NO164674B - Framgangsmaate og anordning for montering av holder- og sikkerhetsdetaljer paa et underlag, spesielt en takflate, somer vanskelig eller utilgjengeligfra motsatt side. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fastgjørelse av et

metallrør i en metallisk rØrplate.

Oppfinnelsen vedrører fastgjørelse av metallrør i rør-plater ved sprengvirkning.

Slike rørfastgjørelser forekommer i mange apparater,

f.eks. i varmevekslere hvor et stort antall parallelle rør ved sine ender er fastgjort i rørplater som står hovedsakelig vinkelrett på rørenes lengderetning. Rørene må være forbundet tett med rørplatene for å hindre blanding av de medier mellom hvilke varmevekslingen skal foregå.

For oppnåelse av slike innfestninger er det kjent å

benytte en mekanisk fastspenning under innskyvning av tetningsringer

eller pakninger mellom yttersiden av hvert rør og det tilsvarende hull i rørplaten. Likeledes er det kjent å innvalse rørendene ved hjelp av et ekspansjonsverktøy eller å-ekspandere røret ved hjelp av en sprengladning samt å fastsveise rørene ved gass-sveisning eller elektrisk sveising. Et eksempel på en fremgangsmåte til spreng-ekspandering av rørene for oppnåelse av en mekanisk forbindelse mellom rørene og rørplaten fremgår av beskrivelsen til britisk patent nr.766.741 eller USA patent nr.3.131.467. Ved denne kjente teknikk anvendes en sprengladning som detoneres inne i røret i rørplatehul-let og derved deformerer rørveggen utad hvorved røret låses i dette hull.

Ved forbindelse av rør med rørplaten under anvendelse av et ekspanderende verktøy må det utvises betydelig omhu ved arbei-dets utførelse, bl.a. ved utformningen og dimensjoneringen samt over-flatebehandlingen av rørplatenes huller og ved kontroll av ekspan-sjonsgraden samt verktøyets plasering i forhold til rørplaten. Fremgangsmåten er ennvidere relativ langsom å utøve fordi de forskjellige rør må fastvalses etter hverandre, altså kun ett ad gangen. Denne suksessive fastvalsing av de forskjellige rør kan medføre kom-plekse og uønskede spenningsmønstre i rørene og rørplatene.

En mekanisk sammensetning beroende på ekspandering av rørene ved hjelp av et verktøy eller ved eksplosjonsteknologi, f.eks. som forklart i de forannevnte patentbeskrivelser, kan ikke regnes med å bli pålitelige hvor det gjelder tette innfestninger av mange

rør i rørplaten. Forbindelsene mellom allerede monterte rør og rør-. platen kan bli utette som følge av påvirkninger som oppstår ved et-terfølgende rørs montering, og også under varmevekslerens drift kan det forekomme påvirkninger som gjør forbindelsene utette ved de her-skende trykkforskjeller.

Den sistnevnte ulempe møtes også ved rørvarmevekslere hvis rør er fastspent i pakninger. Her må ennvidere ved fastspennin-gen utvises meget omhu for oppnåelse av optimal tetthet uten beska-digelse av rørene eller pakningene.

Bedre resultater vil ofte oppnås ved konvensjonell fastsveising, men anvendelse av sveising er begrenset fordi det stilles spesielle krav med hensyn til metallurgisk forenlighet av materialene i rørene og rørplatene, og fordi det under sveisearbei-det ikke kan unngås en utglødning av rørene, hvilket vil ofte vil være til skade for den ferdige konstruksjon. Sveisesonens tykkelse svarer tilnærmelsesvis til godstykkelsen i rørene, og selv små varia-sjoner i sveisesømmen kan gjøre denne usikker hvorved det kan oppstå utettheter.

