RU2776894C1 - Method for fixing pipes in the tube grids of heat exchangers and a tool for its implementation - Google Patents

Method for fixing pipes in the tube grids of heat exchangers and a tool for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2776894C1
RU2776894C1 RU2021119891A RU2021119891A RU2776894C1 RU 2776894 C1 RU2776894 C1 RU 2776894C1 RU 2021119891 A RU2021119891 A RU 2021119891A RU 2021119891 A RU2021119891 A RU 2021119891A RU 2776894 C1 RU2776894 C1 RU 2776894C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
tool
spindle
pipes
expanded
Prior art date
Application number
RU2021119891A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Петрович Санников
Александр Владимирович Санников
Сергей Георгиевич Чулкин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2776894C1 publication Critical patent/RU2776894C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: heat engineering.
SUBSTANCE: invention relates to heat engineering and can be used for fixing pipes in the tube grids of shell-and-tube heat exchangers. In the rounding machine, a cylindrical expansion roller is fixed, having a body, a spindle and rollers, and a preliminary expansion of the pipe section is performed. After reaching the set torque value, the expansion roller is removed from the pipe, the inner diameter of the pipe is measured on the expanded section with this taken into account, a tool is prepared for continuous expanding of the pipe in the form of a tape-screw cone expansion roller. The tool contains a conical body with windows, a spindle with a nut, washer and shank, on which the adjusting washers and rollers are placed. The mentioned tool is installed in a pre-expanded section of the pipe, connected to a rounding machine. The drive of its rotation and the supply of cooling emulsion are turned on and the pipe is expanded to the entire thickness of the pipe grid in one pass of the tool.
EFFECT: as a result, the technological capabilities of the method are expanded, the quality of the obtained compounds is improved and the wear resistance of the tool is increased.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к технологии закрепления труб в трубных решетках теплообменных аппаратов толщиной не менее 4-кратного диаметра закрепляемых труб, то есть в толстых решетках.The invention relates to heat engineering, in particular to the technology of fixing pipes in tube sheets of heat exchangers with a thickness of at least 4 times the diameter of the pipes being fixed, that is, in thick lattices.

Из всех известных способов соединения труб и трубных решеток наиболее производительными считаются импульсные, к которым относятся способы крепления труб взрывом и электрогидроимпульсный способ, основанные на использовании энергии взрывной волны при взрыве пороха в замкнутом объеме или при мгновенном испарении проволочки внутри патрона с жидкостью. Однако существуют серьезные недостатки ограничивающие их практическое применение, а именно:Of all the known methods for connecting pipes and tube sheets, the most productive are pulsed, which include methods for attaching pipes by explosion and an electrohydropulse method based on the use of blast wave energy during the explosion of gunpowder in a closed volume or during the instantaneous evaporation of a wire inside a cartridge with liquid. However, there are serious drawbacks that limit their practical application, namely:

- при использовании способа крепления труб взрывом (А.И. Луковкин, В.А. Семенов. Технология закрепления труб в теплообменных аппаратах и котлах методом взрыва. Л.: ЛДНТП, 1968 - 28 с. ) энергия взрывной волны не обеспечивает стабильного качества соединения, так как взрыв оказывает негативное воздействие на внутреннюю структуру трубы и часто приводит к появлению продольных трещин на внутренней поверхности закрепляемой трубы; кроме того, для проведения взрывных работ требуется специально оборудованное помещение;- when using the method of fastening pipes by explosion (A.I. Lukovkin, V.A. Semenov. Technology of fastening pipes in heat exchangers and boilers by explosion. L .: LDNTP, 1968 - 28 p.), the energy of the blast wave does not provide a stable connection quality , since the explosion has a negative effect on the internal structure of the pipe and often leads to the appearance of longitudinal cracks on the inner surface of the pipe being fixed; in addition, a specially equipped room is required for blasting;

- при использовании способа раздачи труб гидростатическим давлением, который применяется в основном при закреплении труб малых диаметров 20-25 мм, (Б.Я. Мазуровский, В С. Козловский, В.В. Бунеева. Технология судостроения, Электрогидравлическая развальцовка труб в трубных решетках теплообменных аппаратов. 1973, №8, с. 17-20), внутри закрепляемого конца трубы создается давление жидкости величиной до 3500 кг/см. Главным недостатком этого способа является его дороговизна, связанная с необходимостью применения калиброванных труб, а также с необходимостью изготовления точных отверстий в трубной решетке, обеспечивающих минимальные исходные зазоры в соединениях.- when using the method of expanding pipes with hydrostatic pressure, which is mainly used when fixing pipes of small diameters of 20-25 mm, (B.Ya. Mazurovsky, V.S. Kozlovsky, V.V. Buneeva. Shipbuilding technology, Electrohydraulic expansion of pipes in tube sheets heat exchangers, 1973, No. 8, pp. 17-20), a liquid pressure of up to 3500 kg/cm is created inside the fixed end of the pipe. The main disadvantage of this method is its high cost, associated with the need to use calibrated pipes, as well as the need to make accurate holes in the tube sheet, providing minimal initial gaps in the joints.

