Анализ и совершенствование технологии ручной дуговой сварки неповоротных кольцевых стыков магистраль...
Реферат - Экономика
Другие рефераты по предмету Экономика
?читывая то обстоятельство, что метод не является прогрессивным. Не вызывает сомнения тот факт, что с развитием экономики России в строительстве магистральных трубопроводов широкое распространение получат автоматические методы сварки. Но это вопрос не столь отдаленного, но все же будущего. А в настоящее время ручная дуговая сварка остается наиболее используемым методом сварки неповоротных кольцевых стыков магистральных трубопроводов. Значит, существует объективная необходимость максимального усовершенствования технологии, которая сегодня все еще удовлетворяет основному требованию экономики строительства построить в кратчайшие сроки с необходимым качеством за минимальную цену.
В этой работе сделана попытка проанализировать физические основы и технологию ручной дуговой сварки, систематизировать рассредоточенные по различным источникам данные о схемах и принципах организации производства работ при использовании этого метода, сравнить теоретический материал с практическим, полученным за время работы на строительстве (производственной практики) трех различных трубопроводоводных систем, а также постараться дать рекомендации по возможному усовершенствованию технологии, выводы о целесообразности и перспективах дальнейшего применения ручной дуговой сварки при сооружении объектов магистрального транспорта нефти и газа.
1.Элементы теории сварочных процессов
1.1 Сварка как способ получения монолитных соединений
1.1.1 Понятие сварки
В технике широко используют различные виды разъемных и неразъемных соединений. Неразъемные соединения, в свою очередь, могут быть монолитными (сплошными) и немонолитными (например, заклепочные). Монолитные соединения получают сваркой, пайкой или склеиванием. Сварку и пайку в настоящее время используют для соединения между собой металлов и неметаллов. Монолитность сварных соединений твердых тел обеспечивается появлением атомно-молекулярных связей между элементарными частицами соединяемых веществ.
Сваркой называется технологический процесс получения неразъемного монолитного соединения материалов путем введения и термодинамически необратимого преобразования вещества и энергии в месте соединения. Сварным соединением называется сварной шов и прилегающие к нему участки основного металла, подвергшиеся тепловому воздействию сварочного термического цикла. Сварным швом называют участок сварного соединения, образовавшийся в процессе кристаллизации расплавленного металла сварочной ванны.
1.1.2 Механизм образования монолитного соединения
На первый взгляд кажется, что образование монолитного соединения двух одинаковых монокристаллов с идеально гладкими и чистыми поверхностями возможно при любой температуре и без приложения внешней энергии. Для этого достаточно сблизить их поверхности на расстояние, соизмеримое с параметрами кристаллической решетки (порядка долей нанометра). Тогда между сопряженными атомами возникнут связи, граница раздела ? (рис. 1) исчезнет и произойдет сварка. Такой процесс кажется вероятным и не противоречит второму началу термодинамики, так как свободная энергия системы при этом должна уменьшиться на величину энергии двух исчезнувших поверхностей раздела.
В действительности даже в идеальном случае для соединения поверхностей требуются затраты энергии. Дело в том, что любому устойчивому состоянию системы соответствует определенный минимум энергии атома. Каждый атом находится как бы в потенциальной лунке и переход из одного устойчивого состояния в другое возможен только путем преодоления энергетического барьера (рис. 2).
Внутри кристалла каждый атом удерживается симметрично направленными силами связи. На свободной поверхности кристалла или жидкости атом неуравновешен вследствие отсутствия связи с одной стороны (вакуум) или из-за ее ослабления. Это вызывает повышение энергии поверхностного слоя кристалла wп. Если для перемещения внутри тела атому необходима энергия w0 (см. рис. 2), то для выхода в окружающую среду wп, причем wп>w0. Поэтому для соединения двух монокристаллов в один требуется деформационная или тепловая, энергия извне, превышающая граничную энергию wг.
Внешняя энергия деформации будет затрачиваться на преодоление сил отталкивания, возникающих между сближаемыми поверхностными атомами. Когда расстояния между ними будут равны межатомному расстоянию в решетке кристаллов, возникают квантовые процессы взаимодействия электронных оболочек атомов. После этого общая энергия системы начнет снижаться до уровня, соответствующего энергии атомов в решетке целого кристалла, и появится выигрыш энергии, равный избыточной энергии поверхностных атомов кристаллов до их соединения энергии активации. Тепловая энергия, сообщенная поверхностным атомам при повышении температуры, уве-личивает вероятность развития квантовых процессов электронного взаимодействия в соединении
Сварку можно отнести к классу так называемых топохимических реакций, которые отличаются двухстадийностью процесса образования прочных связей между атомами соединяемых веществ (рис. 3). Двухстадийность характерна только для микроучастков соединяемых поверхностей. На первой стадии А развивается физический контакт, т. е. осуществляется сближение соединяемых веществ на расстояние, требуемое для межатомного взаимодействия, а также происходит подготовка поверхностей к взаимодействию. На второй стадии Б стадии химич