Соединение труб из разнородных металлов

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ...

скачать книгу Соединение труб из разнородных металлов

Основной особенностью этого способа является то, чго сварочное давление выбирают таким, чтобы оно не приводило к макродеформации свариваемых деталей, а производило только деформацию микровыступов на свариваемых поверхностях
...
При этом на сое іиняемьіх поверхностях образуются активные центры взаимо-чепствия за счет выхода на контактную поверхность физических микродефектов в виде дислокаций, вакансий и других дефектов кристаллической решетки свариваемых поверхностей [36]
...
Для того чтобы между свариваемыми металлами после деформации микровыступов и образования физического контакта могли пройти процессы химического взаимодействия, необходимо удалить окисные пленки и различного рода загрязнения
...
В зависимости от природы соединяемых материалов окисные пленки на их свариваемых поверхностях под действием температуры, вакуума и контактного взаимодействия друг с другом могут быть удалены из зоны сварки за счет таких возможных процессов, как диссоциация, растворение, сублимация или восстановление окисной пленки одного из свариваемых металлов другим металлом [36]
...
Конструкция переходников, сваренных по торцама—сварка без прокладки, б—сварка через мягкую прокладку, в—сварка через комбинированную прокладкуРис 41
...
Конструкции переходников с выполнением сварного соединения по конусным поверхностяма—с одинарной конусностью, б—с двойной конусностьюлебания рабочей температуры
...
Трубные заготовки при нагреве также сдавливаются в осевом направлении, только осевое усилие уменьшается пропорционально уменьшению угла конуса таким образом, чтобы нормальное усилие сдавливания свариваемых поверхностей не отличалось от сварочного давления, применяемого для , торцовых соединений
...
Конструкция переходников, сваренных по торцама—сварка без прокладки, б—сварка через мягкую прокладку, в—сварка через комбинированную прокладкуРис 41
...
Конструкции переходников с выполнением сварного соединения по конусным поверхностяма—с одинарной конусностью, б—с двойной конусностьюлебания рабочей температуры
...
Величина остаточных термических напряжений любого биметалла "всегда прямо пропорциональна жесткостям соединяемых металлов, и в случае соединения труб — толщинам стенок этих труб
...
В случае соединения труб по конусным/~~поверхностям гГсварном" соединении толщина стенки каждой трубы плавно изменяется от I номинала до нуля, а следовательно, на тонкую диффузионную про- I слойку, выполняющую роль сварного шва, действие термических напряжений будет также плавно изменяться от нуля до какого-то максимума, располагаемого где-то в середине конусного соединения (если принять жесткости соединяемых труб приблизительно равными)
...
В наиболее уязвимых местах сварного шва, где он контактирует с внешней средой, остаточные термические напряжения ' диффузионной прослойки будут минимальными, что значительно повышает эксплуатационную надежность таких соединений
...
Правда, не надо забывать, что все эти рассуждения относились к тонкой диффузионной прослойке, ответственной за прочность сварного соединения, а не к металлам переходника
...
Безусловно, термические напряжения по краям соединения в каждом металле на заострен- _ ных концах будут максимальными и могут достигать предела текучести
...
Так, например, такая конструкция переходника была использована в свое время американской фирмой «Дженерал электрик» в качестве рабочего варианта в атомном канальном реакторе для соединения циркониевой трубы (циркалой-2) в рабочем канале с трубой из аустенит-ной коррозионно-стойкой стали (сталь 304)
...
Величина остаточных термических напряжений любого биметалла "всегда прямо пропорциональна жесткостям соединяемых металлов, и в случае соединения труб — толщинам стенок этих труб
...
В случае соединения труб по конусным/~~поверхностям гГсварном" соединении толщина стенки каждой трубы плавно изменяется от I номинала до нуля, а следовательно, на тонкую диффузионную про- I слойку, выполняющую роль сварного шва, действие термических напряжений будет также плавно изменяться от нуля до какого-то максимума, располагаемого где-то в середине конусного соединения (если принять жесткости соединяемых труб приблизительно равными)
...
В наиболее уязвимых местах сварного шва, где он контактирует с внешней средой, остаточные термические напряжения ' диффузионной прослойки будут минимальными, что значительно повышает эксплуатационную надежность таких соединений
...
Правда, не надо забывать, что все эти рассуждения относились к тонкой диффузионной прослойке, ответственной за прочность сварного соединения, а не к металлам переходника
...
Безусловно, термические напряжения по краям соединения в каждом металле на заострен- _ ных концах будут максимальными и могут достигать предела текучести
...
Так, например, такая конструкция переходника была использована в свое время американской фирмой «Дженерал электрик» в качестве рабочего варианта в атомном канальном реакторе для соединения циркониевой трубы (циркалой-2) в рабочем канале с трубой из аустенит-ной коррозионно-стойкой стали (сталь 304)
...
Величина остаточных термических напряжений любого биметалла "всегда прямо пропорциональна жесткостям соединяемых металлов, и в случае соединения труб — толщинам стенок этих труб
...
В первом случае наружная охватывающая заготовка переходника должна иметь коэффициент термического расширения меньший, чем охватываемая, а толщина стенок (жесткость) должна быть достаточной, чтобы обеспечить при температуре сварки необходимое сварочное давление
...
Однако расположение снаружи нахлесточного соединения трубы с меньшим коэффициентом термического расширения (хотя это и удобно технологически), допустимо только для тонкостенных труб, толщина стенок которых не превышает 1-—-1,5 мм^ Дело в том, что при охлаждении после сварки такого соединения в сварном шве возникают остаточные термические напряжения, нагружающие сварной шов радиальными растягивающими напряжениями, прямо пропорциональными толщинам сваренных труб
...
Конструкция переходников, сваренных по телескопической схеме:а—переходник с постоянным внутренним диаметром, сваренный из стандартных труб; б—переходник с пере менным внутренним диаметром из точеных заготовок; в—переходник с постоянным внутренним диаметром из точеных заготовок; /, 2, 3—варианты выполнения сварного шва во внутренней торцовой части переходникаВ)Рис
...
Приспособление в виде колец жесткости для создания сварочного давления при | сварке тонкостенных труб:/—наружное кольцо; 2—заготовка переходника; 3—внутреннее кольцо
...
В первом случае наружная охватывающая заготовка переходника должна иметь коэффициент термического расширения меньший, чем охватываемая, а толщина стенок (жесткость) должна быть достаточной, чтобы обеспечить при температуре сварки необходимое сварочное давление
...
Однако расположение снаружи нахлесточного соединения трубы с меньшим коэффициентом термического расширения (хотя это и удобно технологически), допустимо только для тонкостенных труб, толщина стенок которых не превышает 1-—-1,5 мм^ Дело в том, что при охлаждении после сварки такого соединения в сварном шве возникают остаточные термические напряжения, нагружающие сварной шов радиальными растягивающими напряжениями, прямо пропорциональными толщинам сваренных труб
...
Диффузионная сварка большинства ма-1 териалов происходит чаще всего при температуре около 1000° С, а возможная эксплуатация будущего переходника, как правило, не превышает 400° С, поэтому сжимающее усилие наружной трубы внутренней трубой может сохраняться в определенной мере и в рабочих условиях эксплуатации переходника
...
Одним из таких технологических приемов является создание между свариваемыми трубами еще в холодном состоянии предварительного натяга, который бы мог скомпенсировать различие в коэффициентах термического расшщ е-ния между трубами вплоть до температуры сварки и еще дополнительно обеспечить при температуре сварки необходимое сварочное давление
...
Такой прием возможен только для труб, имеющих небольшое различие в коэффициентах термического расширения, например, при сварке труб из углеродистых и коррозионно-стойких сталей
...
