Способ соединения труб из разнородных металлов

ла 1" и ос ф "ц тент нс Союз СоветскихСоцналнстнческнхРеспублик ОписАМне ИЗОБРЕТЕН ИЯ пв 47584(51) Ч, Кл. В 21 Э 39/04 Гооударстееииый комитет оа делам изабретеиий и открытий(54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ Изобретение относится к способу соединения труб методом нагрева и сдавливания в вакууме, при котором трубы собирают в телескопическое соединение, и может быть использован в энергетичес 5 ком и химическом машиностроении, в частности в теплообменных аппаратах при изготовлении переходников для соединения труб из разнородных материалов.Известен способ неразъемного соедине-, ния оболочек вращения обжатием при нагреве до температуры пластической деформации, при котором соединетие получают через промежуточный слой из более пластичного материала, чем материалы соединяемых труб 111. Недостаток этого способа соединения состоит в том, что в условиях высоких температур эксплуатации под действием термических напряжений возникает процесс ползучести мягкой прослойки, который может привести к разрушению соединения.Известен способ неразъемного соединения переходников взрывом 21, в котором используется промежуточный слой, имеюший более низкую температуру плавления, чем температура эксплуатации переходника. Основной недостаток этого способа состоит в том, что за счет проявления эффекта Ребиндера (так называемое адсорбционное сштжение прочности), жидкая фаза, ускоренно проникая по границам зерен, приводит к раскрытию переходника.Известен также способ соединения по резьбе труб из разнородных металлов с различными коэффициентами линейного расширения методом нагрева в вакууме и сдавливания 31, при котором внутреннюю трубу выполняют из металла с меньшим коэффициентом линейного расширения и запрессовывают в резьбу наружной трубы при помощи конусного дорна, перемещаемого по внутренней трубе при температуре образования между свариваемыми деталями эвтектической прослойки, Недостаток этого способа состоит в том, что он не обеспечивает достаточной747584ностью трубы 1, После охлаждения заготовку обрабатывают на токарном станке под размеры переходника и вырезаютконтрольные теглплеты для оценкитолщины эвтектической прослойхи 5.П р и м е р. Изготавливают переходники из сплава системы Ъ- -2,5 ЮЭ состалью ОХ 18 Н 10 Т с диаметрами итолщиной труб соответственно 4 88 х 4,ф 95 х 5. В качестве промежуточногослоя используют чистый ниобий электроннолучевого переплава, проволоку из которого диаметром .1 мм направляютэлектроннолучевой сваркой на наружнуюповерхность трубы из сплава,71 -2,5 МЬв выточку глубиной 1,2 мм на установкеЗЛУ. Затем на этой поверхности трубы нарезают резьбу М 88 х 2 таким образом, чтобы плошадь поперечного сеченияпромежуточного слоя составляла3060% от плошади поперечного сечения х зуба резьбы. Аналогичную резьбу изготавливают на отрезке трубы из сталиОХ 18 Н 10 Т, Отрезки труб свинчивают,помешают в сварочную установку типаА 30608, где нагревают до температурыобразования эвтектической прослойки ей ( 910 С) и запрессовывают конусным дорном. 3работоспособности соединения при высоких температурах. Это происходит потому, по хрупкая эвтектическая прослойка образует после сварки жесткий каркас, который при нагреве и охлаждении переходника за счет термических напряжений легко разрушается. Это приводит к потере вакуумной плотности переходниковЦелью изобретения является повышение надежности и работоспособности в условиях высоких температур за счет сглаживания (демпфирования) упруго-плас тичесхих деформаций, вызванных термическими напряжениями при эксплуатации переходников.Указанная цель достигается тем, что соединение разнородных труб производят через промежуточный слой, который выполняют из демпфирующего материала и наносят его перед выполнением резьбы на поверхность одной из соединяемы труб слоем, составляющим 30-60 Ъ от плошади поперечного сечения нитки резь бы. Применение данного способа позволит повысить надежность работы соединения в условиях высоких температур.На фиг. 1 показан отрезок внутренн трубы с нанесенным промежуточным слоем; на фиг, 2 - резьба, поперечное сечение; на фиг. 3 изображена зона соединения., (стрелкой ухазывается направление запрессовки отрезков труб с помощью конусного дорна).Соединение выполняют следующим35 образом. Первоначально на одну из труб 1 наносят промежуточный слой 2, обладающий демпфируюшими свойствами. В этом случае можно использовать сварку, э,лектроконтактную наплавку, методы порошковой 4 О металлургии. Затем нарезают резьбу 3 таким образом, чтобы площадь поперечного сечения промежуточного слоя 2 составляла 30 60;о от плошади поперечного сечены зуба резьбы 3. Далее анало 45 гичный профиль резьбы 3 выполняют на другом отрезке трубы 4 и завинчивают их по резьбе, причем внутренняя труба 1 выполнена из материала с меньиц 1 м коэффициентом линейного расширения, Полу - 5 О ченную заготовку нагревают до температуры, при которой в контакте образуется электрическая прослойка 5, и запрессовывают конусным дорном 6, перемещаемым по внутренней трубе 1. Предварительно дорн 6 покрывают одним из известных защитных покрытий, чтобы не допустить схватывания дорна 6 с поверхКачество соединений оценивают термокачхой с нагревом и охлаждением в вакууме от 850 до 300 С и проверяют соединения на вакуумную плотность гелиевым течеискателем, Экспериментально установлено, что соединения выдерживают наибольшее количество термокачек, когда плошадь поперечного сечения промежуточного слоя составляет ЗО% плошади поперепюго сече - ния зубарезьбы. Если толщина демпфирующего слоя МЬ меньше 30% площади поперечного сечения зуба резьбы то частично нарушаются оптимальныеусловия внешнего демпфирования соединения в условиях высоких температур, если она больше 60 о, то нарушаются оптимальные условия внешнего демпфирования в интервале низхих температур. Применение данного способа изготовления переходников позволит увеличить термостойкость соединений по сравнению с теми переходниками, которые выполняют по способу 3 примерно в 2 раза, При изготовлении опытно-промышленной партии переходников брак снижен на 30-35%.747584 Составитель И. Капитоновактор Т, Вирко Техред М. Петко Корректор Г. Назаров 986 Подписное ударственного комитета СССР изобретений и открытий а, К, Раушская наб., д, 4/ 32/5 Тираж ЦНИИПИ Гос по делам 113035, МосквФилиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения Способ соединения труб из разнородных металлов с различными коэффициентами линейного расширения, включающий операции выполнения винтовой нарезки на соединяемых поверхностях труб, установки трубы из металла с меньшим коэффициентом линейного расширения в трубу из металла с большим коэффициентом линейного расширения, нагрева в вакууме и сдавливания путем раздачи коническим дорном при температуре образования между соединяемыми деталями эвтектической йрослойки, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы соединения в условиях высоких температур, передвыполнением резьбы на поверхность одной из труб наносят промежуточный слойиз материала, обладающего демпфируюшими свойствами по отношению к соединяемым металлам, при этом промежуточный слой составляет 30-60% площадипоперечного сечения нитки резьбы,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР239194, кл. В 21 Э 39/04, 1959.2. Авторское свидетельство СССР545434, кл, В 23 К 19/00, 1975,3. Авторское свидетельство СССР202404, кл. В 23 К 31/06, 1957