Способ крепления труб в теплообменных аппаратах с двойными трубными решетками

(50 4 В 2 Р 39 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ тель- хиения анян, иков кру- ных 3 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К А ВТОРСКОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный научно-исследоваский и проектный институт технологиимического и нефтяного аппаратостро(54)(57) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ТРУБ В ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТАХ С ДВОЙНЫМИ ТРУБНЫМИ РЕШЕТКАМИ, включающий развальцовку труб во внутренних и наружных трубных решетках, подрезку выступающих концов труб и исг,ытание на герметичность, отличающийс тем, что, с целью повышения качества креп. ения, вначале развальцовывают трубы во внутренних решетках, полученные соединения испытывают на герметичность, затем подрезают концы труб, выступающие над поверхностью наружной решетки со стороны, противоположной началу развальцовки, после чего обваривают и развальцовывают трубы в наружных решетках с последующим повторным испытанием на герметичность получен- а ного соединения,Изобретение относится к технологии крепления труб в трубных решетках аппаратов, в частности к последовательности выполнения технологических операций по креплению труб и испытаниям трубных пучков с двойными трубными решетками.Цель изобретения - повышение качества крепления труб в двойных трубных решетках,На фиг. 1 показана развальцовка труб во внутренних трубных решетках; на фиг. 2 и 3 - испытание на герметичность соединений труб с внутренними трубными решетками; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 2; на фиг. 4 - подрезка концов труб, выступаюгцих над плоскостью наружной решетки со стороны, противоположной началу развальцовки; на фиг. 5 - обварка концов труб в наружных трубных решетках; на фиг. 6 - развальцовка труб в наружных трубных решетках; на фиг. 7 - испытание на герметичность соединений труб с наружными трубными решетками.На первом этапе (фиг. 1) осуществляется развальцовка труб 1 в первой внутренней решетке 2 (левой), при этом обеспечивается заданное выступание концов труб 1 относительно наружной решетки 3. В случае, если длина развальцовочного пояса больше длины ролика, развальцовку проводят последовательно ступенями в направлении от наружной решетки 3 (показано стрелкой) к внутренней 4, при этом все удлинение трубы 1 идет в сторону наружной решетки 5, тем самым не создавая напряжений в трубах 1.Второй этап - развальцовка труб во второй внутренней решетке 4 (правой) с предварительным натяжением трубы 1 за счет упора инструмента в наружную решетку 5. При этом в решетках большой толщины развальцовка также ведется последовательно поясами в направлении наружной решетки 5 (показано стрелкой). Удлинение трубы 1 идет в сторону неразвальцованного конца, обеспечивая тем самым минимальные напряжения в трубах 1 между внутренними трубными решетками 2 и 4.Третий этап - испытание на герметичность соединений труб с внутренними трубными решетками 2 и 4, для чего теплообменный аппарат устанавливают вертикально, на наружную трубную решетку 3 через прокладку устанавливается кольцо 6, а наружная трубная решетка 5 герметизируется днищем 7. В межтрубное пространство 8 корпуса аппарата, ограниченное внутренними трубными решетками 2 и 4, подается испытательное давление Р воздуха или инертного газа, а дренажная (межрешеточная) полость 9, кольцо 6 и трубы 1 заполняются водой так, чтобы вода покрывала концы труб 10 - 15 мм (фиг. 2 и 3),При наличии сквозных дефектов развальцовки труб во внутренней решетке 25 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 воздух (газ), проникающий через дефекты, образует пузырьки 10, которые поднимаются вертикально вверх, проходят через зазор 11 между трубой 1 и отверстием наружной решетки 3 и выходят на поверхность. Визуальное наблюдение за зеркалом воды 12 позволяет обнаружить наличие дефекта и установить его место нахождения. Это позволяет вторично развальцевать только те соединения, которые оказались негерметичными и избежать вторичной перевальцовки всех труб.По окончании испытаний одной решетки вода сливается, давление в межтрубной полости 8 снижается до атмосферного, аппарат поворачивается на 180, кольцо 6 и днище 7 меняются местами и проводят испытания внутренней решетки 4 аналогично первой 2.