RU2291753C1 - Tube to tube walls securing method - Google Patents

Tube to tube walls securing method Download PDF

Info

Publication number
RU2291753C1
RU2291753C1 RU2005136349/02A RU2005136349A RU2291753C1 RU 2291753 C1 RU2291753 C1 RU 2291753C1 RU 2005136349/02 A RU2005136349/02 A RU 2005136349/02A RU 2005136349 A RU2005136349 A RU 2005136349A RU 2291753 C1 RU2291753 C1 RU 2291753C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
tube
hole
diameter
tube sheet
Prior art date
Application number
RU2005136349/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Козий (RU)
Сергей Иванович Козий
Геннадий Андреевич Батраев (RU)
Геннадий Андреевич Батраев
Софь Сергеевна Козий (RU)
Софья Сергеевна Козий
Федор Васильевич Гречников (RU)
Федор Васильевич Гречников
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет им. акад. С.П. Королева
Общество с ограниченной ответственностью "Ремонтно-механический завод"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет им. акад. С.П. Королева, Общество с ограниченной ответственностью "Ремонтно-механический завод" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет им. акад. С.П. Королева
Priority to RU2005136349/02A priority Critical patent/RU2291753C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2291753C1 publication Critical patent/RU2291753C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: plastic working of metals, possibly securing thin-wall small-diameter tubes to tube walls of heat exchange apparatuses with use of directed plastic deforming of tube material.
SUBSTANCE: method is realized for tube whose length exceeds desired one. Method comprises steps of subjecting tube material on tube end portions to heat treatment in order to enhance its plastic properties; placing tube in opening of tube walls and preliminarily fastening it due to placing ring on protruded tube end and expanding tube protruded end till diameter of annular recess of tube wall for receiving calibrated zone; applying axial compression effort to end of calibrated zone for forming thickened portion. Then tube is finally fastened in tube wall opening due to broaching its thickened portion and providing plastic yielding of tube material from thickened portion towards rear edge of tube opening. Diameter of opening formed in thickened portion is equal to initial diameter of tube. Tube material embraces rear edge of tube opening.
EFFECT: improved quality of formed joint.
6 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к процессам закрепления тонкостенных труб малого диаметра в трубных решетках теплообменных аппаратов с использованием эффекта локализованного направленного пластического деформирования материала трубы.The invention relates to the field of metal forming, in particular to the processes of fastening thin-walled pipes of small diameter in the tube sheets of heat exchangers using the effect of localized directed plastic deformation of the pipe material.

Известен способ закрепления труб в трубных решетках, включающий формирование на внутренней поверхности торца трубы кольцевого утолщения, установку трубы в отверстие трубной решетки, фиксацию трубы от возможного перемещения и последующее ее закрепление в отверстии трубной решетки путем приложения к внутренней поверхности трубы сжимающего усилия (см. RU 2165325 С2, 20.01.2001, бюл. №2, В 21 D 39/06, 53/08).A known method of securing pipes in tube sheets, including forming an annular thickening on the inner surface of the pipe end, installing the pipe in the hole of the pipe lattice, fixing the pipe from possible movement and then securing it in the hole of the pipe lattice by applying compressive force to the pipe inner surface (see RU 2165325 C2, 01.20.2001, bull. No. 2, B 21 D 39/06, 53/08).

К главному недостатку известного способа закрепления труб в трубных решетках следует отнести его неприменимость для тонкостенных труб малого диаметра, например 10*1,0 мм. Здесь проблемными являются как выполнение самого утолщения, так и последующая деформация данного утолщения.The main disadvantage of the known method of fixing pipes in tube sheets should be attributed to its inapplicability for thin-walled pipes of small diameter, for example 10 * 1.0 mm Here, both the implementation of the thickening itself and the subsequent deformation of this thickening are problematic.