Кроме того, гидростатический способ является предварительным, поскольку деформация трубы осуществляется лишь до «выбора» зазора между трубой и отверстием, что не обеспечивает возникновения в соединении необходимых для герметичности и прочности контактных давлений. После раздачи труб гидростатическим давлением обычно производится «подвальцовка» труб механической роликовой вальцовкой двумя «поясами»: у наружной поверхности трубной решетки и в районе выхода трубы в теплообменную полость.In addition, the hydrostatic method is preliminary, since the deformation of the pipe is carried out only until the “selection” of the gap between the pipe and the hole, which does not ensure the occurrence in the connection of the contact pressures necessary for tightness and strength. After the pipes are expanded by hydrostatic pressure, the pipes are usually “rolled” by mechanical roller rolling in two “belts”: at the outer surface of the tube sheet and in the area where the pipe exits into the heat exchange cavity.

В настоящее время самым распространенным способом крепления труб в толстых трубных решетках является способ «пошаговой» развальцовки концов труб, при котором трубы, установленные в трубную решетку, предварительно закрепляют сваркой, затем - регулируемым по длине инструментом - вальцовками «СР». При этом развальцовка каждой трубы производится последовательно, отдельными «шагами» («поясами»), с взаимным перекрытием «поясов» в 4-6 мм. В каталоге СПбГМТУ НИТЛ (https://nitl.ru/catalog/valcovki_razlichnyh_serij/valcovki_serii_sr) проиллюстрирована технология этого способа, при котором сначала все трубы в трубной решетке развальцовывают первым «поясом», затем перемещают упор на резьбовом участке корпуса вальцовки для перенастройки инструмента на следующий «шаг» и развальцовывают все трубы вторым «шагом», и так далее, до тех пор, пока все трубы не будут развальцованы на всей толщине трубной решетки. В зависимости от толщины решетки и длины рабочих роликов вальцовки, «поясов» закрепления («шагов») может быть от 2-х до 20 и более.Currently, the most common method of fastening pipes in thick tube sheets is the method of “step-by-step” flaring of the ends of the pipes, in which the pipes installed in the tube sheet are preliminarily fixed by welding, then - with a length-adjustable tool - by rolling "CP". In this case, the flaring of each pipe is carried out sequentially, in separate "steps" ("belts"), with mutual overlapping of the "belts" of 4-6 mm. The SPbGMTU NITL catalog (https://nitl.ru/catalog/valcovki_razlichnyh_serij/valcovki_serii_sr) illustrates the technology of this method, in which, first, all pipes in the tube sheet are expanded with the first “belt”, then the stop on the threaded section of the rolling body is moved to reconfigure the tool to the next "step" and expand all the pipes with the second "step", and so on, until all the pipes are expanded over the entire thickness of the tube sheet. Depending on the thickness of the grating and the length of the rolling rollers, the “belts” of fastening (“steps”) can be from 2 to 20 or more.

Достоинством «пошагового» способа закрепления является тот факт, что развальцовка каждого «пояса» производится приводом с контролем величины крутящего момента, что, в свою очередь, обеспечивает в каждом «поясе» одинаковую (оптимальную) величину контактных давлений и, следовательно, высокое качество получаемых вальцованных соединений.The advantage of the “step-by-step” method of fastening is the fact that the flaring of each “belt” is performed by a drive with torque control, which, in turn, ensures the same (optimal) value of contact pressures in each “belt” and, therefore, high quality of the obtained rolled joints.

