Способ соединения труб с трубной доской

 

пц 6И28

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.07.76 (21) 2386048125-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.78. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 13.07.78 (51) М. Кл 2 В 21Р

39/06

Государственный комите1

Совета вйиннстров СССР (53) УДК 621.774.72 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

М. П. Кравец, Ю. В. Латышов и В. К. Парахин (71) Заявитель ь

3 ! (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ С ТРУБНОЙ ДО КОЙ= -1:..;

Изобретение относится к области производства теплообменных аппаратов энергомашиностроительной промышленности АЭС, точнее к способам соединения труб с трубными досками теплообменных аппаратов вальцовкой.

По условимя работы теплообменных аппаратов под давлением при высокой температуре их надежность во многом зависит от способа закрепления труб в трубных дос- 1р ках. Задача становится особенно важной в случае двухтрубной доски для теплообменных аппаратов, где по условиям работы требуется полная герметичность соединения, прочность и абсолютная надежность. 15

В практике закрепления труб в трубных досках, наряду с обычной развальцовкой, выполняют и развальцовку с использованием промежуточных элементов (1).

В известном способе открытые пружинные кольца из стальной проволоки вставляют в канавки на концах труб, после чего производят развальцовку, при этом вдавливают кольца в материал трубной доски.

Недостатком указанного решения является низкая герметичность из-за использования открытых пружинных колец и ослабление материала трубы за счет вытачиваемых канавок на концах вальцуемой трубы.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ соединения труб, заключающийся в том, что во внутренней стенке охватывающего элемента между кольцевыми вальцовочными канавками делают кольцевую проточку, в которую вводят до установки и вальцовки охватываемого трубчатого элемента промежуточный уплотнительный элемент из мягкого металла с коэффициентом линейного расширения выше материалов, образующих трубчатые элементы (2).

Одним из основных недостатков этого соединения является трудность осуществления полной герметичности и необходимой прочности соединения. Объясняется это тем, что напряжения в трубных элементах, вызванные натягом при выполнении вальцовки, со временем снижаются, и в трубном соединении возникает опасность нарушения плотности трубчатых элементов. Другими недостатками известного решения являются трудность изготовления при малых диаметрах отверстий в трубных досках кольцевых канавок, так как для их изготовления требуется большая затрата труда, инструмента и высокая квалификация рабочего, а также трудность ввода в

617128

60 добавочную кольцевую канавку уплотнительного элемента из мягкого металла.

Целью изобретения является получение герметичного и прочного соединения.

Это достигается тем, что перед вальцовкой в посадочное отверстие с наружной стороны трубной доски кроме уплотнительного кольца из мягкого металла дополнительно устанавливают втулку, твердость которой не ниже твердости материала трубной доски и прикладывают к втулке осевое усилие, нагружающее промежуточный элемент до появления в нем пластической деформации.

В дальнейшем дополнительная втулка, выполняя роль анкера, заклинивается между трубой и трубной доской. Благодаря анкерным свойствам дополнительной втулки сохраняется нагружение промежуточного элемента в процессе вальцовки и тем самым обеспечивается полная герметичность соединения. Герметичность соединения сохраняется и в процессе эксплуатации аппарата, так как точка плавления металла промежуточного элемента выше максимальной температуры, которую может переносить стык во время эксплуатации аппарата, а коэффициент линейного расширения этого металла выше коэффициента линейного расширения материалов трубы и трубной доски.

На фиг. 1 показано соединение в одинарной трубной доске до нагружения промежуточного элемента в осевом сечении; на фиг. 2 — осевое сечение соединения в одинарной трубной доске после вальцовки в осевом сечении; на фиг. 3 — вариант соединения в двойной трубной доске до нагружения в осевом сечении.

В трубную доску 1 (см. фиг. 1) вставляют трубу 2, затем в кольцевую проточку 3 в трубной доске 1 вставляют уплотнительное кольцо 4 из мягкого металла и втулку

5 из металла, твердость которого не ниже твердости материала трубной доски. После сборки трубных элементов к втулке 5 прикладывают осевое усилие P и нагружают кольцо 4 до появления в нем пластической деформации. Для двухтрубной доски (см. фиг. 3) осевое усилие к втулке 5, установленной в доске 1, прикладывают через доску 6. Вальцовку соединения осуществляют одним из известных способов.

Испытания описанного соединения труб с трубными досками осуществляются на одинарных и двойных трубных досках с трубами 13Х1,2; 14Х1,2; 16Х1,4 из различных марок стали.

Уплотнительные элементы изготавливаются в виде колец из меди, алюминия и титана, а дополнительные втулки изготавливаются из стали 45, ОХ18Н10Т, титана, ОХ14МФСе цилиндрической и конусной

4ормы с конусом до 3-х градусов. Осевое нагружение промежуточных элементов осуществляется двумя методами — одновременно во всех трубных соединениях прессовой посадкой и поочередно с помощью электропривода и пневмопривода. При этом поступательное движение втулки сочетается с одновременным ее вращением.

Испытания также показывают, что в трубное соединение может входить несколько втулок и уплотнительных элементов в зависимости от толщины трубной доски и ширины перемычек между отверстиями в трубной доске.

Для проведения испытаний трубных соединений на плотность и удержание изготавливаются многотрубные образцы (до 7 труб в каждом образце) из сталей ОХ18Н10Т, титан. Для вальцовки трубных элементов взрывом используется заряд ВВ из детонирующего шнура марки ДШ-А.

В результате проведения испытаний при различных температурах получена полная герметичность и требуемая прочность вальцовочных соединений.

Способ позволяет значительно снизить трудоемкость и повысить качество соединений трубных элементов таких выпускаемых теплообменных аппаратов, как СПП-500М, СПП-220, ПГВ-440, ПГВ-1000 и др. и тем самым обеспечить стабильный выпуск высококачественной продукции.

Ожидаемый экономический эффект только по трем аппаратам СПП-500, СПП-220 и ПГВ-440 составляет около 400 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

1, Способ соединения труб с трубной доской, заключающийся в том, что с наружной стороны трубной доски соосно отверстию для трубы выполняют кольцевую проточку, в отверстие устанавливают трубу, а в кольцевую проточку вводят уплотнительное кольцо, твердость материала которого ниже твердости уплотняемых элементов, и производят развальцовку трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и герметичности соединения, перед развальцовкой в кольцевую проточку дополнительно устанавливают втулку, твердость которой не ниже твердости материала трубной доски, и прикладывают к втулке осевое усилие до появления в ней пластической деформации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осевое усилие сохраняют в течение процесса развальцовки трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Германии № 402522, кл. 13f1, 1924.

2. Патент Франции № 1294938, 7с, 39/06, 1962.