Четвертый этап - подрезка концов труб 1, выступающих над плоскостью наружной решетки 5 со стороны, противоположной началу развальцовки (фиг. 4).Пятый этап - обработка труб 1 в наружных трубных решетках 3 и 5 поочередно или одновременно с двух сторон (фиг. 5).Шестой этап - развальцовка труб 1 в наружных трубных решетках 3 и 5 (фиг. 6),Седьмой этап - испытание на герметичность соединений труб 1 с наружными трубными решетками 3 и 5 подачей воздуха под давлением Р в дренажные полости 9 с последующим обмыливанием лицевых поверхностей 13 наружных решеток 3 и 5 и визуальным наблюдением за появлением пузырьков (фиг, 7).Пример, При изготовлении модельного аппарата диаметром 440 мм, длиной 1212 мм с трубами размером 25 х 2,5 из стали 12 Х 18 Н 10 Т в количестве 61 шт., толщина внутренних решеток 52 мм, а наружных 40 мм, ширина дренажной зоны - 25 мм, сборку выполняют в следующей последовательности.В трубном пучке концы труб устанавливают заподлицо с полостью одной из наружных решеток и развальцовывают с этой же стороны во внутренней решетке на глубине 100 мм, инструментом 24191/100 - 2, с углом подачи 2. При этом удлинение трубы составляет 0,7 - 1,0 мм, в том числе в сторону инструмента 0,3 - 0,5 мм. Затем развальцовывают второй пояс в той же внутренней решетке на глубине 116 мм инструментом 24191/116-2, При этом удлинение составляет 0,7 - 0,9 мм и направлено в сторону неразвал ьцованного конца трубы. Далее развальцовываются трубы во второй внутренней решетке на глубине 116 мм инструментом 24191/116 в , при этом в упоре инструмента выполняется проточка глубиной 10 мм, благодаря которой упор инструмента осуществляется не в торец трубы, а в плоскость решетки, чем достигается растяжение трубы на стадии выбора зазора (домомента соприкосновения трубы с внутренней поверхностью отверстия в трубной рещетке) с последующим сжатием ее за счет удлинения при развальцовке трубы совместно с трубной решеткой. Величина удлинения в сторону наружной решетки состав 5 ляет 0,6 - 0,8мм. Далее инструментом 24191/100 - 2 развальцовывается ближний пояс на глубине 00 мм. Все удлинение направлено в сторону наружной решетки и составляет 0,9 - 1,1 мм. 1 ОТаким образом, из суммарного удлинения трубы, составляющего 3,2 - 4,1 мм, лишь 0,6 - 0,8 мм приходится на долю закрепленного между двумя внутренними решетками участка трубы.Для проведения испытаний на герметичность к одной из наружных решеток через прокладку устанавливают днище, а ко второй - специальное кольцо. Модель устанавливают в вертикальное положение на днище и в межтрубное пространство подают воздух под давлением 0,5 МПа, Затем в кольцо заливают воду, которая заполняет трубное пространство, дренажную зону и кольцо, так чтобы уровень воды покрывал концы труб на 10 - 15 мм.25После выдержки в течение 2-х ч поверхность воды осматривают на предмет обнаружения выходящих пузырьков воздуха. То же повторяется и для второй решетки, для чего технологическое кольцо и днище меняют местами. Течей через внутренние решетки не обнаружено.Выступающие над плоскостью наружной решетки концы труб подрезают, а трубы приваривают к наружным решеткам аргонодуговой сваркой. Затем трубы в наружных решетках развальцовывают инструментом 17191, имеющим повышенный угол по дачи У = 6, что позволяет в три раза уменьшить удлинение труб на участке дренажной зоны.Испытание комбинированного способа крепления труб в наружных решетках осуществляется подачей воздуха под давлением Р = 0,5 МПа в дренажную полость с последующим обмыливанием лицевых поверхностей наружных решеток и визуальным наблюдением за появлением пузырьков.Наблюдение за соединениями в течение 2-х ч не выявило нарушений герметичности.Крепление труб в теплообменных аппаратах с двойными трубными решетками предлагаемым способом позволяет получить соединения с гарантированным качество:1 соединений и значительно снизить распорные усилия в трубах, что положительно сказывается на надежности теплообменных аппаратов в целом.1232338 Фиг.7 итоновд И. Верес 783 гова Сост Редактор Н. Данкулич Заказ 2497/1 О ВНИИПИ по д 113035, Мо филиал ПППавитель И. Кап Техр Тираж Государствен лам изобрете ква, Ж - 35,Патент, г.Корректор О. ХПодписноеСССРтийб., д, 4/5Проектная, 4 ого комитета ний и откри Раушская на жгород, ул.