Способ герметичной сварки труб с трубными решетками

91 (Н) ЛИН 23 К 31/О И АВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬС У с я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЙО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ ОПИСАНИЕ ИЭО(54)(57) 1. СПОСОБ ГЕРМЕТИЧНОЙ СВАРКИ ТРУБ С ТРУБНЫМИ РЕШЕТКАМИ, включающий выполнение разделки отверстийтрубной решетки на конус на глубину,меньшую толщины трубной решетки, размещение труб в этих отверстиях, развальцовку Кромок труб на конус досовмещения со стенками отверстий иполного устранения зазоров и сваркув среде защитного газа непрерывнымкольцевым швом с заданной глубинойпроплавления, о т л и ч а ю щ и йтем, 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 разделки отверстий и развальцовки кромок труб назначают из условия обеспечения самоторможения мекду поверхностями контактирования труб и отверстий в трубной решетке.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я 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 щ и й с я 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 хвостовикеИзобретение относится к способам дуговой сварки, например аргонодуго;вой неплавящимся электродом, труб с трубными решетками, например теплообменников (особенно парогенераторов), 5 выполненных как из аустенитных хромоникелевых 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 ществления способа.Способ осуществляют следующим образом.В трубной решетке 1 выполняют отверстие с частичной разделкой 2 на О конус. Расширяют концевую часть трубы 3 до конуса, согласованного с ответным конусом, предварительно выполненным в приповерхностной части отверстия трубной решетки. Угол при 5 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- З 0 нусной части до полного устранения межконусного зазора, т.е. зазора между наружной конусной поверхностью трубы и соответствующей конусной поверхностью трубной решетки. Опрессо 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 адсор 3бируют 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. нри 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. П р и м е р, Проводилась пробная сварка труб из Сг-Н стали типа 20- 45 с трубной решеткой из стали типа 18-8, при толщине трубкой доски 25 мм 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.НазароваРедактор М.Недолуженко Техред И.Гайдош. Корректор И.МускаЗаказ 2936/16 Тираж 1001 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ответствовала конической расточке втрубной решетке. Затем труба вставлялась в трубную решетку вместе с медной оправкой и производилась опрессойка до полного устранения зазоровмежду коническими поверхностями трубыи трубной решеткой путем перемещенияоправки. После опрессовки производилась аргонодуговая сварка трубы струбной решеткой на режиме: 1 6 = 10= 45 А, П= 12 В, Ч В = 3 об/мин. Присварке оправка нагревалась за счет.тепла дуги и адсорбировала кислородв зоне сварки. Это подтверждается образованием цветов побежалости на поверхности оправки. Последующим послойным металлографическим анализомшва установлено отсутствие каких-либо дефекторв в шве, включая зону замыкания шва, где при сварке тех жеметаллов по известному способу наблюдались свищи с размером до 200 мкм имелкие поры. Тот же эффект устранениясвищей и пор наблюдался при аргонодуговой сварке соединения труб из 25Сг-Ид стали типа 16-15 при размерахтруб Ф 5 х 0,3 мм с трубной решеткойиэ стали Сг-Их типа 18-8 .и перлитнойстали 1 Х 2 М с толщиной стенки трубы1 мм и трубной решеткой из той жестали толщиной 50 мм. 4В другой части образцов для полуния швов с повышенным (0,2 мм) усилением при сварке особо тонкостенных труб размером ф 16 х 0,2 мм иэ Сг-Х 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.