RU2096682C1 - Method of removal of tubes from tube sheets - Google Patents

Method of removal of tubes from tube sheets Download PDF

Info

Publication number
RU2096682C1
RU2096682C1 RU95107803A RU95107803A RU2096682C1 RU 2096682 C1 RU2096682 C1 RU 2096682C1 RU 95107803 A RU95107803 A RU 95107803A RU 95107803 A RU95107803 A RU 95107803A RU 2096682 C1 RU2096682 C1 RU 2096682C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
tube
axial force
cavity
annular grooves
Prior art date
Application number
RU95107803A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95107803A (en
Inventor
С.Ф. Марков
С.И. Козий
Ю.Д. Иванников
Л.А. Резник
Т.Б. Козий
Original Assignee
Марков Сергей Федорович
Козий Сергей Иванович
Иванников Юрий Дмитриевич
Резник Леонид Александрович
Козий Татьяна Борисовна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Марков Сергей Федорович, Козий Сергей Иванович, Иванников Юрий Дмитриевич, Резник Леонид Александрович, Козий Татьяна Борисовна filed Critical Марков Сергей Федорович
Priority to RU95107803A priority Critical patent/RU2096682C1/en
Publication of RU95107803A publication Critical patent/RU95107803A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2096682C1 publication Critical patent/RU2096682C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

FIELD: repair jobs. SUBSTANCE: cavity is made in tube by means of cutting tool forming flat end located below rear circular groove. Then axial force P is applied to end surface of this cavity to cause plastic tension of material of tube at area of location of circular grooves, after which axial force is additionally applied to remaining cross section of tube. EFFECT: reliable protection of holes in tube sheets against deformation and distortion of geometric sizes of their circular grooves. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области демонтажных работ в частности к механическим работам по удалению труб из трубных решеток нежестких теплообменных аппаратов, и может быть использовано при выполнении ремонтно-восстановительных работ на теплообменных аппаратах. The invention relates to the field of dismantling, in particular to mechanical work to remove pipes from the tube sheets of non-rigid heat exchangers, and can be used when performing repair work on heat exchangers.

Известен способ удаления труб из трубных решеток, при котором решетку располагают вертикально, ее фиксируют, устанавливают соосно оси трубы сверло с диаметром, меньшим внешнего диаметра трубы, высверливают часть объема трубы в пределах толщины трубной решетки с образованием "рубашки" и в последующем удаляют "рубашку" [1]
Известный способ удаления труб из трубных решеток имеет следующие недостатки:
весьма непроизводителен, т.к. предусматривает большой ручной труд;
качество выполняемой работы в основном зависит от квалификации рабочего;
возможно локальное рассверливание отверстия в трубной решетке, из-за несоосного расположения сверла и оси трубы.
There is a known method of removing pipes from tube sheets, in which the tube is placed vertically, it is fixed, a drill is installed coaxially with the tube axis with a diameter smaller than the tube outer diameter, a part of the tube volume is drilled within the tube sheet thickness with the formation of a “shirt” and subsequently the “shirt” is removed " [1]
The known method of removing pipes from tube sheets has the following disadvantages:
very unproductive, because provides for a lot of manual labor;
the quality of the work performed mainly depends on the qualifications of the worker;
local drilling of a hole in the tube sheet is possible, due to the misaligned location of the drill and the tube axis.

Известен также способ удаления труб из трубной решетки, при котором трубную решетку отделяют от пучка, фиксируют в горизонтальном положении, располагая свободную поверхность решетки сверху, после чего удаляют трубу из решетки путем приложения осевого усилия к торцу трубы [2] (прототип). There is also known a method of removing pipes from the tube sheet, in which the tube sheet is separated from the beam, fixed in a horizontal position with the free surface of the sheet above, and then the pipe is removed from the sheet by applying axial force to the pipe end [2] (prototype).

Известный способ удаления труб из трубных решеток имеет тот главный недостаток, что, применительно к трубным решеткам, содержащим в своих отверстиях кольцевые канавки, приложение осевого усилия к торцу трубы сопровождается деформацией отверстия в трубной решетке и искажением геометрических размеров кольцевых канавок. The known method of removing pipes from tube sheets has the main disadvantage that, with respect to tube sheets containing ring grooves in their holes, the application of axial force to the pipe end is accompanied by deformation of the hole in the pipe sheet and distortion of the geometric dimensions of the ring grooves.