Ved forsøk etter de innenfor eksplosjonsteknologien al-minnelige prinsipper, ble det konstatert at det for oppnåelse av tilfredsstillende resultater var nødvendig å velge en sprengladning hvis detonasjonshastighet ikke er større enn omkring 120% av lydhastigheten idet rør-eller rørplatematerialet som har den største lydhastighet. Ennvidere måtte det stilles strenge krav til størrel-sen av spillrommet mellom røret og rørplaten hvorfor disse deler måtte fremstilles med snevre tolaranser. Dersom disse betingelser . ikke ble overholdt viste det seg at kvaliteten av de fremstilte rør-innfestninger ikke under alle omstendigheter ble tilfredsstillende, bl.a. fordi lengden av den frembrakte sveisetone ikke ble så stor som ønskelig. Forsøk på å forbedre kvaliteten ved utformning av ril-ler eller lignende uregelmessigheter i den ytre rørflate har kun gitt måtelige resultater. Ved den foreliggende oppfinnelse er det tatt sikte på å tilveiebringe en fremgangsmåte ved hvilken det kan slakkes på de to ovennevnte betingelser uten at dette blir til skade for sluttproduktet liksom det uten kvalitetsforringelse, skal kunne anvendes rør med glatt ytterflate.

Oppfinnelsen vedrører således en fremgangsmåte til fastgjørelse av et metallrør i en metallisk rørplate ved innstikning av røret i et hull i rørplaten og innføring av en passiv, ringformet trykkenergioverførende innsats i røret samt anbringelse av en sprengladning i innsatsen, hvilken sprengladning ved detonasjon bringes til å utøve et trykk av en slik størrelse på røret at det mellom dette og rørplaten tilveiebringes en metallurgisk forening, og iføl-ge oppfinnelsen er denne fremgangsmåte karakterisert ved dels at rørenden og rørplatehullet gis en slik form at den radielle avstand mellom rørets ytterflate og hullveggen øker i retning mot rørplatens ytre flate, dels at sprengladningen plaseres således i røret og hovedsakelig innenfor rørplatens tykkelse, at den ved detonasjonen opp-stående trykkbølge får sitt begynnelsespunkt innenfor rørplatetykkel-sen og vandrer i retning mot rørplatens ytre flate, dvs. i den retning i hvilken avstanden mellom rørets ytre flate og hullveggen øker. Konisiteten mellom røret og hullveggen kan være sikret ved at enten røret eller hullet eller eventuelt begge har konisk form. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det mulig å anvende sprengladninger med en detonasjonshastighet som overstiger 120J& av lydhastigheten i det rør-eller rørplatemateriale som har den største lydhastighet, og dog oppnå den "rullende" eller fremadskri-dende kontaktetablering mellom rørveggen og hullveggen som kreves for oppnåelse av en tett og sikker metallurgisk forening mellom disse veggpr. Dette beror på den i trykkbølgens vandringsretning voksen-de avstand mellom de to vegger ettersom det herved vil .sikres at hastigheten i den nevnte kontaktetablering alltid vil være mindre enn detonasjonshastigheten eller trykkbølgens vandringshastighet.

Som nevnt kan mellomrommet eller spalten mellom hvert rør og rørplaten oppnås ved bruk av rør med konisk tilspissede ende-partier som stikkes inn i sylindriske hull i rørplaten, men ifølge oppfinnelsen foretrekkes det at hullet i rørplaten gjøres konisk og ved sin videste ende avrundes eller avfases ved overgangen til rør-platens ytterflate, og at røret ved sprengvirkningen tvinges ut mot denne avrundede eller avfasede del av hullet og derved avskjæres i omkretsretningen i plan med rørplatens ytre flate. Herved kan det i de fleste tilfelle spares en etterbearbeidelse av rørplatens ytre flate i den ferdige konstruksjon,.og. dessuten vil det være lettere å bore koniske hull i rørplaten enn å gi rørendene konisk form.

Oppfinnelsen er i det følgende nærmere forklart under henvisning til tegningen som viser et lengdesnitt gjennom en rørende som er stukket inn i et hull i en rørplate og er klar til- å fast-sprenges i denne.

Et rør 1 er stukket gjennom et i en rørplate 2 dannet hull som består av en sylindrisk del 3 °g en traktformet del 4 sem utvider seg i retning bort fra den sylindriske del 3« Denne sylindriske del er ikke nødvendig for utførelse av fremgangsmåten iføl-ge oppfinnelsen, men den dekker sentreringen eller styringen av rø-ret 1 i rørflaten 2. Delen 4 kan som vist være kjegleformet med ret-te generatriser, men disse kan også følge f.eks. en eksponentialkurve eller en brukket linje. Den nøyaktige utformning, herunder toppvin-kelens størrelse, kan velges innenfor vide grenser, f.eks. med hen-blikk på oppnåelse av en ønsket lengdeprofil for det i hullet 3i 4 fastgjorte rørstykke.