Разработана подробная методика расчета, позволяющая в зависимости от свойств свариваемых материалов и требуемых режимов сварки вычислять необходимые величины припусков для создания предварительного натяга и необходимой толщины стенок трубчатых заготовок, чтобы обеспечить при температуре сварки расчетную величину сварочного давления [42]
...
Для предотвращения преимущественного расширения охватывающей наружной трубы применяют ограничительные бандажные кольца, изготовляемые из жаропрочных материалов, обладающих низким коэффициентом термического расширения
...
Диффузионная сварка большинства ма-1 териалов происходит чаще всего при температуре около 1000° С, а возможная эксплуатация будущего переходника, как правило, не превышает 400° С, поэтому сжимающее усилие наружной трубы внутренней трубой может сохраняться в определенной мере и в рабочих условиях эксплуатации переходника
...
Одним из таких технологических приемов является создание между свариваемыми трубами еще в холодном состоянии предварительного натяга, который бы мог скомпенсировать различие в коэффициентах термического расшщ е-ния между трубами вплоть до температуры сварки и еще дополнительно обеспечить при температуре сварки необходимое сварочное давление
...
Такой прием возможен только для труб, имеющих небольшое различие в коэффициентах термического расширения, например, при сварке труб из углеродистых и коррозионно-стойких сталей
...
Разработана подробная методика расчета, позволяющая в зависимости от свойств свариваемых материалов и требуемых режимов сварки вычислять необходимые величины припусков для создания предварительного натяга и необходимой толщины стенок трубчатых заготовок, чтобы обеспечить при температуре сварки расчетную величину сварочного давления [42]
...
Для предотвращения преимущественного расширения охватывающей наружной трубы применяют ограничительные бандажные кольца, изготовляемые из жаропрочных материалов, обладающих низким коэффициентом термического расширения
...
Чтобы предотвратить приварку конусного дорна, конусные поверхности трубной заготовки и дорна обычно покрыва-', ют каким-нибудь стойким в вакууме неорганическим материалом, например, мелом, графитом, стеклянной пудрой и др
...
При пчгреве заготовки переходника до температуры сварки 1ойусный дорн впрессовывают во внутреннюю охватываемую трубу на определенную величину, после чего выдерживают при температуре сварки
...
Величину запрессовки дорна определяют заранее расчетным путем в зависимости от выбранного угла конусности При угле образующей конуса к его оси, равным 2°, запрессовка дорна на 15 мм обеспечивает раздачу внутренней охватываемой трубы на 1 мм Чаще всего для материала дорна выбирают сталь 12Х18Н10Т
...
Кроме этого, механическое сдавливание обеспечивает надежную диффузионную сварку в торцах соединяемых труб в противоположность способам диффузионной сварки, использующим термическое расширение для создания сварочного давления
...
Чтобы предотвратить приварку конусного дорна, конусные поверхности трубной заготовки и дорна обычно покрыва-', ют каким-нибудь стойким в вакууме неорганическим материалом, например, мелом, графитом, стеклянной пудрой и др
...
При пчгреве заготовки переходника до температуры сварки 1ойусный дорн впрессовывают во внутреннюю охватываемую трубу на определенную величину, после чего выдерживают при температуре сварки
...
Величину запрессовки дорна определяют заранее расчетным путем в зависимости от выбранного угла конусности При угле образующей конуса к его оси, равным 2°, запрессовка дорна на 15 мм обеспечивает раздачу внутренней охватываемой трубы на 1 мм Чаще всего для материала дорна выбирают сталь 12Х18Н10Т
...
КЛИНОВАЯ СВАРКАКлиновая или, как ее еще называют, клинопрессовая сварка разнородных тр\б представляет собой одну из разновидностей сварки давлением (сварки в твердой фазе), осуществляемую за счет вдавливания заостренного на конус конца трубы из достаточно твердого металла в гладкий торец толстостенной трчбной заготовки из относительно пластичного металла [43, 87]
...
Наибольшее распространение клиновая сварка получила при соединении труб из алюминиевых сплавов (АДІ, АМЦ, АМгЗ, АМгб) и меди с трубами из коррозионно-стойкой аустенитной стали и титана
...
Например, при клиновой сварке труб из стали 12Х18Н10Т с трубами из алюминиевого сплава АДІ было установлено, что совместный их нагрев перед сваркой до 400°С обеспечивает сварным соединениям стабильные и высокие прочностные характеристики
...
Для получения переходников малого диаметра применяют! вдавливание сплошного стального конуса в торец прутка из алю-| миния, а из полученной сварной заготовки вытачивают трубчатый] переходник требуемых размеров
...
Для получения в этих сочетаниях качественных соединений применяют прокладку из чистого алюминия, которую помещают на торец алюминнсво-маг-нпєи,Г; заготовки
...
В процессе вдавливания стального конуса металл прокладки затягивается втело алюміИіниево-магниевои за готовки на всю глубину едавли вания конуса, в результате чего' прокладка из чистого алюмиРис
...
КЛИНОВАЯ СВАРКАКлиновая или, как ее еще называют, клинопрессовая сварка разнородных тр\б представляет собой одну из разновидностей сварки давлением (сварки в твердой фазе), осуществляемую за счет вдавливания заостренного на конус конца трубы из достаточно твердого металла в гладкий торец толстостенной трчбной заготовки из относительно пластичного металла [43, 87]
...
Наибольшее распространение клиновая сварка получила при соединении труб из алюминиевых сплавов (АДІ, АМЦ, АМгЗ, АМгб) и меди с трубами из коррозионно-стойкой аустенитной стали и титана
...
Например, при клиновой сварке труб из стали 12Х18Н10Т с трубами из алюминиевого сплава АДІ было установлено, что совместный их нагрев перед сваркой до 400°С обеспечивает сварным соединениям стабильные и высокие прочностные характеристики
...
Такие сварные соединения по своим прочностным характеристикам практически ничем не отличаются от сварных соединений стали 12Х18Н10Т с алюминиевым сплавом АД1
...
Для получения необходимой поверхностной деформации конец стал4ші^тлубьі обычно обрабатывают на конус с углом при рершине^5—20°!ДЦостаточно стабильные результаты получаются при сварке в среде аргона, который защищает от окисления свариваемые поверхности в процессе их нагрева до температуры сварки (400° С) Обычно для этого используют специальное приспособление в виде печи сопротивления с контролируемой атмосферой, которое устанавливают на гидравлическом прессе усилием до 100 тс
...
В основу нового способа сварки был положен принцип клиновой сварки, только в этом случае клин вытачивался не на торце стальной трубы, а на ее наружной цилиндрической поверхности в виде многоэлементного кольцевого клина, представляющего собой нарезку вплотную друг к другу мелких кольцевых клиньев, по форме похожих на резьбу
...
Такие сварные соединения по своим прочностным характеристикам практически ничем не отличаются от сварных соединений стали 12Х18Н10Т с алюминиевым сплавом АД1
...
Схема изготовления трубчатого переходника алюминий—сталь многоэлемептной клиновой сваркой:а—до сварки; б—после сварки; Ї—заготовка из алюминия, 2—конусное обжимное кольцо из стали; 3—заготовка из стали; 4—втулка нажимная; а—угол конуса обжимного кольца; р*—угол при вершине кольцевого клинакольцевые канавки последней
...
Вдавливание осуществляется за счет пластической деформации конца трубной заготовки из алюминия с помощью напрес-совки на нее стального конусного обжимного кольца
...
В процессе напрессовки конусного обжимного кольца алюминий пластически деформируется, в него вдавливаются кольцевые выступы-клинья стальной трубы, в результате чего алюминий и приповерхностные слип кольцевых клиньев механически активируются и свариваются
...
Схема изготовления трубчатого переходника алюминий—сталь многоэлемептной клиновой сваркой:а—до сварки; б—после сварки; Ї—заготовка из алюминия, 2—конусное обжимное кольцо из стали; 3—заготовка из стали; 4—втулка нажимная; а—угол конуса обжимного кольца; р*—угол при вершине кольцевого клинакольцевые канавки последней
...
