Способ неразъемного соединения труб из пластичных материалов

(5 Р 4 Р 16 Ь 3 00 ГОСУДАРСТВПО ДЕЛАМ ЫЙ КОМИТЕТ СССРРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ НИЯ . вторСномУ СвиДЯТЮльСтву ОПИСАНИЕ ИЗОБ(56) Патент Великобритании У 1327442, кл. С 22 С 19/00, 1974. (54)(57) 1. СПОСОБ НЕРАЗЬЕИНОГО СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ ИЗ ПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОБ, заключающийся в том, что из сплава, обладающего термомеханической.памятью, изготавливают муфту . с внутренним диаметром меньше наружного диаметра соединяемых труб, охлаждают муфту ниже температуры начала прямого мартенситного превращения, деформируют ее по диаиетру, устанавливают в нее трубы встык и нагревают соединение вьппе температуры окончания обратного мартенситного превращения материала муфты, ,о т л и ч а ю щ и й с я тем ,что с целью повышения надежности соединения тонкостенных труб за счет увеО личения остаточных напряжений в элементах соединения, перед установкой в муфту внутрь соединяемых труб вдоль их оси симметрично линии стыка вставляют спиральную пружину с номиналь" ным наружным диаметром, равным 11,1 внутреннего диаметра труб, причем пружину предварительно растягивают, а после установки труб в муфту снимают растягивающую нагрузку пружины.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я теи, что растягивающую нагрузку пружины снимают после нагрева соединения выше температуры окончания обратного мартенситного превращения материала муфты.3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю-щ и й с я тем, что перед установкой внутрь труб пружину охлаждают и растягивают при температуре ниже температуры прямого мартенситного превращения, причеи пружину изготавливают Я из материала муфты.4. Способ по пп. 1 - 3 о т л ич а ю щ и й с я тем, что пружину растягивают на длину, в 1,2 1,6 раза превьппающую длину муфты.218232 2 40 45 50 55 1 1Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к изготовлению соединений тонкостенных трубопроводов иэ пластичных металлов исплавов, и может быть использованов производстве гибких трубопроводоввысокого давления.Цель изобретения - повышениенадежности соединения тонкостенныхтруб путем увеличения остаточныхнапряжений в элементах соединения.На фиг. 1 схематически показанывсе детали в сборе перед нагревоммуфты; на фиг. 2 - то же, посленагрева,Муфту 1, изготовленную из сплава,обладающего термомеханической памятью, пластически деформируют притемпературе ниже точки начала прямого мартенситного превращения,увеличивая ее внутренний диаметртаким образом, чтобы соединяемые тРубы 2 и 3 можно было свободно установить в муфту. С помощью специального приспособления муфту 1 устанавливают на трубу 2, внутрь которойвставляют спиральную пружину 4,симметрично располагая ее относительно торца трубы. Затем в муфтувставляют трубу 3 до упора с трубой 2,Перед установкой пружины 4 ее рас-.тягивают,. уменьшая диаметр. Растя"нутое состояние пружины фиксируютприспособлением, если пружинаизготовлена из стали. Если пружинаизготовлена из сплава, обладающеготермомеханической памятью, ее растягивают в мартенситном состояниии хранят до сборки при температуре,исключающей обратное мартенситноепревращение. При этом растянутуюпружину 4 вставляют внутрь труб безфиксирующего приспособления. Заключительными операциями спосо" ба являются нагрев собранного соединения, изображенного на фиг. 1, до температуры,формовосстановлейия.муфты и сжатие пружины. Когда пружина изготовлена из сплава с термомеханической памятью, ее сжатие осу" ществляется за счет самопроизвольного формовосстановления одновременно со сжатием муфты в процессе нагрева соединения. Если пружина изготовлена из стали, то ее сжимают после нагрева соединения, снимая растягивающую нагрузку (удаляя фиксирующее 5 1 О 15 20 25 30 35 приспособление), В окончательном виде соединение схематически показано на фиг. 2.Установка спиральной пружины внутри труб вдоль их оси выполняет несколько функций. Тонкостенные пластичные трубы, будучи подкрепленными изнутри пружиной, оказывают необходимое сопротивление сжимающейся при нагреве муфте. В соединении образуются остаточные радиальные напряжения, обеспечивающие его работоспособность, Витки пружины локально деформируют тонкостенные трубы при сжатии муфты (фиг. 2). Локальная деформация труб в направлении, противоположном направлению движения муфты при сжатии, ловы" шает герметичность и прочность соединения,Предварительное растяжение пружины приводит после снятия растягивающей нагрузки к образованию продольных остаточных напряжений сжатия в материале труб, так как сжатию пружины препятствуют уменьшение диаметра труб и фиксация витков пружины сжимающей их муфтой. Продольные остаточные напряжения, возникающие при сжатии пружины,в совокупности с радиальными остаточными напряжениями, возникающими при сжатии муфты в местах контакта витков пружины с трубами, обеспечивают требуемую надежность соединения. Муфту изготавливают гладкой и пружину устанавливают симметрично линии стыка, чтобы обеспечить равномерную деформацию труб и одинаковый уроверь остаточных напряжений по всей длине соединения. Номинальный диаметр пружины не должен превышать величины, равной 1,1 внутреннего диаметра труб, так как для того, чтобы вставить в трубу пружину приходится растягивать недопустимо большой нагрузкой. Наибольшая прочность и герметичность соединения получаются, когда пружину предварительно растягивают на длину, в 1,21,6 раза превышающую длину муфты. Нижний предел обусловлен тем, что при растяжении на меньшую длину диаметр пружины уменьшается настолько незначительно, что ее трудно вставить в трубу, а также тем, что пружина при сжатииз 12не обеспечивает появления остаточныхнапряжений в местах перехода трубк муфте. Верхний предел обусловлентем, что при растяжении на большую 18232 Фиг Я Составитель В.КраснопольскийРедактор С.Лисина Техред А,Бабинец Корректор А.Обруча Зака 880 Подписноетвенного комитета СССРбретений и открытий5, Раушская наб., д. 4/5 3 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектна 49 Тираж НИИПИ Государпо делам из 5, Москва, Жвеличину недопустимо уменьшаетсячисло витков, прижимаюших трубык муфте, и, следовательно, уменьшается прочность всего соединения