Способ изготовления многослойных сосудов высокого давления Советский патент 1981 года по МПК B21D51/24 

Поставленная цель достигается тем, то согласно способу изготовления ногослойных сосудов высокого давления, заключающемуся в намотке на центральную трубу исходной полосовой заготовки с креплением ее концов, в качестве заготовки используют еталлическую полосу из сплава с братимым мартенситным превращением, оторую получают путем прокатки при температуре, превышающей температуру казанного превращения, перед намотой исходную заготовку подвергают олодному пластическому растяжению,а осле закрепления ее концов полученную обечайку нагревают до температуры обратимого мартенситного превращения сплава.

Кроме того, полосу изготавливают з никелида титана при ЗБО-брО С, а нагрев, после закрепления ее концов, ведут при 60-120°С.

Способ осуществляется следующим образом.

Берут центральную трубу, выполненную из нержавеющей стали марки 12х18Н10Т, длиной 2000 мм, с наружным диаметром .150 мм И( толщиной стенки 5 мм. Изготавливают полосу из никель-титанового сплава {никелида титана), содержащего по 50% никеля и титана, шириной 100 мм и толщиной 0,5 мм методом прокатки при 550бОО С. Полученную полосу после охлаждения ло нормальной температуры дополнительно прокатывают до получения толщины 0,4 NB-I. При этом полоса удлиняется примерно на 10%. Затем закрепляют один конец полосы на поверхности центральной трубы и свободно наматывают ее по спирали вдоль по поверхности трубы встык по кромкам и закрепляют другой конец полосы на поверхности центральной трубы. Концы закрепляют аргонно-дуговой сваркой или с помощью бандажей, надетых на края центральной трубы.

После закрепления концов полосы полученную многослойную обечайку нагревают до 60-120с. При нагреве полоса из никель-титанового сплава вспоминает свои первоначальные размеры, полученные при 550-600°С, укорачивается и уто/пцается. В результате возникших перемещений выбираются зазоры, образовавшиеся между полосой и поверхностью трубы при свободной намотке полосы, и полоса плотно, с усилием обжимает центральную трубу, созда%ая в ней сжимающие напряжения. Далее на полученный слой наматывают следующую полосу и повторяют в указанной последовательности операции холодного пластического растяжения, закрепления концов и нагрева.

Таким образом, получают многослойную, предварительно напряженную тру,бу с требуемым количеством слоев. Затем приваривают к многослойной

трубе днища и получают сосуд высокого давления.

При температуре изготовления поло- сы из никелида титана в диапазоне 550-600С в материале полосы релаксируют упругие напряжения, исчезают -двойники деформаций,материал почти не окисляется на воздухе и имеет достаточно высокую для прокатывания пластичность.

При нагреве до 60-120°С полоса из

0 никелида титана полностью вспоминает свои первоначальные размеры. При нагреве до более низких или до более высоких температур, чем в названном диапазоне, не происходит полного вос5становления первоначальных размеров полосы.

Усилия, создаваемые при возвращении полосы к первоначально заданным размерам,рассчитываются заранее и регулируются с учетом свободных зазо0ров между поверхностью центральной трубы и навитой полосой. Уменьшая зазоры и увеличивая толщину стенки полосы, можно создать усилия в центральной трубе, эквивалентные пределу

5 текучести мате1эиала полосы. Для никелида титана предел текучести составляет до 40 кг/мм при 100°С (т.е. при температуре мартенситного превращения) , что позволяет изготавливать вы0сокопрочные многослойные сосуды высокого давления.

Помимо никелида титана полосы могут быть изготовлены из сплавов железо-нИкель, никель-алюминий (сплав

5 с Зб,8%.ат. алюминия), медь-алюминийникель и др., обладающих эффектом памяти.

Использование предлагаемого способа изготовления многослойных сосудов высокого давления обеспечивает

0 по сравнению с известньвч способом следующие преимущества.

1.Упрощается технологический процесс изготовления многослойных сосудов за счет того , что в процессе на5мотки полосы не требуется производить ее напряжение.При этом упрощается технологическое оборудование, исключаются силовые приводы, ранее необходимые для создания тянущих усилий,

0 исключаются операции по контролю за напряжением полосы в процессе ее намотки.

2,Использование никелида титана позволяет демпфировать колебания, ко5торые возникают при течениях высоконапорных потоков жидкостей и газов в многослойных трубах, так как в отличие от известных материалов, таких как стали, цветные сплавы не обладают хорошей способностью к поглощеQнию колебаний, что способствует предохранению сосуда от разрушений, вызываемлх ударами и вибрациями. МногослсАные трубы со слоями из никелида

5 титана могут найти применение в качестве жаровых тру& в газотурбинных двигателях, в двигателях ракет - в . качестве корпусов камер сгорания, в качестве камер высокого давления в мощных гидравлических прессах и гидроэкструдерах и т.п. установках.

Формула изобретения

1..Способ изготовления многослойных сосудов высокого давления, при котором исходную полосовую заготовку наматывают на центральную трубу с последующим закреплением ее концов, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сосуда и упрощения технологии его изготовления, в качестве исходной заготовки используют металлическую полосу из сплава с обратимым мартенситньо 4 превр щением,которую получают путем прокатки при температуре, превышающей температуру мартенситного превращения, переел намоткой исходную заготов-. ку подвергают холодному пластическому растяжению, а после закрепления концов полученную обечайку нагревают до температуры обратимого мартенситного превращения.

2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что металлическую по0лосу изготавливают из никелида титана при ЗЗО-бОО С, а после закрепления ее концов нагревают до 60-120°С,

Источники инфор(ции,

5 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 670363, кл. В 21 О 51/24, 1976. 2, Авторское свидетельство СССР 608592, кл. В 21 О 51/14, 1976 (прототип).

0