Известен также способ закрепления труб в трубных решетках, включающий установку трубы в отверстие трубной решетки с выступанием торца трубы над лицевой поверхностью трубной решетки, фиксацию трубы от возможных перемещений и последующие предварительное и окончательное закрепления трубы в трубном отверстии (RU 2202429 С 2, 20.04.2003, бюл. 11, В 21 D 39/06 - прототип).There is also known a method of securing pipes in tube sheets, including installing the pipe in the hole of the tube sheet with the protruding end of the pipe above the front surface of the tube sheet, fixing the pipe from possible movements and subsequent preliminary and final fixing of the pipe in the pipe hole (RU 2202429 C 2, 04/20/2003 , bull. 11, B 21 D 39/06 - prototype).

Недостатком известного способа является существенная зависимость служебных характеристик неразъемных соединений от механических свойств материала трубы. В частности, тонкостенные трубы малого диаметра выполняются из материалов, имеющих повышенную прочность и малую пластичность. Например, трубы 10*1,0 мм из меди МЗТ упрочняют в том числе и с целью предотвращения провисания труб в трубном пучке. Пластическая деформация подобных материалов затруднительна как на стадии получения утолщений (складкообразование из-за потери устойчивости трубы), так и при закреплении упомянутого утолщения в отверстии трубной решетки (возможность образования микротрещин из-за превышения допустимых степеней деформации материала трубы в утолщении). Кроме того, требуется достаточно высокая точность исполнения геометрических размеров утолщения по отношению к геометрическим размерам кольцевой выемки.The disadvantage of this method is the significant dependence of the service characteristics of one-piece joints on the mechanical properties of the pipe material. In particular, thin-walled pipes of small diameter are made of materials having increased strength and low ductility. For example, pipes 10 * 1.0 mm made of copper MZT reinforce including in order to prevent sagging pipes in the tube bundle. Plastic deformation of such materials is difficult both at the stage of thickening (folding due to loss of pipe stability), and when fixing the thickening in the hole of the pipe lattice (the possibility of microcracks due to exceeding the permissible degrees of deformation of the pipe material in the thickening). In addition, a sufficiently high accuracy of the geometric dimensions of the thickening with respect to the geometric dimensions of the annular recess is required.

Задачей изобретения является разработка такого способа закрепления тонкостенных труб малого диаметра в трубных решетках, который бы обеспечивал получение качественных кольцевых плотностей между соединяемыми элементами.The objective of the invention is the development of such a method of fastening thin-walled pipes of small diameter in tube sheets, which would provide high-quality ring densities between the connected elements.

Технический результат достигается тем, что в способе закрепления труб в трубных решетках, включающем установку трубы в отверстие трубной решетки, имеющее кольцевую выемку, с выступанием торца трубы над лицевой поверхностью трубной решетки, фиксацию трубы от возможных перемещений и последующие предварительное и окончательное закрепления трубы в трубном отверстии, согласно изобретению используют трубу, длина которой превышает требуемую, материал трубы на ее концах подвергают термообработке для повышения пластических свойств, предварительное закрепление трубы в отверстии трубной решетки осуществляют путем размещения на выступающем конце трубы кольца с диаметром отверстия, равным диаметру кольцевой выемки трубной решетки, введения в трубу со стороны ее свободного конца оправки и раздачи выступающего из трубной решетки конца трубы до диаметра кольцевой выемки с пластическим деформированием материала трубы относительно кромки кольцевой выемки и получением калиброванного участка, последующего удаления оправки и приложения осевого сжимающего усилия к торцу калиброванного участка трубы с формированием на ней утолщения, диаметр отверстия которого меньше исходного диаметра отверстия трубы, затем осуществляют окончательное закрепление трубы в отверстии трубной решетки путем дорнования утолщения с обеспечением пластического течения материала трубы из утолщения в направлении тыльной кромки трубного отверстия до получения диаметра отверстия в утолщении, равного исходному диаметру отверстия трубы, и схватывания материалом трубы тыльной кромки трубного отверстия.The technical result is achieved by the fact that in the method of fixing pipes in the tube sheets, including installing the pipe in the hole of the tube sheet having an annular recess, with the protruding end of the pipe above the front surface of the tube sheet, fixing the pipe from possible movements and subsequent preliminary and final fixing of the pipe in the pipe the holes according to the invention use a pipe whose length exceeds the required, the pipe material at its ends is subjected to heat treatment to increase plastic properties, the pipe is fixed in the hole of the tube sheet by placing rings on the protruding end of the pipe with a hole diameter equal to the diameter of the ring recess of the tube sheet, introducing the mandrel into the pipe from the side of its free end and distributing the pipe end protruding from the tube sheet to the diameter of the ring recess with plastic deformation pipe material relative to the edge of the annular recess and obtaining a calibrated section, the subsequent removal of the mandrel and the application of axial compressive force to the end face of the gauge of the given section of the pipe with the formation of a thickening on it, the hole diameter of which is smaller than the initial diameter of the pipe hole, then the pipe is finally fixed in the hole of the pipe lattice by annealing the thickening with plastic flow of the pipe material from the thickening in the direction of the rear edge of the pipe hole to obtain the diameter of the hole in the thickening equal to the initial diameter of the pipe hole, and setting the material of the pipe back edge of the pipe hole.