Вдавливание осуществляется за счет пластической деформации конца трубной заготовки из алюминия с помощью напрес-совки на нее стального конусного обжимного кольца
...
В процессе напрессовки конусного обжимного кольца алюминий пластически деформируется, в него вдавливаются кольцевые выступы-клинья стальной трубы, в результате чего алюминий и приповерхностные слип кольцевых клиньев механически активируются и свариваются
...
Схема изготовления трубчатого переходника алюминий—сталь многоэлемептной клиновой сваркой:а—до сварки; б—после сварки; Ї—заготовка из алюминия, 2—конусное обжимное кольцо из стали; 3—заготовка из стали; 4—втулка нажимная; а—угол конуса обжимного кольца; р*—угол при вершине кольцевого клинакольцевые канавки последней
...
Вдавливание осуществляется за счет пластической деформации конца трубной заготовки из алюминия с помощью напрес-совки на нее стального конусного обжимного кольца
...
В процессе напрессовки конусного обжимного кольца алюминий пластически деформируется, в него вдавливаются кольцевые выступы-клинья стальной трубы, в результате чего алюминий и приповерхностные слип кольцевых клиньев механически активируются и свариваются
...
Схема изготовления трубчатого переходника алюминий—сталь многоэлемептной клиновой сваркой:а—до сварки; б—после сварки; Ї—заготовка из алюминия, 2—конусное обжимное кольцо из стали; 3—заготовка из стали; 4—втулка нажимная; а—угол конуса обжимного кольца; р*—угол при вершине кольцевого клинакольцевые канавки последней
...
Вдавливание осуществляется за счет пластической деформации конца трубной заготовки из алюминия с помощью напрес-совки на нее стального конусного обжимного кольца
...
В процессе напрессовки конусного обжимного кольца алюминий пластически деформируется, в него вдавливаются кольцевые выступы-клинья стальной трубы, в результате чего алюминий и приповерхностные слип кольцевых клиньев механически активируются и свариваются
...
В настоящее время з связи с бурным развитием авиационной, космической, радиоэлектронной и других отраслей промышленности пайка является одним из наиболее универсальных и производительных процессов неразъемного соединения металлов
...
Универсальность пайки объясняется гибкостью ее процесса по отношению к самым трудно совместимым сочетаниям соединяемых материалов, таким, например, как металла со стеклом, керамикой, графитом и другими неметаллическими материалами
...
Высокая производительность пайки обусловливается простотой ее основного технологического процесса — нагрева, который можно после соответствующей подготовки деталей и их сборки осуществлять в больших промышленных печах групповым методом, одновременно загружая в печь несколько сотен, а то и тысяч деталей
...
Она незаменима при соединении капиллярных трубок и относительно толстостенных трубок с внутренним диаметром менее 4 мм, так как в отличие от сварки пайка позволяет соединять такие трубки без уменьшения их проходного сечения
...
В настоящее время з связи с бурным развитием авиационной, космической, радиоэлектронной и других отраслей промышленности пайка является одним из наиболее универсальных и производительных процессов неразъемного соединения металлов
...
Универсальность пайки объясняется гибкостью ее процесса по отношению к самым трудно совместимым сочетаниям соединяемых материалов, таким, например, как металла со стеклом, керамикой, графитом и другими неметаллическими материалами
...
Высокая производительность пайки обусловливается простотой ее основного технологического процесса — нагрева, который можно после соответствующей подготовки деталей и их сборки осуществлять в больших промышленных печах групповым методом, одновременно загружая в печь несколько сотен, а то и тысяч деталей
...
Она незаменима при соединении капиллярных трубок и относительно толстостенных трубок с внутренним диаметром менее 4 мм, так как в отличие от сварки пайка позволяет соединять такие трубки без уменьшения их проходного сечения
...
Зазор под пайку выбирают в зависимости от физико-химических свойств припоя и паяемых материалов; при этом чем лучше припой смачивает паяемые металлы, тем меньшим выбирается зазор
...
После пайки осуществляют визуальную оценку степени затекания припоя в зазор, а потом из образцов вырезают шлифы для окончательной оценки затекания припоя в зазор с помощью микроскопа
...
Такая предварительная проба на паяемость обычно сразу позволяет достаточно точно рассчитать оптимальную величину зазора, которую необходимо обеспечивать при сборке деталей под пайку
...
При этом на трубопроводе появляются как бы лишних два сварных шва, однако в целом качество и надежность соединения разнородных труб улучшается, так как самое уязвимое место в трубопроводе — паяный шов — вы-
...
Зазор под пайку выбирают в зависимости от физико-химических свойств припоя и паяемых материалов; при этом чем лучше припой смачивает паяемые металлы, тем меньшим выбирается зазор
...
Если надо сохранить неизменным наружный диаметр труб, один из концов труб обжимают с помощью специальных оправок или роликовой обкаткой на токарном станке (рис
...
Сохранить неизменным внутренний или наружный диаметры паяных труб можно также и с помощью точеных втулок, изготовленных, как правило, из материала одной из труб (рис
...
Если надо сохранить неизменным наружный диаметр труб, один из концов труб обжимают с помощью специальных оправок или роликовой обкаткой на токарном станке (рис
...
Сохранить неизменным внутренний или наружный диаметры паяных труб можно также и с помощью точеных втулок, изготовленных, как правило, из материала одной из труб (рис
...
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПАЙКИ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБПри конструировании соединений разнородных труб важное значение имеет выбор материала для охватывающей трубы, т
...
Поэтому в таких случаях необходимо всегда предусматривать определенный припуск объема припоя, который до расплавления должен находиться вне зоны нахлестки, если припой в виде фольги заранее закладывают в соединение
...
Однако, с точки зрения работоспособности паяного шва, первая схема, когда труба с большим КТР располагается I наружи, более предпочтительна, так как после окончания пайки i- процессе остывания и при комнатной температуре паяный шов находится в сжатом состоянии, что особенно благоприятно для припоев, образующих с материалом труб хрупкие интерметаллид-иые соединения
...
С увеличением толщины стенок соединяемых фуб, а следовательно, и их жесткостей первая схема всегда яв-1яется предпочтительной, хотя и более сложной в технологическом плане
...
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПАЙКИ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБПри конструировании соединений разнородных труб важное значение имеет выбор материала для охватывающей трубы, т
...
Поэтому в таких случаях необходимо всегда предусматривать определенный припуск объема припоя, который до расплавления должен находиться вне зоны нахлестки, если припой в виде фольги заранее закладывают в соединение
...
Однако, с точки зрения работоспособности паяного шва, первая схема, когда труба с большим КТР располагается I наружи, более предпочтительна, так как после окончания пайки i- процессе остывания и при комнатной температуре паяный шов находится в сжатом состоянии, что особенно благоприятно для припоев, образующих с материалом труб хрупкие интерметаллид-иые соединения
...
С увеличением толщины стенок соединяемых фуб, а следовательно, и их жесткостей первая схема всегда яв-1яется предпочтительной, хотя и более сложной в технологическом плане
...
При одновременном использовании ограничительного кольца и распирающей втулки можно добиться того, что зазор в процессе нагрева будет не увеличиваться, а, наоборот, даже уменьшаться, как это имеет место, если охватывающая труба выполнена из материала с более «изким КТР, чем охватываемая
...
При пайке разнородных труб в подавляющем большинстве случаев почти невозможно подобрать такой припой, который бы одинаково хорошо смач»ивал оба металла паяемых труб
...
Чаще всего припой удовлетворительно смачивает какой-то один металл, что в определенной мере затрудняет процесс затекания припоя в зазор под действием капиллярных сил
...
