Способ герметичной сварки труб с трубными решетками

Способ герметичной сварки труб с трубными решетками

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(19) (Н) (5p 4 B 23 K 31/06

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3741860/25-27 (22) 09.04.84 (46) 30.05.86. Бюл. Ф 20 (72) В.М.Алаев и P.Х.Гибадуллин (53) б21.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 625817, кл. В 21 Э 39/Об, 1972

Заявка Японии У 56-71595, кл. В 23 К 31/06, .1981.

Патент Японии 50-9737, кл. В 23 К 31/00, 1.975.

Авторское свидетельство СССР

В 1140916, кл. В 23 К 31/06, 1980. (54)(57) 1. СПОСОБ ГЕРМЕТИЧНОЙ СВАРКИ ТРУБ С ТРУБНЫМИ РЕШЕТКАМИ, включающий выполнение разделки отверстий трубной решетки на конус на глубину, меньшую толщины трубной решетки, размещение труб в этих отверстиях, развальцовку Кромок труб на конус до совмещения со стенками отверстий и полного устранения зазоров и сварку в среде защитного газа непрерывным кольцевым швом с заданной глубиной проплавления, отличающийся тем, что,, с целью повышения качества сварки путем предотвращения образования свищей и пор, после выполнения разделки отверстий в трубной решетке, развальцовывают кромки труб на конус, затем в трубу вводят конусную оправку с двумя цилиндрическими хвостови-. ками из материала, адсорбирующего на поверхности при нагреве примесь кислорода из защитного газа, вместе с оправкой трубу размещают в отверстии трубной решетки, при этом в соседних отверстиях располагают аналогичные оправки, опрессовывают посредством оправки кромки трубы и выполняют сварку, причем угол конуса разделC ки отверстий и развальцовки кромок . э труб назначают из условия обеспечения самоторможения между поверхностями контактирования труб и отверстий в трубной решетке.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целЬю обеспечения дополнительной присадки для сварки, кромки конуса трубы дополнительно отбортовывают на глубину, равную толщине стенки трубы.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения дополнительной защиты сварного шва от окисления, после

1234131 сварки подают защитный газ в зону сварочного шва через зазор между хвостовиком оправки и металлическим зонтиком, который размещаютна хвостовике ., Изобретение относится к способам дуговой сварки, например аргонодуго;вой неплавящимся электродом, труб с трубными решетками, например теплообменников (особенно парогенераторов), выполненных как из аустенитных хро моникелевых сталей, так и из ферритных сталей и сплавов, и может быть использовано в энергетической, машиностроительной и других отраслях 10 промышленности.

Целью изобретения является повышение качества сварки путем предотвращения образования свищей и пор.

На чертеже представлена схема осу- 15 ществления способа.

Способ осуществляют следующим образом.

В трубной решетке 1 выполняют отверстие с частичной разделкой 2 на 20 конус. Расширяют концевую часть трубы 3 до конуса, согласованного с ответным конусом, предварительно выполненным в приповерхностной части отверстия трубной решетки. Угол при 25 вершине конуса близок к самотормозящему для данного сочетания материалов трубы и трубной решетки.

Затем опрессовывают соединение трубы 3 с трубной решеткой 1 в ее ко- З0 нусной части до полного устранения межконусного зазора, т.е. зазора между наружной конусной поверхностью трубы и соответствующей конусной поверхностью трубной решетки. Опрессо- 35 вывание достигается путем перемещения внутри трубы 3 сплошной конусной мед- ной оправки 4 с двумя массивными цилиндрическими хвостовиками, один из которых перемещается внутри трубы, 40 а второй несколько большего размера выступает над поверхностью трубной решетки со стороны расположения электрода 5. При сварке цилиндрические хвостовики нагреваются за счет тепла 45 сварочной дуги и одновременно адсор2 бируют примеси кислорода в защитном газе, улучшая защиту зоны сварки.