Осуществление предлагаемого способа закрепления тонкостенных труб малого диаметра в трубных решетках позволяет получать качественные кольцевые плотности между соединяемыми элементами.The implementation of the proposed method of fixing thin-walled pipes of small diameter in tube sheets allows to obtain high-quality annular densities between the connected elements.

Это объясняется тем, что первоначально перед сборкой трубного пучка производят термообработку труб по их концам на длине, несколько большей толщины трубной решетки. Таким образом, создается разность механических и пластических свойств материала трубы как в центральной части, так и на периферии. Формирование утолщения в пределах кольцевой выемки трубного отверстия снимает проблему точности (биение режущего инструмента) исполнения геометрических размеров данной выемки. Пластическая деформация материала трубы на окончательной стадии ее закрепления в трубном отверстии вызывает упрочнение обрабатываемого материала с приданием ему механических свойств, превышающих исходные.This is due to the fact that initially, before assembling the tube bundle, the tubes are heat treated at their ends at a length slightly larger than the tube sheet thickness. Thus, a difference is created between the mechanical and plastic properties of the pipe material both in the central part and on the periphery. The formation of a thickening within the annular recess of the pipe hole removes the problem of accuracy (runout of the cutting tool) of the geometric dimensions of this recess. Plastic deformation of the pipe material at the final stage of its fixing in the pipe hole causes hardening of the processed material with giving it mechanical properties that exceed the original ones.

Локальная пластическая деформация материала трубы на кромке кольцевой выемки трубного отверстия способствует формированию «кольцевого» схватывания материала трубы с материалом трубной решетки. Работа трубного пучка в условиях передачи тепла приводит к возможности последующей диффузии по месту упомянутого схватывания материалов, что приведет к образованию новых зерен и сварке материалов как таковой.Local plastic deformation of the pipe material at the edge of the annular recess of the pipe hole contributes to the formation of an “annular” setting of the pipe material with the tube sheet material. The work of the tube bundle under conditions of heat transfer leads to the possibility of subsequent diffusion at the place of the mentioned setting of materials, which will lead to the formation of new grains and welding of materials as such.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведено исходное положение фрагмента трубной решетки, содержащей трубное отверстие с кольцевой выемкой, донная поверхность которой располагается под углом к оси, и установленной в это отверстие тонкостенной трубы малого диаметра; на фиг.2 - окончание стадии раздачи конца трубы жестким пуансоном с образование калиброванного участка трубы; на фиг.3 - стадия предварительного закрепления трубы в трубном отверстии путем формирования утолщения с диаметром отверстия, меньшим исходного диаметра отверстия трубы; на фиг.4 - исходное положение дорна и соединяемых элементов перед окончательным закреплением трубы в трубном отверстии выполнением операции дорнования утолщения; на фиг.5 - завершение операции дорнования утолщения; на фиг.6 - высококачественное неразъемное соединение тонкостенной трубы малого диаметра с трубной решеткой.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows the initial position of a fragment of a tube sheet containing a tube hole with an annular recess, the bottom surface of which is located at an angle to the axis, and a thin-walled pipe of small diameter installed in this hole; figure 2 - the end of the stage of distribution of the end of the pipe with a rigid punch with the formation of a calibrated section of the pipe; figure 3 - the stage of preliminary fastening of the pipe in the pipe hole by forming a thickening with a hole diameter smaller than the original diameter of the pipe hole; figure 4 - the initial position of the mandrel and the elements to be connected before the final fixing of the pipe in the pipe hole by performing the operation of durning thickening; figure 5 - completion of the operation of burnishing thickening; figure 6 - high-quality one-piece connection of a thin-walled pipe of small diameter with a tube sheet.