Если оба металла плохо смачиваются припоем, то припой помещают непосредственно в зазор в виде фольги или наносят припой на одну из труб і альваническим способом, вакуумным или плазменным напылением, окунанием в расплавленный припой и т
...
Так, например, при пайке медных труб с грубами из коррозионно-стойких сталей на последние осаждают тонкий слой меди и паяют по технологии пайки медных труб
...
При достаточно протяженной нахлестке на одной из деталей часто выполняют кольцевые канавки, куда закладывают припой в виде колец, что улучшает заполнение паяемого зазора припоем
...
Для пайки в инертной атмосфере или в вакууме часто используют припои, в состав которых входят небольшие добавки, которые активно реагируют с скисными пленками паяемых металлов, улучшая тем самым сма-
...
При одновременном использовании ограничительного кольца и распирающей втулки можно добиться того, что зазор в процессе нагрева будет не увеличиваться, а, наоборот, даже уменьшаться, как это имеет место, если охватывающая труба выполнена из материала с более «изким КТР, чем охватываемая
...
Для оценки коррозионной стойкости паяных соединений проводят длительные коррозионные испытания в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным
...
Для оценки коррозионной стойкости паяных соединений проводят длительные коррозионные испытания в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным
...
Для оценки коррозионной стойкости паяных соединений проводят длительные коррозионные испытания в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным
...
Для оценки коррозионной стойкости паяных соединений проводят длительные коррозионные испытания в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным
...
Применяемые для решения этих задач различные способы сварки давлением (в твердой фазе) и пайки в силу объективных причин, таких, как металлургическая несовместимость, большая разница в коэффициентах термического расширения (КТР), низкая коррозионная стойкость образующихся в соединении интерметаллидных прослоек, чаще всего не позволяет получать соединения, которые могли бы по своей работоспособности не отличаться от работоспособности основного металла труб
...
Дело в том, что качество сварного соединения, полученного в твердой фазе, объективно оценить методом неразрушающего контроля очень трудно, а не зная точного режима подготовки и сварки, вообще достоверно оценить нельзя
...
Такие не-разрушающие методы контроля, как рентгеноскопия, люминесцентный и ультразвуковой контроль, позволяют определить весьма грубые виды дефектов в виде расслоений, пор и т
...
Снижение прочности или ударной вязкости сварного соединения на 30—50% от номинального значения, полученного при отработке оптимального режима, никакими средствами неразрушающего контроля обнаружить не представляется возможным, если в сварном соединении отсутствуют какие-либо внешние признаки, позволяющие судить о таком снижении
...
В то же время вероятность такого снижения прочности вполне реальна при массовом производстве вследствие какого-либо случайного сбоя в технологии, не зафиксированного в технологическом! паспорте или другом аналогичном документе
...
Применяемые для решения этих задач различные способы сварки давлением (в твердой фазе) и пайки в силу объективных причин, таких, как металлургическая несовместимость, большая разница в коэффициентах термического расширения (КТР), низкая коррозионная стойкость образующихся в соединении интерметаллидных прослоек, чаще всего не позволяет получать соединения, которые могли бы по своей работоспособности не отличаться от работоспособности основного металла труб
...
Дело в том, что качество сварного соединения, полученного в твердой фазе, объективно оценить методом неразрушающего контроля очень трудно, а не зная точного режима подготовки и сварки, вообще достоверно оценить нельзя
...
Такие не-разрушающие методы контроля, как рентгеноскопия, люминесцентный и ультразвуковой контроль, позволяют определить весьма грубые виды дефектов в виде расслоений, пор и т
...
Снижение прочности или ударной вязкости сварного соединения на 30—50% от номинального значения, полученного при отработке оптимального режима, никакими средствами неразрушающего контроля обнаружить не представляется возможным, если в сварном соединении отсутствуют какие-либо внешние признаки, позволяющие судить о таком снижении
...
В то же время вероятность такого снижения прочности вполне реальна при массовом производстве вследствие какого-либо случайного сбоя в технологии, не зафиксированного в технологическом! паспорте или другом аналогичном документе
...
Такой контроль достаточно объективен, но и он не может гарантировать гого, что в готовое изделие не будет шварен переходник с пониженными механическими свойствами, даже при условии, если подвергать разрушающему контролю каждый второй готовый переходник
...
Однако в определенных областях техники, где нарушение герметичности трубопровода может привести к непоправимым последствиям или к крайне большим материальным убыткам, необходимо использовать такие технологические решения,
...
А если учесть, что при сварке в твердой фазе разнородных труб в сварном шве в том или ином количестве чаще всего присутствует хрупкая прослойка, то станет ясно, что всякое снижение прочностных свойств сварного шва может привести к полному разрыву трубопровода
...
При этом разрыв может произойти неожиданно без образования предварительной течи, которая могла бы служить сигналом к своевременному отключению установки, что значительно бы снизило убытки от
...
ДИФФУЗИОННАЯ СВАРКА ТРУБ С МЕХАНИЧЕСКИМ ПОДКРЕПЛЕНИЕМНаиболее уязвимыми в отношении возможного внезапного раз-рыва~тру00|1ровода являются торцовые диффузионные соединения труо, показанные на рис
...
Такой контроль достаточно объективен, но и он не может гарантировать гого, что в готовое изделие не будет шварен переходник с пониженными механическими свойствами, даже при условии, если подвергать разрушающему контролю каждый второй готовый переходник
...
Однако в определенных областях техники, где нарушение герметичности трубопровода может привести к непоправимым последствиям или к крайне большим материальным убыткам, необходимо использовать такие технологические решения,
...
А если учесть, что при сварке в твердой фазе разнородных труб в сварном шве в том или ином количестве чаще всего присутствует хрупкая прослойка, то станет ясно, что всякое снижение прочностных свойств сварного шва может привести к полному разрыву трубопровода
...
При этом разрыв может произойти неожиданно без образования предварительной течи, которая могла бы служить сигналом к своевременному отключению установки, что значительно бы снизило убытки от
...
В узкой зоне сварного шва концентрируются сразу несколько напряжений, вызванных как рабочими параметрами среды, протекающей по трубопроводу, так и внутренними термическими напряжениями, связанными с различием коэффициентов термического расширения (КТР) металлов, из которых изготовлены трубы
...
Если увеличить толщину стенки в районе сварного шва и как бы уменьшить удельные рабочие нагрузки на шов, то одновременно увеличивается поперечная жесткость стыка, а вместе с этим увеличивается уровень термических напряжений, действующих на границе соединения
...
При такой конфигурации торцов труб в процессе их нагрева и охлаждения значительную долю термических напряжений воспринимает на себя не сварной шов, а металл кольцевых выступов труб
...
Это достигается или с помощью резьбового соединения, или за счет процесса усадки сварного шва при его многократном прохождении дугой, как показано на рис
...
Меняя соотношение расстояний от сварного шва до опорных буртиков каждой части переходника в зависимости от КТР свариваемых материалов и КТР материала стяжной втулки, легко добиться такого соотношения, при котором в пределах упругости материалов будет создаваться дополнительное небольшое поджатие сварного шва по мере его нагрева до рабочей температуры трубопровода
...
В узкой зоне сварного шва концентрируются сразу несколько напряжений, вызванных как рабочими параметрами среды, протекающей по трубопроводу, так и внутренними термическими напряжениями, связанными с различием коэффициентов термического расширения (КТР) металлов, из которых изготовлены трубы
...
Если увеличить толщину стенки в районе сварного шва и как бы уменьшить удельные рабочие нагрузки на шов, то одновременно увеличивается поперечная жесткость стыка, а вместе с этим увеличивается уровень термических напряжений, действующих на границе соединения
...
При такой конфигурации торцов труб в процессе их нагрева и охлаждения значительную долю термических напряжений воспринимает на себя не сварной шов, а металл кольцевых выступов труб
...
