Способ получения сварных соединений труб с трубными решетками

(56) Авторское свидетельство СССРф 969486, кл. В 23 К 31/06.(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНЫХСОЕДИНЕНИЙ ТРУБ С ТРУБНЪМИ РЕШЕТКАМИпри котором на поверхность трубнойрешетки, предварительно собраннойс трубами, производят наплавку, охлаждают наплавленную поверхностьдо температуры, равной 0,7-0,8 температуры плавления металла наплавленного слоя, подают в трубы газ поддавлением, производят диффузионнуюсварку труб с трубной решеткой,жают температуру наплавленного снислоя ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ и давление газа до нормальных значений и,вскрывают отверстия в трубах, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения производительности процесса, после завершения диффузионной сварки перед снижением температуры наплавленного слояи давления газа температуру наплавленной поверхности поддерживаютна прежнем уровне, давление газа втрубах увеличивают до начала пластической деформации металла наплавленного слоя в зоне отверстий и поддерживают его до возникновения деформации, равной 0,5-0,7 внутреннего диаметра трубы, а вскрытие отверстийпроизводят путем механической обработки деформированных участков наплавленной поверхности трубной решетки.30 Изобретение относится к области сварки, конкретнее к сварке труб с трубными решетками, и может найти применение в энергетической, химической, судостроительной и других 5 отраслях промышленности.Целью изобретения является повышение производительности процесса.На фиг, 1 представлен узел труба- трубная решетка после сборки на фиг. 2 -10 то же, после выполнения наплавки на поверхность трубной решетки, на фиг. 3 - проведение диффузионной сварки (высота деформированного участка наплавки менее 0,5 3 в); на 15 фиг. 4 - увеличение давления (высота деформированного участка 0,6 Рвщ), на фиг. 5 - соединение трубы с трубной решеткой после удаления .деформированного участка (высота 06 вн)Процесс получения сварного соединения протекает следующим образом.Трубы вставляют в отверстия трубной решетки заподлицо с ее наружной поверхностью либо с выступанием, при этом выступание труб над плоскостью трубной решетки не должно превьппать величины, равной толщине стенки трубы.Выступание труб над трубной решеткой указанной величины способствует меньшему затеканию наплавленного металла внутрь труб (фиг, 1) . Трубы приваривают к трубной решетке путем выполнения общей наплавки на поверхность трубной решетки и торца труб. Толщина наплавленного слоя выбирается в зависимости от требований, предъявляемых к сварным швам крепления труб к трубным решеткам, но не должна превышать трех толщин стенки привариваемой трубы (фиг. 2).После наплавки производят охлаждение наплавленного слоя до температуры, равной 0,7-0,8 температуры плавления металла наплавки, и поддерживают эту температуру наплавленного слоя некоторое время постоянной. Одновременно производят охлаждение50 трубной решетки до температуры ниже 0,7 температуры плавления, подают внутрь труб газ и производят диффузионную сварку трубы с трубной решеткой (фиг. 3) . Затем повьппают давление 55 газа до начала пластической деформации наплавленного слоя в зоне отверстий и выдерживают его до момента образования полусферических выступов над плоскостью трубной решетки, высота которых составляет 0,5-0,7 внутреннего диаметра труб (фиг. 4), после чего снижают давление до атмосферного, одновременного охлаждая трубную решетку до комнатной температуры. После охлаждения производят механическое удаление выступающих участков в наплавленном слое, например, фрезерованием, стружкой и т.д. (фиг. 5).Таким образом, отпадает необходимость выполнения трудоемкой операции рассверливания отверстий в трубах.Температура наплавленнного слоя поддерживается на уровне О, 7-0, 8 температуры плавления металла наплавки, причем при использовании предлагаемого способа эту температуру поддерживают постоянной, а трубную решетку с трубами охлаждают до температур ниже О, температуры плавления. Интервал температур равен 0,7-0,8 температуры плавления металла наплавки, т.е, выбран исходя из того, что сплавы, например, типа ПТ-ЗВ и ПТМ, из которых преимущественно изготавливаются теплообменные аппараты, обладают в этом интервале температур (1100-1300 С) незначительным сопроотивлением пластическому деформированию, деформация наплавленного слоя происходит при давлениях газа, равных 0,5-1,0 МПа (О, 05-0, 1 кгс/мм) .Высота деформированного участка наплавленного металла, при удалении которого наиболее полно открывается отверстие в трубе, выбирается экспериментально. Результаты исследований по оценке диаметра раскрытия отверстий в трубах в зависимости от деформации наплавленного слоя показаны в таблице. При деформации металла наплавки на высоту менее 0,5 внутреннего диаметра труба (3 ) полного вскрытия отверстия в трубе не происходит при последующем фрезеровании. При высоте деформированного участка, равной 0,6 Зв при фрезеровании отверстия в трубах полностью вскрываются.Допустимой является деформация участков наплавленного слоя в зоне отверстий труб на высоту 0,5 и 0,73 ц, так как диаметры вскрываемых отверстий в трубах близки к номиналь ному значению1222 Примечание Диаметрвскрытогоотверстияот З,ц Высотадеформированного участка наплавки от Зе 10 0,4 0,8-0,951,0-1, 11, 1-1,21, 3-1,5 0,5 15 Отверстия трубвскрываютсяполностью 0,6 0,7 Деформация перемычек трубнойрешетки 0,8 1,б,8 Деформация перемычек трубной решеткии разрыв отдельных участков наплавки 0,9 25 30 1,0 Разрушениедеформированных участковнаплавленногослоя Додвухзн 35 40 0,5-0,7 Проходное отверстие мало П р и м е р. Изготовление трубчатого теплообменного аппарата, представляющего собой сборку двух трубных решеток из сплава ПТ-ЗВ 4 О 4диаметром 150 мм, толщиной 50 ммс пучком труб (50 шт) из сплаваПТИ диаметром 101,5 мм производятв следующей последовательности.Сборка труб с трубными решеткамизаподлицо с поверхностью либо свыступанием труб до 1,5 мм.Наплавка на поверхность трубнойрешетки и торцы труб сварочной проволокой марки 2 В (высота наплавки4 мм).Охлаждение трубной решетки с трубами до температур ниже 0,7 температуры плавления (ниже 1100 оС).Поддержание температуры наплавлен.ного слоя на уровне 0,7-0,8 температуры его плавления (1100-1300 С)с помощью нагрева его плоским ин;дуктором.Подача внутрь труб аргона,Повышение давления в течение5 мин до момента появления деформации участков наплавленного слоя взоне отверстий труб.Поддержание давления (1,0 ИПа)до деформации наплавленного слоя,0,5-0,7 внутреннего диаметра трубы(5-7 мы).Снижение давления до атмосферного и охлаждение трубной решетки.Удаление деформированных участковметалла наплавленного слоя фрезерованием до полного вскрытия отверстийв трубах,Использование предлагаемого способа позволяет повысить производительность и снизить себестоимостьизготовления теплообменного аппарата за счет отмены трудоемкой опера- ,ции рассверливания отверстий в тру-,бах на координатных расточных станкахТираж 1001ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Ра илиал ППП "Патент" П омитета СС ткрытий