Вариант осуществления изобретения состоит в следующем.An embodiment of the invention is as follows.

На теплообменной тонкостенной трубе, например, из меди МЗТ малого диаметра, например 10*1,0 мм, выполняют операции с целью подготовки ее концов к закреплению в трубном отверстии: правка трубы, отрезка длины, большей, чем требуемая, термообработка концов трубы, например, пламенным нагревом и последующая зачистка их внешних поверхностей до металлического блеска.On a heat-exchange thin-walled pipe, for example, of small-diameter MZT copper, for example 10 * 1.0 mm, operations are performed to prepare its ends for fixing in the pipe hole: straightening the pipe, a length greater than the required heat treatment of the pipe ends, for example , flame heating and subsequent cleaning of their external surfaces to a metallic luster.

Далее трубу 1 устанавливают в отверстие трубной решетки 2, содержащее кольцевую выемку с донной поверхностью, наклоненной к оси. Причем при установке трубы обеспечивают выступание ее конца над лицевой поверхностью трубной решетки (фиг.1). Трубное отверстие на тыльной поверхности решетки имеет конический раструб. В результате на длине трубного отверстия формируется кольцевой поясок от кольцевой выемки до конического раструба.Next, the pipe 1 is installed in the hole of the tube sheet 2 containing an annular recess with a bottom surface inclined to the axis. Moreover, when installing the pipe ensure that its end protrudes above the front surface of the tube sheet (Fig. 1). The pipe hole on the back surface of the grate has a conical socket. As a result, an annular girdle is formed along the length of the pipe hole from the annular recess to the conical socket.

На выступающий конец трубы устанавливают кольцо 3 с диаметром отверстия, равным диаметру кольцевой выемки. В полость трубы устанавливают ступенчатый пуансон 4 с конической рабочей поверхностью. Со стороны свободного конца трубы в ее полость вводят оправку 5, располагая торец последней перед донной поверхностью кольцевой выемки (фиг.2). Трубу фиксируют от осевых перемещений с использованием оправки (условно показано стрелкой справа.)A ring 3 with a hole diameter equal to the diameter of the annular recess is installed on the protruding end of the pipe. A stepped punch 4 with a conical working surface is installed in the pipe cavity. From the side of the free end of the pipe, a mandrel 5 is inserted into its cavity, having the end face of the latter in front of the bottom surface of the annular recess (figure 2). The pipe is fixed from axial movements using a mandrel (conventionally shown by the arrow to the right.)

Прикладывая осевое усилие к торцу ступенчатого пуансона (фиг 2), осуществляют его перемещение в направлении донной поверхности кольцевой выемки трубного отверстия, обеспечивая раздачу конца трубы до диаметра, равного диаметру кольцевой выемки. Высокая пластичность материала трубы, а также малая толщина ее стенки в сочетании с изгибной деформацией образующей трубы при деформации ступенчатым пуансоном формируют пластический шарнир на кромке кольцевой выемки. Локальное пластическое деформирование материала трубы на острой кольцевой кромке сопровождается как обновлением внешней поверхности трубы из-за разрушения окисных пленок, так и тепловыделением. В результате создаются силовые и тепловые условия для реализации явления схватывания материала трубы, как наименее прочного, с материалом трубной решетки, как наиболее прочного.Applying axial force to the end face of the stepped punch (Fig 2), carry out its movement in the direction of the bottom surface of the annular recess of the pipe hole, providing distribution of the pipe end to a diameter equal to the diameter of the annular recess. The high ductility of the pipe material, as well as the small thickness of its wall in combination with the bending deformation of the forming pipe during deformation by a stepped punch form a plastic hinge at the edge of the annular recess. Local plastic deformation of the pipe material on a sharp annular edge is accompanied by both updating the outer surface of the pipe due to the destruction of oxide films and heat generation. As a result, power and thermal conditions are created for the realization of the phenomenon of seizure of the pipe material, as the least durable, with the material of the tube sheet, as the most durable.

