Способ сварки труб с трубной доской

Способ сварки труб с трубной доской

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополннтельное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 22.08.78 (21} 2655569/25-27 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет

Опубликовано 301281. Бюллетень Й9 48

Союз Советских

Соцналистнческмх

Респубйнк

<п>893472

{5f)PA. кл з

В 23 К 31/06

Государетвеиимй комитет

СССР ио дмвм изобретений и открытий

{53) УДК 621 791 °.75(088.8) Дата опублнкования описания 30. 12. 81 (72) Авторы изобретения

В.В. Рощин и В.A. Хаванов (21) Заявитель (54) СПОСОБ СВАРКИ ТРУБ С ТРУБНОЙ ДОСКОЙ

Изобретение. относится к сварке, в частности к способам сварки труб с трубной доской иэ различных металлов и сплавов с применением промежуточного элемента н с последующим удалением этого элемента, предназначено для получения соединений трубы с одинарной нли двойной трубной доской, обладающих повышенной надежностью работы при термоциклических и вибрационных нагрузках, и может найти широкое применение при изготовлении парагенераторов теплообменной и другой аппаратуры в химической, энергетической и других от- 15 раслях промышленности.

Известен способ сварки труб с трубной доской, по которому с целью обеспечения работоспособности соединения в условиях циклических нагру- 20 зок в доске выполняют ступенчатое отверстие, выступ в котором со стороны сварки выполняют высотой, равной глубине проплавления, и ширнной,равной максимально допустимой амплитуде изгиба приварнваемой трубы в зоне ее выхода из трубной доски (1 ).

Недостатком этого способа является низкая надежность работы сварного соединения в условиях циклического 30 нагружения иэ-за невозможности глубины проплавления более, чем на толщину стенки ввариваемой трубы.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ сварки труб с трубной доской с применением заглушек, которые после сварки рассверливаются на внутренний диаметр труб (2).

Недостатком известного способа является низкая надежность сварных соединений трубы с трубной доской, работающих в условиях термоциклических нагружений, вследствие малой площади поверхности сплавления .трубы с трубной доской, равной площади поперечного сечения трубы, и значительной разницы свариваеьых толщин в месте соединения.

Цель изобретения — повькаение надежности работы соединения при термоциклическнх и вибрационных нагрузках.

Указанная цель достигается тем, что в способе сварки труб с трубной доской с применением заглушек, которые после сварки рассверливаются на внутренний диаметр труб, заглушки выполняют в виде стаканов, приваривают их встык к трубам, а затем осу893472 щетвляют сварку стаканов с трубной доской, при этом стенки .стаканов проплавляют на величину,не меньшую толщины Д труб, а дно — не менее, чем 1,5 д .

На фиг. 1 показано сечение соединения трубы с одинарной трубной дос кой; на фиг. 2 — сечение трубы с двойной трубной доской.

На фиг. 1 и 2 обозначены: ввариваемая труба 1; одинарная трубная доска 2; заглушка в виде стака-. на 3 с дном; стыковой шов 4, соединяющий трубу со стаканом; основной шов 5, соединяющий заглушку-стакан с трубной доской; удаляемая часть б стакана; толщина Д ввариваемой трубы; толщина d< дна стакана на месте основного шва; толщина д стакана в месте сварки его с трубой; глубина h проплавления основного шва; двойная трубная доска 7; кольцевой бурт 8; толщина Д кольцевого бурта; шов 9, соединяющий стакан с двойной трубной доской; детали заглушки,состоящей иэ двух частей 10 и 11, для двойной трубной доски; шов 12, соединяющий части заглушки;разделка 13 кромок для сварки основного шва; центрирующий конус 14;поверхность

15 сплавления шва трубой.

Способ сварки труб в трубной доске осуществляется следующим образом.

Изготавливают заглушки в виде стакана 3. Трубу 1 с толщиной стенки Д сваривают стыковым швом 4 со стаканом 3, имеющим в месте сварки с трубой 1 толщину д4 равную или больше толщины стенки (f трубы(д 7i

)id )

Качество шва 4 контролируют необходимым способом, например рентгенопросвечиванием, цветной дефектоскопией и т.д. Затем вставляют трубу 1 с приваренным стаканом 3 в одинарную трубную доску 2, располагая торец стакана 3 вровень с поверхностью трубной доски 2.

Собранное соединение сваривают основным .швом 5, соединяющим стакан

3 с трубной доской 2, например вольфрамовым электродом беэ присадочной проволоки в среде защитных газов, электронным лучом, переплавляя металл .трубной доски 2 и стакана 3. Возможна также сварка вольфрамовым электродом с присадочной проволокой или пла вящимся электродом..

