Способ соединения труб с трубной доской

Союз Советских Социалистических Республик1) Дополнительное т 2) 3 а явлено 06,07.76 авт. свид-ву М, Кл,2 В 21 Р39/06 2386048,25-27 присоединением заявки сударственный коцита(43) Опубликовано 30,0 вета вйнннстров СССРо делам изобретений 78, Бюллетень Ме 2 3) УДК 621,774,72(45) Дата опубликования описания 13.07.7 Авторыизобретения вец, Ю, В. Латышов и В. ахин(54) СПОСОБ НОЙ ДО КОЙ=." .ч Изобретение относится к области производства теплообменных аппаратов энерго- машиностроительной промышленности АЭС, точнее к способам соединения труб с трубными досками теплообменных аппаратов вальцовкой.По условимя работы теплообменных аппаратов под давлением при высокой температуре их надежность во многом зависит от способа закрепления труб в трубных досках. Задача становится особенно важной в случае двухтрубной доски для теплообменных аппаратов, где по условиям работы требуется полная герметичность соединения, прочность и абсолютная надежность.В практике закрепления труб в трубных досках, наряду с обычной развальцовкой, выполняют и развальцовку с использованием промежуточных элементов 111.В известном способе открытые пружинные кольца из стальной проволоки вставляют в канавки на концах труб, после чего производят развальцовку, при этом вдавливают кольца в материал трубной доски. Недостатком указанного решения является низкая герметичность из-за использования открытых пружинных колец и ослабление материала трубы за счет вытачиваемых ка. навок на концах вальцуемой трубы. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ соединения труб, заключающийся в том, 5 что во внутренней стенке охватывающегоэлемента между кольцевыми вальцовочными канавками делают кольцевую проточку, в которую вводят до установки и вальцовки охватываемого трубчатого элемента промежуточный уплотнительный элемент из мягкого металла с коэффициентом линейного расширения выше материалов, образующих трубчатые элементы 2.Одним из основных недостатков этогосоединения является трудность осуществления полной герметичности и необходимой прочности соединения. Объясняется это тем, что напряжения в трубных элементах, вызванные натягом при выполнении вальцовки, со временем снижаются, и в трубном соединении возникает опасность нарушения плотности трубчатых элементов. Другими недостатками известного решения являются трудность изготовления при малых диаметрах отверстий в трубных досках кольцевых канавок, так как для их изготовления требуется большая затрата труда, инструмента и высокая квалификация рабочего, а также трудность ввода в5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 добавочную кольцевую канавку уплотнительного элемента из мягкого металла,Целью изобретения является получение герметичного и прочного соединения.Это достигается тем, что перед вальцовкой в посадочное отверстие с наружной стороны трубной доски кроме уплотнительного кольца из мягкого металла дополнительно устанавливают втулку, твердость которой не ниже твердости материала трубной доски и прикладывают к втулке осевое усилие, нагружающее промежуточный элемент до появления в нем пластической деформации.В дальнейшем дополнительная втулка, выполняя роль анкера, заклинивается между трубой и трубной доской. Благодаря анкерным свойствам дополнительной втулки сохраняется нагружение промежуточного элемента в процессе вальцовки и тем самым обеспечивается полная герметичность соединения. Герметичность соединения сохраняется и в процессе эксплуатации аппарата, так как точка плавления металла промежуточного элемента выше максимальной температуры, которую может переносить стык во время эксплуатации аппарата, а коэффициент линейного расширения этого металла выше коэффициента линейного расширения материалов трубы и трубной доски.На фиг. 1 показано соединение в одинарной трубной доске до нагружения промежуточного элемента в осевом сечении; на фиг. 2 - осевое сечение соединения в одинарной трубной доске после вальцовки в осевом сечении; на фиг, 3 - вариант соединения в двойной трубной доске до нагружения в осевом сечении.В трубную доску 1 (см. фиг. 1) вставляют трубу 2, затем в кольцевую проточку 3 в трубной доске 1 вставляют уплотнительное кольцо 4 из мягкого металла и втулку 5 из металла, твердость которого не ниже твердости материала трубной доски. После сборки трубных элементов к втулке 5 прикладывают осевое усилие Р и нагружают кольцо 4 до появления в нем пластической деформации. Для двухтрубной доски (см. фиг. 3) осевое усилие к втулке 5, установленной в доске 1, прикладывают через доску 6. Вальцовку соединения осуществляют одним из известных способов.Испытания описанного соединения труб с трубными досками осуществляются на одинарных и двойных трубных досках с трубами 13 Х 1,2; 14 Х 1,2; 16 Х 1,4 из различных марок стали.Уплотнительные элементы изготавливаются в виде колец из меди, алюминия и титана, а дополнительные втулки изготав. ливаются из стали 45, ОХ 18 Н 10 Т, титана, ОХ 14 МФСе цилиндрической и конусной Формы с конусом до 3-х градусов. Осевое нагружение промежуточных элементов осуществляется двумя методами - одновременно во всех трубных соединениях прессовой посадкой и поочередно с помощью электро- привода и пневмопривода. При этом поступательное движение втулки сочетается с одновременным ее вращением.Испытания также показывают, что в трубное соединение может входить несколько втулок и уплотнительных элементов в зависимости от толщины трубной доски и ширины перемычек между отверстиями в трубной доске.Для проведения испытаний трубных соединений на плотность и удержание изготавливаются многотрубные образцы (до 7 труб в каждом образце) из сталей ОХ 18 Н 10 Т, титан. Для вальцовки трубных элементов взрывом используется заряд ВВ из детонирующего шнура марки ДШ-А.В результате проведения испытаний при различных температурах получена полная герметичность и требуемая прочность вальцовочных соединений.Способ позволяет значительно снизить трудоемкость и повысить качество соединений трубных элементов таких выпускаемых теплообменных аппаратов, как СППМ, СПП, ПГВ, ПГВи др. и тем самым обеспечить стабильный выпуск высококачественной продукции.Ожидаемый экономический эффект только по трем аппаратам СПП, СППи ПГВсоставляет около 400 тыс. руб. в год. Формула изобретения 1, Способ соединения труб с трубной доской, заключающийся в том, что с наружной стороны трубной доски соосно отверстию для трубы выполняют кольцевую проточку, в отверстие устанавливают трубу, а в кольцевую проточку вводят уплотнительное кольцо, твердость материала которого ниже твердости уплотняемых элементов, и производят развальцовку трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и герметичности соединения, перед развальцовкой в кольцевую проточку дополнительно устанавливают втулку, твердость которой не ниже твердости материала трубной доски, и прикладывают к втулке осевое усилие до появления в ней пластической деформации.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осевое усилие сохраняют в течение процесса развальцовки трубы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент Германии402522, кл. 1311, 1924.2. Патент Франции1294938, 7 с, 39/06, 1962.Заказ 1267/16НП пография, пр, Сапунова Изд осударстве по д 113035, М541 ного ком лаги изобр сква, Жтета Сетений5, Рауш Тираж 1087 Подписивета Министров СССРоткрытийкая наб., д. 4/5