Способ изготовления многослойных сосудов давления

 

госюдМсакннок пьткнтнок вкдомство ссср <госамквт ссср

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛВСГВУ союз совктских соцМлистнчкских екснуадик

1 (21) 2897743/27 . (Щ 21.0330 (4Е) 30.1193 бюв Nk 43-44 (72) Апябыв АП. Борсук ЕГ„Лившиц В4„..Мурзаев

Q Новиков АН; ГЬеилеЪ ПГ Союдов Г.С; Туаь(19) Bled: (11) ЗЯШ, 1 (51), 3 1

2 цьн АА; Хисаатуве ЕР.

{54) CM©05 ИЗГОТОЮЗЕНИЯ.МЯОГОСИОЙНЬВ СОСУДОВ ДАВЛЕНИЯ

853874

Изобретение относится к области сварки, в частности к способам изготовления многослойных сосудов.давления и может быть использовано при изготовлении и монтаже крупногабаритных сосудов давлений

«для химической, нефтехимической и других отраслей промышленности.

Известен способ иэготовлейия обечайки сосуда.давления, заключающийся в том, что заготавливают металлические листы, накладывают один лист на другой, придают им цилиндрическую форму, подвергают воздействию внутреннего и внешнего давления для плотного контактировайия слоев и сходящиеся кромки заваривают продольным швом,для получения крупногабаритно. го сосуда полученные обечайки сваривают друг с другом кольцевыми швами.

Недостатком данной технологии иэго4 товления сосудов является необходимость монтирования уникальные установки и стенды для вальцовки, стягивания и сварки кольцевыми швами полученных многослойных обечаек.

Известен также способ изготовления многослойных сосудов давления, наиболее .близкий к данному изобретению по технической сущности, при котором раскраивают плоские и желобообразные элементы, собирают их в многослойную плоскую полую заготовку и сварйвают ме кду собой, затем полученную сварную заготовку деформируют внутренним давлением до получения сосуда заданных размеров, Недостатком данного способа является неизбежность неравномерных пластических деформаций растяжения по всей толщине слоев при.образовании концевой части (днища) у плоской заготовки. Так как при любой форме концевой части плоской заготовки длина ее дуги в горизонтальном сечении всегда будет на много больше длины дуги в вертикальном сечении, величины их пластической деформации при раздаче сосуда внутренним давлением будут значительно отличаться друг от друга. Так, например, при длине дуги концевой части в горизонтальном осевом сечении заготовки равной л и она будет превышать длину дуги в вертикальном осевом сечении, равную

-2R более, чем на 30, и меньшая дуга должна быть растянута соответственно на

ЗО . Для обеспечения необходимой деформации, в известном способе предлагается использовать местный подогрев, что значительно усложняет и удорожает технологию изготовления сосудов.

Целью изобретения является повышение качества сосуда и упрощение технологии его изготовления. Для этого в способе изготовления многослойных сосудов, при котором раскраивают плоский и желобообразные элементы, собирают их в многослойную плоскую полую заготовку и сваривают между собой, затем полученную сварную заготовку деформируют внутренним давлением до получения сосуда заданных размеров, при раскрое элементов задают периметр

10 .внутренней поверхности каждого слоя в поперечном сечении плоской заготовки меньшим периметра поверхности предыдущего слоя на 2 _#_b, где Ь- величина требуемого .натяга, а при сборке в заготовке выполняют

15 гофры с отрицательной кривизной в местах перегиба.

Для обеспечения несплавления смежных слоев при сварке, до сварки между смежными слоями заготовки располагают

2О жаропрочный материал.

Для получения сосуда.c коническими днищами, при сборке в заготовке выполняют гофры, параллельные продольной оси сосуда. Для получения сосуда с плоскими .25 днищами, гофры выполняют в концевых частях заготовки перпендикулярно к продольной оси сосуда. Кроме того в заготовке места пересечения желобообразных элементов выполняют однослойными с толщиной, выбираемой в зависимости от давления деформирования заготовки, а после раздачи сосуда вышеупомяну гые места доваривают до получения заданной толщины стенки сосуда. Концевые части заготовки выбирают в зависимости от давления деформировэния,. после раздачи сосуда их удаляют, а на их месте присоединяют отдельно изготовленные концевые части.

На фиг.1 показана плоская заготовка со40 суда давления с продольными гофрами; на фиг,.2 — промежуточная стадия деформирования внутренним давлением заготовки на фиг.1 — цилиндрический сосуд с коническими днищами; на фиг.3 — плоская заготовка

45 трехгранного сосуда давления с одним продольным гофром; на фиг.4 — сосуд давления из заготовки на фиг.3; на фиг.5 изображена заготовка сосуда. давления с плоским днищем, выполненная с гофром, перпендику50 лярным к оси сосуда; на фиг.6 — разрез А-А на фиг.5; на фиг.7 — вариант выполнения гофра в заготовке, расположенного перпендикулярно к оси сосуда; нэ фиг.8 — разрез

Б-Б нэ фиг.7.