Результатом операции раздачи трубы жестким ступенчатым пуансоном является выполнение первой части предварительного закрепления трубы в трубном отверстии с образованием ее калиброванного участка, имеющем вешний диаметр, равный диаметру кольцевой выемки. Последнее гарантирует физический контакт между внешней поверхностью калиброванного участка трубы и внутренней поверхностью кольцевой выемки.The result of the pipe dispensing operation by a rigid stepped punch is the first part of the preliminary fixing of the pipe in the pipe hole with the formation of its calibrated section having an outer diameter equal to the diameter of the annular recess. The latter guarantees physical contact between the outer surface of the calibrated pipe section and the inner surface of the annular recess.

Для выполнения второй части предварительного закрепления трубы в трубном отверстии из полости трубы удаляют оправку и ступенчатый пуансон 4 заменяют на ступенчатый пуансон 6, у которого диаметр малой ступени меньше исходного диаметра отверстия трубы. Другими словами, между малой ступенью пуансона 6 и внутренней поверхностью трубы образуют зазор требуемых размеров.To perform the second part of the preliminary fixing of the pipe in the pipe hole, the mandrel is removed from the pipe cavity and the step punch 4 is replaced by a step punch 6, in which the diameter of the small step is less than the initial diameter of the pipe hole. In other words, between the small step of the punch 6 and the inner surface of the pipe, a gap of the required dimensions is formed.

Воздействуя осевым усилием на торец ступенчатого пуансона 6 (фиг.3), осуществляют формирование утолщения с диаметром отверстия, меньшим исходного диаметра отверстия трубы. Особенностями этого пластического деформирования материала трубы в калиброванном участке являются сдвиговые деформации на контактной поверхности утолщения с кольцевой выемкой. В результате сочетания радиального давления на контактной поверхности с отмеченными сдвиговыми деформациями предопределяются условия схватывания соединяемых материалов по внешней поверхности утолщения.Acting axial force on the end face of the stepped punch 6 (figure 3), carry out the formation of thickening with a hole diameter smaller than the original diameter of the pipe hole. The features of this plastic deformation of the pipe material in the calibrated section are shear deformations on the contact surface of the thickening with an annular recess. As a result of combining the radial pressure on the contact surface with the marked shear deformations, the conditions for the setting of the materials to be joined on the outer surface of the thickening are predetermined.

Окончательное закрепление трубы в трубном отверстии производят с использованием операции дорнования, для чего ступенчатый пуансон 6 заменяют на однозубый дорн 7 (фиг.4), максимальный диаметр которого равен исходному диаметру трубы. Малая ступень дорна обеспечивает строгую направленность его осевого перемещения. Движение дорна в осевом направлении сопряжено с пластической деформацией материала трубы в утолщении. Подчеркнем, что характер реализуемого течения материала - поперечные сдвиги в ограниченных условиях радиального деформирования кольцевой выемки. Так, что избыточный материал трубы в утолщении имеет абсолютно преимущественное осевое течение. Изначальное фиксирование утолщения на стенках кольцевой выемки обуславливает тот факт, что внутренние поверхностные слои трубы будут испытывать деформацию растяжения. Процедура пластического течения материала трубы завершается при достижении дорном кромки тыльной поверхности трубной решетки (фиг.5). Течение материала трубы относительно конической поверхности раструба вызывает максимальное напряжение растяжения в стенке трубы на длине кольцевого пояска трубного отверстия. Как следствие, кольцевой поясок охвачен пластически растянутой стенкой трубы (для тонкостенных труб напряжение растяжения ее полотна можно считать равномерным).The final fastening of the pipe in the pipe hole is performed using the burnishing operation, for which the stepped punch 6 is replaced by a single-tooth mandrel 7 (Fig. 4), the maximum diameter of which is equal to the initial diameter of the pipe. The small step of the mandrel provides a strict orientation of its axial movement. Axial movement of the mandrel is associated with plastic deformation of the pipe material in the thickening. We emphasize that the nature of the material flow is transverse shears under the limited conditions of radial deformation of an annular recess. So that the excess material of the pipe in the thickening has absolutely predominant axial flow. The initial fixation of the thickening on the walls of the annular recess is caused by the fact that the inner surface layers of the pipe will experience tensile deformation. The procedure of the plastic flow of the pipe material is completed when the mandrel reaches the edge of the back surface of the tube sheet (Fig. 5). The flow of pipe material relative to the conical surface of the socket causes the maximum tensile stress in the pipe wall along the length of the annular girdle of the pipe hole. As a result, the annular girdle is covered by a plastically stretched pipe wall (for thin-walled pipes, the tensile stress of its web can be considered uniform).