Это достигается или с помощью резьбового соединения, или за счет процесса усадки сварного шва при его многократном прохождении дугой, как показано на рис
...
Меняя соотношение расстояний от сварного шва до опорных буртиков каждой части переходника в зависимости от КТР свариваемых материалов и КТР материала стяжной втулки, легко добиться такого соотношения, при котором в пределах упругости материалов будет создаваться дополнительное небольшое поджатие сварного шва по мере его нагрева до рабочей температуры трубопровода
...
Конструкции переходников 9 механичес- ( ким зацеплением в торце и осевым сжатием с помощью стяжных втулок:с—переходник с резьбовой стяжной втулкой; У—труба переходника из металла А; 2—стяжная втулка; 3—гайка, 4—труба переходника из металла Б; б—переходник со сварной стяжной втулкой; 1—труба переходника из металла А; 2—части стяжной втулки; 3—труба переходника из металла БСтяжные втулки надевают на утолщенную часть переходники по скользящей или плотной посадке, так как помимо создания осевого сжатия они выполняют еще и роль бандажа, защищающею сварной шов от каких-либо изгибающих моментов, которые могут возникнуть ,в трубопроводе по тем или иным причинам в процессе его транспортировки, монтажа и эксплуатации
...
Применение стяжной втулки и механического зацепления в торце позволило в несколько раз повысить надежность торцовых соединений^ Такие соединения стало возможным применять даже в особо ответственных трубопроводах, так как сварной шов в этом случае не выполняет силовой роли, а служит всего лишь для герметизации соединения
...
При этом стало не так опасным при массовом производстве случайное применение переходника с пониженными механическими свойствами, так как даже 50%-ное понижение прочности сварного шва не должно оказать решающего влияния на длительную эксплуатацию переходника
...
Даже в случае разрушения шва по тем или иным причинам полного разрыва трубопровода не произойдет, течь будет минимальной, что позволит, не прекращая эксплуатации аппарата, куда входит трубопровод, принять необходимые меры и продолжать эксплуатацию до первого срока планово-предупредительного ремонта
...
Если радиальные термические напряжения, воздействующие на сварной или паяный шов, можно как-то регулировать, создавая вместо растягивающих напряжений сжимающие за счет установки снаружи соединения 'грубы с большим КТР, то осевые термические напряжения, вызываемые разницей в КТР материалов соединяемых труб, прй~любом "распоттожеши Труо остаются всегда одними и теми же и зависит только от КТР и осевой жесткости соединяемых труб! Следовательно, чем толще стенки соединяемых труб, прочнее металл труб,
...
Конструкции переходников 9 механичес- ( ким зацеплением в торце и осевым сжатием с помощью стяжных втулок:с—переходник с резьбовой стяжной втулкой; У—труба переходника из металла А; 2—стяжная втулка; 3—гайка, 4—труба переходника из металла Б; б—переходник со сварной стяжной втулкой; 1—труба переходника из металла А; 2—части стяжной втулки; 3—труба переходника из металла БСтяжные втулки надевают на утолщенную часть переходники по скользящей или плотной посадке, так как помимо создания осевого сжатия они выполняют еще и роль бандажа, защищающею сварной шов от каких-либо изгибающих моментов, которые могут возникнуть ,в трубопроводе по тем или иным причинам в процессе его транспортировки, монтажа и эксплуатации
...
Применение стяжной втулки и механического зацепления в торце позволило в несколько раз повысить надежность торцовых соединений^ Такие соединения стало возможным применять даже в особо ответственных трубопроводах, так как сварной шов в этом случае не выполняет силовой роли, а служит всего лишь для герметизации соединения
...
При этом стало не так опасным при массовом производстве случайное применение переходника с пониженными механическими свойствами, так как даже 50%-ное понижение прочности сварного шва не должно оказать решающего влияния на длительную эксплуатацию переходника
...
Даже в случае разрушения шва по тем или иным причинам полного разрыва трубопровода не произойдет, течь будет минимальной, что позволит, не прекращая эксплуатации аппарата, куда входит трубопровод, принять необходимые меры и продолжать эксплуатацию до первого срока планово-предупредительного ремонта
...
Если радиальные термические напряжения, воздействующие на сварной или паяный шов, можно как-то регулировать, создавая вместо растягивающих напряжений сжимающие за счет установки снаружи соединения 'грубы с большим КТР, то осевые термические напряжения, вызываемые разницей в КТР материалов соединяемых труб, прй~любом "распоттожеши Труо остаются всегда одними и теми же и зависит только от КТР и осевой жесткости соединяемых труб! Следовательно, чем толще стенки соединяемых труб, прочнее металл труб,
...
Конструкции переходников 9 механичес- ( ким зацеплением в торце и осевым сжатием с помощью стяжных втулок:с—переходник с резьбовой стяжной втулкой; У—труба переходника из металла А; 2—стяжная втулка; 3—гайка, 4—труба переходника из металла Б; б—переходник со сварной стяжной втулкой; 1—труба переходника из металла А; 2—части стяжной втулки; 3—труба переходника из металла БСтяжные втулки надевают на утолщенную часть переходники по скользящей или плотной посадке, так как помимо создания осевого сжатия они выполняют еще и роль бандажа, защищающею сварной шов от каких-либо изгибающих моментов, которые могут возникнуть ,в трубопроводе по тем или иным причинам в процессе его транспортировки, монтажа и эксплуатации
...
Применение стяжной втулки и механического зацепления в торце позволило в несколько раз повысить надежность торцовых соединений^ Такие соединения стало возможным применять даже в особо ответственных трубопроводах, так как сварной шов в этом случае не выполняет силовой роли, а служит всего лишь для герметизации соединения
...
При этом стало не так опасным при массовом производстве случайное применение переходника с пониженными механическими свойствами, так как даже 50%-ное понижение прочности сварного шва не должно оказать решающего влияния на длительную эксплуатацию переходника
...
Шов от внутренних термических напряжений все время как бы испытывается на срез и если он недостаточно пластичен, а разница КТР велика, например, как в соединениях цирконий — коррозионно-стойкая сталь, то такие соединения при толщине стенок более 5 мм могут самопроизвольно разрушиться, если их подвергнуть термокачкам в интервд»е 50—' 0°
...
Для таких металлов, как цирконий и коррозионно-стойкая сталь типа 18-10, это представляется достаточно сложным, так как КТР стали почти в 3 раза больше, чем КТР циркония, что приводит в процессе их нагрева под сварку к значительному смещению резьбовых поверхностей относительно друг друга
...
Шов от внутренних термических напряжений все время как бы испытывается на срез и если он недостаточно пластичен, а разница КТР велика, например, как в соединениях цирконий — коррозионно-стойкая сталь, то такие соединения при толщине стенок более 5 мм могут самопроизвольно разрушиться, если их подвергнуть термокачкам в интервд»е 50—' 0°
...
Для таких металлов, как цирконий и коррозионно-стойкая сталь типа 18-10, это представляется достаточно сложным, так как КТР стали почти в 3 раза больше, чем КТР циркония, что приводит в процессе их нагрева под сварку к значительному смещению резьбовых поверхностей относительно друг друга
...
При механических испытаниях как полномасштабных соединений, так и продольных образцов, вырезанных из переходников, разрыв всегда происходит по циркониевому сплаву
...
То же происходит и при разрушении трубы с переходниками внутренним давлением — всегда надувается и рвется циркониевая труба, а переходники цирконий—сталь сохраняют свою форму и герметичность
...
Рабочий канал состоит из циркониевой трубы (циркалой-2) диаметром около Ю0 мм и толщиной стенки около 5 мм, соединенной через паяные переходники с трубами из коррозионно-стойкой стали Переходники паяли в вакууме по конической резьбе серебряно-алюминиевым припоем при температуре около 800° С Перед пайкой паяемые поверхности покрывали медью
...
