Способ изготовления сварных многослойных сосудов высокого давления Советский патент 1987 года по МПК B21D51/24 

Изобретение относится к изготовлению сварных многослойных рулониро- ванных сосудов высокого давления, например барабанов паровых котлов, корпусов атомных реакторов и т.д.

Цель изобретения - повышение на- -делйюсти изготавливаемых конструкций за счет обеспечения контроля целостности слоев внутренней навивки.

На фиг, 1 показана полоса, выполненная из двух слоев; на фиг. 2 - обечайка после навивки на центральную трубу, поперечное сечение; на фиг.З-, сосуд высокого давления.

Две полосы 1 и 2 совмещают друг с другом, герметично скрепляют по торцам 3, например, сваркой с получением длительного зазора А и навивают на центральную трубу 4 с образованием многослойной обечайки, размещенной между наружным кожухом 5 и центральной трубой 4.

В изготовленной таким образом обе10

шириной 500 мм для получения плавного перехода от слоя к слою при сворачивании обечаек. Материал центральной трубы и клиновых вставок - сталь Ст.З матери-ал полосы сталь 09Г2С, сварочные электроды УСНИ-13/45. После получения многослойного цилиндра на нем плотно обжимался и продольным швом сваривался наружный кожух из стали СтЗ толт;иной 4 мм. Всего было изготовлено 4 обечайки.

После подготовки разделки под свар 15 ку обечайки попарно сваривались автоматической сваркой в цилиндры, к торцам которых приварились сферические днища, одно из которых -имело штуцер для подачи внутрь модели рабочей жидкости. Для возможности контроля полос ти между слоями полосы в средней части каждой обечайки снаружи просвер- ливалис-ь отверстия до стыка слоев двухслойной полосы и вварились штуце20

чайке имеются зазоры двух видов: меж- 25 Ры наружным диаметром.10 мм. Привар слойные зазоры А и зазоры,которые обычно образуются в процессе сворачивания полосы в рулон Б.

Для контроля целостности двухслой ной полосы в наружном слое каждой обечайки выполняют отверстие для установки штуцера, который через кожух и верхний слой двухслойной полосы связывает полость зазоров А с атмосферой. В процессе изготовления многослойного сосуда обечайки сваривают между собой по известной технологии и к полученному таким образ ом цилиндру приваривают днище и фланец. В нем полость между слоями двухслойной полосы (зазор А) каждой отдельной обечайки оказывается изолированной как от зазоров Б, так и от соседних обечаек: по боковым кромкам кольцевыми швами, соединяющими обечайки, по торцам - за счет первоначального скрепления слоев.

. В лабораторных условиях было изготовлено и испытано две модели. Для этого на центральную трубу длиной 500 мм, внутренним диаметром 300 мм и толщиной стенки 6 мм наворачивалась полоса шириной 500 мм. Полоса изготавливалась из двух рулонных лент толщиной 4 мм каждая наложением им друг на друга и сваркой концов лент вручную электродами УОНИ-13/45. Перед сворачиванием, к полосе приваривались клиновые пластинки длиной 150 мм и

30

35

40

45

50

55

ка штуцеров осуществлялась не к кожуху, а к верхнему слою двухслойной полосы электродами УЬНИ-13/45. Для гарантированного разрушения двухслойной полосы при невысоких внутренних давлениях перед сворачиванием в средней части по ширине полосы на расстоянии 5.00 мм от ее начала были прошлифованы поперечные канавки (вдоль оси модели) длиной 100 мм, шириной 200 мм и глубиной 2 мм, т.е. толщина слоя полосы в этом месте была уменьшена вдвое.

Полость- между слоями с помощью штуцера присоединялась к баллону со сжатым воздухом. После открытия баллона,подачи воздуха в межслойное пространство и выдержки в течение 3 ч в системе установилось давление для одной модели: 0,35 МПа - первая обечайка, 0,32 МПа - вторая обечайка; для второй модели: 0,28 МПа - первая обечайка; 0,34 МПа ,- вторая обечайка.

Затем модели нагружались внутренним давлением. При величине его равной 73 МПа отмечалось по манометру падение давления в межслойной полости первой обечайки первой модели. При данной нагрузке модель вьздержа- ли в течение 2 ч. Давление в контрольной полости при этом практически упало до О, Во второй модели давление начало падать в контрольной полос ти первой обечайки при 58 МПа.

