Способ соединения труб с трубной доской Советский патент 1982 года по МПК B21D39/06 

1

Изобретение относится к раздаче диаметра труб обработкой давлением.

По основному авт. св. № 617128 известен способ соединения труб с трубной доской, заключающийся в том, что на наружной поверхности доски изготавливают кольцевую проточку, в которую устанавливают уплотнительное кольцо из материала с твердостью ниже твердости материалов трубы и доски, в отверстие доски устанавливают трубу, а уплотнение осуществляют с помощью конической втулки, перемещаемой в осевом направлении 1.

Этот способ нельзя применить к теплообменным аппаратам коллекторного типа из-за невозможности выполнения посадочных гнезд и трудности запрессовки конических втулок со стороны внутренней поверхности (трубного пространства) коллектора (трубной доски). Со стороны внещней поверхности (межтрубного пространства) посадочные гнезда легко выполнимы, но способ неосуществим, так как изогнутые густо расположенные трубы не позволяют запрессовывать конические втулки.

Цель изобретения - обеспечение возможности соединения труб с доской в аппаратах коллекторного типа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе соединения труб с трубной доской

5 кольцевую проточку под уплотнительное кольцо изготавливают со стороны межтрубного пространства, на трубе предварительно выполняют конический участок, а уплотнение осуществляют осевым перемещением

10 трубы.

Конический участок выполняют одним из известных способов (механической обработкой наружной поверхности обжатием, раздачей.изнутри трубы) на таком расстоянии от торца, чтобы после окончания пере5 мещения трубы ее торец находился на уровне внутренней поверхности коллектора. Угол конусности зависит от длины и диаметра посадочного гнезда и может меняться в пределах от 3 до 10°. Сила, под действием ко2Q торой перемещается труба, раскладывается на нормальную и касательную составляющие к поверхности контакта соединяемых элементов. В результате нормального давления менее твердый материал начинает пластически деформироваться и заполнять микронеровности на соединяемых поверхностях трубы и коллектора (трубной доски). Под действием касательной составляющей происходит течение менее твердого металла уплотнительного кольца в осевом направлении и относительный сдвиг поверхностей. Это вызывает сдирание окисных пленок, загрязнений, образование очищенных поверхностей и физический контакт между ними. Результат этого процесса - схватывание соединяемых металлов. Все это способствует получению герметичного и прочного соединения трубы с коллектором (трубной доской) со стороны межтрубного пространства. После окончания перемещения трубы возмож на приварка ее торца к коллектору со стороны трубного пространства одним из известных способов. Таким образом, способ позволяет выполнять и комбинированные соединения как в коллекторных, так и кожухотрубных теплообменных аппаратах с плоскими трубными рещетками, в которых сварной щов, выполненный со стороны трубного пространства, будет защищен от воздействия статических и циклических нагрузок. Эксплуатация соединений при повышенных температурах вызывает релаксацию упругих напряжений и нарастание пластической деформации за счет упругой, что способствует еще больщему схватыванию металлов, а следовательно, повышению герметичности и прочности соединения. Посадочное гнездо выполняют или зенковкой отверстия, или сверлением за один проход ступенчатым сверлом. Перемещение трубы возможно с использованием различных приводов (гидравлических, воздушных, механических) и захватов (разжимная цанга, гайка-болт). На фиг. 1 представлено соединение до начала перемещения трубы, разрез; на фиг. 2 - то же, после окончания перемещения в комбинации со сваркой; на фиг. 3 - выполнение конического участка трубы обжатием; фиг. 4 - то же, раздачей трубы изнутри; фиг. 5 - то же, механической обработкой наружной поверхности трубы). Подготовленное к выполнению соединение (фиг. 1) содержит коллектор 1 с выполненной в нем со стороны межтрубного пространства кольцевой проточкой 2, уплотнительное кольцо 3 из менее твердого металла, трубу 4 с -коническим участком 5. Способ осуществляют следующим обрав проточку 2 коллектора 1 устанавливают кольцо 3, затем трубу 4 вводят в отверстие коллектора до соприкосновения ее конического участка 5 с кольцом. Конец трубы соединяют с захватом (например, разжимной цангой) привода (на чертеже условно показан квадратной скобкой и стрелкой в направлении перемещения) и перемещают трубу до выхода ее торца на уровень зеркала коллектора (трубной доски). Торец трубы приваривают к коллектору одним из известных методов кольцевым щвом 6. Даже небольщие осевые усилия, прикладываемые к трубе, вызывают в зоне контакта трубы, втулки и стенки коллектора значительные нормальные давления (эффект клина). а относительный сдвиг уменьшает сопротивление пластическим деформациям. Способ осуществлен на образцах из нержавеющей стали марки 08XI8H9T и хромистой стали марки 08Х 14МФ с трубами диаметром 14x1,2; 16x1,4; 16x2,5. Кольца изготавливали из этих же сталей с соответствующей термообработкой, понижающей их твердость, а также из меди. Эффективным может быть внедрение способа при изготовлении ответственных теплообменных аппаратов с повышенными требованиями к межконтурной герметичности. Предлагаемый способ применим к соединениям труб различных типов. Формула изобретения Способ соединения труб с трубной доской по авт. св. № 617128, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения возможности соединения труб с доской в аппаратах коллекторного типа, кольцевую проточку под уплотнительное кольцо выполняют со стороны межтрубного пространства, трубу предварительно формуют с образование.м конического участка, а уплотнение осуществляют осевым перемещением трубы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 617128, кл. В 21 D 39/06, 06.07.76 (прототип) .

/х/х/ ////// .

. X V

/////// / X/ Х

X X / / / / / /

фиг.Ц//////у / / / /

/ / / / / X / / / X /

фыг.5

7 / / / / / / /

/ / / ///////

/ / //