Физические опасные и вредные производственные факторы:
- движущиеся машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования, передвигающиеся изделия, заготовки, материалы;
- перемещение грузов кранами;
- повышенная запыленность, загазованность воздуха рабочей зоны в некоторых цехах и участках (при отсутствии вентиляции);
- повышенная или пониженная температура поверхности оборудования, материалов;
- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;
- повышенный уровень шума на рабочем месте;
- повышенный уровень вибрации;
- повышенная подвижность воздуха;
- повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;
- воздействие электромагнитного поля;
- отсутствие или недостаток естественного света;
- недостаточная освещенность рабочей зоны;
- острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок;
- расположение рабочего места на значительной высоте, относительно поверхности земли (пола), верхолазные работы.
Химические вредные факторы:
- свинец и его соединения (действие фактора: проникновение в организм человека через дыхательные пути и кожу вызывает острые и хронические отравления);
- кислоты (действие фактора: при попадании кислоты на кожу образуются дерматиты и ожоги, пары серной кислоты разъедают зубы и нарушают физиологические функции пищевода);
- щелочь действует прижигающим образом (на коже образуется струп). При длительной работе и несоблюдении правил охраны труда могут образоваться дерматиты, размягчение и отторжение рогового слоя, трещины и сухость кожи.
Психофизиологические опасные и вредные производственные факторы:
- физические перегрузки (статистические, динамические);
- нервно-психические перегрузки (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).
При несоблюдении требований безопасности возможны ранения глаз отлетающими осколками, ожоги частей тела от соприкосновения с горячими поверхностями оборудования, инструмента, заготовок, материалов, несчастные случаи при обслуживании механизмов оборудования.
4.2 Санитарные нормы и требования в цехе
Бытовые помещения проектируются согласно нормам СНиП 2.09.04-87*. К их числу относятся гардеробные, душевые, умывальники, уборные, здравпункты и другие.
Санитарно-бытовые помещения цеха расположены в отдельном здании и связаны с основным зданием цеха теплым подземным переходом.
В таблице 11 приведены расчеты помещений.
Таблица 11 -Данные расчета площадей санитарно-бытового назначения
| Назначение расчетной площади | Наименование бытовых устройств и место ими занимаемое | Норма площади на человека | Количество человек | Всего площади, м2 |
| 1. Гардеробные блоки | Шкаф двойной 0,5·0,4м; Шкаф одинарный 0,5·0,3м | 1,1 м2 | 1986,6 | |
| 2. Душевые | Открытые душевые кабины 0,9·0,9м | Одна душевая на 5 человек | 1806 из них: 296 муж. 154 жен. | 140,6 73,2 |
| 3. умывальник | Умывальник | Один кран на 20 чел. | ||
| 4. Уборные а) мужские б) женские | Уборная 1,2·0,9 | Одна уборная на 30 чел. 15 чел. | 10,8 10,8 |
Продолжение таблицы 11
| 5. Помещения общего питания | Посадочное место 1м2 | Одно место на 4 чел. | ||
| 6. Устройство питьевого водоснабжения | Одно устройство 2м2 | Одно устройство на 100 чел. | ||
| Итого |
4.3 Меры защиты от повышенного уровня шума
Основным из опасных и вредных факторов при производстве труб большого диаметра является повышенный уровень шума.
Технологический процесс ТЭСЦ-4 исключает возможность образования ультразвуковых, электромагнитных, радиомагнитных и ионизирующих излучений, оказывающих отрицательное влияние на окружающую среду.
Из физических факторов воздействий на окружающую среду при работе цеха; может иметь место шум от работающего технологического и вентиляционного оборудования и транспортируемых рольгангами и передаточными устройствами труб.
Уровни шума, создаваемые оборудованием, не превышают 80 дБА в рабочей зоне.
Для снижения шума, создаваемого вентсистемами предусматриваются мероприятия:
- размещение вентоборудования в изолированных помещениях;
- установка вентиляторов на виброосновании с присоединением воздуховодов через гибкие вставки;
- установка шумоглушителей.
Для снижения уровня шума от транспортируемых труб в местах повышенных уровней шума предусмотрено гуммирование транспортных роликов и передаточных устройств.