К недостаткам описанного способа следует отнести длительность процесса закрепления труб в трубной решетке, связанную с непроизводительными затратами времени на извлечение вальцовки из трубы, перенастройку вальцовки на другую глубину вальцевания каждого «пояса», остановку и переключение привода с прямого вращения на реверс.Очевидно, чем толще трубная решетка, тем больше нужно выполнить «шагов», и тем больше непроизводительные затраты времени.The disadvantages of the described method include the duration of the process of fixing pipes in the tube sheet, associated with unproductive time spent on removing the rolling from the pipe, reconfiguring the rolling to a different rolling depth of each "belt", stopping and switching the drive from direct rotation to reverse. Obviously, the thicker tubesheet, the more “steps” to complete, and the more time wasted.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу закрепления труб в трубной решетке является способ непрерывной развальцовки, который впервые был применен в середине 1960-х годов при изготовлении теплообменных аппаратов с толстыми трубными решетками. При этом способе развальцовку трубы осуществляют за один проход инструмента на всю толщину трубной решетки (Юзик С.И. Технология судостроения, Ленточно-винтовой метод развальцовки труб. 1966, №7).The closest technical solution to the proposed method of fixing pipes in a tube sheet is the method of continuous expansion, which was first used in the mid-1960s in the manufacture of heat exchangers with thick tube sheets. With this method, pipe expansion is carried out in one pass of the tool for the entire thickness of the tube sheet (Yuzik S.I. Shipbuilding technology, Tape-screw method of pipe expansion. 1966, No. 7).

Способ получил название ленточно-винтового, так как концы роликов в инструменте - труборасширителе в процессе обкатывания трубы и его одновременного перемещения в осевом направлении оставляют на внутренней поверхности трубы след в виде узкой винтовой ленточки.The method was called tape-screw, since the ends of the rollers in the tool - pipe expander in the process of rolling the pipe and its simultaneous movement in the axial direction leave a mark in the form of a narrow screw ribbon on the inner surface of the pipe.

Недостатком способа является низкая износостойкость корпуса и роликов труборасширителя, связанная с кинематической схемой передачи вращения, при которой вращение от привода роликам передается не веретеном, а корпусом труборасширителя. Такая схема требует увеличенного крутящего момента (по сравнению с классической цилиндрической вальцовкой - более, чем в 3 раза), что может привести к скручиванию корпуса в районе окон, а также к взаимному интенсивному износу роликов и боковых поверхностей окон корпуса.The disadvantage of this method is the low wear resistance of the body and the expander rollers associated with the kinematic scheme of rotation transmission, in which the rotation from the drive to the rollers is transmitted not by the spindle, but by the expander body. Such a scheme requires an increased torque (more than 3 times compared to classical cylindrical rolling), which can lead to twisting of the body in the window area, as well as to mutual intense wear of the rollers and side surfaces of the body windows.

В Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете разработан комбинированный способ развальцовки труб в толстых трубчатых решетках с применением классической цилиндрической и конусной ленточно-винтовой вальцовок. Техническим результатом использования способа является уменьшение непроизводительных затрат времени развальцовки труб в толстых трубных решетках, расширение технологических возможностей (способность развальцовывать толстостенные трубы малых диаметров в трубных решетках практически любой толщины), повышение качества вальцованных соединений и повышение износостойкости инструмента, используемого при реализации предложенного способа.St. Petersburg State Marine Technical University has developed a combined method for expanding pipes in thick tubular grids using classical cylindrical and tapered tape-screw expanding. The technical result of using the method is to reduce unproductive time of expanding pipes in thick tube sheets, expanding technological capabilities (the ability to expand thick-walled pipes of small diameters in tube sheets of almost any thickness), improving the quality of expanded joints and increasing the wear resistance of the tool used in the implementation of the proposed method.

Для достижения указанного результата предлагаемый способ вальцовки осуществляют следующим образом. Сначала производят предварительную развальцовку трубы одним «поясом» глубиной L стандартной цилиндрической роликовой вальцовкой с использованием привода с контролем величины крутящего момента, что обеспечивает создание между трубой и трубной решеткой оптимальных контактных давлений, отвечающих за герметичность и прочность соединения. После развальцовки замеряют значение диаметра Dp, до которого требуется развальцевать трубу по всей толщине трубной решетки. Для этого подготавливают инструмент для одноходовой вальцовки, корректируя количество регулировочных шайб на веретене так, чтобы обеспечить получение требуемого диаметра Dp. Далее производят развальцовку трубы на всю толщину трубной решетки.To achieve this result, the proposed method of rolling is carried out as follows. First, the pipe is pre-flared with one "belt" of depth L by a standard cylindrical roller expanding using a drive with torque control, which ensures the creation of optimal contact pressures between the pipe and the tube sheet, which are responsible for the tightness and strength of the joint. After flaring, the value of the diameter Dp is measured, to which it is required to flare the pipe over the entire thickness of the tube sheet. To do this, prepare the tool for one-way rolling by adjusting the number of adjusting washers on the spindle so as to ensure that the required diameter Dp is obtained. Further, the pipe is expanded for the entire thickness of the tube sheet.

