СПОСОБ ПРИВАРКИ УКРЕПЛЯЮЩИХ КОЛЕЦ ШТУЦЕРОВ К КОРПУСАМ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Российский патент 2008 года по МПК B23K31/02 B23K9/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей, нефтехимической и другим отраслям промышленности и может быть использовано при сборке сосудов, работающих под давлением.

Уровень техники

Известен классический способ выполнения нахлесточных швов на укрепляющих кольцах штуцеров (воротников), который выполняется традиционно в размерность катета шва, равную К=0,75S₂, где S₂ - толщина укрепляющего кольца. Нахлесточный шов испытывает максимальное напряжение в пределах 45° от корня шва к основанию катета и по этой же линии происходит характерное разрушение сварного шва при чрезмерных нагрузках. В линейной размерности линия разрушения определяется формулой 0,7К, где К - катет шва, а верхняя точка разрушения при этом равна n=0,4S₂. Классический способ приварки укрепляющих колец представлен на фиг.1.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа приварки укрепляющих колец штуцеров к корпусам сосудов, работающих под давлением, швом, по форме приведенным на фиг.2, при условии обеспечения равнопрочности сварных соединений против классических нахлесточных швов и дополнительно дающего снижение энергоемкости и металлоемкости сварного шва.

Указанная совокупность технических решений достигается за счет того, что в предлагаемом способе применяется соответствующая разделка кромок на укрепляющем кольце от половины его толщины под углом 45° и получение нахлесточного соединения автоматической или полуавтоматической сваркой с выполнением шва, линия сплавления которого с укрепляющим кольцом совмещена с линией вероятного разрушения, соответствующей линии 0,7К сварного шва нахлесточного соединения.

Учитывая, что величина 0,7К менее 50% толщины укрепляющего элемента и составляет в линейной размерности 0,4S₂, но с учетом энергономических свойств, упрощения инженерного мышления и, обеспечивая дополнительный запас прочности шва, принять точку начала разделки кромки укрепляющего кольца равной 50% толщины кольца S₂.

Наружное формирование шва выполнять на величину К=0,5S₂+2 (размерность катета), т.е. швом, перекрывая притупление на укрепляющем кольце, а для снятия концентрации напряжения на наружной части укрепляющего кольца выполняется обратная фаска под углом 45°.

Экономия в наплавленном металле 20÷30 % и соответствующая энергоемкость на 1 погонный метр.

Источники информации

Решетов Д.Н. Детали машин. Учебник для вузов. Изд. 3-е, испр. и перераб. М.: Машиностроение, 1974.

Правила проектирования сосудов под давлением. Секция VIII норм ASMe. Статья UW-16. Издание 1992 года.

Отраслевая Нормаль Н477-65. Виды приварки штуцеров, люков-лазов, муфт из углеродистой низколегированной, легированной и нержавеющей сталей к заглушкам, днищам и обечайкам сосудов и аппаратов. Исполнения 14; 15.

Расчет и конструирование аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов., М.Ф. Бабицкий, Г.Л. Вихман, С.И. Вольфсон, Изд. Недра, 1965 г.

Изобретение может быть использовано в нефтеререрабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности при сборке сосудов, работающих под давлением. На укрепляющем кольце от половины его толщины выполняют разделку кромок под углом 45°. Автоматической или полуавтоматической сваркой получают нахлесточное соединение укрепляющего кольца с корпусом сосуда. Линия сплавления сварного шва совмещена с линией вероятного разрушения, соответствующей линии 0,7К сварного шва нахлесточного соединения. Способ обеспечивает равнопрочное сварное соединение путем применения соответствующей разделки кромок укрепляющего кольца и способствует снижению энергоемкости и металлоемкости сварного соединения. 2 ил.

Способ приварки укрепляющих колец к корпусам сосудов, работающих под давлением, включающий разделку кромок на укрепляющем кольце от половины его толщины под углом 45° и получение нахлесточного соединения автоматической или полуавтоматической сваркой с выполнением шва, линия сплавления которого с укрепляющим кольцом совмещена с линией вероятного разрушения, соответствующей линии 0,7К сварного шва нахлесточного соединения.