Шумовое воздействие объекта на селитебную территорию исключается как за счет размещения технологического оборудования в закрытом здании, так и за счет естественного затухания шума при прохождении значительного расстояния (более 1,0 км) до селитебной территории с экранированием на пути распространения производственными зданиями, постройками и зелеными насаждениями.
Ультразвуковое оборудование должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.051.
Защита от ультразвука осуществляется путем исключения непосредственного контакта работающих с рабочей поверхностью оборудования в процессе его обслуживания.
На местах работы рентгеновского оборудования предусмотрена выгородка их в отдельные бетонные помещения с толщиной стенки не менее 500 мм.
4.4 Выбросы в атмосферу и сточные воды.
Основными источниками выделения загрязняющих веществ в атмосферный воздух являются:
- щеточная машина
- кромкострогальный станок
- сварка промежуточных швов
- стан сварки наружных швов
- стан сварки внутренних швов
- установки плазменной отрезки концов труб
- установка для уборки флюсовой корки
- сушило для сушки труб
- сварочно-сборочный стан
- участок осмотра и ремонта труб
- ремонтно-инструментальный участок
- пресс формовки
- участок приварки планок
- печи сушки флюсов
- установка пылеуборки на участке подготовки флюсов
- установка нанесения хромата и зона выхода трубы
- углекислотные установки и другие источники.
От источников выбросов загрязняющих веществ ТЭСЦ-4 в атмосферу поступают оксиды азота, соединения железа и марганца, оксид углерода.
Для очистки отходящих газов от взвешенных веществ в цехе установлены:
- за щеточной машиной и кромкострогальным станком - мокрый пылеуловитель ПВМ-20
- за станами сварки наружных и внутренних швов, установками плазменной отрезки концов труб и установкой порезки технологических планок - мокрые пылеуловители ПВМ-40
- за станками ремонтно-инструментального участка - циклон
- за печами сушки флюсов - рукавные фильтры
- за установками пылеуборки на участке подготовки флюсов и установкой для уборки флюсовой корки - батарейные циклоны.
Эффективность очистки в установленном пылеочистном оборудовании составляет 90-96 %.
В состав ТЭСЦ-4 входит участок антикоррозийного покрытия труб. Покрытие предназначено для защиты от коррозии наружной поверхности труб магистральных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов, трубопроводов компрессорных, газораспределительных, перекачивающих насосных станций и промысловых трубопроводов. Оборудование, установленное на участке, поставлено голландской фирмой «Selmers Technology В.V.».
Источниками выделения загрязняющих веществ в атмосферный воздух являются:
- наружный дробемет
- зонт над эпоксидной камерой
- печь термообезжиривания и зонт между печью и камерой
- печь предварительного нагрева труб
- печь промежуточного нагрева
- установка продувки внутренней поверхности труб (разъединение труб).
От источников выбросов загрязняющих веществ участка антикоррозийного покрытия ТЭСЦ-4 в атмосферу поступают оксиды азота, взвешенные вещества и оксид углерода.
Для очистки газов от взвешенных веществ за наружным дробеметом установлены циклон и металлический фильтр со вставкой из нетканой целлюлозы, эффективность очистки - 98,1 %.
За установкой напыления эпоксидного праймера, установками для очистки концов труб, установками продувки внутренней поверхности труб (разъединение труб) установлены металлические фильтры со вставкой из нетканой целлюлозы, работающие с к.п.д. = 92,4 %.
5 Литературный обзор
5.1 Схемы формоизменения участка листа
Современные магистральные трубопроводы являются высоконагруженными электросварными конструкциями, работающими в экстремальных условиях высокого внутреннего давления, низких температур окружающей среды, общей и стресс-коррозии, развивающейся при взаимодействии механических и электрохимических факторов. Сегодня наметился переход к трубопроводам нового поколения, которые отличаются повышенной экономической эксплуатационной эффективностью. Ценовые показатели проектов трубопроводов определяются использованием труб из высокопрочных сталей и минимальный металлоемкостью. Анализ развития мировой инфраструктуры перспективного потребления труб большого диаметра указывает на резкий рост объемов строительства трубопроводов. Сварные трубы для магистральных трубопроводов изготовляют прямошовными и спиральношовными. Диаметр от 529 до 1420 с толщиной стенки от 8-48 мм. Современные агрегаты на которых производят прямошовные трубы большого диаметра, состоят из линий подготовки листовой заготовки, ее формовки, сварки и последующей отделки. При формовке на вальцах лист изгибается между тремя или четырьмя валками, но длина получаемых труб не более 6-8 м. Прессовая формовка трубных заготовок получила наибольшее распространение в зарубежной практике при производстве труб диаметра до 1020 мм с толщиной стенки 7-32 мм и класс прочности от К48 до К60. Для производства труб диаметром 1420 стенки до 48 применяется формовка листовой заготовки на прессах с использованием процесса пошаговой формовки, при котором подгибка заготовки осуществляется вначале с одной стороны до центра штрипса, а затем- с другой стороны с определенной подачей- шагом х штрипса под штамп.