Предлагаемый способ закрепления труб в толстых трубных решетках вследствие точного определения диаметра развальцовки в каждом конкретном случае обеспечивает высокую прочность и герметичность соединений.The proposed method for fixing pipes in thick tube sheets, due to the precise determination of the flaring diameter in each specific case, ensures high strength and tightness of the joints.

На практике способ осуществляется в следующей последовательности: настраивают стандартную цилиндрическую вальцовку на требуемую глубину L «пояса» предварительного вальцевания, соединяют веретено с вальцовочной машиной, затем, переместив корпус вальцовки в сторону тонкой части веретена, вставляют вальцовку до упора в торец трубы, перемещают веретено до контакта с роликами, включают машину на прямое вращение (по часовой стрелке), развальцовывают трубу одним «поясом» до остановки привода после достижения установленной величины крутящего момента и после окончания процесса развальцовки переключают машину на реверс, затем извлекают вальцовку из трубы и замеряют значение диаметра Dp, до которого требуется развальцевать трубу по всей толщине трубной решетки; далее подготавливают инструмент вальцовку под этот диаметр, корректируя количество регулировочных шайб на веретене вальцовки и, так как рабочий участок веретена конической формы, то увеличение количества регулировочных шайб уменьшает диаметр выхода роликов и соответственно уменьшает получаемый внутренний диаметр после развальцовки, а уменьшение количества регулировочных шайб увеличивает диаметр выхода роликов. Затем устанавливают инструмент в развальцованный предварительно участок, присоединяют его к вальцовочной машине, включают подачу смазочно-охлаждающей эмульсии (СОЖ) в зону развальцовки и включают вальцовочный привод на прямое вращения, развальцовывая трубу на всю толщину трубной решетки, затем выключают СОЖ, переключают привод на реверс и извлекают инструмент из трубы.In practice, the method is carried out in the following sequence: a standard cylindrical rolling is adjusted to the required depth L of the “belt” of preliminary rolling, the spindle is connected to the rolling machine, then, having moved the rolling body towards the thin part of the spindle, the rolling is inserted all the way into the end of the pipe, the spindle is moved to contact with the rollers, turn on the machine for direct rotation (clockwise), expand the pipe with one “belt” until the drive stops, after reaching the set torque value and after the end of the flaring process, switch the machine to reverse, then remove the flaring from the pipe and measure the value of the diameter Dp , up to which it is required to expand the pipe over the entire thickness of the tube sheet; further, the rolling tool is prepared for this diameter by adjusting the number of shims on the rolling spindle and, since the working section of the spindle is conical, an increase in the number of shims reduces the diameter of the exit of the rollers and, accordingly, reduces the resulting inner diameter after flaring, and a decrease in the number of shims increases the diameter roller output. Then the tool is installed in the pre-flared section, attached to the expanding machine, the supply of cutting oil (coolant) to the expanding zone is turned on and the expanding drive is turned on for direct rotation, expanding the pipe for the entire thickness of the tube sheet, then the coolant is turned off, the drive is switched to reverse and remove the tool from the pipe.

Таким образом, имея на каждой трубе участок, развальцованный с контролем величины крутящего момента, можно достаточно быстро подобрать для этой трубы инструмент - вальцовку для требуемого диаметра развальцовки, необходимого для последующей радиальной раздачи трубы за один проход.Thus, having a section on each pipe flared with a control of the torque value, it is possible to quickly select a tool for this pipe - a flaring tool for the required flaring diameter, necessary for the subsequent radial expansion of the pipe in one pass.

Существует достаточно большой выбор инструментов - стандартных цилиндрических вальцовок и труборасширителей, выпускаемых отечественными и зарубежными фирмами, например, Krais (Польша) - вальцовка серии 800, Maus Italia (Италия) -вальцовка серии R, СПбГМТУ НИТЛ - вальцовка серии Р, которые можно использовать как для «пошаговой», в случае толстых решеток, так и для развальцовки труб одним «поясом».There is a fairly large selection of tools - standard cylindrical expanders and expanders manufactured by domestic and foreign companies, for example, Krais (Poland) - series 800 rolling, Maus Italia (Italy) - series R, SPbGMTU NITL - series R, which can be used as for "step-by-step", in the case of thick gratings, and for expanding pipes with one "belt".

