Способ вварки труб в трубную решетку

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (») 554978 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено30.01,76 (21) 2318759/27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.77.Бюллетень №15 (45) Дата опубликования описания 26.05.77 (51) M. Кл.е

В 23 К 33/00//

В 21 2 39/06

Государственный комитет

Совета Иинистров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.75 (088. 8 ) (72) Авторы изобретения

Т. П. Дьякова, В. А. Зеленин, В. Л. Руссо и В. И. Харченко (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВВАРКИ ТРУБ В ТРУБНУЮ РЕШЕТКУ

8= —.— (3

2 и

3 ED

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к сварке плаи лением труб с трубными решетками, и может найти применение в энергетической, машиностроительной. судостроительной и 5 других отраслях промышленности.

Известен способ сварки плавлением труб с трубными решетками, по которому производят сборку трубы с трубной решеткой без зазора между наружным диаметром трубы и внутренним диаметром трубной решет ки (1).

Недостатками способа являются трудность обеспечения требуемой глубины проплавления, а также образование трещин в 15 шве при сварке и в процессе эксплуатации.

Известен способ вварки труб в трубные решетки, наиболее близкий к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту, при котором в трубной решетке оп выполняют ступенчатое отверстие, в которое устанавливают трубу, и производят сварку (2 ).

Согласно этому способу сварку производят по фиксированному зазору. 25

Недостатком соединений, выполненных по этому способу, является низкая работоспособность, особенно при действии циклических нагрузок: разрушение происходит в зоне выхода трубы из концевой детали или в околошовной зоне.

Целью изобретения является обеспечение работоспособности соединения в условиях циклического нагружения.

Для этого ступень выполняют в виде выступа со стороны сварки высотой равной глубине проплавления и шириной d, равной максимально допустимой амплитуде изгиба привариваемой трубы в зоне ее выхода из трубной решетки и определяемой из соотношения где — толщина трубной решетки, см; г — модуль упругости, кгс/ см

D — диаметр трубы, см; (1 — допустимое напряжение, кгс/см и сварку производят путем расплавления выступа и торца трубы, 554978

На фиг 1 представлена схема сборки трубы в трубной решетке; на фиг. 2 - соединение, полученное данным способом,в момент нагружения его силой Р.

Технология способа состоит в следующем. В трубной решетке 1 выполняют о верстие с выступом 2, в которое устанавливают трубу 3. Между трубой и отверстием образуется зазор, величину которого выбирают так, чтобы при изгибе тру- 10 бы, ограниченном стенками отверстия в трубной решетке, величина напряжений в околошовной зоне не превышала допустимых значений ((Т ), Для этого выступ выполняют шириной д, равной максимально до- 15 пустимой амплитуде A A„изгиба привариваемой трубы в зоне ее выхода из трубной решетки и определяемой из соотношения

2 Ф 20

8=- — — r 3 з ED

Труба 3 вставляется в отверстие трубной решетки 1,.утопленной с небольшим выступом над ее поверхностью или заподлицо, При наличии повышенных допусков на 25 наружный диаметр труб допускается применение вальцовки концов труб или дорновки на глубине Н, равной высоте выступа 2, При малой величине допуска вальцовка (дорновка) не производится, Сварка выполняется путем расплавления торцовой части трубы 3, выступа 2 и близлежаших участков трубной решетки.

При работе соединения на него действует циклическая нагрузка р, в зависимости от величины которой возможны три варианта деформации трубы, При малой величине нагрузки величина стрелки прогиба трубы на расстоянии 8 от точки закрепления (т.е. от сварного шва) будет меньше ве40 личины зазора «6". При повышении величины Р прогиб трубы будет увеличиваться и при определенном значении P достигнет величины А„« . При атом в околослойной зоне возникнут напряжения, величина кото«

45 рых может быть рассчитана по формуле сопротивления материалов.

При дальнейшем увеличении величины P значение напряжения в околошовной зоне останется практически неизменным, но

50 при этом появятся и будут возрастать напряжения в теле трубы в зоне ее выхода из трубной решетки. Величину нагрузки можно увеличивать до тех пор, пока значение напряжений и в этой зоне не превысит их допустимого значения. Максимальное значение атой нагрузки будет выше, чем величина допустимой нагрузки при изгибе труб в безвальцовочном соединении (с нерегламентированной величиной зазора), где разрушение произойдет в околошовной зоне, Возможный экономический эффект при изготовлении данным способом одного теплообменного аппарата типа ОПВ-48-1 составляет около 4 тыс. руб,, а годовой экономический аффект только на одном из предприятий - 120 тыс. руб.

Формула изобретения

Способ вварки труб в трубную решетку, при котором в трубной решетке выполняют ступенчатое отверстие, куда устанавливают трубу, и производят сварку, о т л и ч а юш и и с я тем, что, c ..цепью обеспечения работоспособности соединения в условиях циклического нагружения, ступень выполняют в виде выступа со стороны сварки высотой равной глубине проплавления и шириной О, равной максимально допустимой амплитуде изгиба привариваемой трубы в зоне ее выхода из трубной решетки и определяемой из соотношения

8- — — (ь)

2 Ъ

5 ED где Ь - толщина трубной решетки, см; 2

«модуль упругости, кгс/см;

Q — диаметр трубы, см; 2 (1 «допустимое напряжение, кгс/см и сварку производят путем расплавления выступа и торца трубы.

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе:

1, ПатеитСША М 3643059, класс219125 Rь,1 972 r.

2, Авторское свидетельство СССР и 294423, М„кл. В 23 К 33/00, 1969 г.

554978

wx 4141

Составитель Л. Назарова

Техред А. Демьянова Корректор А. Fpaneako

Редактор Л, Народная

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 387/6 Тираж 1232 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113О35,Москва, Ж-35, Раушская наб„д, 4/5