Неразъемное соединение трубопроводов из разнопородных материалов и способ его сборки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 59 В 21 0 26/14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОВ СУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ(71) Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского(54) НЕРАЗЬЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУ-БОПРОВОДОВ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ ИАТЕРЙАЛОВИ СПОСОБ ЕГО СБОРКИ,57) 1. Неразъемное соединение трубопроводов из разнородных материалов,..,ЯО,1 009570 А содержащее Фланец на конце одного из трубопроводов, на наружной цилинцрической.поверхности которого образованы кольцевые углубления, в которые обжата трубчатая часть охватывающего трубопровода, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью повышения герметичности соединения, внешний торец Фланца выполнен коническим, на конце охватывающего трубопровода изготовлен внутренний радиальный кольцевой выступ, а между последним и фланцем внутреннего трубопровода размещен уплотнительный элемент, образованный, например, вдавленным в трубопровод из более мягкого материала кольцевым д осевым выступом, изготовленным на Е трубопроводе из более прочного материала.2. Способ магнитно-импульсной сборки неразъемного соединения трубопроводов из разнородных материалов по п.1, заключающийся в обжиме магнитно-импульсным полем наружного .трубопровода в кольцевые углубления на фланце внутреннего трубопровода,1009570 отличающийся тем, чтоперед обжимом собираете трубопрово" ды сжимают осевым усилием, а обжим осуществляют последовательно по участкам в направлении от конического торца фланца к уплотнительному элементу между трубопроводами1Изобретение относится к обработке металлов давлением и может найти применение при изготовлении биметаллических трубчатых соединений металлов, разнородных по своим свойствам, методом магнитно-импульсной обработки металлов.Известно соединение трубных заготовок из разнородных металлов, когда в качестве опоры при изготовлении переходников используют более прочную охватываемую заготовку например, из стали 12 18 Н 10 Т или титана ВТ 10, которая имеет кольцевые канавки и бурт, а охватывающая заготовка, например, из сплавов ЛИГ или АМЦ, выполняется в форме колокола с двумя заходными конусами по наружному диаметру. Сборка соединяемых заготовок осуществляется их совместным деформированием обжимным конусным кольцом1 3.Однако процесс низкопроизводителен, возрастает вес соединения из-за применения специального обжимного конусного кольца, кроме того невозможно осуществить сборку биметаллических трубных переходников иэ разнородных металлов непосредственно на изделиях, выносной инструмент в этом случае получается очень тяжелым, громоздким.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является нераэъемное соединение трубопроводов из разнородных материалов, содержащее фланец на конце одного из трубопроводов, на наружной цилиндрической поверхности которого образованы кольцевые углубления, в которые обжата трубчатая часть охватывающего трубопровода и способ его сборки, заключающийся в обжиме магнитно-импульсным полем наружного трубопровода в кольцевые углубления на фланце внутреннего трубопрово"да 12.Недостатками известного соединения являются увеличение веса соединения иэ-за наличия дополнительных газов, а также недостаточная герметичность соединения в условиях переменных нагрузок.Цель изобретения - повышение герметичности соединения,Поставленная цель достигается тем, что в неразъемном соединении трубопроводов из разнородных материалов, содержащем фланец на конце одного из трубопроводов, на наружной цилиндрической поверхности которого образованы кольцевые углубления, в 30 которые обжата трубчатая часть охватывающего трубопровода, внешний торецфланца выполнен коническим, на концеохватывающегЬ трубопровода изготовлен внутренний радиальный кольцевой выступ, а между последним и фланцемвнутреннего трубопровода размещенуплотнительный элемент, образован.ный, например, вдавленным в трубопровод из более мягкого материала кольо цевым осевым выступом, изготовленнымна трубопроводе иэ более прочного материала. В способе магнитно-им 1 На одной из труб 1, изготовленнойиэ более мягкого материала, чемдругая труба, кольцевой выступ направлен внутрь трубы, а,на трубе 2образован фланец. сланец, образованный на трубе 2, устанавливаемойвнутри соединения, имеет сложнуюформу: на его поверхности, обращенной дальше от проходного отверстия 45 50 пульсной сборки нераэъемного соединения трубопроводов из разнородных 25 материалов, заключающемся в обжимемагнитно-импульсным полем наружноготрубопровода в кольцевые углубленияна фланце внутреннего трубопровода,перед обжимом собираемые трубопроводы сжимают осевым усилием, а обжим ЗО осуществляют последовательно поучасткам в направлении от конического торца фланца к уплотнительномуэлементу между трубопроводами.На фиг.1 изображено неразъемное З 5 соединение трубопроводов из разнородных материалов до сборки и посленее, на фиг.2 - последовательностьмагнитноимпульсной сборки предлагаемого соединения.40 Соединение состоит из двух труб1 и 2, вставленных друг в друга иобжатых давлением магнитного поля.