Известен также ленточно-винтовой труборасширитель, применяемый для реализации ленточно-винтового способа развальцовки труб (Юзик С.И. Технология судостроения, Ленточно-винтовой метод развальцовки труб. 1966, №7), в корпусе которого выполнен сквозной осевой канал, в котором размещены толкатель, шток с нониусом и переходник для фиксирования штока в заданном положении и ограничения перемещения толкателя, сменная втулка для регулирования глубины захода инструмента в трубу, а также в корпусе, который является приводным элементом, выполнены окна, которые боковыми стенками передают вращение установленными в них роликам, в свою очередь опирающихся на «плавающее» веретено.Also known is a tape-screw pipe expander used to implement the tape-screw method of expanding pipes (Yuzik S.I. Shipbuilding technology, Tape-screw method of expanding pipes. 1966, No. 7), in the body of which a through axial channel is made, in which a pusher is placed , a rod with a vernier and an adapter for fixing the rod in a given position and limiting the movement of the pusher, a replaceable sleeve for adjusting the depth of entry of the tool into the pipe, as well as in the body, which is the drive element, there are windows that transmit rotation to the rollers installed in them by the side walls, in turn resting on a "floating" spindle.

Взаимное расположение роликов и веретена в процессе работы инструмента-прототипа определялось муфтой предельного момента, входившей в устройство труборасширителя. Муфта в начале процесса развальцовки автоматически «настраивает» инструмент на нужную величину раздачи трубы. Этот инструмент применялся в период с 1960 по 1980 годы на некоторых отечественных предприятиях для развальцовки труб ленточно-винтовым способом в трубных решетках толщиной до 200 мм. Причина, по которой труборасширители перестали применяться, это их конструктивная сложность, которая делает их дорогими в изготовлении, снижает надежность и износоустойчивость при эксплуатации.The mutual arrangement of the rollers and the spindle during the operation of the prototype tool was determined by the limiting torque clutch, which was part of the expander device. The coupling at the beginning of the flaring process automatically "adjusts" the tool to the desired amount of expansion of the pipe. This tool was used in the period from 1960 to 1980 at some domestic enterprises for expanding pipes using the tape-screw method in tube sheets up to 200 mm thick. The reason why pipe expanders have ceased to be used is their design complexity, which makes them expensive to manufacture, reduces reliability and wear resistance during operation.

Для реализации вышеизложенного способа закрепления труб в толстых трубных решетках теплообменных аппаратов развальцовки труб требовался более простой и надежный инструмент и в Санкт-Петербургском Государственном Морском Техническом Университете был разработан такой инструмент - ленточно-винтовая конусная вальцовка «ЛВК», техническим результатом разработки которой является оптимизация конструкции вальцовки, надежность и удобство в эксплуатации, повышение износоустойчивости.To implement the above method of fixing pipes in thick tube sheets of heat exchangers for expanding pipes, a simpler and more reliable tool was required, and such a tool was developed at the St. rolling, reliability and ease of use, increased wear resistance.

Для достижения технического результата корпус ЛВК вальцовки выполнен конической формы с окнами для размещения роликов, которые взаимодействуют с расположенным внутри корпуса веретеном с регулировочными шайбами и удлинителем соединенным с вальцовочной машиной.To achieve the technical result, the body of the rolling mill is made of a conical shape with windows for placing rollers that interact with the spindle located inside the body with adjusting washers and an extension connected to the rolling machine.

Конструкция ленточно-винтовая конусная вальцовка представлена на чертежах:The design of the tape-screw cone rolling is shown in the drawings:

фиг. 1 - общий вид ЛВК;fig. 1 - general view of the LVK;

фиг. 2 - ЛВК в разрезе;fig. 2 - LVK in the context;

фиг. 3 - ЛВК в процессе работы: а) начала; б) окончания.fig. 3 - LVC in the process of work: a) beginning; b) graduation.

