Способ крепления труб в теплообменных аппаратах с двойными трубными решетками

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (д) 4 В 21 D 39 t.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМЪб СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3844636/25-27 (22) 17.01.85 (46) 23.05.86. Бюл. № 19 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт технологии химического и нефтяного аппаратостроения (72) В. М. Бриф, О. А. Вартеванян, В. Л. Каган, Э. Э. Мамбетов и В. П. Новиков (53) 621.774.72 (088.8) (56) ОСТ 5.9575 — 74 Развальцовка труб ленточно-винтовая (с регулированием крутящего момента) в судовых теплообменных аппаратах. — М.: Минсудпром, 1976.

„„SU„„1232338 А1 (54) (57) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ТРУБ В

ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТАХ С

ДВОЙНЫМИ ТРУБНЫМИ РЕШЕТКАМИ, включающий развал ьцовку труб во внутренних и наружных трубных решетках, подрезку выступающих концов труб и исг. ытание на герметичность, отличающийс тем, что, с целью повышения качества кре.".-ения, вначале развальцовывают трубы во внутренних решетках, полученные соединения испытывают на герметичность, затем подрезают концы труб, выступающие над поверхностью наружной решетки со стороны, противопо.ложной началу развальцовки, после чего обваривают и развальцовывают трубы в наружных решетках с последующим повторным испытанием на герметичность получен- а

® ного соединения.

1232338

Изобретение относится к технологии крепления труб в трубных решетках àïïàратов, в частности к последовательности выполнения технологических операций «о креплению труб и испытаниям трубных пучков с двойными трубными решетками.

Цель изобретения — повышение качества крепления труб в двойных трубных решетках.

На фиг. 1 показана развальцовка труб во внутренних трубных решетках; на фиг. 2 и 3 — испытание на герметичность соединений труб с внутренними трубными решетками; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 2; на фиг. 4 — подрезка концов труб, выступаюгцих над плоскостью наружной решетки со стороны, противоположной началу развальцовки; на фиг. 5 — обварка концов труб в наружных трубных решетках; на фиг. 6— развальцовка труб в наружных трубных решетках; на фиг. 7 — испытание на герметичность соединений труб с наружными трубными решетками.

На первом этапе (фиг. 1) осуществляется развальцовка труб 1 в первой внутренней решетке 2 (левой), при этом обеспечивается заданное выступание концов труб

1 относительно наружной решетки 3. В случае, если длина развальцовочного пояса больше длины ролика, развальцовку проводят последовательно ступенями в направлении от наружной решетки 3 (показано стрелкой) к внутренней 4, при этом все удлинение трубы 1 идет в сторону наружной решетки 5, тем самым не создавая напряжений в трубах 1.

Второй этап — развальцовка труб во второй внутренней решетке 4 (правой) с предварительным натяжением трубы 1 за счет упора инструмента в наружную решетку

5. При этом в решетках большой толщины развальцовка также ведется последовательно поясами в направлении наружной решетки 5 (показано стрелкой). Удлинение трубы 1 идет в сторону неразвальцованного конца, обеспечивая тем самым минимальные напряжения в трубах 1 между внутренними трубными решетками 2 и 4.

Третий этап — испытание на герметичность соединений труб с внутренними трубными решетками 2 и 4, для чего теплообменный аппарат устанавливают вертикально, на наружную трубную решетку 3 через прокладку устанавливается кольцо 6, а наружная трубная решетка 5 герметизируется днищем 7. В межтрубное пространство 8 корпуса аппарата, ограниченное внутренними трубными решетками 2 и 4, подается испытательное давление P воздуха или инертного газа, а дренажная (межрешеточная) полость 9, кольцо 6 и трубы 1 заполняются водой так, чтобы вода покрывала концы труб 10 — 15 мм (фиг. 2 и 3).

При наличии сквозных дефектов развальцовки труб во внутренней решетке 2

55 воздух (газ), проникающий через дефекты, образует пузырьки 10, которые поднимаются вертикально вверх, проходят через зазор 11 между трубой 1 и отверстием наружной решетки 3 и выходят на поверхность. Визуальное наблюдение за зеркалом воды 12 позволяет обнаружить наличие дефекта и установить его место нахождения. Это позволяет вторично развальцевать только те соединения, которые оказались негерметичными и избежать вторичной перевальцовки всех труб.

По окончании испытаний одной решетки вода сливается, давление в межтрубной полости 8 снижается до атмосферного, аппарат поворачивается на 180, кольцо 6 и днище 7 меняются местами и проводят испытания внутренней решетки 4 аналогично первой 2.

