Устройство для развальцовки труб в от-верстиях трубной решетки

)тифу. П И С Ж"И-"- ЗОБРЕТЕН оюз Советских оциалистических Республик(33) Ф Го твенный коиите сссраи изобретений открытийни ностранная 9 ир "Фраматом" (Франция) 1) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЬЗВЬЛЬЦОВКИ ТРУ В ОТВЕРСТИЯХ ТРУБНОЙ РЕШЕТКИ1Изобретение относится к области раздачи труб и может быть использовано для снятия внутренних напряжений в трубах, воэннкакщих при их развальцовке в отверстиях трубной решетки.Участок трубы, на котором прекращается деформация прн развальцовке (именуемый переходным участком), может находиться по отношению к труб-. ной доске либо внутри, либо снару)хи .отверстия рядом с внутренней поверхностью трубной доски, откуда выходит труба, либо точно на уровне внутренней поверхности трубной доски. Трубы парогенераторов и теплообменных аппаратов обычно окисляются или ломаются именно на переходном участке. Было замечено, что причиной коррозии и нарушения прочности являются чрезмерно накапливающиеся остаточные напряжения на переходном участке трубы. Операция раздачи труб, сопровождащцаяся уменьшением толщины труб на участке, расположенном внутри отверстия в трубной доске, снижает по-. вышенные остаточные напряжения на переходных участках рядом с внешнейвнутренней поверхностями трубной доски. ченн 2Известно устройство для развальцовки труб в отверстиях трубной решетки, содержащее смонтированный вкорпусе шток с конусом на конце, 5 установленные в сепараторе под угломк оси штока рабочие ролики, взаимодействующие с конусом, а также пневматический толкатель для осевогоперемещения штока и привод вращения 10 штока 11.Однако в этом устройстве отсутствуют элементы, управляющие работойвальцовки в зависимости от .требуемойстепени деформации. Это не дает возможности получить гарантированнуюпрочность соединения трубырешеткой и снизить уровеньных напряжений.Цель изобретения - повью 2 О чества развальцовки эа счетостаточных напряжений.Поставленная цель достигается темчто устройство. снабжено механизмомавтоматического включения привода 25 вращения штока и механизмом подс таколичества оборотов штока, связа ымис цепью управлейия приводом перемещения толкателя, при этом механизм вклчения привода. вращения выполнен в 30 виде каретки, один конец которой закреплен на штоке, а другой .установлен на толкателе с воэможностью перемещения Относительно него в направлении от рабочих роликов, и смонтиро-. ванной на конце толкателя планкой с электрическим контактом, взаимодействукщим с кареткой, причем на толкателе между планкой и кареткой установлена расцорная пружина.,Кроме того, устройство снабжено закрепленным на штоке маркирующим устройством, наносящим риски на торец 1 О трубной решетки.На Фиг. 1 изображено устройство, разрез по оси симметрии; на фиг. 2 - корпус устройства, на котором показано, конусное устройство для точной ус тановки роликов по длине трубы, разрез на фиг. 3 - рабочая часть уст 1ройства .внутри трубы на участке,. уже подвергнутом операции расширения.Корпус 1 устройства состоит из козо жуха, в нижней части которого имеется ручка 2 с кнопкой 3, включающей и выключающей устройство. Внутри корпуса смонтированы механизмы пуска и управления устройством. К корпусу,подведен кабель питания 4, служащий для подачи электрического тока и рабочей жидкости в моторную часть устройства. На фиг 1 и 2 показаны уз.лы устройства, смонтированные внутри корпуса 1. Эти моторные узлы вклю- З 0 чают в себя пневматический толкатель 5 и пневматический двигатель б.Устройство включает в себя также трубчатый элемент 7, один конец которого закреплен в обойме 8, Обойма 35 вращается в подшипниках 9 и 10, смонтированных внутри корпуса 1. Таким образом, трубчатый элемент может вращаться вокруг своей оси по отношению к корпусу 1, в котором он смонтирован 4 О свободно, но заблокирован от перемещения в осевом направлении подвижной обоймой 8;На другом конце трубчатого элемента 7, не связанном с корпусом 1, 4 э имеется сепаратор 11,диаметр которого большд, чем диаметр трубчатого элемента. Сепаратор представляет собой прилив, в котором прорезаны пять сквозных отверстий удлиненной формы, аналогичных отверстиям 12 и 13 гм. Фиг. 1).