В этом случае для обеспечения заданной глубины проплавления h не менее полутора толщины ввариваемой трубы h ) 1,5 6 выполняют необходимую разделку 13 кромок.

Для обеспечения необходимой глубины проплавления и количества слоев при выполнении сварки подбирают соответствующие технологические режимы.

После окончания основного шва 5 удаляют часть б дна стакана, равную внутреннему диаметру ввариваемой трубы, сверлением или расточкой.

Точность рассверловки или расточки обеспечивают эа счет выполнения в донышке стакана 3 центрирующего отверстия или конуса 14 при иэготовлении стакана 3.

В случае вварки трубы 1 в двойную трубную доску 7 в стакане 3 из.нутри на уровне основного шва 9 вто- рой трубной доски 7 выполняют кольцевой бурт 8 толщиной dq равной по крайней мере 1,5 Д ввариваемой трубы 1. В этом случае для упрощения возможно изготовление стакана из двух частей 10 и 11, свариваемых между собой швом 12 и привариваемых к трубе 1.швом 4.

Пример. Сваривают трубы 1 из стали 12Х18Н10Т диаметром 22 мм с толщиной стенки 2,5 мм с трубной доской 2 из этой же стали толщиной

40 мм. Предварительно трубу 1 иэ стали 12Х18Н10Т со стаканом 3 из стали 12Х18Н10Т автоматом в поворотном положении, сваренный шов 4 контролируют рентгенопросвечиванием.

Стакан 33 изготовляют с толщиной стенки Дл равной 5 мм, а .в месте сварки основного шва 5 — с толщиной стенки dg равной 15 мм.

Трубу 1 с приваренным стаканом 3 устанавливают в отверстие трубной доски 2 таким образом, чтобы донышко стакана 3 было на одном уровне с поверхностью трубной доски 2.

Основной шов 5 сваривают с разделкой 13 кромок, имеющей скосы кромок под углом 15 и 20 и глубину разделки

15 мм с площадкой в корне разделки шириной 3 мм. Заполнение разделки

1 3 осуществляют аргонодуговой св арко A i с присадочной проволокой марки

Св-04Х19Н11МЗ. Режимы сварки: сварочный ток 120 А, напряжение дуги 12 В.

Диаметр присадочной проволоки 20 мм.

После сварки выполняют удаление сверлением части б дна стакана, равной внутреннему диаметру ввариваемой трубы 1.

Полученное соединение испытывают на плотность и прочность гидравлическим давлением, металлографическими исследованиями и термоциклическими нагружениями (нагрев до 450 С в течение 0,5 ч, выдержка при этой температуре один час, охлаждение в воде). Количество циклов 200.

Проведенными испытаниями получены положительные результаты. Трещины и другие дефекты в сварных соединениях отсуствуют.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить надежность работы сварного соединения при термоциклических и вибрационных нагрузках за счет увеличения зоны сплаяле893472 ния трубы с доской, так как сварку производят через заглушку в виде стакана с дном, толщина которого не менее 1,5 толщины ввариваемой трубы.

Способ вварки труб в трубную доску позволяет увеличить эксплуатационный срок этих соединений не менее чем на 50%, а следовательно, и снизить затраты на ремонт.

Кроме того, предлагаемый способ обпадает широкими по сравнению с известным технологическими возможностями: сварку такого соединения можно производить методом общего переплавления, электронным лучом и т.д., полученное соединение можно проконтролировать (стыковой шов) между вариваемой трубой и заглушкой, а шов между трубной доской и заглушкой не требует контроля, так как он имеет значительную глубину проплавления и зону сплавления.

Для повышения надежности работы сварных швов, выполненных в процессе предлагаемого способа, можно заглушку выполнить из улучшенного металла, например вакуумно-дугового или электрошпакового переплава.

ВНИИПИ Заказ 11337/17

Тираж 1151 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä,óë.ÏðoåêTíàÿ,4

При необходимости вварки труб в трубные доски, имеющие различные химические составы, стакан и его составные части можно изготовить иэ металлов, хорошо сваривающихся с ввариваемой трубой и трубной доской.

Формула изобретения

Способ сварки труб с трубной доской с применением заглушек, которые после сварки рассверливают на внутренний диаметр труб, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности работы соединения при термоциклических и вибрационнйх нагрузках, заглушки выполняют в виде

1$ стаканов, приваривают их встык к трубам, а затем осуществляют сварку стаканов с трубной доской, при этом стенки стаканов проплавляют на величину, не меньшую толщину труб d

Щ а дно — не менее чем 1 5d.

Источники информации, принятые по внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 554978, кл. В 23 К 33/00, 1976.

2. Патент Франции Р 1525942, кл. В 23 К, 1968 (прототип).