Способ соединения толстостенной трубы с трубной решеткой

 

Сон?э Советскнх

Соцналнстнческнх

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ри958015 (61)Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3аявлеио 14 . 02. 81 (21) 3248661/25-27 ра)М g< з

В 21 D 39/06 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621 ° 774. 72 (088. 8) Опубликовано 150982. Бюллетень М 34

Дата опубликования описания15 ° 09.82 (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ТОЛСТОСТЕННОЙ ТРУБЫ

С ТРУБНОЙ РЕШЕТКОЙ

Изобретение относится к производству теплообменных аппаратов, в частности к соединениям труб с трубными решетками. 5

Известен способ соединения трубы с трубной решеткой с помощью развальцовки (1). Согласно этому способу трубу, вставленную с зазором в отверстие трубной решетки,деформируют в радиальном направлении, вначале до выбора зазора,а затем до образования остаточных напряжений на поверхности контак

4 та трубы и решетки, обеспечивающих требуемую герметичность соединений.

Для ряда толстостенных и высокопрочных труб не удается обеспечить требу емую герметичность соединений,так как уже при небольших деформациях трубы, недостаточных для образования необходимых остаточных напряжений в соединении, вальцовочный инструмент раэрушаеася Под действием черезмерно больших нагрузок. В этом случае тру-бы развальцовывают,только до выбора 25 зазора между трубой и трубной решеткой и приваривают их к решетке, не создавая остаточные напряжения на контактирующих поверхностях элементов соединения, что не обеспечивает ЗО достаточной надежности и повышает трудоемкость выполнения соединений. . Целью изобретения является повышение герметичности вальцовочных соединений толстостенных труб с трубными решетками.

Для осуществления этой цели внутреннюю поверхность конца трубы на длине сопряжения с трубной решеткой предварительно обрабатывают до диаметра, величину которого определяют из соотношения

dZ=(O,65+0,000 6,)а„, где d — внутренний диаметр трубы . после обработки, мм;

6в - предел текучести материала трубы, МПау

d - номинальный наружный диаН метр трубы, мм.

Формула выведена на основании об работки результатов .экспериментов на образцах с различными материалами и размерами труб.

Эксперименты проводят с различными материалами и размерами труб.

Трубы перед установкой в решетку растачивают резцом на токарном станке с обеспечением различной толщины стенки, например для труб 16 х 2 мм958015

1,55; 1,701 1,85 и 2,00 мм. Затем трубы развальцовывают в решетках.

Изготовленные образцы испытывают на герметичность до появления в,соединениях проточек. Эксперименты показывают, что с увеличением толщины стенки трубы герметичность соединений сначала возрастает, проходит через максимум и затем уменьшается изэа снижения остаточных напряжений на поверхности контакта трубы и решет- 10 ки. Например, для труб с наружнЫм диаметром 16 мм и пределом текучести б 400 МПа максимальная герметичность реализуется при толщине стенки 1,85 мм. На основании выполненных 1S опытов для гаммы размеров и материалов труб определена оптимальная толщина стенки трубы, соответствующая максимальной герметичности соединений. После математической обработки 20 экспериментальных данных получена формула, которая позволяет определить внутренний диаметр трубы, соответствующий практически максимальной герметичности соединений. г5

На фиг. 1 показана вставленная в отверстие трубной решетки 1 труба 2, которая обработана до диаметра d> на длине сопряжения с трубной решеткой; на фиг. 2 — соединение после разваль-30 цовки трубы 2 на длине .

Перед сборкой трубного пучка трубы устанавливают, например, в токарный станок или спецйальное приспоссбление и однсвременно с зачисткой и отрезной на заданную длину обрабаты= вают резцом или зенкером внутреннюю поверхность до диаметра, рассчитываемого приведенной по формуле, на длине сопряжения с трубной решеткой.

Затем трубу вставляют в отверстия 40 трубной решетки и производят их раэвальцовку до необходимой величины на заданной чертежом длине вальцовоч-. ного пояса.

При испытании в лаборатории образцов соединений труб размером 18 х х 2,5 мм(Qz 400 МПа) получено, что при обработке их внутреннего диаметра до размера, подсчитанного по приведенной формуле и равного 13,85 мм, обеспечивается по сравнению с соединениями с необработанными трубами повышение герметичности с 1250 до

2700 МПа.

Использование предлагаемого способа позволяет реализовать максимальную герметичность в соединениях высокопрочных и толстостенных труб, что обеспечивает возможность эксплуатации соединений с высокими параметрами рабочих сред и повышение в

1,5-2 раза срока службы теплообменных аппаратов. вследствие повышения надежности соединений.

Формула изобретения

Способ соединения толстостенной трубы с трубной решеткой путем раэвальиовки, отличающийся тем, что, с целью повышения герметичности, внутреннюю поверхность конца трубы на длине сопряжения с трубной решеткой вредварительно обрабатывают до диаметра, величину которого определяют из соотношения с1„ = (о,б5 + 0,000Зб ) 3„, гце d — внутренний диаметр трубы

P после обработки, мм; предел текучести материала

6 трубы, MIIa; номинальный наружный диаметр трубы мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гарбунов М.Н. Штамповка деталей иэ трубчатых заготовок. М,, Машгиэ, 19б0, с. 82 (прототип).

958015

Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6678/12 Ф

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

Составитель И. Капитанов

Редактор С. Тимохина Техред M.Tenep. Корректор Н. Король