В основу настоящего изобретения положена задача создания способа по удалению труб из трубных решеток, который бы не вызывал деформацию отверстий в трубных решетках и искажение геометрических размеров кольцевых канавок. The basis of the present invention is the creation of a method for removing pipes from tube sheets, which would not cause deformation of the holes in the tube sheets and distortion of the geometric dimensions of the annular grooves.

Эта задача решается способом удаления труб из трубной решетки, при котором трубную решетку отделяют от пучка, фиксируют в горизонтальном положении, располагая свободную поверхность решетки сверху, после чего удаляют трубу из решетки путем приложения осевого усилия к торцу трубы, согласно изобретению, для трубных решеток, имеющих переднюю и заднюю, относительно свободной поверхности, трубной решетки, кольцевые канавки, в трубе выполняют полость посредством удаления части объема материала, например, режущим инструментом с формированием плоского торца, располагаемого ниже задней кольцевой канавки, затем, прикладывая осевое усилие к торцевой поверхности полости, вызывают первоначальное пластическое растяжение материала трубы по местоположению кольцевых канавок, после чего дополнительно прикладывают осевое усилие к оставшемуся поперечному сечению трубы. This problem is solved by the method of removing pipes from the tube sheet, in which the tube sheet is separated from the bundle, fixed in a horizontal position with the free surface of the tube above, and then the tube is removed from the tube by applying axial force to the pipe end, according to the invention, for tube sheets, having a front and rear, relatively free surface, tube sheets, annular grooves, a cavity is made in the pipe by removing part of the volume of material, for example, with a cutting tool to form Gloss end being located below the rear of the annular groove, and then applying an axial force to the end surface of the cavity, causing initial stretching plastic pipes by location of the material of annular grooves, whereupon further axial force is applied to the remaining tube cross section.

Осуществление предлагаемого способа удаления труб из трубных решеток позволяет устранить деформацию отверстий трубных решеток геометрических размеров кольцевых канавок. Implementation of the proposed method for removing pipes from tube sheets allows you to eliminate the deformation of the holes of the tube sheets of the geometric dimensions of the annular grooves.

Это объясняется тем, что удаление материала трубы из кольцевых канавок трубной решетки на первом этапе имеет место за счет растягивающих напряжений, создаваемых в пределах кольцевых канавок трубной решетки. Если учесть, что глубина кольцевых канавок не превышает 0,5 мм и заполнение их материалом трубы не абсолютное, то растягивающие напряжения легко реализуются приложением осевого усилия к поперечному сечению трубы, лежащему ниже задней кольцевой канавки. Дополнительное приложение осевого усилия к оставшемуся поперечному сечению трубы стабилизирует технологический процесс и направлено на сохранение геометрических размеров кольцевых канавок. This is because the removal of pipe material from the annular grooves of the tube sheet at the first stage takes place due to tensile stresses generated within the ring grooves of the tube sheet. If we take into account that the depth of the annular grooves does not exceed 0.5 mm and the filling with pipe material is not absolute, then tensile stresses are easily realized by applying axial force to the cross section of the pipe below the rear annular groove. An additional application of axial force to the remaining cross-section of the pipe stabilizes the process and is aimed at maintaining the geometric dimensions of the annular grooves.

На фиг. 1 показан фрагмент трубной решетки перед удалением части объема материала трубы; на фиг. 2 исходное положение фрагмента трубной решетки и инструмента (ступенчатого пуансона) перед осуществлением процесса растяжения трубы; на фиг. 3 начальная стадия приложения дополнительного усилия к оставшемуся поперечному сечению трубы; на фиг. 4 стадия удаления трубы из отверстия трубной решетки при полном нагружении поперечного сечения трубы. In FIG. 1 shows a fragment of a tube sheet before removing part of the volume of pipe material; in FIG. 2, the initial position of the fragment of the tube sheet and tool (step punch) before the process of stretching the pipe; in FIG. 3 initial stage of application of additional force to the remaining cross-section of the pipe; in FIG. 4 stage of removal of the pipe from the hole of the tube sheet under full loading of the cross section of the pipe.