Технология способа заключается в следующем.

1. Раскраивают и заготавливают плоские и желобообразные элементы для корпуса и концевых частей сосуда. Поскольку во всякой многослойной конструкции боль853874 . . 6

5 .шае значение для прочности стенки имеет раздача заготовки до формы, определяемой плотность прилегания слоев друг к другу, сосудам; элементы для разных слоев раскраивают та- 5. После раздачи заготовки доваривают кйм образом; что периметр внутренней па- да нужной толщины необходимые участки верхности каждого слоя в поперечном 5 (упомянутые выше), меняют концевые части сечении заготовки меньше периметра. на- натребуемыеднища.ввариваюттехнологи : ружнай поверхности предыдущего слоя на ческие патрубки, велйчину требуемого натягами, угмножейно- . Как. видно- из фиг.1-4 оболочку в виде го на 2.jr,-что и обеспечйвает полезное пред- правильной и-угольной призмы и правиль- . варительное напряженное. состояние.10: ных и-гранных пирамид-можно привести 6 многослойного сасудаьи плотность прилега- виде плоскогофрированной заготавьки с ния:слахев стенки друг к дрнугу.: При этом .гпродольными гофрами, имеющими отрицаплаские-элементы можно набирать изузких тельную кривизну изгиба относительно наполас и располагать их под углом к оси со- ружнбй поверхности, с изгйбом вдоль осей

: судуа.: ..: .:: . 15 граней. 8 частности, на фиг.1 и 2 показаны

2. Элементы аналогичной формы наби- заготовка и сосуд в виде правильных вось-, рвакгг:пакетами, из которых составляют мна- миграннай призмы и пирамид (т.е.пв),.на гослойную плоскую: полую заготовку с фиг.З и 4 —. в виде трехгранной призмы и

:тофрами; Гофры {продольные по корпусу . пирамид (n-3). При этом ширина грани а, или поперечные в концевых частях).состав-: 20 .угол п-угольника J. радиус описайнай акруж- . ляют иэ плоскйхт элементов, которые соеди- ности О1А1йол, высота пирамиды GO>-b1 и .. няют: желобообраэными элементами и . Ребро пирамиды ОА -bz связаны между сорасполагают изгибом внутрь заготовки, т,е. -- - бай геометрйческими соотношениями . относитвльно нврухгнов поверхности ваго-, 2 и . в щемив rogps инввт orpuqaxentkyio 25 п в ьн "2 b + кривизну,, . : .: : .. 2 sin

3, Плоские ижелобообразные элементй При раздаче внутренйим давлением икаждого смоя сварйвают друг с другом, при .. гранная призма переходит в цилиндр, име-. этом в местах сварных швов: между слоями „„„. n - а наносят жаропрочный материал для пре- 30 щ" радиус R 2 a "гра"-ная, дупреждения сплавления слоев друг с дру- пирамида переходит в конус с углом в вергом. Узкие полосы, составляющие плоские „н а элемейты слоев, следующих после riàðâît.o- . . агсз и. 2 Ьа Только в окрестна ., слоя, можно не сваривать между собой, при-" стях вершин "А1А ...An заготовка стремится варивая их только к желабоабразным эле- 36 сохранить форму призмы и пирамиды. Оче: ментам и концевым частям заготовки.:.. видно, что прй и а.=2жпирамида преобра- Места. стыков; имеющих сложную про-.; - . зуется в плоское днище.; странственную. конфигурацию, например, .:.... - Пример йзготовления многослойной при пересечении желабаабразных элемен- плоскагофрированнай заготовки прастей тав корпуса и концевой части полой загатае- 40. шей формы, из которой после. раздачи давки, можно выполнить Однослойными. лением получается. сосуд в виде Смежные элементы приваривают к этому: грехгранной призмы с дйищами, в виде однослойному элементу до получения.. тол- -: : трехгранных пирамид дан на.фиг.3 и 4. Для щины стенки, достаточной для выдержива . каждого слоя:заготовки атштамповывают ния.давления раздачи заготовки в сосуд. 45 четыре желобаобразных элемента 1, расЗатем осуществляют сварку элементов до - . краивают плоские элементы 2 нужной фар- полной толщины стенки,::: .мы (повторяющие грани призмы и

Концевые части полой заготовки сосуда пирамиды.или их.половин и обеспечиваюдавления можно набрать и сварить из зле.- . щие натяг. Ь.по слоям, при этом каждую ментов,.толщиной достаточной для выдер" 50 граньможйо выполнить изузкихполасЗ как живания давления дефармиравания по фй.: указайо выше). Далее собирают элементы заготовки в сосуд, после чего концевую, . пакетами и.пакеты укладывают в заготовку, часть можно заменить на отдельно изготов- - . образуя из одной грани-продольный гафр, ленное днище. горловину и т.n, обращенный внутрь:заготовки. Желабааб4. В"стенку полученной плоскогофрира- 55 разные элементы 1 и плоские элементы 2 ванной заготовки вваривают штуцер, через. сваривают швами 4, .обеспечивая с пакоторый подают жидкую или газообразную мощью необходимой жарапрочнай

: .среду под давлением. Величину давления прокладки несплавление швов с нижерассоздают такой, при которой обеспечивается положенным слоем.