Конструкция ленточно-винтовой конусной вальцовки, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, состоит из корпуса 1, установленного в его сквозном осевом канале веретена 2, гайки 3, шайбы 4, в окнах корпуса 1 установлены ролики 5 удерживаемые от выпадания завальцованными кромками окон, на хвостовике 6 веретена 2 размещены регулировочные шайбы 7 и он соединен удлинителем 8, на конце которого установлен упор 9 для регулирования глубины развальцовки, с вальцовочной машиной (на фиг. не показана).The design of the tape-screw cone rolling, as shown in Fig. 1 and FIG. 2, consists of a body 1 installed in its through axial channel of the spindle 2, nuts 3, washers 4, rollers 5 are installed in the windows of the body 1, kept from falling out by the rolled edges of the windows, adjusting washers 7 are placed on the shank 6 of the spindle 2 and it is connected by an extension cable 8 , at the end of which there is a stop 9 for adjusting the depth of flaring, with a flaring machine (not shown in Fig.).

Угол разворота роликов А составляет 2°30'-6° и определяется в процессе проектирования инструмента-вальцовки ЛВК в зависимости от ее размеров и назначения: развальцовка трубы в трубной решетке, лейнирование - это развальцовка тонкостенного вкладыша в толстостенной трубе, развальцовка конца трубы для соединения с трубой такого же типоразмера и т.д.The angle of rotation of the rollers A is 2°30'-6° and is determined in the process of designing the LVK rolling tool, depending on its size and purpose: pipe expansion in the tube sheet, lining - this is expansion of a thin-walled liner in a thick-walled pipe, with a pipe of the same size, etc.

Работа инструмента - ЛВК (фиг. 3) заключается в следующем: передние концы роликов вводят в трубу (фиг. 3а), сообщают ЛВК вращение по часовой стрелке и, благодаря развороту роликов на некоторый угол по отношению к оси корпуса, вальцовка начинает «затягиваться» в трубу в осевом направлении, последовательно развальцовывая ее на всю толщину трубной решетки за один проход (фиг. 3б).The operation of the tool - LVC (Fig. 3) is as follows: the front ends of the rollers are inserted into the pipe (Fig. 3a), the LVC is rotated clockwise and, due to the turn of the rollers at a certain angle relative to the body axis, the rolling begins to "tighten" into the pipe in the axial direction, sequentially expanding it over the entire thickness of the tube sheet in one pass (Fig. 3b).

Диаметр радиальной раздачи труб при работе вальцовками ЛВК регулируется путем изменения количества регулировочных шайб 7(фиг. 1) на веретене 2. На практике количество регулировочных шайб зависит от величины зазора «S», который измеряют при поджатом веретене ЛВК до упора, в предварительно развальцованном «поясе», между регулировочными шайбами и корпусом вальцовки.The diameter of the radial expansion of the pipes when working with the LVK rolling is regulated by changing the number of shims 7 (Fig. 1) on the spindle 2. In practice, the number of shims depends on the size of the gap "S", which is measured with the LVK spindle pressed to the stop, in the pre-flared " belt", between the adjusting washers and the rolling body.

Если величина зазора «S» попадает в интервал от 0,5t до 1,5t, где t-толщина регулировочной шайбы, то инструмент-вальцовка считается подготовленной для развальцовки трубы на всю толщину решетки. В противном случае следует подбирать вальцовку с другим количеством регулировочных шайб.If the value of the gap "S" falls within the range from 0.5t to 1.5t, where t is the thickness of the adjusting washer, then the expanding tool is considered prepared for expanding the pipe to the full thickness of the grate. Otherwise, you should select a rolling with a different number of shims.

Таким образом сравнивая между собой все рассмотренные выше инструменты - вальцовки «ЛВК», ленточно-винтовые труборасширители и «пошаговые» вальцовки «СР» - можно утверждать, что вальцовки «ЛВК» обладают существенными преимуществами, а именно:Thus, comparing with each other all the tools discussed above - rolling "LVK", tape-screw pipe expanders and "step-by-step" rolling "SR" - it can be argued that rolling "LVK" have significant advantages, namely:

- по сравнению с труборасширителями, вальцовки «ЛВК» значительно проще по конструкции, и значит, более надежны в работе;- in comparison with pipe expanders, LVK expansion joints are much simpler in design, and therefore more reliable in operation;

- технологические возможности у этих вальцовок шире, чем у труборасширителей, за счет того, что приводным элементом в них является веретено, что позволяет передавать роликам больший крутящий момент и, следовательно, развальцовывать трубы с большими толщинами стенок и на большую глубину.- the technological capabilities of these expanders are wider than those of pipe expanders, due to the fact that the drive element in them is a spindle, which allows you to transfer more torque to the rollers and, therefore, expand pipes with large wall thicknesses and to a greater depth.

