Способ сварки труб с трубной доской

(22) Заявлено 22.08.78 (21) 2655569/25-27с присоединением заявки Йф(23) ПриоритетОпубликовано 301281. Бюллетень Й 9 48 Союэ Советских Соцналистнческмх Респубйнк(51)М, Кл,з В 23 К 31/06 Государетвеииай комитет СССР ио ямам изобретений и открытийДата опублнкования описания 30.12. 81(54) СПОСОБ СВАРКИ ТРУБ С ТРУБНОЙ ДОСКОЙ Изобретение .относится к сварке,в частности к способам сварки трубс трубной доской иэ различных металлов и сплавов с применениемпромежуточного элемента н с последующим удалением этого элемента, предназначено для получения соединенийтрубы с одинарной нли двойной трубной доской, обладающих повышеннойнадежностью работы при термоцикли"ческих и вибрационных нагрузках, иможет найти широкое применение приизготовлении парагенераторов теплообменной и другой аппаратуры в химической, энергетической и других отраслях промышленности.Известен способ сварки труб струбной доской, по которому с цельюобеспечения работоспособности соединения в условиях циклических нагрузок в доске выполняют ступенчатоеотверстие, выступ в котором со стороны сварки выполняют высотой, равнойглубине проплавления, и шириной,равной максимально допустимой амплитудеизгиба приварнваемой трубы в зоне еевыхода из трубной доски1 1,Недостатком этого способа являетсянизкая надежность работы сварногосоединения в условиях циклического 30 нагружения из-за невозможности глубины проплавления более, чем на толщину стенки ввариваемой трубы.Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ сварки труб с трубной доской с применением заглушек, которые после сварки рассверливаются на внутренний диаметр труб (2Недостатком известного способа является низкая надежность сварных соединений трубы с трубной доской, работающих в условиях термоциклических нагружений, вследствие малой площади поверхности сплавления .трубы с трубной доской, равной площади поперечного сечения трубы, и значительной разницы свариваемых толщин в месте соединения.Цель изобретения - повьааение надежности работы соединения при тер" моциклическнх и вибрационных нагрузках.Указанная цель достигается тем, что в способе сварки труб с трубной доской с применением заглушек, которые после сварки рассверливаются на внутренний диаметр труб, заглушки выполняют в виде стаканов, приваривают их встык к трубам, а затем осу 8934725 10 15 20 25 30 35 10 45 50 55 60 65 щетвляют сварку стаканов с трубной доской, при этом стенки .стаканов проплавляют на величину,не меньшую толщины Д труб, а дно - не менее, чем 1,5 д .На фиг. 1 показано сечение соединения трубы с одинарной трубной дос кой; на фиг. 2 - сечение тоубы с двойной трубной доской.На фиг. 1 и 2 обозначены: ввариваемая труба 1; одинарная трубная доска 2; заглушка в виде стака-. на 3 с дном; стыковой шов 4, соеди. няющий трубу со стаканом; основной шов 5, соединяющий заглушку-стакан с трубной доской; удаляемая часть б стакана; толщина Д ввариваемой трубы; толщина д дна стакана на месте основного шва; толщина дстакана в месте сварки его с трубой; глубина и проплавления основного шва; двойная трубная доска 7; кольцевой бурт 8; толщина д кольцевого бурта; шов 9, соединяющий стакан с двойной трубной доской; детали заглушки,состоящей иэ двух частей 10 и 11, для двойной трубной доски; шов 12, соединяющий части заглушки;разделка 13 кромок для сварки основного шва; центрирующий конус 14;поверхность 15 сплавления шва трубой.Способ сварки труб в трубной доске осуществляется следующим образом.Изготавливают заглушки в виде стакана 3, Трубу 1 с толщиной стенки 0 сваривают стыковым швом 4 со стаканом 3, имеющим в месте сварки с трубой 1 толщину д 4 равную или больше толщины стенки О трубыд 1 )4)Качество шва 4 контролируют необходимым способом, например рентгенопросвечиванием, цветной дефектоскопией и т.д. Затем вставляют трубу 1 с приваренным стаканом 3 в одинарную трубную доску 2, располагая торец стакана 3 вровень с поверхностью трубной доски 2.Собранное соединение сваривают основным .швом 5, соединяющим стакан 3 с трубной доской 2, например вольфрамовым электродом беэ присадочной проволоки в среде защитных газов, электронным лучом, переплавляя металл трубной доски 2 и стакана 3. Возможна также сварка вольфрамовым электродом с присадочной проволокой или пла вящимся электродомВ этом случае для обеспечения заданной глубины проплавления Ь не менее полутора толщины ввариваемой трубы Ь ) 1,5 6 выполняют необходимую разделку 13 кромок.