Способ сварки труб с трубной решеткой

Способ сварки труб с трубной решеткой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Е.В. Абрамов, В.А. Зеленин и В.П. Иг (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ СВАРКИ ТРУБ С ТРУБНОЙ РЕШЕТКОЙ

Изобретение относится к области сварки, в частности к способам сварки труб с трубными решетками,и может найти применение в энергетической, атомной, химической, судостроительной и других отраслях промышленности при изготовлении теплообменных аппаратов.

Известен способ сварки плавлением труб с трубными решетками электродуговой сваркой 1.11.

При сварке труб малых диаметров (менее 20 мм) с малой толщиной стенки (до 3 мм) при малой величине перемычки между отверстиями в трубной решетке (менее 6 мм) сварку, как правило, выполняют неплавящимся электродом без применения присадки.

В отдельных случаях перемещают. неплавящийся вольфрамовый электрод по окружности, диаметр которой равен диаметру отверстия в трубной решетке.

При этом подготовка под сварку производится путем пропускания труб через отверстия в трубных решетках и установки их с выступом над трубной решеткой Г2).

Все эти способы не обеспечивают равнопрочности соединений из-за мало5 го рабочего сечения сварных швов.

Известен также способ сварки труб с трубными решетками, наиболее близкий к данному изобретению по тех16 нической сущности, при котором трубы устанавливают в отверстия трубной решетки заподлицо с ее поверхностью, выполняют многослойную наплавку по .верхности трубной решетки и рассверливают заплавленные отверстия в трубах (3).

Данный способ позволяет получить сварные соединения с любой величиной сечения шва, однако при сварке труб малого диаметра (4-10 мм) образуется большое количество пор и несплавлений в зоне зазора между трубой и трубной ..решеткой..Эти дефекты возникают при наложении первого слоя и приводят к

38 4

3 9030 опасности разрушения соединений в зоне утонения стенки трубы между внутренней и межтрубной полостями. В этом случае при любой толщине наплавки работоспособность соединений будет весьма низкой, так как она будет определяться именно этим сечением.

Удаление пробки производится рассверловкой заплавленного отверстия.

При равенстве внутреннего диаметра 10 трубы и диаметра сверла возникает опасность врезания последнего в стенку трубы эа счет усадки трубной ре-. щетки, механической ошибки наведения и т.д. При применении сверла меньшего 5 диаметра невыбранная часть пробки остается во внутренней полости трубы и может привести к нежелательным последствиям в процессе эксплуатации.

Зазоры между пробкой и трубкой также являются дополнительным источником загрязнения и, как следствие, образования пор.

Целью изобретения является повышение качества сварки путем ликвида,ции пор и наплавлений и исключения утонения стенки трубы при рассверливании.

Для этого в способ сварки труб с трубной решеткой, при котором трубы . устанавливают в отверстия трубной решетки заподлицо с ее поверхностью, выполняют многослойную наплавку поверхности трубной решетки и рассверливают заплавленные отверстия в трубах, перед наплавкой трубы приваривают к трубной решетке беэ присадки кольцевыми швами с глубиной проплавления 0,1-0,6 толщины стенки трубы и эаплавляют отверстия труб присадочным материалом на глубину, равную (1-4), а первый слой наплавки осуществляют с проплавлением трубной решетки на глубину (0,81,3) Х.

Кроме того, приварку труб к трубной решетке осуществляют с погонной энергией дуги, меньшей на 50-804 погонной энергии дуги, используемой при наплавке последующих слоев, а наплавку первого слоя осуществляют

50 со скоростью подачи присадочного материала меньшей на 20-60Ж скорости подачи присадочного материала при наплавке последующих слоев, а погонную энергию дуги увеличивают на

50-603.

Пример. Был осуществлен способ сварки труб с трубными решетками путем общей наплавки на поверхность трубной решетки при изготовлении штатных теплообменных аппаратов, включающих в себя трубы размером бх1,2 мм или Ох1,5 мм и решетки толщиной 45 мм. Наплавку выполняли методом автоматической аргонодуговой сварки с применением присадочной проволоки диаметром 1,6 мм отдельными валиками на режиме: 3 = 170-220 А, Ug = 10-11 В, Ъсз = 5 и/ч; яу =

= 2200-2600 кал/с; 7„р = 22-33 м/ч.

При этом глубина проплавления

Ih 1,1-2,0 мм, высота наплавки h 6 мм. Оценка качества сварйого соединения производилась по результатам радиографического просвечивания и металлографического исследования поперечных шлифов, вырезанных из образцов- свидетелей, имитирующих сварку штатного теплообменника.