Отверстия 12 и 13 сквозные и выходят в полую внутреннюю часть труб" чатого элемента 8. Внутри отверстий сепаратора 11 расположены ролики 14, 15 удлиненной и слегка конической формы, ось которых находится под некоторьм углом к оси сепаратора 11 и элемента 7. В этом нерабочем положении ролики совершенно не выступают фо из отверстий 12 и 13, просверленных а сепараторе (приливе)11:На Фиг. 1 показан также шток управления 16, проходящий внутри трубчатого элемента 7, причем ось штока 65 совпадает с осью элемента 7, Конец17 штока 16 имеет коническую форму.Итон идет на конус в направлении вы"хода из трубчатого элемента 7, Самшток 16 проходит внутри всего трубчатого элемента 7, т. е. шток 16 проходит внутри центрального отверстиясепаратора 11, где его коническаячасть 17 входит в контакт с роликами14 и 15, показанными на фиг. 1 в нерабочем положении,Отверстия 12 и 13, просверленныев сепараторе 11, имеют такую Форму,что ролики могут перемещаться в радиальном направлении с тем, чтобыприблизиться или отдалиться от оситрубчатого элемента, оставаясь темне менее в своих гнездах независимоот положения, в котором они находятся.На Фиг. 3 ролики показаны в рабочем положении, когда они выступают над поверхностью сепаратора 11.Ролики могут занимать различные положения в результате продольного перемещения штока 16, коническая часть 17 которого при перемещении вдоль оси штока остается в контактеос роликами и при выдвижении ее из трубчатого элемента 7 выдвигает ро- . лики над внешней поверхностью прилива, Независимо от положения роликов относительно трубчатого элемента, оси их слегка наклонены по отношению к оси етого элемента.На конце штока 16 смонтирован упор 18, служащий для ограничения перемещения штока.Конец штока 16, обращенный к корпусу 1, после выхода из трубчатого элемента 7, крепится в обойме .19, которая, в свою очередь жестко связана с шестерней 20, насаженной на задний конец штока, закрепленный в подшипнике 21, жестко связанном с подвижной кареткой 22. Шестерня 20. находится в зацеплении с внутренними зубьями муфты 23, ось которой совпадает с осью штока 16. Муфта вращается в подшипниках 24 и 25, расположенных внутри корпуса 1. Зубья муфты 23 имеют длину, соответствующую величине перемещения штока 16 в осевом направлении. Шестерня 20 и шток 16 либо непосредственно, либо через обойму 19 при вращении связаны с муфтой 23, но могут перемещаться относительно последней. На внешней поверхности муфты 23 имеется кольцевой выступ с зубьями 26, служащий для передачи вращательного движения на муфту и на шток 16. Шестерня 20 приводится во вращение мотором.б через промежуточные шестерни 27 и 28, позволякщие уменьшить передаточное число. С другой стороны, шток 16 связан с кареткой 22 с помощью подшипника 21, и имеет возможность свободно вращаться относительно этой каретки 22.Каретка 22 связана со штоком 29 пневматического толкателя 5, поршень 30 которого перемещается в камере толкателя, жесткр связанной с корпусом 1, При таком перемещении поршень 30 направляется с помощью штока 31, укрепленного на камере толкателя. Црокладки обеспечивают герметичность между поршнем, камерой толкателя и штОком 31Поршень 30 имеет поверхность 32, на которую сжатый воздух действует 10 в случае перемещения поршня в заднее положение, и поверхность 33, на которую сжатый воздух действует для перемещения поршня и штока 29 в переднюю часть устройства, имеющего труб чатый элемент 7 и сепаратор 11 с роликами.Этот толкатель двойного действия обеспечивает как перемещение штока вперед, так и перемещение его назад. 79В случае перемещения назад шток 29 толкает каретку 27, которая, в свою очередь, увлекает за собой шток 16 до крайнего заднего положения, показанного на Фиг. 1. В таком положении ролики не выступают над по"ф верхностью сепаратора 11.