шириной 500 мм для получения плавного перехода от слоя к слою при сворачивании обечаек. Материал центральной трубы и клиновых вставок - сталь Ст.З, матери-ал полосы сталь 09Г2С, сварочные электроды УСНИ-13/45. После получения многослойного цилиндра на нем плотно обжимался и продольным швом сваривался наружный кожух из стали СтЗ толт;иной 4 мм. Всего было изготовлено 4 обечайки.

После подготовки разделки под свар- ку обечайки попарно сваривались автоматической сваркой в цилиндры, к торцам которых приварились сферические днища, одно из которых -имело штуцер для подачи внутрь модели рабочей жидкости. Для возможности контроля полос- ти между слоями полосы в средней части каждой обечайки снаружи просвер- ливалис-ь отверстия до стыка слоев двухслойной полосы и вварились штуце

0

5

0

5

0

5

ка штуцеров осуществлялась не к кожуху, а к верхнему слою двухслойной полосы электродами УЬНИ-13/45. Для гарантированного разрушения двухслойной полосы при невысоких внутренних давлениях перед сворачиванием в средней части по ширине полосы на расстоянии 5.00 мм от ее начала были прошлифованы поперечные канавки (вдоль оси модели) длиной 100 мм, шириной 200 мм и глубиной 2 мм, т.е. толщина слоя полосы в этом месте была уменьшена вдвое.

Полость- между слоями с помощью штуцера присоединялась к баллону со сжатым воздухом. После открытия баллона,подачи воздуха в межслойное пространство и выдержки в течение 3 ч в системе установилось давление для одной модели: 0,35 МПа - первая обечайка, 0,32 МПа - вторая обечайка; для второй модели: 0,28 МПа - первая обечайка; 0,34 МПа ,- вторая обечайка. ,

Затем модели нагружались внутренним давлением. При величине его равной 73 МПа отмечалось по манометру падение давления в межслойной полости первой обечайки первой модели. При данной нагрузке модель вьздержа- ли в течение 2 ч. Давление в контрольной полости при этом практически упало до О, Во второй модели давление начало падать в контрольной полости первой обечайки при 58 МПа.

Разрезка моделей позволила установить разрушение ранее надрезанных слоев соответствующих обечаек обеих моделей.

Применение изобретения существенно повысит надежность и безопасность работы дорогостоящих крупногабаритных конструкций. Неоднородность многослойной стенки сосудов, изготовленных по существующей технологии, ведет к тому, что в стенке в процессе изготовления возникают концентраторы напряжений, которые при последующем нагру- жении и соответствующих условиях могут явиться причиной возникновения над- рьшов, трещин, неконтролируемого разрыва слоев внутри стенки и в кон ечном итоге могут привести к снижению несущей способности конструкции. Возмож- кость контроля целостности стенки, которая появляется при применении

X

изобретения го.

позволит избежать этоФ о

рмула изобретения

1.Способ изготовления сварных мн гослойных сосудов высокого давления навивкой на центральную трубу двух расположенных, одна над другой полос

с последующей сваркой полученных цилиндров кольцевыми швами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности изготавливаемых конструкций за счет обеспечения контроля целостности внутренних слоев, перед навивкой совмещают торцы полос и герметично соединяют их между собой.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что герметичное соединение торцов полос осуществляют .варкой.

3 Е

Фг/2./

fpuz.Z

Я

n

Я

Я

Я

(риг.З

Составитель Л.Самохвалова Редактор М.Товтин Техред А.Кравчук

Заказ 6102/13 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л.Патай

Изобретение относится к изготовлению сварных многослойных рулониро- ванных сосудов высокого давления, в частности барабанов паровых котлов. корпусов атомных реакторов и т.д. Целью изобретения является повышение надежности изготавливаемых конструкций. Согласно изобретению две полосы совмещают друг с другом, герметично скрепляют по торцам, навивают по спирали на центральную трубу, затем сваривают полученные цилиндры кольцевыми швами, Дпя осутцествления контроля целостности двухслойной полосы на каждой обечайке снаружи устанавливают штуцер, который через верхний слой связывает полость меж- слойного зазора с системой высокого давления, обеспечивая контроль целостности слоев внутренней навивки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (2 со ел со о 4 4