Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к способам изготовления многослойных обечаек сосудов и трубопроводов высокого давления, и может быть использовано в энергетической, химической fl других отраслях п ромы тленности.
Цель изобретения - повышение прочности обечайки в эксплуатации.
Способ осуществляется следующим образом.
Стальной лист навивают на опрааку и конец его приваривают к прилегающему слою. Следующие слои навивают с расчетным натягом, одновременно в процессе навивки производят сварку смежных слоев, затем приваривают наружный конец листа готовой обечайки к прилегающему слою. Для увеличения прочности изделия целесообразно обеспечить одинаковые напряжения во всех слоях обечайки при рабочем давлении газа. Для этого необходимо создать предварительное напряжение в слоях при навивании листа. Величина предварительного напряжения может быть определена следующим образом. Тангенциальные напряжения распределяют по толщине оболочки по следующей зависимости.
п
) 2 Г2 - Пг
(1 +
) Р- 0)
гдо п - внутренний радиуг. о&ечайки, м;
Г2 - наружный радиус, обечайки, м;
г - радиус элементарного слоя, м;
Р рабочее давление, Пз.
Для выполнения условия равенства напряжений s слоях готового изделия под рабочим давлением необходимо в элементарном слое создать предварительное напряжение, равное разнице тангенциальных напряжений з t-м и внутреннем слоях, т.е.:
(70)(ст0) 1-0-0,(2)
где ((Tg)i - тангенциальное напряжение.
Подставив в формулу (2) уравнение (i). поспе преобразований получим выражение для определения предварительного напряжения в слоях
-/L
Г2
Г2
И
(1--)
П
(3)
Предварительное напряжение з слоях можно создать натяжением листа э процессе навивания, причем силу натяжения листа рассчитывают по выражению, получаемому из формулы (3)
п2(1Г1
)5Н
N
22
Г2 - П
Р,
(4)
5
0
5
0
5
0
5
0
где 6 - толщина слоя, м;
П - средний радиус слоя, м;
Н - ширина слоя, м.
Пример. Обечайку баллона с внутренним диаметром 100 мм и толщиной стенки 4 мм под рабочее давление А Р 42 МПа изготавливают из листа стали 07X16НС толщиной 0,5 мм и шириной 300 мм. Первый слой навивают на оправку, закрепленную в шпинделе токарного станка, а следующие слои на предыдущие с предварительным натяжением, определяемым по выражению (1).
Результаты расчета представлены в таблице.
Предварительное натяжение слоя осуществляют при навивании с помощью главного привода станка и тормозных колодок, прижимаемых к листу регулирующими винтами, измерение усилия натяжения листа производят посредством датчика крутящего момента, установленного на шпинделе. Послойную сварку осуществляют квантовым оптическим генератором Квант-12 непрерывно одновременно с намоткой.
Данный способ дает возможность увеличить прочность изготавливаемой обечайки на 2 - 10% в зависимости от внутреннего диаметра и рабочего давления внутри готового изделия. Повышение прочности обечайки достигается за счет создания в каждом слое различной величины предварительного напряжения в соответствии с различной нагруженностью этих слоев.
(56) Патент США № 2663324, кл.138-121,1953
Авторское свидетельство СССР № 246735, кл. В 23 К 31/06, 1967.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ | 2015 |
|
RU2610653C1 |
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ | 2015 |
|
RU2625372C2 |
| Способ изготовления многослойных сосудов высокого давления | 1976 |
|
SU670363A1 |
| Способ изготовления многослойных обечаек | 1978 |
|
SU697232A1 |
| РАБОТЫ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ И ТЕМПЕРАТУРАХ | 1971 |
|
SU310075A1 |
| Способ изготовления многослойных труб | 1983 |
|
SU1143504A1 |
| СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МНОГОСЛОЙНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ | 1992 |
|
RU2036063C1 |
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБЕЧАЕК | 1991 |
|
RU2009747C1 |
| Способ изготовления сварных многослойных сосудов высокого давления | 1986 |
|
SU1359044A1 |
| Способ изготовления обечайки-гасителя разрушений | 1986 |
|
SU1333513A2 |
Изобретение относится к машиностроению, конкретно к способу изготовления многослойных обечаек сосудов и трубопроводов высокого давления и может быть использовано в энергетической. химической и других отраслях машиностроения Цель изобретения - повышение прочности обечайки в эксплуатации. Лист навивают на оправку, одновременно сваривая смежные спои между собой. Навивку производят с натяжением листа, величину которого определяют из соотношения
Сила предварительного натяжения, поев
1296
J2JЈ8 J 293637:
Формула изобретения
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБЕЧАЕК, преимущественно5 работающих под внутренним давлением, при котором первый слой навивают на оп-;де N - усилие натяга, Н; равку, а последующие слои - на предыду-ri - внутренний радиус обечайки, м; щие с натягом, усилие которогоГ|. средний радиус i-ro слоя, м; увеличивают по мере навивки, и каждый10 . толи,ИНа слоя, м; последующий слой соединяют сваркой сц. длИНа обечайки, м; предыдущим, отличающийся тем, что, с, р . рабочее давление при эксплуатации целью повышения прочности обечайки вобечайки, Па; эксплуатации, усилие натяга при навивке. наружный радиус обечайки, каждого слоя определяют из соотношения 5