Шток 29 связан также с задним торцом каретки 27 с тем, чтобы толкать эту последнюю вперед посредством пружины 34, в которую может упираться планка 35, жестко связанная с концом штока 29.Таким образом, каретка 22 перемещается вперед под действием планки 35, связанной со штоком 29 толкателя 5, когда сжатый воздух действует на поверхность 33 поршня 30 посредством пружины 34.На каретке 22 имеется также, элект"- рический контакт (на чертеже не по казан), позволяющий включать мотор 6, приводящий во вращение шток 16, в момент включения этого контакта при перемещении планки 35 относительно каретки 22. 45Нониус 36 позволяет очень точно регулировать положение упора 37, который при соприкосновении с внешней поверхностью 38 трубной доски дает возможность с большой точностью регулировать глубину введения рабочей части устройства сепаратора 11 с роликами внутрь трубы при осуществлении операции снятия напряженый.С целью улучшения условий применения устройства в случае, .например, проведения этой операции на трубах уже установленного на место парогенератора ядерной электростанции на штоке 16 и трубчатом элементв 17 предусмотрены шарнирные соедине- Щ ния. Так, например, на штоке 16 пре дусмотрен двойной кардан Э 9, а на трубчатом элементе 7 - простой кардан 40. В результате этого имеется возможность испольэовать устройство 65 для снятия напряжений в трубах, вкоторые невозможно ввести устройст"во, имеющее жесткие элемент и шток.На .трубчатом элементе предусмотрено также маркировочное устройство41, жестко посаженное на его вращающуюся часть. Во время осуществленияоперации снятия напряжений маркировочное устройство рисует круг на покерхности,находящейся прямо перед ним,т. е, на внешней поверхности трубнойдоски. Эта маркировка показывает,что данная труба уже подвергласьоперации прикатки.Маркировка существенно облегчаетработу оператора, поскольку на каждой трубной доске имеется очень большое количество труб, а маркировкадает возможность проконтролировать,все ли трубы подверглись операцииприкатки.Работа устройства заключается вследующем. На фиг. 3 показана трубнаядоска 42, в отверстие которой введена труба 43, прсшедшая операциюразвальцовкк, сопровождавшуюся уменьшением толщины стенок трубы (до расстояния порядка 3 мм от выходногокрая отверстия) На участке, где труба выходит из доски, операция раз"вальцовки ие производилась и на этомнебольшом расстоянии, соответствую"щем участку, где остаточные напряжения наиболее велики, труба не прилегает к стенке отверстия трубнойдоски,После проведения операции развальцовки к этому месту подводитсяинструмент (см. на Фиг. 1 и 2), ролики которого находятся в нерабочемположении, показанном ка фиг. 1.Инструмент вводится в трубу, как этопоказано на фиг. 3.Перед началом операции ка трубной доске регулируется положениеупора 37 и оператору остается толькоопределить точное расположение пере"ходкого участка по отношению к егопредполагаемому расположению, причемкоррекция положения упора производится кониусом 36.После такой коррекции инструментвводится в трубу до упора. В этомслучае рабочая часть инструмента(сепаратор 11 с роликами) находится вположении, показанном на. Фиг. 3 точно напротив переходного участка, при"чем середина роликов находится науровне переходного участка. Инструмент готов к началу операции снятияостаточных напряжений. Оператор нажимает кнопку 3, включая электроклацан, открывакщий доступ сжатому воздуху в заднюю камеру толкатвля 6.Сжатый воздух действует на поверхность 33 поршня 30, заставляя последний перемещаться вперед, увлекая засобой шток 29 и каретку 22, жесткосоединенные со штоком 16. Перемещениештока 16 вперед вызывает перемещение: .роликов в радиальном направлении, в ,результате чего ролики поднимаютсянад внешней поверхностью сепаратора11, как это показано на фиг. 3, дотех пор пока они не упрутся во внутреннюю поверхность трубы 43. В этом положении перемещение вперед штока16, и, следовательно, жестко связанной с ним каретки 2.2 прекращается.