Способ испытания герметичности соединений труб с трубными решетками кожухотрубчатых теплообменников Советский патент 1990 года по МПК G01M3/00 F28D7/00 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля качества соединений труб с трубными решетками кожу- хотрубчатых теплообменников.

Целью изобретения является повышение надежности путем выявления соединений, в которых прочностные свойства материалов соединений труб и решётки использованы не полностью.

Способ испытания герметичности соединений труб с трубными решетками кожухотрубчатых теплообменников осуществляют следующим образом.

В полости кожуха создают избыточное давление истгытательной среды, а трубную решетку подвергают всестороннему растяжению путем ее нагрева. Величину растяжения выбирают из условия снижения во всех соединениях контактного давления на наименьшую величину, допускаемую прочностными характеристиками материалов соединений с учетом разброса их геометрических и механических параметров, при этом регистрируют негерметичные соединения.

Основным фактором, определяющим надежность соединения трубы с трубной решеткой, является контактное давление в нем. В связи с разбросом геометрических и механических параметров контактное давление также имеет разброс. Таким образом, в части соединеСП

4Ь

со to 1

4Ь

юй контактное давление оказывается меньше, чем допускается прочностными характеристиками материала с учетом их разброса. Если бы разброса геомет- ричегких параметров не было, то разброс контактного давления в соединениях определялся бы только разбросом прочностных параметров и в основном разбросом предела текучести труб, который дрстнгает +50%. При этом минимальное значение контактного давления, при котором не нарушаются прочностные свойства, реализуется в том соединении, где предел текучести трубы имеет максимальное значение. Это связано с тем, что уровень допустимого с точки зрения прочностных свойств контактного давления тем меньше, чем меньше разность между преде- лом текучести материала трубной решетки и пределом текучести материала трубы.

При равномерном всестороннем растяжении трубной решетки контактное дав- ление в соединениях снижается на одну и ту же величину.

При снижении контактного давления на величину контактного давления, до- стигаемого при номинальном значении геометрических параметров и наибольшем значении предела текучести материала трубы с учетом его разброса и одновременном воздействии давления ис- питательной среды, выявляются все соединения, где прочностные характеристики материала использованы не в полной мере. Величина снижения контактного давления и уровень деформаций растяжения трубной решетки связаны между собой решением упругой задачи Лямэ. Это позволяет осуществлять контроль за снижением контактного давления путем измерения деформации рас- тяжения трубной решетки. Процесс ведут до достижения величины относительной деформации растяжения трубной решетки Ер заданного значения Ј„„„ .

с р Е мин .

Значение Јмиц определяется согласно теории соединений с натягом при номинальном значении геометрических параметров и наибольшем значении предела текучести трубы с учетом его разброса.

Испытывался кожухотрубчатый теплообменник 600 ИТ-1-25-М1/3-2, содержащий 227 труб ,5 из стали 10. Трубные решетки выполнены из стали 16ГС, глубина развальцовки 25 мм, шаг расположения отверстий 32 мм, расположение отверстий треугольное. Средний внутренний диаметр труб после развальцовки 21,2 мм, средний диаметр отверстий в трубной решетке dp 25,6 мм. Обычные пневмоиспытания с обмыливанием при давлении воздуха 6,5 кгс/см2 показали наличие на испытанной решетке 25 течей. При испытаниях предлагаемым способом растяжение трубной решетки вели до значения

Јр 2,64 104

Расчетное значение Јмин 2,64-10

При этом было выявлено 95 соединений, в которых контактное давление ниже того, что позволяют прочностные характеристики материала.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет выявить соединения, где прочностные свойства материала использованы не в полной мере,и дополнительной развальцовкой выявленных соединений повысить надежность теплообменных аппаратов.

Формула изобретения

1.Способ испытания герметичности соединений труб с трубными решетками кожухотрубчатых теплообменников путем создания избыточного давления испытательной среды в полости кожуха, одновременного растяжения одного из элементов теплообменника на заданную величину и регистрации негерметичных соединений, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, равномерному и всестороннему растяжению подвергают трубную решетку, а его значение выбирают из условия снижения во всех соединениях контактного давления на наименьшую величину, допускаемую прочностными характеристиками материалов соединений

с учетом разброса их геометрических и механических параметров.

2.Способ по п. отличающийся тем, что снижение контактного давления в соединениях контролируют путем измерения деформации трубной решетки.

Изобретение относится к испытательной технике. Целью изобретения является повышение надежности путем выявления соединений, в которых прочностные свойства материалов соединений труб и решетки использованы не полностью. В полости кожуха создают избыточное давление испытательной среды, а трубную решетку подвергают всестороннему растяжению путем ее нагрева. Величину растяжения выбирают из условия снижения во всех осединениях контактного давления на наименьшую величину, допускаемую прочностными характеристиками материалов соединений с учетом разброса их геометрических и механических параметров, при этом регистрируют негерметичные соединения. Контроль за снижением контактного давления осуществляют путем измерения деформации трубной решетки. 1 з.п. ф-лы.