Вариант осуществления способа удаления труб из трубных решеток состоит в следующем. An embodiment of a method for removing pipes from tube sheets is as follows.

Трубную решетку 1, например, из стали 3 с завальцованной в ней трубой 2, например, из стали 10 размещают на плите 3, имеющей сквозное отверстие диаметром, превышающим внешний диаметр D трубы 2 (фиг. 1). Производят фиксирование решетки 1 на плите 3. Следует подчеркнуть, что свободная поверхность трубной решетки 1 (относительно пучка) размещается, таким образом, сверху. В отверстии трубной решетки 1 выполнены две кольцевые канавки: передняя и задняя (относительно свободной поверхности трубной решетки 1). Кольцевые канавки трубной решетки 1 заполнены, как правило, только частично материалом трубы 2. The tube sheet 1, for example, of steel 3 with the pipe 2 rolled in it, for example, of steel 10, is placed on a plate 3 having a through hole with a diameter exceeding the outer diameter D of the pipe 2 (Fig. 1). The grating 1 is fixed on the plate 3. It should be emphasized that the free surface of the tube grating 1 (relative to the beam) is thus placed on top. Two annular grooves are made in the opening of the tube sheet 1: front and rear (relative to the free surface of the tube sheet 1). The annular grooves of the tube sheet 1 are usually filled only partially with the material of the pipe 2.

Затем, используя режущий инструмент сверло и фрезу, в трубе 2 выполняют полость глубиной H и диаметром D1. Особо подчеркиваем, что торцевая поверхность полости лежит ниже уровня задней кольцевой канавки в отверстии трубной решетки 1.Then, using a cutting tool, a drill and a mill, a cavity 2 with a depth H and a diameter D 1 is formed in the pipe 2. We emphasize that the end surface of the cavity lies below the level of the rear annular groove in the hole of the tube sheet 1.

В полость устанавливают трехступенчатый пуансон 4. Меньшая его ступень длиной l выполнена по диаметру с минимальным зазором по отношению к внутреннему диаметру D0 трубы 2.A three-stage punch 4 is installed in the cavity. Its smaller step of length l is made in diameter with a minimum clearance with respect to the inner diameter D 0 of the pipe 2.

Абсолютное значение длины l меньшей ступени пуансона 4 выбирается из неравенства:

Figure 00000002
,
где σ0,2 предел текучести материала трубы при испытании на растяжение;
τсдв напряжение на сдвиг материала трубы;
Fкон площадь боковой поверхности усеченного конуса с образующей аб.The absolute value of the length l of the smaller step of the punch 4 is selected from the inequality:
Figure 00000002
,
where σ 0.2 the yield strength of the pipe material during tensile testing;
τ shear shear stress of the pipe material;
F con the area of the lateral surface of the truncated cone with the generatrix ab.

Если принять, что τсдв 0,5, то величина l определяется геометрическими размерами трубы 2 и выполненной в ней полости:

Figure 00000003
.If we assume that τ sdv 0.5, then the value of l is determined by the geometric dimensions of the pipe 2 and the cavity made in it:
Figure 00000003
.

Диаметром D1 полости задаются из условия:
D1 (0,9 0,92) D
Наибольшая ступень пуансона 4 выполнена с минимальным зазором по отношению к диаметру отверстия в трубной решетке 1 и отстоит от торца трубы 2 на расстоянии "l1" (фиг. 2).
The diameter D 1 the cavity is set from the conditions:
D 1 (0.9 0.92) D
The largest step of the punch 4 is made with a minimum gap with respect to the diameter of the hole in the tube sheet 1 and is spaced from the end of the pipe 2 at a distance of "l 1 " (Fig. 2).

