Способ неразъемного соединения труб из пластичных материалов Советский патент 1986 года по МПК F16L13/00 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к изготовлению соединений тонкостенных трубопроводов из пластичных металлов и сплавов, и может быть использовано в производстве гибких трубопроводов высокого давления.

Цель изобретения - повьшение надежности соединения тонкостенных труб путем увеличения остаточных напряжений в элементах соединения.

На фиг, 1 схематически показаны все детали в сборе перед нагревом муфты; на фиг, 2 - то же, после нагрева.

Муфту 1, изготовленную из сплава обладающего термомеханической памятью, плася-ически деформируют при температуре ниже точки начала прямого мартенситного превращения, увеличивая ее внутренний диаметр таким образом, чтобы соединяемые бы 2 и 3 можно было свободно установить в муфту, С помощью специального приспособления муфту 1 устанавливают на трубу 2, внутрь которой вставляют спиральную пружину 4, симметрично располагая ее относительно торца трубы. Затем в муфту вставляют трубу 3 до упора с трубой 2,

Перед установкой пружины 4 ее рас тягивают,,уменьшая диаметр. Растянутое состояние пружины фиксируют приспособлением, если пружина изготовлена из стали. Если пружина изготовлена из сплава, обладающего термомеханической памятью, ее растягивают в мартенситном состоянии и хранят до сборки при температуре, исключающей обратное мартенситное превращение. При этом растянутую пружину 4 вставляют внутрь труб без фиксирующего приспособления.

Заключительными операциями способа являются нагрев собранного соединения, изображенного на фиг, 1, до температуры,формовосстановления; муфты и сжатие пружины. Когда пружина изготовлена из сплава с термомеханической памятью, ее сжатие осуществляется за счет самопроизвольного формовосстановления одновременно со сжатием муф1гы в процессе нагрева соединения. Если пружина изготовлена из стали, то ее сжимают после нагрева соединения, снимая растягивающую нагрузку (удаляя фиксирующее

приспособление), В окончательном виде соединение схематически показано на фиг, 2,

Установка спиральной пружины 5 внутри труб вдоль их оси выполняет несколько функций. Тонкостенные пластичные трубы, будучи подкрепленными изнутри пружиной, оказывают необходимое сопротивление сжимаюO щейся при нагреве муфте, В соединении образуются остаточные радиальные напряжения, обеспечивающие его работоспособность. Витки пружины локально деформируют тонкостенные

5 трубы при сжатии муфты (фиг, 2), Локальная деформация труб в направлении, противоположном направлению движения муфты при сжатии, првы- шает герметичность и прочность сое0 дИнения,

Предварительное растяжение пружины приводит после снятия растягивающей нагрузки к образованию продольных остаточных напряжений сжа5 тия в материале труб, так как сжатию пружины препятствуют уменьшение диаметра труб и фиксация витков пружины сжимающей их муфтой. Продольные остаточные напряжения, воз0 никающие при сжатии пружины, в совокупности с радиальными остаточными напряжениями, возникающими при сжатии муфты в местах контакта витков пружины с трубами, обеспечивают требуемую надежность соединения.

Муфту изготавливают гладкой и пружину устанавливают симметрично линии стыка, чтобы обеспечить равномерную деформацию труб и одинаковьй уроверь остаточных напряжений по всей длине соединенияi Номинальный диаметр пружины не должен превьштать величины, равной 1,1 внутреннего диаметра труб, так как для того, чтобы вставить в трубу пружину приходится растягивать недопустимо большой нагрузкой.

Наибольшая прочность и герметичность соединения получаются, когда пружину предварительно растягивают на длину, в 1,2,,,1,6 раза превышающую длину муфты. Нижний предел обусловлен тем, что при растяжении на меньшую длину диаметр пружины уменьшается настолько незначительно, что ее трудно вставить в трубу, а также тем, что пружина при сжатии

0

5

3 , 1218232. .

не обеспечивает появления остаточных величину недопустимо уменьшается

напряжений в местах перехода труб к муфте. Верхний предел обусловлен тем, что при растяжении на большую

число витков, прижимающих трубы к муфте, и, следовательно, уменьшает ся прочность всего соединения..

число витков, прижимающих трубы к муфте, и, следовательно, уменьшается прочность всего соединения..

Фиг. 2