Четвертый этап — подрезка концов труб

1, выступающих над плоскостью наружной решетки 5 со стороны, противоположной началу развальцовки (фиг. 4).

Пятый этап — обработка труб 1 в наружных трубных решетках 3 и 5 поочередно или одновременно с двух сторон (фиг. 5).

Шестой этап — развальцовка труб 1 в наружных трубных решетках 3 и 5 (фиг. 6).

Седьмой этап — испытание на герметичность соединений труб 1 с наружными трубными решетками 3 и 5 подачей воздуха под давлением P в дренажные полости 9 с последующим обмыливанием лицевых поверхностей 13 наружных решеток 3 и 5 и визуальным наблюдением за появлением пузырьков (фиг. 7).

Пример. При изготовлении модельного аппарата диаметром 440 мм, длиной 1212 мм с трубами размером 25х2,5 из стали

12Х18Н10Т в количестве 61 шт., толщина внутренних решеток 52 мм, а наружных

40 мм, ширина дренажной зоны — 25 мм, сборку выполняют в следующей последовательности.

В трубном пучке концы труб устанавливают заподлицо с полостью одной из наружных решеток и развальцовывают с этой же стороны во внутренней решетке на глубине 100 мм, инструментом 24191/100 вЂ, с углом подачи 2 . При этом удлинение трубы составляет 0,7 — 1,0 мм, в том числе в сторону инструмента 0,3 — 0,5 мм. Затем развальцовывают второй пояс в той же внутренней решетке на глубине 116 мм инструментом

24191/116-2 . При этом удлинение составляет 0,7 — 0,9 мм и направлено в сторону неразвал ьцованного конца трубы. Далее развальцовываются трубы во второй внутренней решетке на глубине 116 мм инструментом 24191/116 — 2, при этом в упоре инструмента выполняется проточка глубиной

10 мм, благодаря которой упор инструмента осуществляется не в торец трубы, а в плоскость решетки, чем достигается растяжение трубы на стадии выбора зазора (до

1232338 момента соприкосновения трубы с внутренней поверхностью отверстия в трубной решетке) с последующим сжатием ее за счет удлинения при развальцовке трубы совместно с трубной решеткой. Величина удлинения в сторону наружной решетки состав5 ляет 0,6 — 0,8 мм. Далее инструментом

24191/100 — 2 развальцовывается ближний пояс на глубине !00 мм. Все удлинение направлено в сторону наружной решетки и составляет 0,9 — 1,1 мм. 10

Таким образом, из суммарного удлинения трубы, составляющего 3,2 — 4,1 мм, лишь 0,6 — 0,8 мм приходится на долю закрепленного между двумя внутренними решетками участка трубы.

Для проведения испытаний на герметичность к одной из наружных решеток через прокладку устанавливают днище, а ко второй — специальное кольцо. Модель устанавливают в вертикальное положение на днище и в межтрубное пространство подают воздух под давлением 0,5 МПа. Затем в кольцо заливают воду, которая заполняет трубное пространство, дренажную зону и кольцо, так чтобы уровень воды покрывал концы труб на 10 — 15 мм.

После выдержки в течение 2-х ч поверхность воды осматривают на предмет обнаружения выходящих пузырьков воздуха. То же повторяется и для второй решетки, для чего технологическое кольцо и днище меняют местами. Течей через внутренние решетки не обнаружено.

Выступающие над плоскостью наружной решетки концы труб подрезают, а трубы приваривают к наружным решеткам аргонодуговой сваркой. Затем трубы в наружных решетках развальцовывают инструментом 17191, имеющим повышенный угол по дачи У = 6, что позволяет в три раза уменьшить удлинение труб на участке дренажной зоны.

Испытание комбинированного способа крепления труб в наружных решетках осуществляется подачей воздуха под давлением P = 0,5 МПа в дренажную полость с последующим обмыливанием лицевых поверхностей наружных решеток и визуальным наблюдением за появлением пузырьков.

Наблюдение за соединениями в течение

2-х ч не выявило нарушений герметичности.

Крепление труб в теплообменных а",паратах с двойными трубными решетками предлагаемым способом позволяет получить соединения с гарантированным качеством соединений и значительно снизить распорные усилия в трубах, что положительно сказывается на надежности теплообменных аппаратов в целом.

1232338

Фиг. 7

Составитель И. Капитонов

Редактор Н. Ланкулич Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Заказ 2497/10 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откритий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4