материалов часто диктуется также экономическими соображениями.

    Целью данного дипломного проекта является исследование состояния соединений трубного элемента нефтеперерабатывающих установок из перлитной стали, выполненных аустенитными электродами, после их длительной эксплуатации и разработать технологию их ремонта, а также технологическое решение позволяющее повысить работоспособность сварных соединений.

    Разнородные сварные соединения технологических трубопроводов являются объектом исследования данного дипломного проекта.



    Емельянов

    Куликов




    написать администратору сайта