8538?4

На фиг.5-8 изображена заготовка с гоф- держивающую давление раздачи сосуда, рами, расположенными перпендикулярно к После деформирования плоскогофрирован оси сосуда, которые после раздачи внутрен- ной заготовки внутренним давлением, когда ним давлейием образуют сосуд в виде четы- участки в вершинах D1и 02 образуют цилинрехгранной призмы с пяоским: днищем.. 5: дричвскую стенку, вваривают слои много,Плоские элементы для корпуса:раскраивают. слойной стенки. в данном случае в. размере двух. граней .. Если по конструктивным соображениям призмы:каждйй, а для днища - в.виде рав- необходимо иметь в сосуде днище другой нобедренных трапеций, меньшее основа- формы (сферическоф, эллиптической; с горние которых равно ширине одной грани 10 ловиной); то можно выполнить днище эапризмы, а большее:ширине двух граней. готовки из одного слоя, толщиной, ..При этом.,суммы углов гофрированного обеспечивающей прочность заготовки при днйща в вершинах Dj и.02.должны быть раздаче ее внутренним давлением, после равны. Я0 (см.фиг, 5 и 7)., . Раздачи полученное фальш-днище отреза.001А1+СО1А1+СО1А440 ОтА4=180 . 15 ется; а на его место приваривается отдельно

002А2+СО2А2+С02Аз+О О2Ар=180 - .йзготовленное днище.

Складки на днище (8< С@ йа заготовке на фиг,6 и AaA1F на фиг.8}можно.располМИть Таким образом,:раскрой элемента карразными способами, каждый иэ которых®. пусаи.днищаописвннымспособам,укладыимее1 своитехнолргическиедостоийства. 8 20 вание пакетов элементов в заготовке с способе, иялюетрируемрм на фйгфи .6, со- гофрами вдоль или пойерек е заготовке, похраняется симметрия. исходной заготовки,-в: .зволяет получить сосуда с коническими илизаготовках на фигХ и 8.удобно выполнять : плоскими днищами только за счет деформатехнологические вводы: .в йлоском днище; . ции изгиба гофр при раздаче заготовки давНаиболее сложнЫф в сборке узлом являют- 25 ленйем и избежать больших пластических ся вершийы D1. и 02, места пересецения.же» деформаций по всей толщине стенки s конлобообразных элементов.. Поэтому в цевых частях. качестве варианта: можно изготовить. эти участкибднослойнымиисваривать.сосмеж- (56) Патент США f4 2072273,.кл.28-148, ными элементами только на толщину, вы- ЗО 1937; I .V

Ф о р и у л а и 3 о б р е т е н и я 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся

1:. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНия уНОц)- тем. что с целью получения сосуда с ко ЛОЯН СОСУДОР ДАВЛЕНИЯ. при к . 35 чеекими днищами, при сборке в заготовке елоб» выпОлнЯют гофры, параллельные продольобразные, элементы, собирают их. в, Уд ° многослойную. плоскую полую заготовку и: . 4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся сваривают между собой, затем полученную 40 тем, что с целью получения сосуда с плосварную заготовку деформйруют внутрен- . скими днищами, гофры выполняют в конним Давлением до получения сосуда задан- цевых частях заготовки перпендикулярно K ных размеров; отличающийся тем, что, с продольной оси сосуда. целью повйшения качества. сосуда и уйРо- 5, Способ по пп.1 - 4, отличающийся щения технологий его изготоваения, при 45 тем,что в заготовке места пересечения жераскрое элементов задают периметр М9т-" лобообразных элементов выполняют одноренней поверхности каждого слоя в.попе; слойными с толщиной, выбираемой в .речйом сечении йлоской заготовкй мень- зависимости от давления деформирования шим .периметра наружной поверхности заготовки, а после раздачи сосуда вышепредыдущего слоя йа 2irh, где ь - величина б0 упомянутые места доваривают до получе° требуемого..натяга, а прй сборке в заготов- " ния заданной юлщины стенки сосуда. ке выполняют гофры с отрицател и кри- 6. Способ по пп,1 - 5, отличающийся визной в местах перегиба. тем, что толщину концевых частей заготов2. Способ по п,1, отличающийся тем ки выбирают в зависимости от давления что, с целью обеспечения несплавления:55 деформирования, после раздачи сосуда их смежных слоев при сварке, до сварки ех удаляют и на их месте присоединяют отду смежными слоями заготовки p3cfloh8c8 дельно изготовляемые концевые части. ют жаропрочный материал.

853&74

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

Редактор О.Юркова .Заказ 3330

Составитель

Техред ММоргентал Корректор hil.Øàðîøè

Тираж ., . Подписное

H00"Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Рэушскаю наб., 4/Ь