Удаление дорна из отверстия трубы свидетельствует тому, что диаметр отверстия в утолщении равен исходному диаметру трубы и в полотне трубы на кольцевом пояске наведены сжимающие остаточные напряжения первого рода. Преимущества их состоят в том, что при данной схеме полученной сборки невозможна их релаксация от температуры со временем, и, кроме того, эти напряжения благотворно влияют на коррозионную стойкость материала трубы, существенно увеличивая срок межремонтного пробега трубным пучком.Removing the mandrel from the pipe opening indicates that the diameter of the hole in the thickening is equal to the initial diameter of the pipe and that compressive residual stresses of the first kind are induced in the pipe web on the annular belt. Their advantages consist in the fact that with this assembly scheme obtained, their relaxation from temperature with time is impossible, and, in addition, these stresses have a beneficial effect on the corrosion resistance of the pipe material, significantly increasing the overhaul life of the tube bundle.

Аналогичные операции производят на втором конце трубы.Similar operations are performed at the second end of the pipe.

Опытно-промышленная проверка разработанного способа прошла при закреплении медных (МЗТ) труб трубных решетках из стали 16ГС толщиной 30 мм. Исходные геометрические размеры трубы составляли: внешний диаметр - 10 мм, толщина стенки - 1,0 мм. Концы труб предварительно локально нагревались сжиганием газовой смеси, с целью придания меди отожженного состояния, когда предел текучести по величине близок 70 МПа.A pilot test of the developed method took place when fixing copper (MZT) pipes to tube sheets made of steel 16GS with a thickness of 30 mm. The initial geometric dimensions of the pipe were: external diameter 10 mm, wall thickness 1.0 mm. The ends of the pipes were preliminarily locally heated by burning a gas mixture in order to give the copper an annealed state when the yield strength is close to 70 MPa in value.

Трубное отверстие диаметром 10,1 мм содержало кольцевую выемку диаметром 11,0 мм и глубиной, равной 5,0 мм. Конусность донной поверхности достигали специально заточенным сверлом. Угол наклона образующей конусной поверхности к оси отверстия по инструменту составлял 30 градусов.The tube opening with a diameter of 10.1 mm contained an annular recess with a diameter of 11.0 mm and a depth of 5.0 mm. The taper of the bottom surface was achieved with a specially sharpened drill. The angle of inclination of the generatrix of the conical surface to the axis of the hole in the tool was 30 degrees.

Трубу устанавливали в трубное отверстие с выступанием ее торца над поверхностью трубной решетки в пределах 7,5 мм.The pipe was installed in the pipe hole with the protrusion of its end above the surface of the tube sheet within 7.5 mm.

Предварительное закрепление трубы в трубном отверстии выполняли ступенчатым пуансоном, максимальный диаметр которого составлял 9,2 мм.Preliminary fastening of the pipe in the pipe hole was performed by a stepped punch, the maximum diameter of which was 9.2 mm.

