Технологии восстановления и ремонта металлургических машин с помощью наплавок и аддитивных технологий. выявить проблематику и новые методы их решений

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретико-методологические основы восстановления деталей металлургического оборудования

1.1. Состояние и перспективы развития ремонтного производства в металлургической отрасли РФ

1.2. Классификация повреждений и критерии предельного состояния узлов металлургических машин

1.3. Нормативное регулирование процессов реновации согласно стандартам ЕСТПП и требованиям Ростехнадзора

Глава 2. Анализ существующих технологий наплавки и их применимость в условиях российских промпредприятий

2.1. Сравнительная характеристика дуговых, плазменных и лазерных методов нанесения износостойких покрытий

2.2. Исследование рынка отечественных наплавочных материалов и порошковых сред для аддитивного восстановления

2.3. Проблематика термического влияния и структурных изменений в зоне сплавления при ремонте крупногабаритных деталей

Глава 3. Проектирование технологического процесса восстановления детали с применением перспективных методов

3.1. Разработка маршрутной технологии восстановления функциональных поверхностей изношенного узла

3.2. Обоснование выбора параметров процесса и расчет режимов механической обработки после наплавки

3.3. Оценка технико-экономических показателей внедрения аддитивных технологий в ремонтный цикл производства

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Технологии восстановления и ремонта металлургических машин с помощью наплавок и аддитивных технологий: проблематика и новые методы их решений

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы обусловлена критическим состоянием парка металлургического оборудования на промышленных предприятиях Российской Федерации, значительная часть которого эксплуатируется за пределами нормативного срока службы. Металлургическая отрасль является стратегически важной для российской экономики, однако степень физического износа основных производственных фондов в среднем по отрасли превышает 60 процентов. В условиях импортных ограничений и необходимости технологического суверенитета особую значимость приобретают методы продления ресурса дорогостоящего оборудования путем применения современных технологий восстановления и реновации критически важных узлов и деталей.

Металлургические машины работают в экстремальных условиях высоких температур, ударных нагрузок, абразивного и коррозионного воздействия, что приводит к интенсивному износу рабочих поверхностей валков прокатных станов, опорных узлов конвейеров, деталей разливочных машин и другого специализированного оборудования. Традиционные методы восстановления на основе электродуговой наплавки зачастую не обеспечивают требуемого качества восстановленных поверхностей, вызывают значительные термические деформации крупногабаритных деталей и приводят к структурным изменениям в основном металле. Появление аддитивных технологий открывает принципиально новые возможности послойного восстановления сложнопрофильных деталей с минимальным тепловым воздействием на базовый материал и высокой точностью воспроизведения геометрии.

Степень разработанности проблемы в отечественной научно-технической литературе характеризуется активными исследованиями ведущих научных центров страны. Фундаментальные работы в области металлургии сварочных процессов и наплавки выполнены в МГТУ им. Н.Э. Баумана, институте электросварки им. Е.О. Патона, ФГУП «ВИАМ». Применение аддитивных технологий для восстановления деталей изучается в МГТУ «СТАНКИН», центре аддитивных технологий ГК «Ростех», НИЦ «Курчатовский институт».

Цель курсовой работы – анализ существующих и перспективных технологий восстановления деталей металлургических машин методами наплавки и аддитивного производства с разработкой технологического процесса реновации изношенного узла.

Задачи работы:

• провести анализ состояния ремонтного производства в металлургической отрасли РФ и перспектив его развития;
• систематизировать методы наплавочного восстановления и оценить их применимость для различных типов повреждений металлургического оборудования;
• исследовать проблематику термического влияния при ремонтной наплавке крупногабаритных деталей и методы ее минимизации;
• разработать технологический процесс восстановления конкретной детали металлургической машины с применением современных методов;
• выполнить технико-экономическое обоснование внедрения предложенных технологических решений в производственную практику.

Объект исследования – технологические процессы восстановления деталей металлургических машин на базе ремонтно-механического цеха крупного металлургического комбината.

Предмет исследования – методы наплавочного восстановления и аддитивные технологии применительно к реновации изношенных узлов металлургического оборудования.

Методологическая база включает теоретические основы технологии машиностроения, металловедения и термообработки, положения ЕСТПП (ГОСТ 14.301-83), нормативы Ростехнадзора, расчетные методы определения режимов наплавки и механической обработки, методы технико-экономического анализа эффективности технологических решений.

Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к выбору оптимальной технологии восстановления с учетом типа повреждений, условий эксплуатации детали и технологических возможностей ремонтного производства российских металлургических предприятий.

Практическая значимость определяется разработкой конкретного технологического процесса восстановления детали металлургической машины, включающего операционные карты наплавки и механической обработки, обоснование режимов технологических переходов и расчет экономической эффективности внедрения.

Структура работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассмотрены теоретико-методологические основы восстановления деталей металлургического оборудования, во второй главе проведен анализ существующих технологий наплавки и их применимости в российских условиях, в третьей главе представлена разработка технологического процесса восстановления конкретной детали с применением перспективных методов.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1.1. Состояние и перспективы развития ремонтного производства в металлургической отрасли РФ

Металлургическая промышленность России является одной из базовых отраслей национальной экономики, обеспечивающей потребности машиностроения, строительства, топливно-энергетического комплекса и оборонно-промышленного комплекса в металлопродукции. По данным Минпромторга России, на долю металлургического комплекса приходится около 5 процентов валового внутреннего продукта страны и более 14 процентов промышленного производства. Крупнейшими металлургическими предприятиями являются ПАО «Северсталь», ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат», ПАО «Новолипецкий металлургический комбинат», ПАО «Норильский никель» и другие вертикально интегрированные компании [1, c. 18].

Специфика металлургического производства характеризуется применением уникального крупногабаритного оборудования – доменных и мартеновских печей, конвертеров, прокатных станов, машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), прессового и кузнечного оборудования. Основная масса этого оборудования была введена в эксплуатацию в период с 1970 по 1990 годы, и на сегодняшний день средний возраст производственных мощн

…