<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux récipients à pression.
La présente invention concerne les récipients à pres- sion tels que coups de chaudières, collecteurs ou récipients analogues, du type comprenant au moins un siège de tube pour effectuer une soudure par fusion;, à l'épreuve de la uression, du type tubes/siège de tube entre un tube et le récipient à pression, ce dernier étant en un métal dont la dureté augmente ouand on le chauffe au-dessus de la température critique inférieure, puis qu'on le refroidit, et elle se rapporte particulièrement à un nouveau joint soudé par fusion résistant à la pression, et à un procédé pour exécuter ce joint.
Dans la pratique industrielle, on joint les tubes à la
<Desc/Clms Page number 2>
paroi d'un récipient à pression, corps de chaudière, collecteur ou récipient analogue en forant ou en formant de toute autre manière des sièges de tube dans cette paroi qui peut être une paroi tubulaire, on introduit les extrémités des tubes dans les sièges, puis on dilate ces extrémités de façon à les bloquer dans les sièges. Bien que ce procédé assure un joint tube/siège satisfaisant du point de vue mécanique., il est difficile de rendre les joints étanches à la pression pour obtenir un service satis- faisant sous des pressions relativement élevées.
Ceci s'applique en particulier lorsqu'on place des tubes à parois relativement épaisses dans leurs sièges, à cause de la difficulté éprouvée à déplacer par voie mécanique de telles épaisseurs de métal.
Pour cette raison, on exécute parfois une soudure entre le bout du tube et la surface intérieure de la paroi.
Cette soudure forme joint étanche à la pression entre le bout du tube et la paroi, coopérant avec le joint formé par la dilatation du tube à l'intérieur du siège pour fournir une liaison complète- ment étanche sous pression et mécaniquement satisfaisante.
Cependant, lorsqu'on exécute une soudure de ce genre, le métal du tube et de la partie de l'élément soumis à la pres- sion immédiatement voisine de la soudure est porté à des tempé- ratures variant entre le point de fusion du métal à la ligne de fusion de la soudure, et des températures progressivement moins élevées à mesure au'on s'éloigne de la ligne de fusion. Les aciers au carbone faiblement alliés et les aciers au carbone or- dinaires, chauffés à une température égale ou supérieure à la température généralement apnelée température critique inférieure, subissent un durcissement lorsqu'ils sont rapidement refroidis en dessous de cette température critique. La température critique inférieure est une fonction de la composition de l'acier.
Ce durcissement du métal détermine souvent des fêlures dans les conditions de service comprenant par exemple des pressi ns relativement élevées. Ce durcissement peut être réduit ou éliminé
A
<Desc/Clms Page number 3>
en éliminant les tensions (recuit) des pièces après le soudage.
Mais le joint entre un tube et son siège dans un élément destiné à être soumis à la pression, est généralement exécuté pendant le montage des pièces sur place. Dans le cas d'éléments relative- ment massifs, tels que des réservoirs à pression, l'élimination des tensions après la soudure, n'est pas réalisable ou est trop difficile pour être effectuée en pratique. Un but de l'invention est de fournir des joints soudés par fusion, étanches à la pres- sion, exécutés sans durcissement dangereux du métal pendant le soudage.
La présente invention comprend un récipient à pression du type défini, caractérisé par la présence, autour d'un siège de tube, à la surface intérieure du récipient, d'un dépôt de métal dont la dureté n'est pas modifiée ou pratiquement pas modifiée par le chauffage et le refroidissement subséquent provoqués par une opération de soudure par fusion, l'épaisseur et l'importance du dépôt étant telles qu'un joint soudé étanche peut être formé entre un tube placé dans le siège et le récipient à pression, sans porter à une température supérieure à sa température critique inférieure le métal du récipient voisin du dépôt.
