Kovanie, výroba plášťa tlakovej nádoby
Kategorie: Nezaradené (celkem: 2976 referátů a seminárek)
Informace o referátu:
- Přidal/a: anonymous
- Datum přidání: 01. července 2007
- Zobrazeno: 2945×
Příbuzná témata
Kovanie, výroba plášťa tlakovej nádoby
1. ÚVODEkonomická efektívnosť výrobného procesu závisí od vhodne a účelne zvolených základných technologických operácií, ale tiež aj od vhodných strojne-technologických zariadení, ktoré nám umožňujú získať požadovaný výrobok s potrebnými vlastnosťami. Pri skúmaní jednotlivých možností pre výrobu plášťa vodnej nádoby som navrhol technológiu výroby, ktorá pozostáva z voľného kovania a následného tepelného spracovania, ktoré pozostáva z normalizačného žíhania a po- púšťania.
2.VOĽBA MATERIÁLU
2.1 OCEĽ 13 123
Ide o oceľ nízkolegovanú ušľachtilú pre zvarované súčasti kotlov a tla -kových nádob, pre vyššie teploty a tlaky, pre veľké výkovky[2].
V našom prípade sa jedna o plášť vodnej nádoby, kovaný za tepla a daná oceľ vyhovuje požiadavkam na jeho výrobu.
2.2 CHARAKTERISTIKA OCELE
-chemické zloženie [%]:
C Mn Si V Cr Ni Cu Cr+Ni+Cu P S
0,17-0,23 1-1,4 0,15-0,40 0,1-0,25 max0,3 max0,3 max0,3 max0,7 max0,040 max0,040
-mechanické vlastnosti:
najnižšia medza sklzu dka [MPa]: 265
pevnosť v ťahu dPG [MPa]: 470 až 640
najnižšia ťažnosť [%]: -pozdlž 18
-tangencialne 16
najnižšia vrúbová húževnatosť [J/cm2]:
-pozdlž 60
-tangencialne 50
tvrdosť podľa Brinela HB: 135 až 183
trieda odpadu: 002
výrobok: výkovok
prevedenie: kované
povrch: okoviny, alebo ohrubovanie
označenie materiálu a stavu: 130123.5
priemer, alebo hrúbka [mm]: 920
zvaritelnosť: zaručená podmienena
kovanie [°C]: 1200 až 800
normalizacné žíhanie [°C]: 900 až 920
popúšťanie[°C]: 600 až 680
Tieto údaje platia pre materiál v stave normalizačne žíhanom a popúšťane [4].
3.TECHNOLOGICKÝ POSTUP
3.1 PRÍDAVKY NA OBRÁBANIE A MEDZNÉ ÚCHYLKY
Ide o osadený výkovok, to znamená, že jeho prierez sa po celej dĺžke mení.
-prídavok na skúšky
-úchylky geometrického tvaru
Nerovnosť koncov výkovkov Lkn nesmú byť vačšie ako ¼ vnútorného priemeru Da.
Bočný úkos osadenia či presadenia s výnimkou príruby nesmie byť vačší ako 15°.
Bočný úkos príruby nesmie byť vačší ako 15° do ¼ veľkosti osadenia a 45° v ostatnej časti.
-hrubovacie prídavky
U výkovkov osadených a presadených sa určuje veľkosť hrubovacieho prídavku na rozmery obrobeného dutého telesa, podľa najvačšieho vonkajšieho priemeru d a celkovej dĺžky , pričom veľkosť hrubovacieho prídavku na vnútornom priemere da a celkovej dĺžky l je s týmto prídavkom zhodná.
V našom prípade je to 31/2=15,5[5].
-prídavky na obrábanie a medzné úchylky
U výkovkov tepelne spracovaných na akosť v hrubovanom stave sa prídavky na priemer d,da a dĺžku l určuje na rozmery po hrubovaní , tj. na rozmery hotové obrobeného výrobku d, da, l zvačšené o hrubovací prídavok.
a, na priereze výkovku
pk=70+35-24
b, na celkovú dĺžku výrobku
pkl=n*pk=1.5*pk=105+52,5-36
-hodnota n sa určí na základe celkovej dĺžky [5]
3.2 KOVAČSKÝ NÁČRTOK
3.3 VÝPOČET HMOTNOSTI , VOĽBA VÝCHODZIEHO POLOTOVARU,VYUŽIŤELNOSŤ INGOTU,STRATY
Stanovenie objemu: D1=0,92 m ; l1=0,95m
D2=0,8 m ; l2=3,85m
-po pripočítaní prídavkov : D1=1,025m ; l1=1,1385m
D2=0,905m ; l1=3,85m
V=Ő*(D12* l1 +D22* l2 )/4=3,14(1,0252*1,1385+0,9052*3,85)/4=3,45m3
-musíme brat do úvahy, že potrebujeme valec, ten budeme neskôr dierovať.