Формовка листовой заготовки, которая опирается на закругленные бойки, происходит под действием давления пуансона 
(рисунок 1). В дано схеме приняты следующие обозначения. H- глубина прогиба листовой заготовки, 
-максимальная глубина прогиба листовой заготовки до касания матрицы пуансоном, 
-радиус пуансона, 
-радиус бока матрицы,, 
-усилие пуансона при пошаговой формовки, R-реакции опоры листовой заготовки и матрицы, 
-угол контакта листовой заготовки с матрицей, 
-угол левой и правой зон контакта пуансона и листовой заготовки,, 
-расстояние между бойками, - коэффицент трения, h, L и b- толщина, ширина и длина листовой заготовки.
Рисунок 1 – Схема гибки с плоскими участками
На ПШФ методика расчета подгиба с плоскими участками учитывается параметры очага деформации поэтапное изменение кривизны трубной заготовки по шагам при нагрузке и разгрузке сегментов исходного листа. Исходя из полученных параметров сегментов по шагам выполняется их сборка и определение координат точек внутреннего и наружного контура заготовки. По полученным координатам фиксированных точек оцениваются выходные параметры- величина раскрытия. Данные параметры определяют подгиб плоских участков. На ПШФ по результатам исследования установлено следующее. На рисунке представлена схема очага деформации на ПШФ с разметкой сегментов плоских участков. Установлено что когда рабочее обжатие меньше максимального в очаге деформации на ПШФ трубная заготовка имеет контактные участки.
Рисунок 2 – Схема гибки трубной заготовки, левая часть которой
является цилиндрической, а правая – недеформированной плоской
Схема гибки кромки
Матричные опоры и секторная матрица могут иметь для регулировки подкладки или клинья. При подгибке кромки заготовка занимает положение, показанное на рисунке сплошной линией, а при гибке основной части – положение, показанное штриховой линией, без контакта с секторной матрицей. Радиус секторной матрицы выбирается таким, чтобы он был менее наименьшего требуемого для подгибки кромки на величину распружинивания заготовки. Края секторной матрицы делаются скругленными для исключения повреждения заготовки, когда та перемещается от секторной матрицы к матричным опорам.
Технологическая схема изгиба заготовки происходит следующим образом: первоначально заготовка укладывается на секторную матрицу, центрируется по длине относительно пуансона и устанавливается на первую позицию гибки.
При формовке кромки листа обжатие производится меньше, чем при формовке основной части, т.к. радиус кромки должен быть меньше радиуса основной части трубной заготовки.
Затем по мере продвижения заготовка выходит на матричные опоры и устанавливается на вторую позицию гибки. Этот процесс и формовки повторяется до тех пор, пока не будет изогнута первая половина профиля заготовки.
После окончания формовки одной половины заготовки, она перемещается в поперечном направлении и устанавливается в рабочей зоне для формовки участка второй кромки. После этого процесс шаговой формовки второй половины профиля заготовки выполняется аналогично первому. Последний шаг гибки должен осуществляться точно по середине продольной оси заготовки.
Таким образом, данное устройство позволяет производить подгибку кромок и формовку основной части заготовки без перенастройки штампа
Рисунок 3 – Схема гибки цилиндрической трубной заготовки
на прессе пошаговой формовки
После окончания процесса пошаговой формовки и снятия нагрузки (давление пуансона) в трубной заготовки основные напряжение переходят в остаточные. В сборочно-сварочном стане проводятся догибка кромок, формовка цилиндрического профиля заготовки и сварка по наружной и внутренней поверхностям трубы. Как показали исследования при сварке как в самом сварном шве, так и в околошовной зоне появляются дополнительные остаточные напряжения которые суммируются с остаточными напряжениями в сформованной заготовке и являются концентраторами дополнительных растягивающих напряжений. Остаточные растягивающие напряжения в поверхностном слое сварной трубы особенно опасны для трубопроводов, работающих при знакопеременной нагрузки, так как такие напряжения способствуют усталостному разрушению. Следовательно, в технологической линии производства сварных труб большого диаметра любого сортамента необходимо учитывать остаточные напряжения как на этапе формовки трубной заготовки, так и на этапе сварки. При этом следует стремиться к такому распределению напряжений, которое гарантирует надежную эксплуатацию газо- и нефтепроводов.