L'invention comprend également un procédé de formation d'un joint étanche à la pression du type tube:siège de tube entre un tube et un récipient à pression dont le métal augmente de dureté lorsqu'il est chauffé au-dessude sa température critique infé- rieure puis refroidi, procédé suivant lequel on forme, dans la surface intérieure du récipient une gorge entourant à proximité immédiate ou empiétant sur l'emplacement désiré pour le siège du tube, on remplit cette gorge avec un dépôt de soudure d'un métal dont la dureté n'est pas modifiée ou pratiquement pas modi- fiée par chauffage et refroidissement subséquent lors de la sou- dure, on élimine les tensions provenant du dépôt du métal dans la gorge, on ménage le siège de tube au travers de la paroi du récipient à l' endroit voulu,
on introduit le bout du tubeà travers
<Desc/Clms Page number 4>
le siège du tube, on dilate le tube contre le siège du tube et on soude par fusion le bout du tube au dépôt de métal, sans porter le métal du récipient entourant le dépôt à une température supé- rieure à sa température critique inférieure.
L'invention est décrite ci-après, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue partielle, en plan, de la surface intérieure d'une paroi d'un récipient à pression, montrant une première étape de la formation d'un joint tube/siège de tube étanche à la pression.
Fig. 2 est une vue en coupe diamétrale suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1.
Figs. 3, 4 et 5 sont des vues en coupe diamétrale mon- trant des étapes successives de la formation du joint et
Fig. 6 est une vue en coupe diamétrale montrant l'appli- cation de l'invention à la soudure d'un tube à paroi relativement épaisse à un récipient à pression à parois relativement épaisses.
Bien que l'invention soit d'application générale à n'importe quel joint tube/siège de tube comprenant une soudure, elle s'applique plus particulièrement à la fixation des tubes à des récipients à parois relativement épaisses, tels que des corps de chaudières de machines à vapeur. Pour résister aux pressions relativement élevées régnant dans les installations modernes de production de vapeur, ces corps de chaudières sont en tôle relati- vement épaisse, et souvent en alliage d'acier. Ces deux facteurs, l'épaisseur de la paroi et la composition du métal accentuent le problème en question, à cause du chauffage local à température élevée nécessaire pour effectuer la soudure.
Les différentes figures du dessin représentent une petite partie de la paroi d'un récipient à pression tel qu'un corps de vapeur et eau d'une chaudière, cette partie étant suffisamment petite pour que la courbure du corps de chaudière ne doive pas être représentée. Le dessin représente en même temps un procédé
<Desc/Clms Page number 5>
préféré pour mettre en pratique l'invention, procédé qui comprend d'abord la formation, dans la surface intérieure de la paroi du récipient à pression d'une gorge annulaire concentrique au point choisi pour le siège du tube, le remplissage de cette gorge par un dépôt de soudure d'un métal dont la dureté n'est pratiquement pas affectée par l'augmentation de la température au cours de la soudure par fusion, l'élimination des tensions de la soudure et du dépôt, et la formation, par forage ou l'équivalent,
du siège du tube au travers de la soudure. Le joint peut cependant être formé d'une autre manière. On peut par exemple percer d'abord le siège du tube, Duis creuser autour de son bord intérieur une gorge périphérique qu'on remplit de métal, les pièces étant ensuite recuites. D'une autre manière, le dépôt de soudure peut être placé directement à la surface intérieure de,la paroi de l'élément soumis à la pression entourant l'endroit du siège du tube. De ,plus, le dépôt de soudure ne doit pas nécessairement être de forme circulaire.
Une cavité rectangulaire peut par exemple être taillée dans la surface intérieure du récipient à pression, sensiblement concentrique au point choisi pour le siège du tube, le comprenant et s'étendant tout autour de lui, cette cavité étant ensuite remplie du dénôt de soudure,le siège du tube formé au travers du dépôt et de la paroi, et le récipient recuit ou traité de façon à éliminer les tensions internes.