трубы, выполняются две кольцевые " навки 3 и 4, образованные на фланце канавки 3 и 4, на торце фланца, об- трубы 2. Соединение только с вдавлеН ращенном к продолжению трубы 2, ным кольцевым выступом само может образован уплотнительный элемент в обеспечивать герметичность до несвиде осевого кольцевого треугольного кольких десятков сотен атмосфер. остроконечного выступа 5, а на дру. Если необходимо соединить материгом торце этого фланца выполняется алы однородные или с близкими по коническая поверхность 6, Внутренний своим прочностным характеристикам кольцевой радиальный выступ трубы 1 данные то в качестве кольцевого выможно изготовить .точением из толсто- ступа можно использовать специальную стенных трубчатых заготовок или чтобы 0 кольцевую деталь, имеющую в сечении повысить коэффициент использования форму ромба с большой диагональю металла осадкой труб с дифференциро- вдоль оси вращения и изготовленную ванным нагревом с последующей механи- из более прочного, чем соединяемые ф ческой обработкой фланца трубы 2 или трубы, металла, например пружинной его калибровкой. Для выступа, образостали. В этом случае металл кольца ванного на трубе 1,.обычно после внедрится в оба торца и высокая геросадки и набора материала последующей метичность также будет обеспечена. доработки не требуетсяПосле изготовления трубы вставляются друг в Однако осевого усилия, которое друга таким образом, чтобы одна из 2 О развивается при обжатии наружной них, например труба 1, охватывала трубы по конической части фланца не фланец, второй 2 и осевой выступ 5 всегда хватает для достаточного последней контактировки с внутренним внедрения кольцевого выступа, поэтоторцом кольцевого радиального выступа му возникает необходимость увеличить трубы. его, Этого можно добиться, если вВнутрь соединения вставляется оп- процессе обжима наружной трубы имравка 7, которая выполняет сразу две пульсным магнитным полем фланцы сжифункции:.предотвращает внутреннюю по- мать осевым усилием. верхность трубопровода 2 от искажения при сборке и служит элементом Трубу с кольцевым осевым выступом Фор ообразования при обжатии ,редней г вставлЯ в ТРУбУ с фланцем 2 до30части и конца трубы 1, соприкосновения по всему кольцу. Приизготовлении фланца внутренней трубыПосле установки в положение сборки 1 коническую часть выполняют так, осуществляют обжатие наружной трубы чтобы на торце осталась часть поверх- изготовленной из более мягкого для . 35 ности а, перпендикулярной- оси враданной пары материала например дМцх щения заготовки. для сжатия осевым АМГ, Д 1 б и других металлов, При обжа- Усилием можно применять устройство, тии необходимо использовать импульс- состоящее из оправки 7 с кольцевым ный источник энергии, так как прило- . выступом в середине, диаметр которо- жение статического давления в данном 4 О го на (0,8-1,0) 10 м больше диаметсоединении не приведет к желаемому ра оправки и резьбой на конце упора результату, а из импульсных источни и гайки 9. Оправка 7 устанавливаков здесь наиболее приемлема магнит- ется внутрь трубопровода 1 до упора но-импульсная обработка, позволяющая своим выступом в поверхность а фланлокализовать. значительные давления 45 ца. УпоР 8 Устанавливается до прилена небольшой зоне обрабатываемого гания к торцу фланца трубопровода 2. участка, что нужно в случае деформи- Наворачиванием гайки 9 обеспечиваетрования толстостенных наружных труб ся сжатие деталей 1 и 2 силамиО ивнедрение кольцевого выступа в меВ силу инерции, приобретенной ох- талл фланца охватывающего трубопроватывающей трубой 1 под действием вода.; В том случае, когда соединяют- давления импульсного магнитного по- ся детали с диаметром более 0,15 м, ля, ее материал деформируется до со- можно ОсевОе сжатие производить на прикосновения с оцравкой 7. При об- прессах, а гайкой фиксировать поло- жиме наружной трубы 1 по конической жение, так как усилие, создаваемое поверхности б внутренней трубы 2 55 при наворачивании гайки, может окавозникают осевые силы , стремящие- заться недостаточно. После создания ся сблизить торцы фланца и кольце- усилия, достаточного для внедрения вого радиального выступа и вдавлива- выступа, производится обжатие наружной ющие уплотнительннй элемент в виде трубы в зоне 1 давлением импульсного треугольного кольцевого выступа на, 60 магнитного поля,обеспечивающее фиксифланце трубы из более прочного мате- рование осевого усилия деформированием. риала в торец выступа (фланца) на- по конической части фланца и формоизружной трубы из мягкого материала 1. менением части охватывающего трубоОдновременно металл наружной трубы провода 2 в зоне П, завальцовывая 1 завальцовывается в кольцевые ка часть трубы в выполненные на фланце1009570 Составитель И,Лацр С.Титова Техред Т.Маточка Корректор А.Тяско Ред Заказ 2557/бВНИИП Тираж 814Государственноголам изобретений Москва, Ж,Подписикомитета СССРи открытийаушская наб , д. 30 Филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,.фг внутреннего трубопровода 1 кольцевые канавки.После разборки устройства, созда- ющего предварительное осевое сжатие неразъемное соединение трубопроводов из разнородных или однородных ме-аллов предлагаемой конструкции и , собранное предложенным способом готово к эксплуатации.На фиг.2 пунктиром показано положение трубы 2 после сборки.Герметичность неразъемного соединения обеспечивается завальцовкой металла охватывающей трубы в кольцевые канавки, внедрением кольцевого выступа во фланец наружной трубы и поджимом выступа силой, возникающей приобжиге внешней трубы по коническойчасти Фланца внутренней трубы, а впроцессе работы соединения производится самоуплотнение контактирующегос сланцем выступа за счет растягивающих трубопровод усилий. Таким образом, предлагаемое неразьемное соединение позволит повысить герметичность по-сравнению с базовым о бъектом.