Переходник цирконий—сталь паянный по конической резьбе:а—заготовка переходника в процессе панки; б—готовый переходник после механической обработки; /—трубная заготовка из коррозионно-стойкой стали; 2^-паз для укладки припоя; 3—трубная заготовка из циркониевого сплава; 4—распирающее кольцо из коррозионно-стойкой стали
...
При механических испытаниях как полномасштабных соединений, так и продольных образцов, вырезанных из переходников, разрыв всегда происходит по циркониевому сплаву
...
То же происходит и при разрушении трубы с переходниками внутренним давлением — всегда надувается и рвется циркониевая труба, а переходники цирконий—сталь сохраняют свою форму и герметичность
...
Чтобы предотвратить увеличение зазора в резьбе при нагреве заготовки до температуры пайки и возможное вытекание припоя, применяют распирающую втулку из материала наружной охватывающей резьбовой заготовки
...
При этом наружная стальная резьбовая заготовка втулки сжимает припой и циркониевую резьбовую втулку с усилием, характерным для го-рячепрессовой посадки
...
Для каналов водо-водяных и водографитовых реакторов такие соединения мало пригодныиз-за низкой длительной коррозионной стойкости в горячей воде и паре припоев на серебряной основе, а также медного покрытия
...
СВАРКА ТРУБ СОВМЕСТНЫМ ГОРЯЧИМ ПРЕССОВАНИЕМ С ОДНОВРЕМЕННЫМ СОЗДАНИЕМ МЕХАНИЧЕСКОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯПри сварке совместным прессованием разнородных труб относительно просто получить сварные соединения со шлицевым механическим зацеплением, располагаемым вдоль оси трубы
...
Для герметизации ядерного топлива, заключенного между этими трубами, понадобились концевые биметаллические заглушки циркалой— сталь с расположением циркалоя снаружи
...
Была разработана достаточно простая технология изготовления таких заглушек методом совместного горячего прессования, с помощью которой получалась длинная трубчатая заготовка с механическим креплением по всей длине
...
Механическое зацепление выполняли из жаропрочной нихромовои проволоки диаметром 1 мм, предварительно закладываемой между свариваемыми заготовками в виде плоской спирали, как показано на рис
...
В результате прессования такой заготовки через очко матрицы проволочная спираль вытягивается вдоль сварного шва, одновременно вдавливаясь в металл каждой заготовки и свариваясь с ним
...
Заготовка под совместное горячее прессование с проволочным механическим зацеплением (а) и готовый переходник (б):/—циркониевая заготовка; Эспираль из жаропрочной нихромовой проволоки
...
Трубная заготовка под совместное горячее прессование с проволочным механическим зацеплением/—заготовка из коррозионно-стойкой стали; 2—цилиндриче екая спираль из нихромовой проволоки; 3—заготовка из циркониевого сплава: 4—чехол из низкоуглеродистой сталиСама же проволочная спираль жаропрочна, поэтому подвергается деформации весьма незначительно
...
Проволочное зацепление оказалось эффективным только на таких парах металлов, которые при температуре сварки имеют незначительное различие в прочностных характеристиках
...
Если прочностные характеристики различаются друг от друга в несколько раз, как это имеет место при сварке совместным горячим прессованием циркония со сталью, то применение проволочного зацепления не всегда эффективно
...
Это объясняется тем, что в начале прессования проволочная спираль почти полностью вдавливается в более пластичный металл и на долю контакта с более жаропрочным металлом остается незначительная площадь поверхности нихромовой проволоки, а следовательно, и низкая прочность этой проволоки с более жаропрочным металлом
...
При этом давление на проволоку значительно возрастает и она с большим усилием вдавливается в сталь 08Х18Н10Т, что влечет за собой увеличение площади контакта проволоки со сталью и, следовательно, увеличение прочности ее закрепления на стали
...
Значительному увеличению прочности закрепления проволоки на стали также способствует обтягивание каждого витка проволоки тонким слоем разделительной прокладки
...
Кроме этого, увеличение числа закладываемых спиралей дозволяет легко регулировать шаг механического зацепления, приближая его прочностные характеристики к характеристикам резьбового соединения
...
Для получения механического зацепления также применяют прокладки, изготовленные из нескольких слоев отрезков тонких проволочек из материала наиболее жаропрочной трубы
...
Перед сваркой в зависимости от схемы прессования прокладку выполняют в виде втулки или диска, который прессуют в специальной пресс-форме в холодном состоянии
...
Толщину прокладки выбирают такой, чтобы после прессования она составляла не более 2 мм, а глубина максимального проникновения между проволочками более пластичного металла была не более 4/б от окончательной толщины прослойки, полученной от преосования проволочек [А
...
В этом случае прокладка полностью сваривается с трубной заготовкой, из материала которой были сделаны проволочки, и одновременно образует прочное сварное и механическое соединение с менее жаропрочным металлом
...
В образовавшемся сварном соединении труб переход от одного металла к другому происходит постепенно за счет нарастания концентрации одного металла в другом, что особенно полезно при сварке труб из металлов, резко различающихся по своим КТР
...
Если же приходится соединять трубы из металлов, у которых при температуре прессования наблюдается резкое различие пластических свойств, например, как у циркония и коррозионно-стойкой стали, то для предотвращения проникновения циркония на всю глубину проволочной прокладки применяют дополнительную разделительную прокладку из отожженной фольги, толщиной 0,05—0,2 мм
...
В этом случае прокладка полностью сваривается с трубной заготовкой, из материала которой были сделаны проволочки, и одновременно образует прочное сварное и механическое соединение с менее жаропрочным металлом
...
В образовавшемся сварном соединении труб переход от одного металла к другому происходит постепенно за счет нарастания концентрации одного металла в другом, что особенно полезно при сварке труб из металлов, резко различающихся по своим КТР
...
Если же приходится соединять трубы из металлов, у которых при температуре прессования наблюдается резкое различие пластических свойств, например, как у циркония и коррозионно-стойкой стали, то для предотвращения проникновения циркония на всю глубину проволочной прокладки применяют дополнительную разделительную прокладку из отожженной фольги, толщиной 0,05—0,2 мм
...
В этом случае прокладка полностью сваривается с трубной заготовкой, из материала которой были сделаны проволочки, и одновременно образует прочное сварное и механическое соединение с менее жаропрочным металлом
...
В образовавшемся сварном соединении труб переход от одного металла к другому происходит постепенно за счет нарастания концентрации одного металла в другом, что особенно полезно при сварке труб из металлов, резко различающихся по своим КТР
...
Если же приходится соединять трубы из металлов, у которых при температуре прессования наблюдается резкое различие пластических свойств, например, как у циркония и коррозионно-стойкой стали, то для предотвращения проникновения циркония на всю глубину проволочной прокладки применяют дополнительную разделительную прокладку из отожженной фольги, толщиной 0,05—0,2 мм
...
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБК механическим соединениям труб относятся соединения, в которых отсутствует металлическая связь между металлами соединяемых труб, в том числе и при применении промежуточных вставок
...
Разработано большое число типов механических соединений труб и накоплен большой опыт их изготовления и эксплуатации, что определяет широкие возможности использования механических соединений применительно к трубопроводным системам, включающим элементы из разнородных металлов
...
Механические соединения труб являются достаточно надежными, в том числе и соединения труб из металлов, обладающих ограниченной металлургической совместимостью, или металлическая связь которых имеет низкие эксплуатационные характеристики
...
Для механических соединений плотность определяется двумя основными факторами: качеством прилегания сопрягаемых поверхностей и величиной контактного давления между этими поверхностями
...
Получить плотное соединение в зависимости от сочетания механических свойств материалов соединяемых труб можно двумя путями: достижением высокого качества прилегания соединяемых элементов по сравнительно большой площади сопрягаемых поверхностей или образованием высокого уровня контактного давления при высокой точности и чистоте предварительной обработки соединяемых элементов
...