Un facteur important est que la préparation de la paroi du récipient à pression, et du bout du tube dans le cas d'un tube à parois relativement épaisses peut s'effectuer à l'usine l, l'on fabrique l'élément devant résister à la pression, plutôt que sur les lieux de l'installation. De cette façon, le récipient à pres- sion, corps de chaudière ou collecteur, peut être assez facilement recuit puisqu'il n'a pas encore été réuni aux tubes et à la construction qui le supporte, comme c'est le cas dans l'instal- lation sur place.
Le dessin représente un récipient à pression comprenant
<Desc/Clms Page number 6>
une paroi 10 ayant une surface intérieure 11 qui peut être par exemple, la surface intérieure d'un corps de chaudière. Suivant la forme d'exécution préférée de l'invention, une gorge annulaire 12 est formée dans la surface 11, concentrique au point choisi pour le siège du tube. Le diamètre intérieur de cette gorge 12 est légèrement inférieur au diamètre du siège du tube éventuel.
Le diamètre extérieur de la gorge 12 et la profondeur de cette gorge sont choisis en rapport avec la composition du métal consti- tuant la paroi 10 et l'épaisseur de la paroi de façon que le dépôt de soudure ait une largeur et une profondeur suffisantes pour éviter, grâce au gradient de température qui s'y établit, qu'une partie quelconque de la paroi 10 soit portée à une température supérieure à la température critique inférieure du métal pendant la soudure du joint. Cette largeur et cette profondeur varient suivant la composition du métal de la paroi 10 et l'épaisseur de la paroi, la composition du métal déterminant la température critique inférieure, et l'épaisseur de la paroi le gradient de la température à travers la paroi.
La gorge 12 est ensuite remplie par un dépôt de soudure 15, d'un métal dont la dureté n'est pratiquement pas modifiée par les températures élevées provenant de la soudure par fusion. Un métal utilisé de préférence est le fer "Armco" un fer commerciale- ment pur fabriqué dans le but d'exclure tous les éléments d'alliage tels que le carbone, le silicium, le soufre, le phosphore, etc., ou de réduire les proportions de ces éléments d'alliage à un degré tel qu'ils ne puissent modifier sensiblement les propriétés du fer commercialement pur. Bien que ce fer ne soit pas chimiquement pur, la proportion d'éléments autres que le fer est suffisamment réduite pour que l'Armco" puisse être considéré en pratique comme du fer pur.
L'avantage de ce type de fer est qu'il ne peut subir de traitement thermique au sens normal du mot, et aue sa dureté n'est donc pas modifiée lorsqu'il est soumis à un chauffage relati- vement rapide à température élevée et à un refroidissement rapide,
<Desc/Clms Page number 7>
par exemple provoquas par la soudure.
Après remplissage de la gorge 12 par le dépôt 15, le siège du tube 20 est formé concentriquement au dépôt de soudure, de façon à enlever du fer de la périphérie intérieure du dépôt.
Le récipient à pression ayant une paroi 10 avec un dépôt 15 à sa surface intérieure 11 est ensuite débarrassé de ses tensions internes de la façon habituelle afin d'éviter tout durcissement du métal de la paroi dû au dépôt de soudure 15. Tous les sièges de tubes sont formés de la même manière dans le récipient à pression avant qu'on ne procède à l'élimination des tensions.
Lors du montage sur place de l'installation dont le récipient à pression doit faire partie, des tubes 25 sont intro- duits dans les sièges de tube 20. Les bouts intérieurs des tubes, une fois introduits, peuvent dépasser de la surface 11 comme indiqué en 26, ou peuvent être pratiquement de niveau avec la surface 11. Les tubes sont ensuite élargis dans les sièges de la façon habituelle comme indiqué en 27, après quoi on forme une soudure par fusion 30 entre le bout 26 du tube et le dépôt de soudure 15,le joint de soudure étant de préférence à plusieurs couches. La composition de la soudure 30 peut varier assez largement, mais comprend en général de l'acier au carbone, de l'acier au carbone et au molybdène, ou un des aciers à faible teneur en chrome tel que le "Croloy 2".
