SU1140916A1 - Способ приварки труб к трубным решеткам - Google Patents

Abstract

СПОСОВ ПРИВАРКИ ТРУБ К ТРУБНЫМ РЕШЕТКАМ, включающий размещение трубы с заглублением в отверсти х трубной решетки и выполнение сварки сварочной дугой, п тно которой смещают на тело трубной решетки, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  качества сварного соединени , отверсти  со стороны наружной поверхности трубных решеток выполн ют конусными, трубы размещают в отверсти х и раздают их до соприкосновени  с конусной поверхностью отверстий, после чего растачивают отверсти  со стороны наружной поверхности трубных рещеток на цилиндр на глубину, равную квуч толщинам стенки трубы, с диаметром, равным максимальному диаметру конусной части отверсти  в трубной решетке, с радиусом перехода от цилиндра к конусу, paBHbiM толщине стенки трубы, после чего приваривают концы труб к труб ной решетке. . / , л 4 О СО О)

Description

1

Изобретение относитс  к сварке плавлением, в частности к способу приварки труб к трубным решеткам, и может найти применение в энергетической , атомной, судостроительной и других отрасл х при изготовлении трубных конструкций, например теплообменных аппаратов с трубной системой .

Известен способ сварки труб с трубными досками, при котором трубу утапливают ниже поверхности трубной решетки 11-.

Недостатком способа сварки  вл етс  низка  работоспособность сварных соединений р процессе эксплуатации сварных конструкций.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ электродуговой приварки труб к трубным решеткам, включающий размещение трубы с заглублением в отверсти х трубной решетки,и выполнение сварки сварочной дугой, п тно которой смещено на тело трубной решетки 21.

Недостатком известного способа  вл етс  его ограниченна  применимость - только дл  сварки Г-образным электродом и при об зательном применении флюсов, св зывающих водород и предупреждающих порообразование . Такие флюсы разработаны только дл  сварки отдельных металлов, что еще более сужает объем использавани способа.Кроме того, многие из флюсо  вл ютс  гигроскопичными, а операци  нанесени  их на вертикальную цилиндрическую поверхность и удержани  на ней весьма сложна технологически . Поглощение флюсом влаги и осыпание его с вертикальных стенок свариваемых деталей сводит на нет преимущества способа.

Цель изобретени  - разработка способа сварки,позвол ющего получат сварные соединени  без дефектов (без пор).

Цель достигаетс  тем, что согласно способу приварки труб к трубным решеткам, включающему размещение трубы с заглублением в отверсти х трубной решетки и выполнение сварки сварочной дугой, п тно которой смещают на тело трубной решетки, отверсти  со стороны наружной поверхности трубных решеток выполн ют конусными , трубы.размещают в отверсти х

409162

и раздают их до соприкосновени  с KOHycHoii поверхностью отверстий, после чего растачивают отверсти  со стороны наружной поверхности 5 трубных решеток на цилиндр на глу . бину, равную двум толщинам стенки трубы, с диаметром, равным максимальному диаметру конусной части отверсти  в трубной решетке, с радиусом

О перехода от цилиндра к конусу, равным толщине стенки трубы, после чего приваривают концы труб к трубной решетке .

Расточка отверстий на глубину

5 одной- двух толщин стенки трубы производитс  с целью удалени  загр знений , попавших в верхнюю часть зазора при раздаче трубы, а так же дл  получени  цилиндрической поверхности на теле трубной решетки, на которую можно сместить при сварке п тно сварочной дуги. Этим технологическим приемом удаетс  оптимальным способом распределить тепло

5 дуги между свариваемыми детал ми: массивной трубной решеткой и тонкостенной трубой. Глубина расточки на цилиндр определ етс  тем, что после сварки этот участок оказываетс  расплавленным и его прот женность определ ет величину рабочего сечени  шва, а соответственно и работоспособность соединени . Диаметр расточки на цилиндр прин т равным максимальному диаметру конуса наружной стороны трубной реше.тки. Это объ сн етс  тем, что при такой расточке обрйба тываетс  вс  поверхность участка трубной решетки в зоне расплавлени 

Q вьш1е торца трубы.

Если диаметр цилиндра прин ть меньшим максимального диаметра конуса , то в верхней чгсти отверсти  остаетс  необработанной конусна 

, часть поверхности отверсти  в труб;ной решетке, в которой остаетс , .утоненное кольцо концевой части трубы . Таким образом, двойна  поверхность в этой зоне механически необ- .работана, что вызывает по вление дефектов (пор, трещин и т.д.).