В качестве деформирующего оборудования использовали универсальный производственный комплекс, разработанный на ООО «Ремонтно-механический завод» НК ЮКОС. Силовое воздействие при раздаче конца трубы ограничивалось в 10 КН.As a deforming equipment used a universal production complex developed at LLC Repair and Mechanical Plant NK Yukos. The force impact during the distribution of the pipe end was limited to 10 KN.

Формирование утолщения производили на том же оборудовании с применением ступенчатого пуансона, малый диаметр которого составлял 7,0 мм.Thickening was formed on the same equipment using a stepped punch with a small diameter of 7.0 mm.

Окончательное закрепление тонкостенной трубы в трубном отверстии выполняли на упомянутом производственном комплексе с применением смазки и конического однозубого дорна, максимальный диаметр которого был равен 8.0 мм.The final fastening of the thin-walled pipe in the pipe hole was performed at the mentioned production complex using grease and a conical single-tooth mandrel, the maximum diameter of which was 8.0 mm.

Технологическая оснастка для закрепления труб в трубных отверстиях изготавливалась из инструментальной стали У8А с твердостью после закалки HRC не менее 56 единиц и точностью исполнительных размеров по 9-му квалитету.The tooling for securing pipes in pipe holes was made of U8A tool steel with a hardness after hardening of HRC of at least 56 units and an accuracy of executive dimensions of the 9th grade.

Установлено, что образование неразъемных соединений тонкостенных труб с трубными решетками в две стадии (предварительное и окончательное закрепления) в сочетании с пластическим охватом стенкой трубы кольцевого пояска трубного отверстия обеспечивает гарантированные повышенные служебные характеристики соединений; устраняет какую-либо дефектность, влияющую на эксплуатацию трубного пучка.It has been established that the formation of one-piece connections of thin-walled pipes with tube sheets in two stages (preliminary and final fastening) in combination with plastic coverage of the annular belt of the pipe hole by the pipe wall ensures guaranteed increased service characteristics of the joints; eliminates any defect affecting the operation of the tube bundle.

Испытаниями на выдергивание трубы из трубной решетки подтверждены повышенные прочностные характеристики неразъемных соединений (разрушение имело место вне закрепления - по исходному диаметру трубы).Tests for pulling the pipe out of the tube sheet confirmed the increased strength characteristics of one-piece joints (failure took place outside the fastening - according to the initial diameter of the pipe).

Плотность соединений в сочетании с высокой коррозионной стойкостью обеспечили 100% их пригодность требованиям производства.The density of the compounds combined with high corrosion resistance ensured 100% their suitability for production requirements.

Изобретение применимо при изготовлении трубных пучков теплообменных аппаратов нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой и других отраслей промышленности.The invention is applicable in the manufacture of tube bundles of heat exchangers for oil refining, petrochemical, gas and other industries.

Claims (1)