Stanovenie hmotnosti: r=7800 kg*m-3 [2]
m=r*V=7800*3,45=26885 kg
Určenie typu ingotu:
-vzhľadom k tomu, že musíme počítať s 2% stratamy sposobené prepalom , musíme uvažovať s vyššou hmotnosťou o túto stratu, vzhľadom k tomu nám najviac vyhovuje ingot s označením 8 K 43, s hmotnosťou tela 34000kg,paty 1400kg, hlavy 7600,celkovou hmotnosťou mc=43 000kg a stredným priemerom ds=1400mm a štíhlosťou 1,19[5].
Využitelnosť ingotu:
-tu už zohľadníme hmotnosť výkovku, tj.
po dierovani, hotový výkovok
h=[(m-m´)/mc]*100%=[(26885-6021,4)/43 000]*100%=48,52%
Straty:
-prepalom:
m1=mc*0,02=43000*0,02=860 kg
-hlava:
m2=7600 kg [3]
-pata:
m3=1400 kg [3]
-technologický odpad :
ide o odpad pri výrobe, brúsením, sekaním, dierovaním a pod.
Jeho presnú hodnotu určíme až po konečnej operácii kovania, zatiaľ ho môžeme určiť približne len z rozmerov výkovku ako rozdiel hmotnosti tela ingotu a hmotnosti výkovku
m4=mtelaing.-(m-m´) ;m´- vnútrajšok plášťa , odpad po dierovaním :
da - vnútorný priemer ; da=0,444 m
m´=r*Ő*da*lc/4=7800*Ő*0,4442 *4,9885/4=6021,4kg ;
m4=34000-(26885-6021,4)=13136,4 kg
celkovo:
mstraty=m1+m2+m3+m4=860+7600+1400+13136,4=22996,4 kg
3.4 KOVÁČSKÉ OPERÁCIE
3.5 NÁVRH TEPELNÉHO SPRACOVANIA VÝKOVKU
Normalizačné žíhanie
900-920°C / 2 hod./vzduch
t
[°C] Popúšťanie
600-680°C/1hod./vzduch
čas [hod.]
Vzhľadom k tomu ,že oceľ bola spracovaná vo vákuových kyslíkových konvertoroch a neobsahuje Ni , nieje potrebne protivločkové žíhanie.
Po TS odporúčam upraviť povrch pieskovaním a vonkajšiu plochu ošetriť náťerom.
4. STUPEŇ PREKOVANIA,
VÝPOČET TEPELNÉHO REŽIMU OHREVU A OCHLADZOVANIA INGOTU
Stupeň prekovania pre tlakove nádoby :
PK=An * Pn *K * Ö P´ * Sp/S
kde : A - konštanta, volíme A=0,8
P – stupeň pechovania ; P=1,37*3Ö (ht/ds)2=1,37*3Ö 1,19 =2
ht/ds =1,19 - štíhlosť ingotu
K – stupeň predlžovania;K=ds/D2 =1400 / 1025=1,3
P´- podiel plochy prierezu napechovaného výkovku a plochy prie- rezu predkovku (ingotu)
Sp-východzia hrúbka steny
S – konečné rozmery prierezu
PK=2,5*mtela0,0764 =2,5*340000,0764 =5,4
Teplota vsádzania :
s=ds/2 -výpočtový rozmer telesa; [m]
s=1,4/2=0,7m
(Tp0/100)4=q/c+(TmI/100)4 - Tp0 teplota vsádzania; [K]
- c=3,5 pre plynové pece[1]
-pre 2.