Для обеспечения необходимой глубины проплавления и количества слоев при выполнении сварки подбирают соответствующие технологические режимы. После окончания основного шва 5 удаляют часть б дна стакана, равную внутреннему диаметру ввариваемой трубы, сверлением или расточкой.Точность рассверловки или расточки обеспечивают эа счет выполнения в донышке стакана 3 центрирующего отверстия или конуса 14 при иэготовлении стакана 3.В случае вварки трубы 1 в двойную трубную доску 7 в стакане 3 из,нутри на уровне основного шва 9 вто- рой трубной доски 7 выполняют кольцевой бурт 8 толщиной ДЗ равной по крайней мере 1,5 Д ввариваемой трубы 1. В этом случае для упрощения возможно изготовление стакана из двух частей 10 и 11, свариваемых между собой швом 12 и привариваемых к трубе 1 швом 4.П р и м е р, Сваривают трубы 1 из стали 12 Х 18 Н 10 Т диаметром 22 мм с толщиной стенки 2,5 мм с трубной доской 2 из этой же стали толщиной 40 мм, Предварительно трубу 1 иэ стали 12 Х 18 Н 10 Т со стаканом 3 из стали 12 Х 18 Н 10 Т автоматом в поворотном положении, сваренный шов 4 контролируют оентгенопросвечиванием. Стакан 3 изготовляют с толщиной стенки Д;, равной 5 мм, а в месте сварки основного шва 5 - с толщиной стенки д 1 равной 15 мм.Трубу 1 с приваренным стаканом 3 устанавливают в отверстие трубной доски 2 таким образом, чтобы донышко стакана 3 было на одном уровне с поверхностью трубной доски 2.Основной шов 5 сваривают с разделкой 13 кромок, имеющей скосы кромок под углом 15 и 20 и глубину разделки Ь = 15 мм с площадкой в корне разделки шириной 3 мм. Заполнение разделки 13 осуществляют аргонодуговой сваркой с присадочной проволокой марки СвХ 19 Н 11 МЗ, Режимы сварки: сварочный ток 120 А, напряжение дуги 12 В. Диаметр присадочной проволоки 20 мм.После сварки выполняют удаление сверлением части б дна стакана, равной внутреннему диаметру ввариваемой трубы 1.Полученное соединение испытывают на плотность и прочность гидравлическим давлением, металлографическими исследованиями и термоциклическими нагружениями (нагрев до 450 С в течение 0,5 ч, выдержка при этой температуре один час, охлаждение в воде). Количество циклов 200.Проведенными испытаниями получены положительные результаты. Трещины и другие дефекты в сварных соединениях отсуствуют.Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить надежность работы сварного соединения при термоциклических и вибрационных нагрузках за счет увеличения зоны сплаюле893472 Фиг. 1 Филиал ППП "Патент" г,ужгород,ул.Проект ния трубы с доской, так как сваркупроизводят через заглушку в виде стакана с дном, толщина которого неменее 1,5 толщины ввариваемой трубы.Способ вварки труб в трубную доску позволяет увеличить эксплуатационный срок этих соединений не менеечем на 50, а следовательно, и снизить затраты на ремонт,Кроме того, предлагаемый способобпадает широкими по сравнению с известным технологическими возможностями: сварку такого соединения можнопроизводить методом общего переплавления, электронным лучом и т.д.,полученное соединение можно проконтролировать (стыковой шов) междувариваемой трубой и заглушкой, а шовмежду трубной доской и заглушкойне требует контроля, так как онимеет значительную глубину проплавления и зону сплавления.Для повышения надежности работысварных швов, выполненных в процессепредлагаемого способа, можно заглушку выполнить из улучшенного металла,например вакуумно-дугового или электрошпакового переплава. ВНИИПИ Заказ 11337/17Тираж 1151 Подписное При необходимости аварки труб втрубные доски, имеющие различныехимические составы, стакан и егосоставные части можно изготовить иэметаллов, хорошо сваривающихся с ввариваемой трубой и трубной доской.Формула изобретенияСпособ сварки труб с трубной доской с применением заглушек, которыепосле сварки рассверливают на внутренний диаметр труб, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы соединенияпри термоциклических и вибрационнйхнагрузках, заглушки выполняют в виде15 стаканов, приваривают их встык ктрубам, а затем осуществляют сваркустаканов с трубной доской, при этомстенки стаканов проплавляют на величину, не меньшую толщину труб д,3) а дно - не менее чем 1,5 ЮИсточники информации,принятые по внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 554978, кл. В 23 К 33/00, 1976.2. Патент Франции Р 1525942,кл. В 23 К, 1968 (прототип).