При воздействии усилием P на ступенчатый пуансон 4 вызывают его перемещение в осевом направлении. Как следствие, в определенный момент на длине трубы 2, по местоположению кольцевых выступов, создаются растягивающие напряжения величиной, равной пределу текучести σ0,2 материала трубы 2. Имеет место удлинение трубы за счет деформации растяжением ее материала по местоположению кольцевых выступов (фиг. 3). Последнее приводит к тому, что ступенчатый пуансон 4 в осевом направлении пройдет расстояние l1 и нагружающее усилие P будет дополнительно воздействовать еще на оставшуюся площадь поперечного сечения трубы 2 (фиг. 3).When exposed to a force P on a stepped punch 4 cause its movement in the axial direction. As a result, at a certain point in the length of the pipe 2, tensile stresses are created at the location of the annular protrusions equal to the yield strength σ 0.2 of the material of the pipe 2. There is an elongation of the pipe due to tensile strain of its material at the location of the annular protrusions (Fig. 3 ) The latter leads to the fact that the stepped punch 4 in the axial direction will pass the distance l 1 and the loading force P will additionally affect the remaining cross-sectional area of the pipe 2 (Fig. 3).

Следовательно, наложение предварительных растягивающих напряжений на материал трубы 2 по местоположению кольцевых выступов в сочетании с дополнительным осевым усилием, прикладываемым к оставшемуся поперечному сечению торца трубы 3, позволяет устранить радиальное давление на стенки отверстия в трубной решетке 1, а также возможность искажения геометрических размеров ее кольцевых канавок (фиг. 4). Therefore, the imposition of preliminary tensile stresses on the material of the pipe 2 at the location of the annular protrusions in combination with the additional axial force applied to the remaining cross section of the pipe end 3, eliminates the radial pressure on the walls of the holes in the tube sheet 1, as well as the possibility of distorting the geometric dimensions of its annular grooves (Fig. 4).

В отработке технологического процесса удаления труб из трубных решеток использовались решетки толщиной 60 мм из стали 3 с трубами диаметром 25 мм при толщине стенки 2,5 мм из стали 10. Решетки имели две кольцевые канавки шириной 3 мм и глубиной 0,5 мм. Расстояние между кольцевыми канавками составляло 9 мм. Передняя кольцевая канавка располагалась на расстоянии в 5 мм от свободной поверхности решетки. To refine the technological process of removing pipes from tube sheets, we used 60 mm thick grids of steel 3 with 25 mm diameter pipes and 2.5 mm wall thickness of steel 10. The grids had two annular grooves of 3 mm wide and 0.5 mm deep. The distance between the annular grooves was 9 mm. The front annular groove was located at a distance of 5 mm from the free surface of the grating.

Режущим инструментом (сверло и фреза) в трубе выполнялась полость диаметром 22,5 мм и глубиной 23 мм. Удаление трубы из трубной решетки осуществляли трехступенчатым пуансоном из стали У8 А с твердостью после закалки HRCэ 56-58 ед. Исполнительные размеры ступенчатого пуансона выполнялись по 7-му квалитету точности.A cutting tool (drill and cutter) in the pipe made a cavity with a diameter of 22.5 mm and a depth of 23 mm. The removal of the pipe from the tube sheet was carried out by a three-stage punch made of U8 A steel with hardness after quenching HRC e 56-58 units. The executive dimensions of the stepped punch were performed according to the 7th accuracy class.

Нагружающее усилие, прикладываемое к торцу трубы, создавалось посредством гидравлического пресса ПСУ-250. The loading force applied to the end of the pipe was created by means of a PSU-250 hydraulic press.

Предварительное осевое усилие в пределах до 35 кН вызывало растяжение трубы на 2,1 мм, что обусловливало выборку исходного зазора между ступенчатым пуансоном (его большой ступенью и торцом трубы). Последующее нагружение торца трубы осуществляли при усилии, равном 55 кН. A preliminary axial force of up to 35 kN caused the pipe to stretch by 2.1 mm, which caused sampling of the initial clearance between the stepped punch (its large step and the pipe end). Subsequent loading of the pipe end was carried out with a force of 55 kN.

Тензометрическая оценка деформации отверстия в трубной решетке не выявила каких-либо заметных ее значений, что подтверждает правомерность использования вышеприведенной физической модели процесса удаление труб из трубных решеток. The tensometric assessment of the hole deformation in the tube sheet did not reveal any noticeable values, which confirms the legitimacy of using the above physical model of the process of removing pipes from the tube sheets.

Визуальный анализ состояния кольцевых канавок не обнаружил их искажения. Visual analysis of the condition of the annular grooves did not reveal their distortion.