Совершенствование схемы формовки заготовки для сварки труб большого диаметра. Одним из путей получения трубной заготовки с повышенными служебными свойствами на существующем оборудование является дальнейшие совершенствование схемы деформации на базе исследования напряженно-деформированного состояния. Для исключения дефекта перегиба готового изделия в виде конька крыши при наложении сварного шва осуществляют предварительную подгибку исходного листа на части. После достижения равномерного состояния внешних весовых и внутренних сил сопротивления со стороны формуемой заготовки, в гидросистеме увеличивают давления до 5 МПа и после небольшой паузы его резко увеличивают до 27-32 МПа. Затем возвратными гидравлическими цилиндрами поднимают подвижные части пресса на высоту, обеспечивающий свободный проход. Согласно нашим исследованием НДС формуемого изделия, в начале процесса окончательной формовки после заполнения полости нижнего неподвижного вкладыша при опускании верхнего подвижного происходит интенсивная деформация изгиба заготовки. При этом участки формуемой трубы между отмеченными пластической деформацией сохраняют значении ниже пропорциональности. Под воздействием внешнего среднего давления остаточный прямолинейный участок заготовки теряет устойчивость. Для сохранения цилиндрической формы по всему периметру трубы после разгрузки предусматривается увеличения ширины исходного листа на величину обжатия дополнительного металла в конце окончательной формовки.
Вывод
В ходе выполнения данной работы выполнена разработка рабочего инструмента и режимов формоизменения трубной заготовки на участке пресса шаговой формовки линии ТЭСА 1420 магистральных труб ответственного назначения. Рассмотрен технологический процесс формовки овальной трубной заготовки с большей вертикальной осью на 20 мм. Произведен расчет геометрических параметров очага деформации и напряженно-деформированного состояния металла при обжатии Н=20 мм и при обжатии Н=10 мм. Произведён расчёт на прочность и жёсткость нижней балки рамы пресса.
Предложена принципиальная гидравлическая схема главного гидроцилиндра пресса. По данной схеме был произведен расчёт исполнительных механизмов, также расчет и выбор насоса и трубопроводов.
Также произведен сравнительный анализ технико-экономических показателей производства электросварных труб на линии 1420 до и после внедрения метода формовки овальной трубной заготовки который показал, что прибыль от реализации продукции возрастает на 138173,69 тыс. руб. Рентабельность производства увеличивается на 1,69 %, это происходит за счет увеличения чистой прибыли предприятия на 105012,01 тыс. руб.
Запас финансовой прочности возрастает на 1245,24 т. Данный проект является экономически эффективным, достигается это благодаря тому, что цена газопроводных труб за тонну в два раза выше цены на трубы пониженного качества.
Изменение технико-экономических показателей происходит, без каких либо вложений.
Были проведены работы с такими программами как КОМПАС-3D LT V8 Plus, Auto CAD 2008 для оформления рисунков и чертежей.
Список используемой литературы
1. Методы расчета калибровок инструмента и энергосиловых параметров процесса производства сварных труб в линии прессов и ТЭСА: сборник задач/ С.В.Самусев, А.Н.Фортунатов, Н.А.Фролова, Н.Г.Пашков – ВФ МИСиС, 2006г – 155с.
2. Теория, технология и оборудование для производства прямошовных сварных труб большого диаметра в линии ТЭСА -1420/ С.В.Самусев, А.Н.Фортунатов, Н.В.Овчарова; НИТУ МИСиС,2013 г- 140с.
3. Технологическая инструкция ТЭСЦ – 4, регистрационный номер ТИ 153 – ТР. ТС – 41 – 05;
4. ГОСТ 12.0.003-74 «Система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация»
5. СНиП 2.09.04-87