При контроле этими методами на одной трубной решетке, сварку которой выполнили по известному способу с количеством труб N = 100 шт., обнаружены поры размером от 0,2 до

0,9 мм в количестве n = 120 шт.

В соответствии с техническими требованиями на изготовление аппарата сварные соединения труб с трубными решетками, выполненные этим методом, были забракованы.

Были также выполнены опытные ра- . боты по установлению возможности применения предлагаемого способа сварки при изготовлении данных теплообменных аппаратов. Для экспериментальных работ использованы трубы и трубные решетки, описанные выше.

Опробовано шесть вариантов. Результаты рентгенографирования и металлографического исследования сварных соединений трубных решеток и режимы сварки приведены в табл. 1 и 2. Из приведенных данных видно, что наилучшее качество сварных соединений труб с трубными: решетками, выполняемых методом общей наплавки, получается по предлагаемому .способу сварки.

:Таблица 1

903038

Поры

J сВ, А

Глубина проплавления основного металла

Вариант сварки диаметр, мм коли/ сварка кольцевого шва, мм" после наплавки, мм я" чество, шт.

Наплавка с пробками

170-180

1,0-1,5

120 0,2-0,9

Наплавка без пробок

170-180

100 0,2-0,8

1, 1-1. 3

Наплавка с предварительной заваркой отверстия 60 0,3-0,6 0,2.-0,5 1,2-1,35

3»- 170"180

Э,, = 80-90

Наплавка с предварительной кольцевой обваркой

20 0305 0610 08-13

70-80

Наплавка с предварительной кольцевой обваркой и заваркой отверстия

10 0,2-0,5 0,2-0,5 1,2-1,5

3» = 170-180

)„= 30-40

3. = 80-90

Наплавка с увеличенной погонной энергией при выполнении 1 слоя 7

0,1-0,4 0,2-0,5 1,6-2,0

Q - 200-220 lsd 30=40

3., 80-90

Режим сварки

Наименование операции

g асс g кал

И, В

308,7 2205

370,4 2646

107,1 765

47,0 426

158,8 1444 .

128,5 1168

170-180 10-11

200-220 10 -11 5

Наплавка 1 слоя

ААДС

8-9 5

70-80

Выплавление кольцевого шва

РАДС

30-40 8-9 4

Заплавление отверстия

100- »0 8-10

8-10 4

80-90

)».

Глубина проплавления основного металла при выполнении кольцевого шва

Глубина проплавления основного металла при выполнении наплавки.

1 Таблица 2

90303 изобретения формула

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

26 II 294423, кл. В 23 K 33/00. 1969.

2. Авторское свидетельство СССР . 1F .414063, кл. B -23 K 31/06, 1971 °

3. Патент Франции IF 1525942, кл. В 23 К, 1968 (прототип).

Составитель Л. Назарова

Техред Е.Харитончик Корректор М. Пожо

< °

«« » «»»«««»

Тираж 1150 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Редактор И. Гохфельд

Заказ 12523/18 филиал OllA "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

1. Способ сварки труб с трубной решеткой, при котором трубы устанав- ливают в отверстия трубной решетки заподлицо с ее поверхностью,выполняют многослойную наплавку поверхности трубной решетки и рассверли.вают заллавленные отверстия в трубах, отличающийся тем, что, IO с целью повышения качества сварки ,путем..ликвидации пор и наплавлений .;и исключения утонения стенок труб при рассверливании, перед наплавкой

:трубы приваривают к трубной решетке - 1Э без присадки кольцевыми швами с глу- . биной проплавления 0,1-0,6 толщины стенки трубы h и заплавляшт отверстия труб присадочным-материалом иа глубийу, равную (1-4) 3, а пер-. вый слой наплавки осуществляют, с ,проппавлением трубной решетки на глубину (©) ®. 1 33 3. . 2. Сщзсоб;ро п.1 -о т л ич а ю щ и Я с я тем, что приварку труб к трубной решетке осуществляют с погонной энергией дуги, меньшей на 50-803 погонной энергии дуги, используемой при наплавке последующих слоев.

3. Способ по пп.. 1,2, о т л ич а ю щ и. и с я тем, что наплавку первого слоя осуществляют со скоростью подачи присадочного материала, меньшей на 20-603 скорости подачи присадочного материала при на"плавке последующих слоев, а погонную энергию дуги при этом-увеличивают на 50-803.