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБК механическим соединениям труб относятся соединения, в которых отсутствует металлическая связь между металлами соединяемых труб, в том числе и при применении промежуточных вставок
...
Разработано большое число типов механических соединений труб и накоплен большой опыт их изготовления и эксплуатации, что определяет широкие возможности использования механических соединений применительно к трубопроводным системам, включающим элементы из разнородных металлов
...
Механические соединения труб являются достаточно надежными, в том числе и соединения труб из металлов, обладающих ограниченной металлургической совместимостью, или металлическая связь которых имеет низкие эксплуатационные характеристики
...
Для механических соединений плотность определяется двумя основными факторами: качеством прилегания сопрягаемых поверхностей и величиной контактного давления между этими поверхностями
...
Получить плотное соединение в зависимости от сочетания механических свойств материалов соединяемых труб можно двумя путями: достижением высокого качества прилегания соединяемых элементов по сравнительно большой площади сопрягаемых поверхностей или образованием высокого уровня контактного давления при высокой точности и чистоте предварительной обработки соединяемых элементов
...
Отличительным признаком стыкового и нахлесточного соединения, помимо технологического процесса изготовления, является особенность их напряженно-деформированного состояния
...
Для нахлесточных соединений характерным в этом отношении является сравнительно низкий уровень контактных напряжений на сопрягаемых поверхностях, который определяется невысокой радиальной жесткостью трубы
...
Торцовые соединения, напротив, благодаря высокой осевой жесткости трубы позволяют получать на сопрягаемых поверхностях высокий уровень контактного давления; площадь контакта в этом случае конструктивно ограничена
...
Если материал по крайней мере одной из труб соединения обладает высокой пластичностью и радиальная жесткость труб в соединении достаточна высока (труба толстостенная), целесообразно применять нах-лесточное соединение или коническое с малым углом наклона образующей конуса
...
Если соединяют трубы из высокопрочных материалов с низкой пластичностью, целесообразно применять стыковые соединения или конические с большими углами наклона образующей конуса
...
В случае применения прокладок последние следует выполнять из более мягкого материала, чем соединяемые трубы; оЛяг зательным условием применения прокладки является обеспечение требований 1Ю_коррозионной и температурной стойкости соёдине-^ 1ЩяТТ1р1жладки применяют, как правило, лишь в стыковых~и огра-ниченно в конических соединениях; в нахлесточных соединениях изготовление и монтаж прокладок существенно затруднены
...
Отличительным признаком стыкового и нахлесточного соединения, помимо технологического процесса изготовления, является особенность их напряженно-деформированного состояния
...
Для нахлесточных соединений характерным в этом отношении является сравнительно низкий уровень контактных напряжений на сопрягаемых поверхностях, который определяется невысокой радиальной жесткостью трубы
...
Торцовые соединения, напротив, благодаря высокой осевой жесткости трубы позволяют получать на сопрягаемых поверхностях высокий уровень контактного давления; площадь контакта в этом случае конструктивно ограничена
...
Если материал по крайней мере одной из труб соединения обладает высокой пластичностью и радиальная жесткость труб в соединении достаточна высока (труба толстостенная), целесообразно применять нах-лесточное соединение или коническое с малым углом наклона образующей конуса
...
Простота изготовления и монтажа, возможность многократной разборки и подтяжки в процессе эксплуатации обусловливают широкое применение фланцевого соединения в большинстве видов систем трубопроводов
...
Фланцевые соединения без прокладок применяют в случаях, когда прокладка не может быть использована по коррозионным, температурным и другим условиям эксплуатации
...
В зависимости от того, как воздействует внутреннее давление на уплотнение соединения, различают соединения с самоуплотнением, когда давление увеличивает силу сжатия контактных поверхностей, и без самоуплотнения
...
Простота изготовления и монтажа, возможность многократной разборки и подтяжки в процессе эксплуатации обусловливают широкое применение фланцевого соединения в большинстве видов систем трубопроводов
...
Фланцевые соединения без прокладок применяют в случаях, когда прокладка не может быть использована по коррозионным, температурным и другим условиям эксплуатации
...
Основная из них вызвана специфической особенностью фланцевого соединения, заключающейся в высокой радиальной жесткости фланцев, которая, значительно превышая радиальную жесткость трубы, обусловливает наличие в соединении разнородных металлов высокого градиента напряжений и неизбежность относительных перемещений по сопрягаемым поверхностям с ростом температуры нагрева соединения
...
Не меньшую трудность представляет собой и выбор материала болтов для фланцевого соединения разнородных труб, так как в каждом конкретном случае в зависимости от свойств материалов соединения и условий его эксплуатации необходимо подбирать материал с определенным коэффициентом температурного расширения и с высокими механическими свойствами
...
Основная из них вызвана специфической особенностью фланцевого соединения, заключающейся в высокой радиальной жесткости фланцев, которая, значительно превышая радиальную жесткость трубы, обусловливает наличие в соединении разнородных металлов высокого градиента напряжений и неизбежность относительных перемещений по сопрягаемым поверхностям с ростом температуры нагрева соединения
...
Не меньшую трудность представляет собой и выбор материала болтов для фланцевого соединения разнородных труб, так как в каждом конкретном случае в зависимости от свойств материалов соединения и условий его эксплуатации необходимо подбирать материал с определенным коэффициентом температурного расширения и с высокими механическими свойствами
...
Оба свободных фланца соединения могут быть изготовлены из одного и того же металла; при этом коэффициент температурного расширения его должен быть близок по значению меньшему из коэффициентов температурного расширения металлов соединяемых труб, что позволяет ограничить радиальные перемещения в соединении
...
Необходимо отметить, что фланцевое соединение с кольцевой прокладкой овального сечения допускает относительные радиальные перемещения соединяемых труб ограниченной величины, но требует высокой точности изготовления и сборки
...
Герметичность штуцерного соединения достигается применением прокладок, упругих элементов, непосредственным контактом конических и сфероконических поверхностей
...
Соединения с шаровой поверхностью менее других чувствительны к неточностям сборки и выдерживают большое число переборок с обеспечением герметичности [44]
...
Вместе с тем следует отметить, что применение штуцерных соединений с уплотнением по коническим поверхностям целесообразно для труб сравнительно малого диаметра
...
Оба свободных фланца соединения могут быть изготовлены из одного и того же металла; при этом коэффициент температурного расширения его должен быть близок по значению меньшему из коэффициентов температурного расширения металлов соединяемых труб, что позволяет ограничить радиальные перемещения в соединении
...
Соединение труб со съемной арматурой:а—с болтовым зажимом отбортованных труб на внутреннем кольце; б—с болтовым зажимом конических буртовтельно низким, так как внутреннее давление создает дополнительную силу, сжимающую сопрягаемые элементы, что делает соединение самоуплотняющимся
...
Большинство соединений со съемной арматурой сравнительно дороги в изготовлении, по габаритным размерам близки к фланцевым и требуют высокой точности обработки и монтажа стыкуемых элементов
...
Появление утечки или выход из строя этих соединений вследствие тепловых нагрузок связаны с увеличением диапазона и частоты циклов изменения температуры
...
В элементах соединений при этом возникают значительные местные напряжения, прямо пропорциональные степени ограничения перемещений труб элементами соединения, имеющими высокую радиальную жесткость
...
Ограничение напряжений при повышении температуры может быть достигнуто применением соединения, элементы которого имеют ограниченную радиальную жесткость
...
СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ С ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙСпособ термомеханической затяжки стыка труб с помощью дополнительной втулки разработан с целью получения прочно-плотного соединения труб из разнородных металлов и может быть реализован практически при любом сочетании материалов соединяемыу труб [115]
...
Сущность способа состоит в том, что трубы соединяют друг с другом с помощью наружной (или внутренней) втулки и, создавая в последней термопластические деформации укорочения,
...