Изобретение применимо для ремонтных работ на теплообменных аппаратах нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслей промышленности. The invention is applicable for repair work on heat exchangers of oil refining, petrochemical and other industries.

Claims (1)

Способ удаления труб из трубных решеток, при котором трубную решетку отделяют от пучка, фиксируют в горизонтальном положении, располагая свободную поверхность решетки путем приложения осевого усилия к торцу трубы, отличающийся тем, что для трубных решеток с отверстиями, имеющими переднюю и заднюю, относительно свободной поверхности, кольцевые канавки, в трубе выполняют полость посредством удаления части объема материала, например, режущим инструментом с формированием плоского торца, располагаемого ниже задней кольцевой канавки, затем, прикладывая осевое усилие к торцевой поверхности полости, вызывают первоначально пластическое растяжение материала трубы по местоположению кольцевых канавок, после чего дополнительно прикладывают осевое усилие к оставшемуся поперечному сечению трубы. The method of removing pipes from the tube sheets, in which the tube sheet is separated from the beam, is fixed in a horizontal position, placing the free surface of the sheet by applying axial force to the pipe end, characterized in that for pipe sheets with holes having a front and rear, relatively free surface , the annular grooves in the pipe perform a cavity by removing part of the volume of material, for example, with a cutting tool to form a flat end located below the rear annular groove, then applying axial force to the end surface of the cavity, initially plastic stretching of the pipe material is caused by the location of the annular grooves, after which an axial force is additionally applied to the remaining cross section of the pipe.
RU95107803A 1995-05-15 1995-05-15 Method of removal of tubes from tube sheets RU2096682C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95107803A RU2096682C1 (en) 1995-05-15 1995-05-15 Method of removal of tubes from tube sheets

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95107803A RU2096682C1 (en) 1995-05-15 1995-05-15 Method of removal of tubes from tube sheets

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95107803A RU95107803A (en) 1997-01-20
RU2096682C1 true RU2096682C1 (en) 1997-11-20

Family

ID=20167746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95107803A RU2096682C1 (en) 1995-05-15 1995-05-15 Method of removal of tubes from tube sheets

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2096682C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Никитин В.Н. и др. Справочник. Монтаж и ремонт теплообменного оборудования. - М.: Машиностроение, 1983, с.28. 2. SU, авторское свидетельство, 659834, кл. F 22 B 37/58, 1979. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU95107803A (en) 1997-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6484551B1 (en) Process for manufacturing holes on the circumference of hollow sections
RU1466084C (en) Method of making sharply bent branch pipes by bending
US20090071215A1 (en) Hydroformed part, and mold used for making hydroformed part
RU2096682C1 (en) Method of removal of tubes from tube sheets
US7284403B2 (en) Apparatus and method for performing a hydroforming process
GB1589383A (en) Method of piercing a metal block and a press for carrying out themethod
Kim et al. Development of a new burr-free hydro-mechanical punching
Bariani et al. Advances in predicting damage evolution and fracture occurrence in metal forming operations
DE10053863C1 (en) Pipe cutting assembly has clamping chucks for the feed and cut pipe sections, with a cutting roller moving around the pipe leaving a strap to be fractured by bending the cut length by its chuck
Rao et al. Modelling, Analysis and Development of Progressive Die for Seat Rail
RU2059923C1 (en) Method for removing tubes from tube plate holes
DE3144385C2 (en) Slip-on sleeve
JP2009045634A (en) Forging apparatus and forging method
RU2134376C1 (en) Method of removing tubes from tube plates
RU2131083C1 (en) Method for removal of tubes from tube arrays
DE102015101717A1 (en) Method and device for projecting a workpiece
US3933021A (en) Process or method of producing a small opening in a relatively thick metallic or pipe wall
RU2317173C2 (en) Tubes with shaped end portions making method
RU2131082C1 (en) Method for removing tubes from tube plates
RU2025183C1 (en) Method of making stepped holes in the parts
Hambli et al. Fracture prediction of sheet-metal blanking process
GB2371253A (en) Improvements in pipe shaping
RU2043810C1 (en) Method of making holes
JP2002096117A (en) Bulging apparatus
US3427843A (en) Apparatus for the fabrication of tubes by wall thinning in tubular blanks