skupinu :
(Tp0/100)4=2330/s+75=2330/0,7+75
Tp0=763,8K
a1=c*[((Tp0/100)4-(TmI/100)4)/( Tp0- TmI )] -celkový súčiniteľ vonkajšieho prestupu tepla; [Wm-2K-1][1]
-TmI teplota predohrevu materiálu, volíme ju minimálne 50°C pod Tp0 [3], nech TmI=673K
a1=3,5*[((763,8/100)4-(673/100)4)/(763,8-673)]
a1=52,1 Wm-2K-1
Biotovo kritérium pre určenie vsádzky :
Bi=a1*s/l ; l =28 Wm-1K-1 -merná tepelná vodivosť
materiálu [1]
Bi=52,1*0,7/ 28=1,3 -jedná sa o masívnu vsádzku
Výpočet doby ohrevu :
t=s*r*c*2,3*log[(Tp –Tm0 )/(Tp-Tmk)]/(f*d1 )
t1 určíme pomocou Fourierovho kritéria :
Fo=a*t1 /s2 ; a =56 * 10-7 m2s-1 ťeplotová vodivosť
(Tp0 - TmI)-( Tp0 – Tm0)=f(Bi;Fo)
(763,8-673)/(763,8-293)=0,19
-z grafu určíme hodnotu : Fo=0,8
0,8=56 * 10-7*t1 /0,72
t1 =700000s=19,4 hod.
t2 :
t2=[(TmII –0,5*(∆TII+∆TI)-773]/vmax.ochl. ; ∆TII=170K,
∆TI=250K[1]
vmax.ochl.=k1*a/s2*∆TII
(TmII/100)4=( Tpk/100)4 –q/c
-pre 2.skupinu
vmax.ochl.=24/s=24/0,7=34,3Khod-1
(TmII/100)4=53800-3400/s
TmII=1487,4K
t2=[(-0,5*(170+250)-773]/34,3=14,7hod.
t3 :
t3=s2*ln1,11*∆TII/5,78*a*∆TIII
-pre 2.skupinu
t3=14,7*s2=14,7*0,72=7,2hod.
celková doba :
t=t1+t2+t3=19,4+14,7+7,2=33,8hod.
Ochladzovanie :
-sa bude vykonávať na vzduchu[4]. 5.NÁVRH SKÚŠOK KONTROLY VÝKOVKU
5.1 ODBER VZORKY
Odber vzorky v pozdĺžnom a tangenciálnom smere prevedieme z prídavkoch na skúšky:
5.2 SKÚŠKY VÝKOVKU
Odporúčam previesť skúšky:
- tvrdosti podľa Brinella STN 42 0371
- vrúbovej húževnatosti : za normálnej teploty STN 42 0381
za zníženej teploty STN 42 0380
po stárnuti STN 42 0385
-skúšku lámavosti podľa STN 42 0401
-kontrolu povrchu podľa Baumana, ultrazvukom[6].
6.NÁVRHY A DOPORUČENIA
Pri tvárnení materiálu musíme brať do úvahy hluk, ktorým sa tvárniace procesy ( hlavne kovanie ) vyznačujú.
Pri ohreve a tepelnom spracovaní by som odporúčal ohrev materiálu v indukčnej peci so zabezpečeným odsávaním a filtráciou spalín pre zabránenie znečistenia ovzdušia.
Zoznam použitej literatúry
[1] MAÁR,K. :Kovanie, Edičné stredisko TU v Košiciach, 1991
[2] KLEPŠ,Z.-NOŽIČKA,J. a kol. :Technické tabuľky, Nakladatelstvý technické literatúry, Praha 1, 1977
[3] Kovanie: prednášky
[4] STN 41 3123
[5] STN 42 9014
[6] STN 42 0276
O B S A H
SEMESTRÁLNE ZADANIE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1. ÚVOD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
2. VOĽBA MATERIÁLU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.1 OCEĽ 13 123. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2 CHARAKTERISTIKA OCELE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3.TECHNOLOGICKÝ POSTUP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
3.1 PRÍDAVKY NA OBRÁBANIE A MEDZNÉ ÚCHYLKY. . . . . . . . 4
3.2 KOVAČSKÝ NÁČRTOK. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.3 VÝPOČET HMOTNOSTI , VOĽBA VÝCHODZIEHO POLOTOVARU,VYUŽIŤELNOSŤ INGOTU,STRATY. . . . . . . . 6
3.4 KOVÁČSKÉ OPERÁCIE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.5 NÁVRH TEPELNÉHO SPRACOVANIA VÝKOVKU. . . . . . . . . 10
4.STUPEŇ PREKOVANIA, VÝPOČET TEPELNÉHO REŽIMU OHREVU A OCHLADZOVANIA INGOTU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
5.NÁVRCH SKÚŠOK KONTROLY VÝKOVKU. . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
5.1 ODBER VZORKY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.2 SKÚŠKY VÝKOVKU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
6.NÁVRHY A DOPORUČENIA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
ZOZNAM POUŽITEJ LITERATÚRY. . . .