В производственных условиях вальцовки «ЛВК» были испытаны в 2013 году на предприятии ООО «Уралхиммаш» для закрепления U-образных стальных труб диаметром 19 мм. с толщиной стенки 3,5 мм. в трубной решетке толщиной 500 мм. Испытания показали, что для закрепления одного конца трубы в трубной решетке вальцовкой «ЛВК-12» с помощью пневмопривода с частотой вращения 200 об/мин требуется времени около 4-х минут.Under production conditions, LVK rolling joints were tested in 2013 at Uralkhimmash LLC for fixing U-shaped steel pipes with a diameter of 19 mm. with a wall thickness of 3.5 mm. in a tube sheet 500 mm thick. Tests have shown that it takes about 4 minutes to fix one end of the pipe in the tube sheet by rolling "LVK-12" using a pneumatic drive with a rotation speed of 200 rpm.

Для развальцовки этой же трубы тем же приводом, но «пошаговой» стандартной вальцовкой «СР-12», потребовалось бы сделать 20 «шагов», а на каждый «шаг» затрачивается примерно 1 минута времени.To expand the same pipe with the same drive, but with the “step-by-step” standard rolling “CP-12”, it would take 20 “steps”, and each “step” takes about 1 minute of time.

Кроме того, ленточно-винтовые конусные вальцовки могут использоваться на производстве для лейнирования, т.е. для развальцовки тонкостенных нержавеющих труб внутри толстостенных труб из углеродистой стали с целью защиты последних от коррозии или для восстановления функциональных параметров труб после появления коррозионных дефектов.In addition, tape-screw cone rolls can be used in production for lining, i.e. for expanding thin-walled stainless pipes inside thick-walled carbon steel pipes in order to protect the latter from corrosion or to restore the functional parameters of pipes after the appearance of corrosion defects.

Claims (2)

1. Способ закрепления труб в трубных решетках теплообменных аппаратов, включающий размещение труб в трубной решетке и развальцовку каждой трубы, отличающийся тем, что осуществляют предварительную развальцовку участка каждой трубы, для чего в вальцовочную машину с контролем величины крутящего момента закрепляют цилиндрическую вальцовку, имеющую корпус, веретено и ролики, после достижения установленной величины крутящего момента цилиндрическую вальцовку извлекают из трубы, замеряют внутренний диаметр трубы на предварительно развальцованном участке, с учетом которого подготавливают инструмент для непрерывной развальцовки трубы, при этом в качестве упомянутого инструмента используют ленточно-винтовую конусную вальцовку, содержащую конический корпус с окнами, установленное в корпусе веретено с гайкой и шайбой в передней части и с хвостовиком, на котором размещены регулировочные шайбы, и ролики, расположенные в окнах корпуса под углом к его продольной оси с обеспечением взаимодействия с веретеном, подготовку инструмента для непрерывной развальцовки трубы осуществляют путем корректировки количества регулировочных шайб, после чего упомянутый инструмент для непрерывной развальцовки трубы устанавливают в предварительно развальцованный участок трубы, подсоединяют его к вальцовочной машине, включают ее привод вращения и подачу охлаждающей эмульсии и производят развальцовку трубы на всю толщину трубной решетки за один проход инструмента, затем выключают подачу охлаждающей эмульсии, привод вращения вальцовочной машины переводят на реверс, извлекают инструмент из трубы и путем повторения операций последовательно развальцовывают все трубы в трубной решетке.1. A method for fixing pipes in tube sheets of heat exchangers, including placing pipes in a tube sheet and expanding each pipe, characterized in that a section of each pipe is preliminary expanded, for which purpose a cylindrical expansion having a body, spindle and rollers, after reaching the set torque value, the cylindrical expansion is removed from the pipe, the inner diameter of the pipe is measured in the pre-flared section, taking into account which a tool is prepared for continuous expansion of the pipe, while as the mentioned tool, a tape-screw conical expansion is used, containing a conical a body with windows, a spindle installed in the body with a nut and washer in the front part and with a shank on which shims are placed, and rollers located in the windows of the body at an angle to its longitudinal axis to ensure interaction with the shaft ten, the preparation of the tool for continuous expansion of the pipe is carried out by adjusting the number of shims, after which the said tool for continuous expansion of the pipe is installed in the previously expanded pipe section, connected to the expanding machine, its rotation drive is turned on and the supply of the cooling emulsion is performed, and the pipe is expanded for the entire the thickness of the tube sheet in one pass of the tool, then the supply of the cooling emulsion is turned off, the rotation drive of the rolling machine is reversed, the tool is removed from the pipe and, by repeating the operations, all the pipes in the tube sheet are expanded in sequence. 2. Инструмент для закрепления труб в трубных решетках теплообменных аппаратов способом по п. 1, характеризующийся тем, что он выполнен в виде ленточно-винтовой конусной вальцовки, содержащей конический корпус с окнами, установленное в корпусе веретено с гайкой и шайбой в передней части и с хвостовиком, на котором размещены регулировочные шайбы, и ролики, расположенные в окнах корпуса под углом к его продольной оси с обеспечением взаимодействия с веретеном, при этом хвостовик веретена выполнен с возможностью соединения с вальцовочной машиной посредством удлинителя с установленным на нем упором для регулирования глубины развальцовки.2. A tool for fixing pipes in tube sheets of heat exchangers by the method according to claim 1, characterized in that it is made in the form of a tape-screw conical rolling, containing a conical body with windows, a spindle installed in the body with a nut and washer in the front part and with a shank on which shims are placed, and rollers located in the housing windows at an angle to its longitudinal axis to ensure interaction with the spindle, while the shank of the spindle is configured to be connected to the rolling machine by means of an extension with a stop mounted on it to control the flaring depth.
RU2021119891A 2021-07-06 Method for fixing pipes in the tube grids of heat exchangers and a tool for its implementation RU2776894C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2776894C1 true RU2776894C1 (en) 2022-07-28