Поскольку шток 30 продолжает перемещаться вперед, планка 35 сближается О с кареткой 22, сжимая пружину 34 и включая контакт, который,в свою очередь, включает мотор б.В результате этого шток 16 приводится во вращательное движение, а 15 его коническая часть 17 благодаря силе трения сообщает это движение роликам сепаратора 11, причем ролики одновременно испытывают усилие в радиальном направлении, поскольку щ шток 16 остается подвержен усилию толкателя 5.Ролики увлекают во вращательное движение вокруг своей оси сепаратор 11 и описывают кРУги внутри трубы по всей зоне контакта. В результа-, те вращения роликов труба Расширяется, шток 16 получает возможность продвинуться дальше вперед, ролики еще больше выдвигаются из своих гнезд, что высылает еще большую раз- З 0 дачу трубы на переходном участке.Одновременно ведется подсчет коли, чества оборотов инструмента, которое .в зависимости от силы воздействия пневматического толкателя, соответст вует определенной величине раздачи трубы.Устройство, связанное со штоком, или какая-либо подвижная деталь позволяет действовать на контакт в мо .мент, когда шток продвинулся на определенное заданное расстояние. Так, при достижении заданного уровня расширения трубы включается контакт, .действукщий на серйоклапан, останавливающий вращательно-ноступательное движение штока 16 и изменяющий затем направление вращения штока 16 и направление питания .камеры толкателя 5,в результате чего сжатый воздух начинает действовать на поверхность 32 поршня 30, Ролики убираются в свои гнезда, а расширитель можно вывести из трубы.Следует отметить, что все эти операции осуществляются автоматически с того момента, как оператор нажимает на кнопку включения 3.Было установлено, что увеличение диаметра труб, имеющих внешний диаметр 22,23 мм с допусками по диаметру +0,13 и 0,18, и толщину стенки,равную 1,27 мм с допуском + 0,12 мм, при диаметре отверстия трубной доски, равном 22,60 мм с допусками +0,08 и -0,05 мм, на 0,15 мм в ре-. зультате операции раздачи, осуществленной с помощью описанного инструмента, позволяет полностью снять остаточные напряжения в трубах, подвергнутых развальцовке до участка, не доходящего на несколько миллиметров до края отверстия трубной доски.В этом случае увеличение диаметра осуществляется до определенной величины, которая не позволяет внешней поверхности трубы войти в контакт с внутренней стенкой отверстия на переходном участке во время расширения трубы с целью снятия остаточных напряженийТаким образом, отпадает необходимость развальцовки трубы у края отверстия. Формула изобретения1. Устройство д 0 ля развальцовкитруб в отверстиях .трубной решетки,содержащее смонтированный в корпусещиток с конусом на конце, установленные в сепараторе под углом к осиштока рабочие ролики, взаимодействующие с конусом, а также приводнойпневматический толкатель для осевогоперемещения штока и привод вращенияштока, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения качестваразвальцовки, оно снабжено механизмом автоматического включения привода вращения штока и механизмом подсчета количества оборотов штока, связанными с приводом перемещения толкателя, при этом механизм автоматического включения привода вращенияштока выполнен в виде каретки, одинконец которой закреплен на штоке,а другой установлен на толкателе своэможностью перемещения относительно него в направлении рабочих роликов, и смонтированной на конце толкателя планкой с электрическим контактом, взаимодействующим с кареткой, причем на толкателе между планкой и кареткой установлена распорнаяпружина,2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено закрепленным на штоке маркировщиком для нанесения рисокна торецтрубной решетки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 24867, кл.В 21 3 39/06, 1930.795442ар ктор Т. одписн каз 9482/ ВНИИПИ по д 113035, Составитель И. Капитоновкова Техред С,Мигунова - Корректс Тираж 897сударствениого комитета СССРам йзобретений и открытийосква, Ж, Рауыская наб.,атент ", г, Ужгород, ул. Проектная,4