Des exemples caracté- ristiques sont donnés dans le tableau suivant :
EMI7.1
<tb> Acier <SEP> au <SEP> carbone <SEP> Acier <SEP> carbone <SEP> molybdène <SEP> "Croloy <SEP> 2"
<tb>
<tb>
<tb> C <SEP> 0,08 <SEP> 0,08 <SEP> 0,07
<tb>
<tb>
<tb> Mn <SEP> 0,40 <SEP> 0,40 <SEP> 0,40
<tb>
<tb>
<tb> Si <SEP> 0,15 <SEP> 0,15 <SEP> 0,35
<tb>
<tb> Cr- <SEP> - <SEP> 2,00
<tb>
<tb>
<tb> Mo <SEP> - <SEP> 0,50 <SEP> 0,50
<tb>
Dans certains cas, le joint peut êtreexécuté à l'aide d'une électrode en acier inoxydable, par exemple un acier 25 Cr-20 N ou 18 Cr-8 Ni.
<Desc/Clms Page number 8>
A cause de la largeur et de la profondeur du déport de soudure 15 qui, comme on l'a explioué plus haut'. sont déterminées avec soin en rapport avec la température critique inférieure du métal de la. paroi 10 et l'épaisseur de cette paroi, le gradient de température pendant la soudure est tel qu'aucune partie du métal de base de la paroi 10 n'est portée à une tempéture supérieure à sa température critique inférieure. Par conséquent, lors du refroidissement rapide du joint, le métal de la paroi 10 ne peut durcir, et le joint ne peut se fêler dans la suite, comme il le ferait à cause de ce durcissement, sous l'effet des tensions créées par la température et la pression régnant en service.
Fig. 6 illustre l'application de l'invention à la forma- tion d'un joint entre un siège de tube, dans une paroi épaisse 10' d'un récipient à pression et un tube à paroi épaisse 25', prévu pour service à haute pression. Dans ce cas, la gorge 12' est formée dans la surface intérieure 11' de la paroi 10' de la même manière que sur les Figs. 1 et 2, et remplie du dépôt de soudure 15'.
Le bout 26' du tube 25' présente une gorge périphérique 28 remplie d'un dépôt de soudure 35, de préférence de la même compo- sition qule dépôt 15', la condition essentielle étant que le métal du dépôt 35 soit de nature telle que sa dureté n'est pas modifiée par le chauffage rapide à température élevée, et le refroidisse- ment rapide provoqués par le soudage par fusion. La largeur et la profondeur du dépôt 35 sont choisies, considérant la compcsi- tion du métal du tube 25' et l'épaisseur de la paroi du tube, de facon à obtenir pendant la formation du joint un gradient de température évitant de porter le métal même du tube 25 à une tem- pérature plus élevée que sa température critioue inférieure.
Lorsque la formation du dépôt de soudure 35 est terminée on traite au moins le bout du tube 25' pour éliminer les tensions internes.
Pour assembler le tube 25' et le siège de tube 20', on dilate le tube à l'intérieur du siège de la manière habituelle,
<Desc/Clms Page number 9>
un type de siège à gorge étant représente à titre d'exemple. Après dilatation du tube 25' dans le siège 20', une soudure 30' est dé- posée entre les dépôts 15' et 35 afin de sceller le bout de tube à la paroi 10' .
REVENDICATIONS
1.- Récipient à pression du type défini ci-dessus, cara.ctérisé en ce qu'à la surface intérieure du récipient, autour d'un siège de tube se trouve un dépoôt de métal dont la dureté n'est pas modifiée ou pratiquement pas modifiée par le chauffage et le refroidissement provoqués par une opération de soudure par fusion, l'épaisseur et l'importance du dépôt étant telles ou'un joint soudé peut être formé entre un tube placé dans le siège de tube et le récipient à pression sans porter le métal du récipient voisin du dépôt à une température plus élevée que sa température critique inférieure.
<Desc / Clms Page number 1>
Improvements to pressure vessels.
