Способ соединения деталей

 

Использование: соединение деталей из разнородных материалов, герметичное соединение трубопроводов, крепление трубок в решетках и досках теплообменников, Сущность .изобретения: в местах соединения образуют полость, размещают в ней промежуточный элемент из гидридобразующего материала и дополнительный элемент из гидридсодержащего материала, нагревают место соединения. Атмосферу водорода со-, здают за счет дегидрирования дополнительного элемента. 2 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) . (21) 4943574/27 (22) 07,06.91 (46) 15.04.93. Бюл. N t4 (73) Малое предприятие "Технология" (75) В.С.Сапелкин, А.И,Соловей и В,Б.Дерягин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 558888008800, кл. В 23 Р 11/02, 1976. (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ (57) Использование: соединение деталей из разнородных материалов, герметичное соеИзобретение относится к способам соединения деталей из разнородных материалов и может быть использовано, в частности для герметичного соединения трубопроводов, крепления трубок в решетках и досках теплообменников.

Цель изобретения — упрощение процесса и повышение его технологичности.

На фиг.1 показано соединение двух.цилиндрических труб по торцам; на фиг.2— закрепление трубок в отверстиях трубной доски теплообменника, Пример 1. В торцах длинномерных труб 1,2 (фиг.1) из нержавеющей стали

12Х118Н10Т и меди выполняют кольцевые проточки, образующие полость при стыковке торцов труб друг с другом. В, полость по скользящей посадке помещают, двухслойное кольцо, в котором внутренний слой 3 выполнен из гидрида титана, а охватывающие его слои 4 выполнены из циркония.

После сборки и стыковки труб, место соединения нагревают на воздухе с помощью кольцевого электронагревателя, который устанавливают снаружи стыка. Температуру динение трубопроводов, крепление трубок в решетках и досках теплообменников, Сущность, изобретения: в местах соединения образуют полость, размещают в ней промежуточный элемент из гидридобразующего материала и дополнительный элемент из гидридсодержащего материала, нагревают место соединения. Атмосферу водорода со-. здают за счет дегидрирования дополнительного элемента. 2 ил. нагрева со скоростью 50 /С, увеличивают до 300 — 350 С, выдерживают 5 мин и далее продолжаютнагрев до 600 С со скоростью

100 — 150 /С. При этом, начиная с температуры 300 С, происходит все более интенсив- Е ная десорбция водорода из слоя Т Н2 и его абсорбция слоями Zr. При достижении температчры 600 С и выдержке в течение заданного времени, гидрид титана превращается в QC3 титан, а цирконий —,в гидрид циркония, Ис- („) ходный объем, занимаемый в кольце слоями ©

TiHz и Zr, выбирают так, чтобы увеличение слоев 4 при их гидрировании превышало р уменьшение объема слоя 3 при его дегидрировании и обеспечивало плотное и прочное соединение торцов труб друг с другом.

В примере для соединения толстостенных труб наружным диаметром 150 мм и Д толщиной стенки 8 MM начальная толщина слоев 3 и 4 составляет 1 мм каждый, длина втулки 10 мм. Выдер>кка места соединения при 600ОС составляет 30 мин. При эксплуатации трубопровода давление рабочей газообразной среды равно 2,5 МПа, температура.

400 С. Полученное соединение обладает

1809795 герметичностью и прочностью при указанных условиях.

Пример 2. Осуществляют закрепление труб 1 в отверстиях трубной. доски 2 теплообменника (фиг.2). В кольцевую полость между трубой и отверстием доски вставляют последовательно друг за другом втулки 3 из гидридобразующего компактного материала-титана и холоднопрессованные втулки 4 из порошкового гидридсодержащего материала на основе сплава титан-железо. После установки втулок в кольцевую полость так, чтобы титановые втулки закрывали ее торцы, полость герметизируют по торцам.

Затем внутрь трубы вставляют штырьковый электронагреватель, обеспечивают подьем температуры до 350 С и выдержку в течение заданного времени. В производственных условиях может использоваться специальный многоштырьковый нагреватель, позволяющих вести одновременный нагрев нескольких десятков труб. В результате нагрева происходит десорбцию водорода из порошкообразных втулок 4 и его абсорбция титановыми втулками 3, которые, при превращении титана в гидрид титана увеличиваются в обьеме и плотно закрепляют трубы

1 в отверстиях доски 2.

В соответствии сданным примером осу ществлялось закрепление труб Я7х1 мм, выполненных иэ никелевого сплава, в толстостенной (170 мм) трубной доске парогенератора. В каждом кольцевом зазоре равном 1,5 мм, было установлено три титановых и две гидридных (титан-железо-водород). втулки, каждая длиной по 34 мм.

Выдержка места соединения при 350 С составляла 60 мин. При увеличении темпера..туры до 450ОC время выдержки может быть уменьшено до 30 мин. Соединение обеспе. чивает герметичное и прочное закрепление труб, отвечающее требованиям эксплуатации изделия.

В способе могут быть использованы различные сочетания переходных металлов и сплавов на их основе для изготовления промежуточного (гидридобраэующего) и дополнительного (гидридсодержащего) элементов, например, цирконий-гидрид титана,. гидрид титан-железа; ниобий-гид. рид циркония, гидрид титана, иттрий-гидрид ниобия, гидрид циркония; титан-гидрид

10 титан-железа, гидрид лантан-никеля; титанжелезо-гидрид лантан-никеля и др, В настоящее время в технике получены десятки многокомпонентных сплавов, способных к абсорбции и десорбции водорода в диапазоне температур от комнатных до 1000 С, °

Такие сплавы могут быть широко использованы в способе, Способ обеспечивает упрощение процесса соединения деталей за счет исключе20 ния необходимости размещения всей сборки деталей в водородной печи или ка-. мере. Процесс производится при нагреве только места соединения от любого подходящего локального источника тепла (горелка, электронагреватель и т,п.), Это позволяетбездополнительныхзатрат осуществлять соединение крупногабаритных деталей в химическом и теплоэнергетическом машиностроении, например, производить

30 замену труб и закрепление отдельных труб в промышленных теплообменниках без разборки трубных досок.

Формула изобретения

Способ соединения деталей, при кото35 ром в местах соединения образуют полость, размещают в ней промежуточный элементиз гидридобразующего материала и производят его гидрирование в атмосфере водорода, отличающийся тем, что, с целью

40 упрощения процесса и повышения его технологичности, в полости размещают дополнительный элемент иэ гидридсодержащего материала, а атмосферу водорода создают за счет дегидрирования дополнительного

45 элемента.

1809795

Фиг 1

Составитель В.Сапелкин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Керецман

Редактор

Заказ 1294 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-:издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101