Сварной фитинг Советский патент 1989 года по МПК F16L41/02 

«

Изобретение относится к строительству и машиностроению и может быть использовано в качестве фитингов (отводов), а также элементов компенсаторов температурных расширений трубопроводов различного назначения.

Цель изобретения - повышение прочности отвода за счет расположения сварного шва в зоне минимальных окружных напряжений.

На фиг. 1 показан отвод, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.; на фиг. 3-8 - эпюры внутренних напряжений в отводах с различными геометрическими параметрами при нагружении внутренним давлением Р и краевыми моментами М, приложенными к его торцам.

Конструкция отвода состоит из двух деталей, выполненньк в виде незамкнутых по двум координатам торообразных оболоч ек 1 и 2, соединенных первым

сварным швом 3 и вторым сварным швом 4, расположенным диаметрально противоположно первому. Если отвод сделан из трубы с одним швом, последний расположен в наружной части отвода, а угловая координата шва определяется углом od, ,

Графики изгибных напряжений С, , возникающих от внутреннего давления Р в поперечном сечении на внутренней и наружной поверхностях стенки отвода 9С с параметрами (фиг. 2) р 61 см, R 7,8 см, h 1,2 см, модулем Юнга Е 2,1-10 МПа и коэффициентом Пуассона 0,3, показаны на фиг. 3 и 4. Из графика (фиг.З) видно, что максимальные напряжения на внутренней поверхности оболочки отвода возникают в точке В (фиг. 2) G (т.В) 11,89 Р и точке С G (т.С) 8,69 Р.

о а

Пунктиром (фиг. 3) показаны напряжения в цилиндрической оболочке с такими же остальными параметрами, как у отвода. На фиг. 4 показаны графики напряжений G /Р, возникающих от внутреннего давления Р на наружной поверхности стенки отвода„

Максимальные напряжения на Hap:sm- ной поверхности возникают в зоне,, близкой к точке с угловой координатой 95-100°(4;иг. 2 и 4), при эток (G /Р) (95-100°) 9,2.

Из графиков (фиг. 3 и 4) следуетs что зона минимально возможных напряжений Got /F реализуется на наружной или внутренней поверхности отвод на участках, ограниченных пределами 30° о., 60 и 120°:- (xi $ 150.

При изгибе внешними изгибающими моментами М, пршюженкыми в плоскости ги&а к торцам крутоизогнутого отвода (фиг, 1), графики меридиональ- т,к напряжений G в поперечном с«5че нии отвода приведены на фиг, 5. При этом оболочка отвода имеет следунадие параметры; р 250 IMM, R 137,5мм Ъ. « 2,5 мм, Е 2,., 0,28.

Из графика мерида юн&.гаьных напря- жений на наружной поверхности отвода (фиг. 5) видно, что нап:р; жения равны нулю в точках с к:оорд1шатами «л 5 60° и .

Таким образом, при внутреннем давлении Р или изгибе краевь - ми моментами М мнниГ гальньш напряжения возникают в одних и тех же участ- как, ограниченных координатами 30 6 ot, 60 и 120 6 50.

Нулевые точки мериди:ональных напряжений в поперечном сечении отвода от давления Р и изгиба моментами М с параметрами оболочки О,, 1 & Я ; К./Р 0,1; 0,lim ; 0,001 6 9 0., 1 расположены в пределах 4)(, ё 60° и 120 6 oig 140 , при этом введены следующие обозначения:

-А 1 p P/ERh; m

M/Ro (ы.) , ,.

4006

9.1Г

)

где О (ci) J ( + X s in (si d 06 , °

A Eh°; D (I --J ) .

Ha фиг. 6-8 напряжения (Jgi представлены в безразмерном виде

- -Jl2(l I F. - V vT

X

G oi

Сплошной линией показаны напряжения, возникающие на наружной поверхности стенки отвода, пунктиром - на его внутренней поверхности.

Случай,, когда об изменяется в пределах .i является предельным, так как радиус в 5 раз больше диаметра отвода, в то время как по ГОСТу допускается только в }55 раза.

Приведенные данные показывают, что в большинстве случаев в зонах 30° оС 60 и ct 150° при действи1а внутреннего давления Р и изгиба краевыми сегментами М (действующими в плоскости гиба) расположены зоны с минимально возможными напряжениями. Расположение сварных швов в этих местах обеспечивает по- вьшение прочности.

Формула изобретения

1.Сварной фитинг в виде отрезка изогнутей трубы по крайней мере с одн1Ф5 продольным сварным швом, о т- л и ч- а ет щ и и с я тем, что, с целью повьй)зения прочности за счет расположения шва в области минимальных окружных; напряжений, один из швов расположен в наружной части трубы,

в точке поперечного сечения, отстоящей от плоскости шва трубы на угловом расстоянии: 30-60° .

2,Устройство поп.,отличающе- е с я тем, что дополнительная сварные

твы могут быть расположены в любом из диапазонов, соответствующих смещению на 90, 180 и 270° углового диапазона первого шва.

45 90 135

-фиг.з

780

5 9О J35 ГвО

Фиг.

ч /wt

ия «rf

о К 60 во WO тго № to Фаг.в

.ipai

/tfflO

гров.

Наружная ftoSfpfftocvm

mut.S

Изобретение относится к строительству и машиностроении) и позволяет повысить прочность оболочки отводов применяемых в строительстве и машиностроении. Продольный шов расположен в наружной части отвода в точке поперечного сечения, в которой возникающие на его наружной и внутренней поверхностях напряжения мяни- мальиы. Расстояние от плоскости гиба отвода до шва характеризуется угловой координатой, выбранной в пределах 30-60 . Если фитинг содержит дополнительные швы, то они расположены в зоне, соответствующей смещению на 90, 180 и 270 углового диапазона первого шва. При внутреннем давлении и изгибающей нагрузке, приложенной в плоскости гиба отвода, в его поперечном сечении возникают изгибные напряжения , имеющие максимальное значение в плоскости гиба. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

a,t ,ot

.

aC, град.

HOpyMffOit

rrefSepjfft oc/m

fPui.7

/П5й

.t