The present invention relates to pressure vessels such as boilers, collectors or the like, of the type comprising at least one tube seat for performing fusion welding;, pressure-proof, of the tube / tube type. tube seat between a tube and the pressure receptacle, the latter being of a metal which increases in hardness or when heated above the lower critical temperature and then cooled, and it relates particularly to a new pressure resistant fusion welded joint, and a method for making such joint.
In industrial practice, the tubes are joined to the
<Desc / Clms Page number 2>
wall of a pressure vessel, boiler body, manifold or the like by drilling or otherwise forming tube seats in this wall which may be a tubular wall, the ends of the tubes are introduced into the seats, then these ends are dilated so as to block them in the seats. While this process provides a mechanically satisfactory tube / seat seal, it is difficult to pressure seal the seals to achieve satisfactory service at relatively high pressures.
This applies in particular when placing relatively thick-walled tubes in their seats, because of the difficulty experienced in mechanically moving such thicknesses of metal.
For this reason, sometimes a weld is made between the end of the tube and the inner surface of the wall.
This weld forms a pressure-tight seal between the end of the tube and the wall, cooperating with the seal formed by the expansion of the tube inside the seat to provide a completely pressure-tight and mechanically satisfactory connection.
However, when such a weld is made, the metal of the tube and of the part of the pressurized member immediately adjacent to the weld is brought to temperatures varying between the melting point of the metal. at the fusion line of the weld, and progressively lower temperatures as one moves away from the fusion line. Low alloy carbon steels and ordinary carbon steels, heated to a temperature at or above the temperature generally called the lower critical temperature, undergo hardening when they are rapidly cooled below this critical temperature. The lower critical temperature is a function of the composition of the steel.
This hardening of the metal often causes cracks under service conditions including, for example, relatively high pressures. This hardening can be reduced or eliminated
AT
<Desc / Clms Page number 3>
by eliminating the tensions (annealing) of the parts after welding.
But the seal between a tube and its seat in an element intended to be subjected to pressure, is generally carried out during the assembly of the parts on site. In the case of relatively massive elements, such as pressure vessels, the elimination of stresses after welding is not feasible or is too difficult to be carried out in practice. It is an object of the invention to provide pressure-tight fusion welded joints made without dangerous hardening of the metal during welding.
The present invention comprises a pressure vessel of the type defined, characterized by the presence, around a tube seat, on the interior surface of the vessel, of a deposit of metal the hardness of which is not altered or substantially unmodified. by the heating and subsequent cooling caused by a fusion welding operation, the thickness and extent of the deposit being such that a tight welded joint can be formed between a tube placed in the seat and the pressure vessel, without bringing the metal of the container adjacent to the deposit to a temperature above its lower critical temperature.
The invention also includes a method of forming a tube-type pressure-tight seal: a tube seat between a tube and a pressure vessel, the metal of which increases in hardness when heated above its lower critical temperature. - higher then cooled, a process whereby a groove surrounding the immediate vicinity of or encroaching on the desired location for the seat of the tube is formed in the interior surface of the container, this groove is filled with a weld deposit of a metal of which the hardness is not modified or hardly modified by heating and subsequent cooling during the welding, the stresses resulting from the deposit of the metal in the groove are eliminated, the tube seat is cleaned through the wall of the tube. container in the desired location,
we introduce the end of the tube through
<Desc / Clms Page number 4>
At the seat of the tube, the tube is expanded against the seat of the tube and the end of the tube is melt welded to the metal deposit, without bringing the metal in the vessel surrounding the deposit to a temperature above its lower critical temperature.
The invention is described below, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a partial plan view of the interior surface of a wall of a pressure vessel, showing a first step in forming a pressure-tight tube / tube seat seal.
Fig. 2 is a diametrical sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1.
Figs. 3, 4 and 5 are diametrical sectional views showing successive stages in the formation of the seal and
Fig. 6 is a diametrical sectional view showing the application of the invention to the welding of a relatively thick walled tube to a relatively thick walled pressure vessel.