Røret 1 strekker seg i retning mot venstre fra rørpla-ten 2 til en annen ikke vist rørplate, og som vist på tegningen kan dets høyre ende rage litt frem.i forhold til rørplaten 2, eller denne rørende kan ligge i.det vesentlige i plan med rørplatens ytre

flate, dvs. den høyre plateflate på tegningen. En sprengladning 5

er anbrakt slik i røret 1 at den ligger i det vesentlige i den koniske del 4 av rørplatens hull, og den er omgitt av en passiv ringformet innsats 5 s°m tjener til å fordele eksplosjonstrykket og som sitter passende trangt i røret 1 samt omslutter sprengladningen 5 Pa tett måte. Innsatsmaterialet bør ha en relativ stor spesifikk vekt som eventuelt kan variere i lengderetningen for oppnåelse av en tilsvarende variasjon i energioverføringen hvis dette ønskes.

Sprengladningen 5 kan strekke seg inn i rørplateåpnin-gens sylindriske del 3> spesielt når denne del har en forholdsvis stor lengde idet sprengladningen ikke bør ligge for langt fra rør-platens indre flate.

Med delene anbrakt som vist på tegningen antennes spreng-ladningen ved hjelp av en detonator 7 som er anbrakt ved sprenglad-ningens venstre ende, altså ved den trangeste ende av rørplatehullet slik at eksplosjonen forplanter seg i retning av pilen 8, dvs. i den retning i hvilken rørplatehullets diameter øker. Ved eksplosjonen ut-øves det via innsatsen 6 et slikt radielt utadrettet trykk på røret 1 at det mellom dette og rørplaten 2 oppstår en metallurgisk forbindelse. En rimelig rengjøring av røret er nødvendig for oppnåelse av en effektiv forbindelse. Overflateoksyder eller fett må således fjernes før sammensetningen, f.eks. ved hjelp av slipemidler og or-ganiske oppløsningsmidler.

Den vide ende 9 av rørplatehullet 3j 4 er hensiktsmes-sig avrundet eller avfaset slik at enden av røret 1 ved eksplosjonstrykket får en tilsvarende klokkeform og etter fjernelse av det over-skytende eller utragende rørstykke, går jevnt over i rørplatens yt-re flate.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til fastgjørelse av et metallrør (1) i en metallisk rørplate (2) ved innstikning av røret i et hull (3, 4) i rørplaten og innføring av en passiv, ringformet trykkenergiover-førende innsats (6) i røret samt anbringelse av en sprengladning (5) i innsatsen, hvilken sprengladning ved detonasjon bringes til å ut-øve et trykk av en slik størrelse på røret (1) at det mellom dette og rørplaten (2) tilveiebringes en metallurgisk forbindelse, karakterisert ved dels at rørenden og rørplatehullet gis en slik form at den radielle avstand mellom rørets (1) ytterflate og hullveggen i rørplaten (2) øker i retning mot rørplatens ytré

   flate, dels at sprengladningen (5) plaseres slik i røret og hovedsakelig innenfor rørplatenstykkelse, at den ved detonasjonen opp-stående trykkbølge får sitt begynnelsespunkt innenfor rørplatetykkel-sen og vandrer i retning mot rørplatens ytre flate, dvs. i den retning i hvilken avstanden mellom rørets ytre flate og hullveggen øker.
2. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes en sprengladning (5) hvis detonasjonshastighet overstiger 120% av lydhastigheten i det i røret (1) eller rør-platen (2) anvendte metallmateriale som har den største lydhastighet .
3. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hullet (3, 4) i rørplaten (2) gjøres konisk og ved sin videste ende (9) avrundes eller avfases ved overgangen til rørplatens ytre flate, og at røret (1) ved sprengvirkningen svinges ut mot denne avrundede eller avfasede del av hullet og derved avskjæres i omkretsretningen i plan med rørplatens ytre flate.