После опрессовки осуществляют сварку, например аргонодуговую неплавящимся вольфрамовым электродом, соединения кромки трубы 3 с трубной решеткой 1 непрерывным кольцевым швом 6 с заданной глубиной проплавления, превышающей толщину стенки трубы, и заданным перекрытием.

Для получения повышенного усиления шва за счет увеличения доли участия металла трубы в шве осуществляется отбортовка 7 кромки конуса трубы

3, например, параллельно торцовой поверхности трубной решетки.

С целью обеспечения дополнительной кольцевой защиты на наружный .хвостовик оправки надевается зонтик

8, через зазор между которым и наружной поверхностью хвостовика оправки подается в зону кольцевого шва 6 за- щитный газ, очищаемый от примеси кис(лорода за счет его химоадсорбции на нагретой. поверхности хвостовика оправки.

При сварке плотноунакованного пучка труб в трубной решетке, т.е. при малом шаге труб в трубной решетке, в соседние со свариваемой трубой отверстия .вставляют ложные оправки 9, например медные, имеющие только один цилиндрический хвостовик, находящийся в трубе. Это позволяет защитить от перегрева металл соседних соединений.

Hp и м е р. Проводилась пробная сварка труб из Cr-Ni стали типа 2045 с трубной решеткой из стали типа

18-8, при толщине трубкой доски 25мм и размерах трубы ф .бх 0,2 мм, собранных с зазором в цилиндрической части около 30 мкм, производилась коническая раэвальцовка кромки трубы вращаюо щимся инструментом с углом конуса 14 на длине 5 мм. Длина этого конуса со1234131

Составитель Л.Назарова

Редактор М.Недолуженко Техред И.Гайдош. Корректор И.Муска

Заказ 2936/ 16 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 ответствовала конической расточке в трубной решетке. Затем труба вставлялась в трубную решетку вместе с медной оправкой и производилась опрессовка до полного устранения зазоров между коническими поверхностями трубы и трубной решеткой путем перемещения оправки. После опрессовки производилась аргонодуговая сварка трубы с трубной решеткой на режиме: I g =- 10

= 45 А, U = 12 В, Ч В = 3 об/мин. При сварке оправка нагревалась за счет .тепла дуги и адсорбировала кислород в зоне сварки. Это подтверждается образованием цветов побежалости на поверхности оправки. Последующим послойным металлографическим анализом шва установлено отсутствие каких-либо дефекторв B шве, включая зону замыкания шва, где при сварке тех же 2б металлов по известному способу наблюдались свищи с размером до 200 мкм и мелкие поры. Тот же эффект устранения свищей и пор наблюдался при аргонодуговой сварке соединения труб .из 25

Cr-Ni стали типа 16-15 при размерах труб ф5 х 0,3 мм с трубной решеткой иэ стали Cr-Ni типа 18-8 .и перлитной стали ТХ2М с толщиной стенки трубы

1 мм и трубной решеткой из той же стали толщиной 50 мм.

В другой части образцов для полуния швов с повышенным (0,2 мм) усилением при сварке особо тонкостенных труб размером ф16 х 0,2 мм иэ Cr-Ni стали типа 20-25 с трубной решеткой иэ той же стали в плотноупакованном модульном исполнении применялась отбортовка кромки трубы на величину около 0,3 мм. При сварке плотноупакованной решетки в соседние соединения вставлялись ложные оправки, также выполненные иэ меди.

Наиболее эффективная защита шва обеспечивалась при использовании в части образцов дополнительного газового потока, подаваемого в щель между оправкой и надетым на него зонтом.

При этом происходила адсорбция нагретой поверхностью медной оправки примесей кислорода из защитного газе, в качестве которого использовался аргон. Адсорбция примесей кислорода проявлялась образованием цветов побежалости на цилиндрической поверхности указанной оправки. Сварные швы, выполненные по предлагаемому способу, имели серебристый вид, а последующий металлографический анализ установйл отсутствие в них каких-либо дефектов.