Способ получения сварных соединений труб с трубными решетками

Способ получения сварных соединений труб с трубными решетками

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) .(д1) 4 В 23 К 31/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3845524/25-27 (22) 23.01.85 (46) 07.04.86. Бюл: У 13 (72) Л.Г. Герасимова, В.А. Зеленин, В.Б. Текиев и Г.И. Ханцевич (53) 621.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 969486, кл. В 23 К 31/06. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ CBAPHbIX

СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ С ТРУБНЪ|МИ РЕШЕТКАМИ, при котором на поверхность трубной решетки, предварительно собранной с трубами, производят наплавку, охлаждают наплавленную поверхность до температуры, равной 0,7-0,8 температуры плавления металла наплавленного слоя, подают в трубы газ под давлением, производят диффузионную сварку труб с трубной решеткой, снижают температуру наплавленного слоя и давление газа до нормальных значений и,вскрывают отверстия в трубах, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, после завершения диффузионной сварки перед снижением температуры наплавленного слоя и давления газа температуру наплавленной поверхности поддерживают на прежнем уровне, давление газа в трубах увеличивают до начала пластической деформации металла наплавленного слоя в зоне отверстий и поддерживают его до возникновения деформации, равной 0,5-0,7 внутреннего диаметра трубы, а вскрытие отверстий производят путем механической обработки деформированных участков наплавленной поверхности трубной решетки.

1222470

Изобретение относится к области сварки, конкретнее к сварке труб с трубными решетками, и может найти применение в энергетической, химической, судостроительной и других 5 отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение производительности процесса.

На фиг. 1 представлен узел трубатрубная решетка после сборки, на фиг. 2 -10 то же, после выполнения наплавки на поверхность трубной решетки; на фиг. 3 — проведение диффузионной сварки (высота деформированного участка наплавки менее 0,5>в„); на фиг. 4 — увеличение давления (высота деформированного участка 0,6 2в„), на фиг. 5 — соединение трубы с трубной решеткой после удаления .деформированного участка (высота

О б вн)

Процесс получения сварного соединения протекает следующим образом.

Трубы вставляют в отверстия трубной решетки заподлицо с ее наружной поверхностью либо с выступанием, при этом выступание труб над плоскостью трубной решетки не должно превьппать величины, равной толщине стенки трубы.

Выступание труб над трубной решеткой указанной величины способствует меньшему затеканию наплавленного металла внутрь труб (фиг. 1) .

Трубы приваривают к трубной решетке путем выполнения общей наплавки на поверхность трубной решетки и торца труб. Толщина наплавленного слоя выбирается в зависимости от требований, предъявляемых к сварным швам крепления труб к трубным. решеткам, но не должна превышать трех толщин стенки привариваемой трубы (фиг. 2).

После наплавки производят охлаждение наплавленного слоя до температуры, равной 0,7-0,8 температуры плавления металла наплавки, и поддерживают эту температуру наплавленного слоя некоторое время постоянной. Одновременно производят охлаждение

50 трубной решетки до температуры ниже

0,7 температуры плавления, подают внутрь труб газ и производят диффузионную сварку трубы с трубной решеткой (фиг. 3) . Затем повьппают давление 5 газа до начала пластической деформации наплавленного слоя в зоне отверстий и выдерживают его до момента образования полусферических выступов над плоскостью трубной решетки, высота которых составляет 0,5-0,7 внутреннего диаметра труб (фиг. 4), после чего снижают давление до атмосферного, одновременного охлаждая трубную решетку до комнатной температуры. После охлаждения производят механическое удаление выступающих участков в наплавленном слое, например, фрезерованием, стружкой и т.д. (фиг. 5).

Таким образом, отпадает необходимость выполнения трудоемкой операции рассверливания отверстий в трубах.

Температура наплавленнного слоя поддерживается на уровне О, 7-0, 8 температуры плавления металла наплавки, причем при использовании предлагаемого способа эту температуру поддерживают постоянной, а трубную решетку с трубами охлаждают до температур ниже 0,7 температуры плавления. Интервал температур равен 0,7-0,8 температуры плавления металла наплавки, т.е. выбран исходя из того, что сплавы, например, типа ПТ-ЗВ и ПТ-7М, из которых преимущественно изготавливаются теплообменные аппараты, обладают в этом интервале температур (1100-1300 С) незначительным сопроо тивлением пластическому деформированию, деформация наплавленного слоя происходит при давлениях газа, равных 0,5-1,0 МПа (О, 05-0, 1 кгс/мм ) .

Высота деформированного участка наплавленного металла, при удалении которого наиболее полно открывается отверстие в трубе, выбирается экспериментально. Результаты исследований по оценке диаметра раскрытия отверстий в трубах в зависимости от деформации наплавленного слоя показаны в таблице.

При деформации металла наплавки на высоту менее 0,5 внутреннего диаметра труба (3 „) полного вскрытия отверстия в трубе не происходит при последующем фрезеровании. При высоте деформированного участка, равной

0,6 Зв„ при фрезеровании отверстия в трубах полностью вскрываются.

Допустимой: является деформация участков наплавленного слоя в зоне отверстий труб на высоту 0,5 и

0 73вц, так как диаметры вскрываемых отверстий в трубах близки к номиналь. ному значению

1222

Примечание

Диаметр вскрытого отверстия от З,ц

Высота деформированног о участка наплавки

ОТ З8

0,4

0,8-0,95

1,0-1, 1

1, 1-1,2

1,3-1,5

0 5

Отверстия труб вскрываются полностью

0,6

0,7

Деформация перемычек трубной решетки

0,8

1,6-1,8

Деформация перемычек трубной решетки и разрыв отдельных участков наплавки

0,9

30

1,0

Разрушение деформированных участков наплавленного слоя

До двух зн

40

0 5-0,7 Проходное отверстие мало

Пример. Изготовление трубчатого теплообменного аппарата, представляющего собой сборку двух трубных решеток из сплава ПТ-ЗВ

4?0 4 диаметром 150 мм, толщиной 50 мм с пучком труб (50 шт) из сплава

ПТ-?M диаметром 10 1,5 мм производят в следующей последовательности.

Сборка труб с трубными решетками заподлицо с поверхностью либо с выступанием труб до 1,5 мм.

Наплавка на поверхность трубной решетки и торцы труб сварочной проволокой марки 2В (высота наплавки

4 мм).

Охлаждение трубной решетки с трубами до температур ниже 0,7 температуры плавления (ниже 1100 С) .

Поддержание температуры наплавленного слоя на уровне 0,7-0,8 температуры его плавления (1100-1300 С) с помощью нагрева его плоским ин;дуктором.

Подача внутрь труб аргона.

Повышение давления в течение

5 мин до момента появления деформации участков наплавленного слоя в зоне отверстий труб.

Поддержание давления (1,0 ИПа) до деформации наплавленного слоя, 0,5-0,7 внутреннего диаметра трубы (5-7 мы) .

Снижение давления до атмосферного и охлаждение трубной решетки.

Удаление деформированных участков металла наплавленного слоя фрезерованием до полного вскрытия отверстий в трубах.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить производительность и снизить себестоимость изготовления теплообменного аппарата за счет отмены трудоемкой опера-, ции рассверливания отверстий в тру-, бах на координатных расточных станках .

1222470

Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1650/14

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В.Буянов

Редактор Л.Гратилло Техред И.Попович Корректор А.Обручар