Although the invention is generally applicable to any tube / tube seat joint comprising a weld, it is more particularly applicable to the attachment of tubes to relatively thick-walled vessels, such as boiler bodies. of steam engines. To withstand the relatively high pressures prevailing in modern steam production plants, these boiler bodies are made of relatively thick sheet metal, and often of a steel alloy. These two factors, wall thickness and metal composition exacerbate the problem in question, due to the high temperature local heating required to perform the weld.
The various figures in the drawing show a small part of the wall of a pressure vessel such as a steam and water body of a boiler, this part being small enough that the curvature of the boiler body does not have to be shown. . At the same time, the drawing represents a process
<Desc / Clms Page number 5>
preferred for practicing the invention, which method comprises first forming, in the inner surface of the wall of the pressure vessel an annular groove concentric with the point chosen for the seat of the tube, filling this groove with a weld deposit of a metal the hardness of which is virtually unaffected by the rise in temperature during fusion welding, the removal of weld and deposit stresses, and formation, by drilling or the equivalent,
from the seat of the tube through the weld. The seal can, however, be formed in another way. One can for example first pierce the seat of the tube, Duis dig around its inner edge a peripheral groove which is filled with metal, the parts then being annealed. Alternatively, the weld deposit can be placed directly on the interior surface of the wall of the pressurized member surrounding the seat location of the tube. In addition, the weld deposit need not necessarily be circular in shape.
A rectangular cavity may for example be cut into the interior surface of the pressure vessel, substantially concentric with the point chosen for the seat of the tube, comprising it and extending all around it, this cavity then being filled with the weld denomination, the seat of the tube formed through the deposit and the wall, and the container annealed or treated to eliminate internal stresses.
An important factor is that the preparation of the wall of the pressure vessel, and of the end of the tube in the case of a relatively thick-walled tube can be done at the factory, the element to be resisted is manufactured. under pressure, rather than at the installation site. In this way the pressure vessel, boiler body or manifold, can be quite easily annealed since it has not yet been joined to the tubes and to the construction which supports it, as is the case in on-site installation.
The drawing shows a pressure vessel comprising
<Desc / Clms Page number 6>
a wall 10 having an interior surface 11 which may be for example the interior surface of a boiler body. According to the preferred embodiment of the invention, an annular groove 12 is formed in the surface 11, concentric with the point chosen for the seat of the tube. The internal diameter of this groove 12 is slightly less than the diameter of the seat of the possible tube.
The outside diameter of the groove 12 and the depth of this groove are chosen in relation to the composition of the metal constituting the wall 10 and the thickness of the wall so that the weld deposit has a width and a depth sufficient to prevent, by virtue of the temperature gradient which is established therein, that any part of the wall 10 is brought to a temperature above the lower critical temperature of the metal during the welding of the joint. This width and depth will vary depending on the composition of the metal of the wall 10 and the thickness of the wall, the composition of the metal determining the lower critical temperature, and the thickness of the wall depends on the temperature gradient across the wall.
The groove 12 is then filled with a weld deposit 15, of a metal the hardness of which is hardly modified by the high temperatures resulting from the fusion welding. A preferred metal used is "Armco" iron, a commercially pure iron made for the purpose of excluding all alloying elements such as carbon, silicon, sulfur, phosphorus, etc., or reducing the proportions of these alloying elements to such an extent that they cannot appreciably modify the properties of commercially pure iron. Although this iron is not chemically pure, the proportion of elements other than iron is sufficiently reduced that Armco "can be considered in practice as pure iron.
The advantage of this type of iron is that it cannot undergo heat treatment in the normal sense of the word, and therefore its hardness is not changed when subjected to relatively rapid heating at high temperature and rapid cooling,
<Desc / Clms Page number 7>
for example caused by welding.
After filling the groove 12 with the deposit 15, the seat of the tube 20 is formed concentrically with the weld deposit, so as to remove iron from the inner periphery of the deposit.