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU721190A2 (en) * 1977-08-23 1980-03-15 Bozhko Leonid F Tube expanding apparatus
SU764794A1 (en) * 1976-11-15 1980-09-23 За витель Device for beading-out tubes
US4730473A (en) * 1985-08-13 1988-03-15 L. & C. Steinmuller Gmbh Method and apparatus for rolling tubes
RU2174888C2 (en) * 1999-11-02 2001-10-20 Самарский государственный аэрокосмический университет им. акад. С.П. Королева Method for securing tubes to tube plates
WO2008010427A1 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Pipe expanding method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU764794A1 (en) * 1976-11-15 1980-09-23 За витель Device for beading-out tubes
SU721190A2 (en) * 1977-08-23 1980-03-15 Bozhko Leonid F Tube expanding apparatus
US4730473A (en) * 1985-08-13 1988-03-15 L. & C. Steinmuller Gmbh Method and apparatus for rolling tubes
RU2174888C2 (en) * 1999-11-02 2001-10-20 Самарский государственный аэрокосмический университет им. акад. С.П. Королева Method for securing tubes to tube plates
WO2008010427A1 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Pipe expanding method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4983053B2 (en) Mechanical expander and method for producing seamless steel pipe
US4006619A (en) Tube expander utilizing hydraulically actuated pistons
US4567631A (en) Method for installing tubes in tube sheets
US3434194A (en) Method of forming joint between tube and fitting
WO1996004503A1 (en) Plug assembly
RU2776894C1 (en) Method for fixing pipes in the tube grids of heat exchangers and a tool for its implementation
US4694549A (en) Method for remotely replacing tube ends in a heat exchanger
US20070246935A1 (en) Male Element for a Sealed Threaded Tubular Connection
US2409219A (en) Tube expanding
SE427991B (en) VIEW TO MECHANICALLY REMOVE TENSION TENSIONS IN A PIPE, PREVIOUSLY APPLIED IN A BURNING IN A WALL THROUGH INTERNAL SELECTION OF THE PIPE
US2375235A (en) Apparatus for tube expanding
AU620814B2 (en) Method of apparatus for expanding and sealing a sleeve into a surrounding tube
US4154464A (en) Tube holding means in a heat exchanger
CN210877178U (en) Bulging tool for isolation tube of high-pressure cooler
US2835307A (en) Tube expander with rotary work engaging members
US2772716A (en) Tube-expanding tool
CN113305223B (en) Optimized reamer-based method and device for installing single-step heat exchanger grating
RU2251465C2 (en) Stud production method
US3882595A (en) Method of producing seamless tubing
RU2165325C2 (en) Method of tube attachment in tube plates
RU2752718C1 (en) Method for fastening heat exchange tubes in chamber-type high-pressure pre-heaters
RU2649598C1 (en) Water-cooled mandrel of the piercing mill
CN115740239A (en) Integral diameter expanding device and method for spiral welded pipe
SU952403A2 (en) Apparatus for winding spiral
SU277711A1 (en) ROLL FOR PIPES