Инструмент для развальцовки труб

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеюз СееетскикСоцреалистическихРеспублик оц 893334ло делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Кане Г. Ермаков(54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РАЗВАЛЬЦОВКИ Т больши Изобретение относится к устройствам для закрепления труб в отверстиях способом ме ханической развальцовки, используемым на предприятиях энергетического, транспортного, химического, пищевого машиностроения и судостроения, изготавливающих кожухотрубча 5 тые теплообменные аппараты.По основному авт.св. У 647041 известен инструмент для развальцовки труб, содержа. щий сопряженные между собой рабочую часть1 О и хвостовик. Рабочая часть инструмента изготовлена из материала, обладающего обратимым эффектом запоминания формы при многократном термоциклировании за счет обратимых пластических деформаций в материале, претер 15 певающем обратимое мартенситное превращение в упорядоченных фазах при нагреве и охлаждении соответственно выше и ниже интервала мартенситного превращения, например из сплава титан-никель, и имеет в нагретом20 состоянии при температуре вьпде начала, а в холодном состоянии при температуре ниже конца мартенситного превращения в материале рабочей части инструмента соответственно т и меньший размер поперечного се чения 1.Этот инструмент для развальцовки труб имеет существенный недостаток - обладает узкими. технологическими возможностями, так как одним инструментом можно развальцовывать только трубы одного размера по диаметру, в узком диапазоне толшин стенки тру. бы, а также в ограниченном диапазоне степеней развальцовки труб. Таким инструментом нельзя надежно закреплять в отверстии трубы одного и того диаметра и толщины стенки, но из различных материалов, требующих для надежного уплотнения различных степеней развальцовки в отверстии трубной доски теплообменника. В связи с этим при широкой номенклатуре размеров труб, выполненных из различных материалов, подлежащих разваль. цовке, для оперативного ведения технологического процесса требуется довольно большой набор типоразмеров инструмента для разваль. цовки труб, что экономически нецелесообразно.Цель. изобретения - расширение технологи. ческих воэможностей инструмента для разваль цовки труб за счет обеспечения возможностиразвальцовывать трубы в расширенном диапа.зоне диаметров, с различными толщинамистенок из различного материала инструментомс одним и тем же диаметром рабочей части,Эта цель достигается тем, что инструментдля развальцовки труб снабжен сменной гильзой, устанавливаемой на рабочую часть инструмента и выполненной из того же материала,что и рабочая часть,Такое техническое решение обеспечивает.при одном диаметре рабочей части инструмента путем установки на нее гильзы различнойтолщины и наружного диаметра возможностьнадежно развальцовывать трубы с различнойстепенью развальцовки.При этом наличие эффекта сверхупругостив материале сменной гильзы обеспечиваетсверхупругое изменение размеров гильзы при100%-ном возврате к исходным размерами при степени упрутой деформации до 10 -15%, возникающей при изменении формы иразмеров рабочей части инструмента, действую.щего на охватывающую его гильзу в процессе раэвальцовки трубы.На фиг. 1 показано положение инструментав начале развальцовки; на фиг. 2 - положение инструмента по окончании развальцовки,Инструмент для раэвальцовки труб состоитиз рабочей части 1 и хвостовика 2, разделенных упорным буртом 3. Рабочая часть 1 снабжена охватывающей ее сменнон гильзой 4,Рабочая часть 1 инструмента изготовленаиз материала, обладающего обратимым эффектом запоминания формы при многократномтермоциклировании, из сплава титан-никель(состав никеля 54 - 56, титан остальное) с ип.тервалом температур мартенситного превраще.ния от 40 до 60 С Рабочая часть 1 ипстру.мента (ее диаметр и длина) формируется при500 С в соответствш 1 с дтп 1 ной и размеромвнутреннего диаметра наименьшей из выбран.ного диапазона диаметров развальцованныхтруб. Затем она подвергается отжигу при500 С в течение 1 ч в,заневоленном состоянииов закалочном штампе и охлаждается до 20 С.После этого рабочая часть 1 инструмента вы.оиимается из штампа и при 20 С пластическидеформируется обжимом, до получения наружного диаметра, соответствующего размерувнутреннего диаметра наименьшей из выбран.