The pressure vessel having a wall 10 with a deposit 15 on its inner surface 11 is then relieved of its internal stresses in the usual manner in order to avoid any hardening of the metal of the wall due to the deposit of weld 15. All the seats of Tubes are formed in the same manner in the pressure vessel before the stress relief is performed.
During the on-site assembly of the installation of which the pressure vessel is to be part, tubes 25 are inserted into the tube seats 20. The inner ends of the tubes, once inserted, may protrude from the surface 11 as shown. at 26, or may be substantially flush with surface 11. The tubes are then widened into the seats in the usual manner as indicated at 27, after which a fusion weld 30 is formed between the end 26 of the tube and the deposit. solder 15, the solder joint preferably being in several layers. The composition of the weld 30 can vary quite widely, but generally includes carbon steel, carbon and molybdenum steel, or one of the low chromium steels such as "Croloy 2".
Typical examples are given in the following table:
EMI7.1
<tb> <SEP> carbon steel <SEP> <SEP> carbon steel <SEP> molybdenum <SEP> "Croloy <SEP> 2"
<tb>
<tb>
<tb> C <SEP> 0.08 <SEP> 0.08 <SEP> 0.07
<tb>
<tb>
<tb> Mn <SEP> 0.40 <SEP> 0.40 <SEP> 0.40
<tb>
<tb>
<tb> If <SEP> 0.15 <SEP> 0.15 <SEP> 0.35
<tb>
<tb> Cr- <SEP> - <SEP> 2.00
<tb>
<tb>
<tb> Mo <SEP> - <SEP> 0.50 <SEP> 0.50
<tb>
In some cases, the joint can be made using a stainless steel electrode, for example 25 Cr-20 N or 18 Cr-8 Ni steel.
<Desc / Clms Page number 8>
Because of the width and depth of the weld offset 15 which, as explained above '. are carefully determined in relation to the lower critical temperature of the metal. wall 10 and the thickness of this wall, the temperature gradient during welding is such that no part of the base metal of the wall 10 is brought to a temperature above its lower critical temperature. Therefore, upon rapid cooling of the gasket, the metal of the wall 10 cannot harden, and the gasket cannot crack afterwards, as it would because of this hardening, under the effect of the tensions created by the heat. temperature and pressure in service.
Fig. 6 illustrates the application of the invention to forming a seal between a seat of tube, in a thick wall 10 'of a pressure vessel and a thick wall tube 25', intended for heavy duty. pressure. In this case, the groove 12 'is formed in the inner surface 11' of the wall 10 'in the same manner as in Figs. 1 and 2, and filled with the weld deposit 15 '.
The end 26 'of the tube 25' has a peripheral groove 28 filled with a weld deposit 35, preferably of the same composition as the deposit 15 ', the essential condition being that the metal of the deposit 35 is of such nature as its hardness is not changed by the rapid heating to high temperature, and rapid cooling caused by fusion welding. The width and the depth of the deposit 35 are chosen, considering the compcation of the metal of the tube 25 'and the thickness of the wall of the tube, so as to obtain during the formation of the joint a temperature gradient avoiding carrying the metal. even of tube 25 at a temperature higher than its lower critical temperature.
When the formation of the weld deposit 35 is complete, at least the end of the tube 25 'is treated to eliminate internal stresses.
To assemble the tube 25 'and the tube seat 20', the tube is expanded inside the seat in the usual way,
<Desc / Clms Page number 9>
one type of seat with a groove being shown by way of example. After expansion of the tube 25 'in the seat 20', a weld 30 'is deposited between the deposits 15' and 35 in order to seal the end of the tube to the wall 10 '.
CLAIMS
1.- Pressure vessel of the type defined above, characterized in that at the inner surface of the vessel, around a tube seat, there is a deposit of metal, the hardness of which is not or practically modified. not affected by the heating and cooling caused by a fusion welding operation, the thickness and extent of the deposit being such that a welded joint can be formed between a tube placed in the tube seat and the pressure vessel without bringing the metal of the container adjacent to the deposit to a temperature higher than its lower critical temperature.