Способ закрепления труб в трубных решетках, включающий установку трубы в трубное отверстие трубной решетки, имеющее кольцевую выемку, с выступанием торца трубы над лицевой поверхностью трубной решетки, фиксацию трубы от возможных перемещений и последующие предварительное и окончательное закрепления трубы в трубном отверстии, отличающийся тем, что используют трубу, длина которой превышает требуемую, материал трубы на ее концах подвергают термообработке для повышения пластических свойств, предварительное закрепление трубы в отверстии трубной решетки осуществляют путем размещения на выступающем конце трубы кольца с диаметром отверстия, равным диаметру кольцевой выемки трубной решетки, введения в трубу со стороны ее свободного конца оправки и раздачи выступающего из трубной решетки конца трубы до диаметра кольцевой выемки с пластическим деформированием материала трубы относительно кромки кольцевой выемки и получением калиброванного участка, последующего удаления оправки и приложения осевого сжимающего усилия к торцу калиброванного участка трубы с формированием на ней утолщения, диаметр отверстия которого меньше исходного диаметра отверстия трубы, затем осуществляют окончательное закрепление трубы в трубном отверстии трубной решетки путем дорнования утолщения с обеспечением пластического течения материала трубы из утолщения в направлении тыльной кромки трубного отверстия до получения диаметра отверстия в утолщении, равного исходному диаметру отверстия трубы, и охватывания материалом трубы тыльной кромки трубного отверстия.A method of securing pipes in a tube sheet, including installing a pipe in a tube hole of a tube sheet having an annular recess, with a protruding end of the pipe above the front surface of the tube sheet, fixing the pipe from possible movements and subsequent preliminary and final fixing of the pipe in the pipe hole, characterized in that use a pipe whose length exceeds the required, the pipe material at its ends is subjected to heat treatment to increase plastic properties, preliminary fixing the pipe in the hole the tube sheet is carried out by placing a ring with a hole diameter equal to the diameter of the annular recess of the tube sheet on the protruding end of the pipe, introducing the mandrel into the pipe from the side of its free end and distributing the pipe end protruding from the tube sheet to the diameter of the ring recess with plastic deformation of the pipe material relative to the edge of the ring excavation and obtaining a calibrated section, the subsequent removal of the mandrel and the application of axial compressive force to the end of the calibrated section of the pipe with the formation there are thickenings, the hole diameter of which is smaller than the initial diameter of the pipe hole, then the pipe is finally fixed in the pipe hole of the tube sheet by burning out the thickening with plastic flow of the pipe material from the thickening in the direction of the rear edge of the pipe hole to obtain a hole diameter in the thickening equal to the initial diameter pipe holes, and covering the pipe material with the rear edge of the pipe hole.
RU2005136349/02A 2005-11-22 2005-11-22 Tube to tube walls securing method RU2291753C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005136349/02A RU2291753C1 (en) 2005-11-22 2005-11-22 Tube to tube walls securing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005136349/02A RU2291753C1 (en) 2005-11-22 2005-11-22 Tube to tube walls securing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2291753C1 true RU2291753C1 (en) 2007-01-20

Family

ID=37774629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005136349/02A RU2291753C1 (en) 2005-11-22 2005-11-22 Tube to tube walls securing method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2291753C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2586176C2 (en) * 2014-09-10 2016-06-10 Акционерное общество "Научно-производственная корпорация" Уралвагонзавод" имени Ф.Э. Дзержинского" Method of joining pipes with tube plates and device therefor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2586176C2 (en) * 2014-09-10 2016-06-10 Акционерное общество "Научно-производственная корпорация" Уралвагонзавод" имени Ф.Э. Дзержинского" Method of joining pipes with tube plates and device therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5420116B1 (en) Method for forming face portion of poppet valve and poppet valve having face portion by this forming method
RU2291753C1 (en) Tube to tube walls securing method
RU2524461C2 (en) Jointing of pipes with steam generator manifold
JP5198366B2 (en) Manufacturing method of steel pipe for threaded piping
CN113474099B (en) Metal pipe and method for manufacturing metal pipe
RU2182055C2 (en) Method for securing tubes to tube plates
RU2198051C2 (en) Method for combination fastening of tubes in tube walls
RU2251465C2 (en) Stud production method
RU2291752C2 (en) Tube to tube walls securing method
RU2317173C2 (en) Tubes with shaped end portions making method
JP2016199887A (en) Method of manufacturing joint fitting for segment, and joint fitting for segment
RU2212300C2 (en) Method for securing of pins in tubular coils of heat-exchanger unit
RU2238165C2 (en) Method for securing tubes to tube plates
RU2212301C2 (en) Method for securing of pins in heat-exchange unit tubular coils
JP7493737B1 (en) Manufacturing method of half pipe joint
RU2239508C2 (en) Method for securing tubes to tube plates
RU2254949C1 (en) Method of making dowel joints for tubes
RU2385199C2 (en) Method to produce heat exchange tubes with shaped tips
JP3872742B2 (en) UOE steel pipe manufacturing method with excellent formability
RU2300451C2 (en) Method for forming butt welded seams on tubes
RU2202429C2 (en) Method for combination securing of tubes to tube plates
RU2254950C1 (en) Method for making dowel joints of tubes
RU2177851C2 (en) Method for securing tubes in tube plates
RU2174889C2 (en) Method for securing tubes to tube plates
RU2198052C2 (en) Method for making tubes with shaped outer ends

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081123