ного диапазона диаметров труб до развальцовки (при степени деформации не более10 - 15%),Сменные гильзы 4 изготавливают с внутренним диаметром, соответствующим наружномудиаметру рабочей части 1 инструмента, а тол.шину стенки каждой гильзы 4 выбирают различной, исходя из размеров внутренних диа.893334 41 О 15 охлаждается, например, холодной водой, Придостижении темлературы рабочей части 1инструмента до комнатной в соответствии сэффектом запоминания формы диаметр ееуменьшается до исходного размера (фиг, 1),Сверхупрутий возврат формы сменной гиль.зой 4 способствует этому, так как упругиенапряжения в материале гильзы 4 (до60 кгс/мм 2) значительно превышают понижающийся при прямом мартенситном превращении вследствие охлаждения предел текучести (до 20 кгс/мм ) материала рабочей части 1, что обеспечено различием (до 20 С) в температурах мартенситного превращения.После этого инструмент может быть свободно вынут из закрепленной трубы 5 и введен в следующую, подлежащую закреплению,Путем замены сменной гильзы 4 на другой типоразмер обеспечивается развальцовка всех 20 25 30 35 метров выбранного диапазона труб до их раз. вальцовки. Кажду сменную гильзу 4 изготавливают из материала, обладающего эффектом сверхупругости, например из сплава титан-никель (состав, %: никеля 54 - 56, титан осталь. ное) с интервалом , температур мартенситного превращения, не превышающим температуру мартенситного превращения материала рабочейо части 1 инструмента, например, до 20 С, Для обеспечения эффекта сверхупругости сменная гильза 4 подвергается отжигу при 500 С в те. чение часа и охлаждается без последующей пластической деформации.Инструмент работает следующим образом. Рабочую часть 1 инструмента с надетой на нее сменной гильзой 4 при нормальной температуре вводят в трубу 5 (из выбранного диапазона обрабатываемых труб), установленную в отверстии б трубной доски 7 (фиг. 1) до упора бурта 3 в торец трубы 5, К хвос. товику 2 подводят необходимое количество тепла любым нагревателем (не показан), достаточное для нагрева рабочей части 1 инструомента до температуры на 150 - 200 С выше интервала температур мартенситного превраще. ния в его материале. При этом рабочая часть 1 инструмента в соответствии с эффектом запоминания формы увеличивается в диаметре (фиг, 2), подвергая упругой раздаче сменную гильзу 4 и развальцовке трубу 5 в отверстии б трубой доски 7. Генерируемые напряжения в материале рабочей части 1 инструмента достигают 60 кгс/мм, что обеспечивает сверх. упрутую деформацию сменной гильзы 4 и надежное закрепление трубы 5 в отверстии б трубной доски 7 с необходимой степенью развал ьцовки,По окончании развальцовки подвод тепла к хвостовику 2 прекращают и инструмент893334 6элементов, обладающих эффектом запоминанияформы, стабилизируя их термомеханическиепараметры. Все это в совокупности даст значительный экономический эффект в народном5 хозяйстве. 16 Инструмент для развальцовки труб поавт,св, У 647041, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения технологическихвозможностей за счет увеличения диапазонатипоразмеров обрабатываемых деталей, он1 э снабжен гильзой, устанавливаемой на рабочуючасть инструмента и выполненной из тогоже материала, что и рабочая часть. Источники информации,принятые во вшмание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Н 647041,кл, В 21 О 3906, 1977,фиг ИИПИ Заказ 11324/10 Тираж 891 сное л, Проектн труб 5 иэ выбранного диапазона их толщин стенок и материалов при высокой надежности закрепления в трубных досках.Использование предлагаемого изобретения позволяет сущестзенно расширить технологические возможности инструментов для раэвальцовки труб, снизить затраты на их изготовление, уменьшить номенклатуру типоразмеров и тем самым повысить эффективность производства теплообменных аппаратов. Кроме того, расширение технологических возможностей инструментов с элементами, обладающими эффектом запоминания формы и эффектом сверхупругости, позволит эффективно испольэовать их для размерной раздачи трубчатых изделий на различных участках по длине и на концах с закреплением или без закрепления этих участков в отверстиях аппаратов и машин различного назначения. Наличие в инструментах для раэвальцовки труб элементов со свойствами сверхупрутости обеспечивает надежную и долговечную (свыше 10 циклов) работу лиал ППП "Патент", г. Ужгор Формула изобретения