Если диаметр цилиндра прин ть большим максимального диаметра конуса , то уменьшаетс  величина перемычки между двум  соседними отверсти ми в трубной решетке, что недопустимо уменьшени  ее жесткости и прочности . Таким образом, оптимальным 3 диаметром umiMFtApa  вл етс  максимальньп диаметр конусной части отве сти  . Дл  улучшени  формировани  сьарного шва и предупреждени  несплавле ни  переход от цилиндрической части и трубной решетке к конусу выполн ю равным толщине стенки трубы, после чего приваривают концы труб к трубной решетке. На фиг..1 представлена сборка трубы с трубной решеткой; на фиг. 2 - соединение после раздачи конца трубы до соприкосновени  ее с конусной поверхностью трубной решетки; на фиг. 3 - то же, после выполнени  цилиндрической расточки; на фиг. 4 - сварное соединение трубы с трубной решеткой. При сварном соединении трубы 1 с трубной решеткой 2 геометрическа  форма поперечного сечени  сварного шва (фиг. 4) обеспечивает его равнопрочноств по отношению к телу трубы. Это достигаетс  смещением п тна сварочной дуги на цилиндричес кую поверхность отверсти  в трубной решетке (выше радиуса R или в его верхней части). Благодар  этому больша  часть тепловой энергии расходуетс  на плавление металла массивной трубной решетки, а меньша  на плавление тонкостенной трубы. В случае отсутстви  цилиндричес кой расточки при малой величине перемычки между отверсти ми трубной решетки невозможно сместить п тно .дуги на требуемую величиину. В процессе раздачи концов труб и во врем  вылеживани  (в период ме ду сборкой и сваркой) на поверхност труб и в верхней части зазоров возможна абсорбци  влаги, сосредоточение загр знений и т.д. С целью их удалени  выполн ют расточку тела трубной решетки (вместе с закреплен ной в ней трубой). Наиболее целесообразной фррмой расточки  вл етс  цилиндрическа  с плавным переходом от тела трубной решетки к трубе. Ди аметр расточки равен максимальному диаметру конуса Пг„дк(фиг. 1) р При цилиндрической расточке п тно дуги можно смещать на тело трубной решет ки и тем самым получ.-ть сварной шов требуемой геометрической формы. Вел чина п тна дуги практически соизмер ма с толщиной стенки трубы cf , по6 этому глубина цилиндрической расточки должна быть не менее величины J. У,читыва , что имеетс  радиус перехода R (1 - 0,5) (J , глубина расточки должна быть увеличена на величину его максимального значени  Rma,; cf . Таким образом, максимальное значение глубины пгроплавлени  прин то равным 2 сГ. Значение глубины должно находитьс  в интервале (1 - 2)сГ . С уменьшением рассто ни  между отверсти ми в трубной решетке ее жесткость и прочность понижаютс . В данном случае это рассто ние на большей прот женности по толщине трубной решетки остаетс  неизменным, а уменьшаетс  только на небольшом рассто нии, не превышающим 2 сГ. Учитыва , что толщина трубных решеток в теплообменных аппаратах, применительно к которым рекомендуетс  предлагаемый спосоЬ, значительно больше толщины стенки трубы (на 1-2 пор дка), такое ослабление практически не сказываетс  на жесткости и прочности решетки. При выполнении цилиндрической расточки и при сварке согласно предлагаемому способу удалось получить оптимальную геометрическую форму входного отверсти , при KOTopoii понижаетс  гидравлическое сопротивление при прохождении жидкости через трубную систему. При этом повьш1аетс  производительность теплообменных аппаратов. Пример. Сварка труб с трубной решеткой выполн етс  в защитной среде аргона неплав щимс  вольфрамовым электродом диаметром 2 мм, (заточенным на конце) без присадки. Сила сварочного тока 50 А, напр жение на дуге 9-10 В (длина дугового промежутка 0,8-1,2 мм), врем  сварки одной трубки диаметром 10-13 мм составл ет 10-15 с. Приваривают 27 труб к трубным решеткам (материал - сплав ПТ-7М). Размер труб 7x0,8 мм, толщина трубной решетки 30 мм. Отверсти  в трубной решетке выполн ют конусными на глубину 14 мм, максимальный диаметр конуса 8,6 мм. Раздача концов производитс  дорном. Обработка на цилийдр осуществл етс  на сверлильном станке сверлом диаметром 8,6 мм, имеющим закругление радиусом 0,8 мм. Результаты контрол  приведены в таблице. Как видно из таблицы, применение предлагаемого способа сварки позволило резко уменьшить количество дефектов , Таким образом, использование пред лагаемого способа сварки по сравнению с известным позвол ет расширить область применени , в том числе дл  сварки тонкостенных труб малых диаметров , способствует уменьшению ве1 6. 6 личины наплыва расплавленного металла внутрь трубы и снижению гидравлического сопротивлени  на входе среды в трубную систему, т.е. повышению гфоизводительности тёплообменного аппарата, кроме того, уменьшению дефектов типа пор, снижению процен:та брака и уменьшению расхода на его ремонт, а также повышению качества сварного соединени , т.е. повьш1ению надежности и долговечности сварных конструкций.

t tiaKC

фиг

Claims (1)

1. СПОСОБ ПРИВАРКИ ТРУБ К ТРУБНЫМ РЕШЕТКАМ, включающий размещение трубы с заглублением в отверстиях трубной решетки и выполнение сварки сварочной дугой, пятно которой смещают на тело трубной решетки, о т- личающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, отверстия со стороны наружной поверхности трубных решеток выполняют конусными, трубы размещают в отверстиях и раздают их до соприкосновения с конусной поверхностью отверстий, после чего растачивают отверстия со стороны наружной поверхности трубных решеток на цилиндр на глубину, равную двум толщинам стенки трубы, с диаметром, равным максимальному диаметру конусной части отверстия в трубной решетке, с радиусом перехода от цилиндра к конусу, равным толщине стенки трубы, после 5 ₍чего приваривают концы труб к трубной решетке.

   фиг. 1