Соединение труб со съемной арматурой:а—с болтовым зажимом отбортованных труб на внутреннем кольце; б—с болтовым зажимом конических буртовтельно низким, так как внутреннее давление создает дополнительную силу, сжимающую сопрягаемые элементы, что делает соединение самоуплотняющимся
...
Большинство соединений со съемной арматурой сравнительно дороги в изготовлении, по габаритным размерам близки к фланцевым и требуют высокой точности обработки и монтажа стыкуемых элементов
...
Термопластические деформации укорочения в стягивающей втулке создают посредством сварки по ней кольцевых швов, причем величина укорочения втулки, а следовательно, и величина контактного давления на стыкуемых торцах определяются режимом сварки, числом проходов и материалом втулки
...
Здесь наружная в гулка / выполнена из двух частей, на которых имеются захваты 2 для сцепления с соединяемыми трубами; трубы 3 должны иметь на концах кольцевые утолщения 4 с захватами 5, соответствующими захватам 2
...
На стыкуемых торцах труб выполняют ушютнитель-ные элементы в виде канавки 6 трапецеидального сечения на торце одной трубы и кольцевого прямоугольного выступа 7 на торце другой
...
Затем стык наружной стягивающей втулки 8 заваривают и, используя эффект поперечной усадки, производят запрессовку уплотнительных элементов сваркой кольцевых проходов неплавящимся электродом по стягивающей втулке
...
Уплотнительный выступ следует выполнять на трубе из более мягкого металла для обеспечения более благоприятных условий пластического смятия выступа в канавке
...
Если же твердость материалов соединяемых труб близка, то для выполнения уплотнительного выступа необходимо выбирать металл, в меньшей степени подверженный наклепу
...
Термопластические деформации укорочения в стягивающей втулке создают посредством сварки по ней кольцевых швов, причем величина укорочения втулки, а следовательно, и величина контактного давления на стыкуемых торцах определяются режимом сварки, числом проходов и материалом втулки
...
Здесь наружная в гулка / выполнена из двух частей, на которых имеются захваты 2 для сцепления с соединяемыми трубами; трубы 3 должны иметь на концах кольцевые утолщения 4 с захватами 5, соответствующими захватам 2
...
На стыкуемых торцах труб выполняют ушютнитель-ные элементы в виде канавки 6 трапецеидального сечения на торце одной трубы и кольцевого прямоугольного выступа 7 на торце другой
...
Затем стык наружной стягивающей втулки 8 заваривают и, используя эффект поперечной усадки, производят запрессовку уплотнительных элементов сваркой кольцевых проходов неплавящимся электродом по стягивающей втулке
...
Уплотнительный выступ следует выполнять на трубе из более мягкого металла для обеспечения более благоприятных условий пластического смятия выступа в канавке
...
Если же твердость материалов соединяемых труб близка, то для выполнения уплотнительного выступа необходимо выбирать металл, в меньшей степени подверженный наклепу
...
В зависимости от свойств материалов соединения, требуемых геометрических размеров и других факторов может быть выбран и способ соединения стягивающей втулки с трубами (с помощью резьбы, байонетного соединения, сваркой), конструкция самой втулки и ее место в соединении (снаружи или изнутри), геометрические параметры и форма уплотнительных элементов, режим сварки, число опрессовочных проходов
...
Для обеспечения этого требования применительно к соединению разнородных труб с термомеханической затяжкой разработано специальное торцовое уплотнение
...
В зависимости от свойств материалов соединения, требуемых геометрических размеров и других факторов может быть выбран и способ соединения стягивающей втулки с трубами (с помощью резьбы, байонетного соединения, сваркой), конструкция самой втулки и ее место в соединении (снаружи или изнутри), геометрические параметры и форма уплотнительных элементов, режим сварки, число опрессовочных проходов
...
Для обеспечения этого требования применительно к соединению разнородных труб с термомеханической затяжкой разработано специальное торцовое уплотнение
...
В зависимости от свойств материалов соединения, требуемых геометрических размеров и других факторов может быть выбран и способ соединения стягивающей втулки с трубами (с помощью резьбы, байонетного соединения, сваркой), конструкция самой втулки и ее место в соединении (снаружи или изнутри), геометрические параметры и форма уплотнительных элементов, режим сварки, число опрессовочных проходов
...
Усадка стягивающей втулки будет использована в полном объеме на образование сжимающих усилий в соединении в том случае, если вся зона поперечных пластических деформаций от сварки кольцевых швов будет находиться в пределах стягивающей
...
Таким образом, сварка опрессовочных швов должна производиться с неполным прЪплавлением и в определенном м^сто"~ст^Т1икатощей втуЛктг-—---Дополнительные требования к сварке опрессовочных швов возникают в случае, если одна из труб соединения выполнена из химически активного металла
...
Это связано с тем, что в процессе наложения по стягивающей втулке кольцевых опрессовочных швов возможен нагрев трубы, выполненной из химически активного металла, до температуры, при которой происходит взаимодействие материала трубы с газами атмосферы
...
В результате такого взаимодействия снижается коррозионная стойкость и механические свойства материала трубы, что снижает работоспособность соединения
...
Усадка стягивающей втулки будет использована в полном объеме на образование сжимающих усилий в соединении в том случае, если вся зона поперечных пластических деформаций от сварки кольцевых швов будет находиться в пределах стягивающей
...
В теории сварочных процессов имеется решение задачи об определении поперечной усадки для прямолинейного однопроходного сварного соединения двух пластин встык сг сквозным проплавлением [14]
...
В этом случае механизм образования поперечной усадки характерен во многих отношениях и может быть распространен и на сварку кольцевых швов со сквозным проплавлением
...
Изучение механизма образования поперечной усадки при сварке кольцевых швов с неполным проплавлением проведено на основании экспериментальных исследований и приближенного решения задачи о поперечной усадке [114]
...
В теории сварочных процессов имеется решение задачи об определении поперечной усадки для прямолинейного однопроходного сварного соединения двух пластин встык сг сквозным проплавлением [14]
...
В этом случае механизм образования поперечной усадки характерен во многих отношениях и может быть распространен и на сварку кольцевых швов со сквозным проплавлением
...
Изучение механизма образования поперечной усадки при сварке кольцевых швов с неполным проплавлением проведено на основании экспериментальных исследований и приближенного решения задачи о поперечной усадке [114]
...
В теории сварочных процессов имеется решение задачи об определении поперечной усадки для прямолинейного однопроходного сварного соединения двух пластин встык сг сквозным проплавлением [14]
...
В этом случае механизм образования поперечной усадки характерен во многих отношениях и может быть распространен и на сварку кольцевых швов со сквозным проплавлением
...
Изучение механизма образования поперечной усадки при сварке кольцевых швов с неполным проплавлением проведено на основании экспериментальных исследований и приближенного решения задачи о поперечной усадке [114]
...
В теории сварочных процессов имеется решение задачи об определении поперечной усадки для прямолинейного однопроходного сварного соединения двух пластин встык сг сквозным проплавлением [14]
...
В этом случае механизм образования поперечной усадки характерен во многих отношениях и может быть распространен и на сварку кольцевых швов со сквозным проплавлением
...
Изучение механизма образования поперечной усадки при сварке кольцевых швов с неполным проплавлением проведено на основании экспериментальных исследований и приближенного решения задачи о поперечной усадке [114]
...
Наиболее полно весь комплекс проблем создания соединения труб из разнородных металлов термомеханической затяжкой с помощью стягивающей втулки нашел отражение в соединении сталь—цирконий
...
В связи с этим параметры конструкции соединения выбирали на основании расчета напряженно-деформированного состояния его элементов и анализа свойств примененных материалов (принципы расчета переходных соединений рассмотрены в параграфе 3 настоящей главы)
...
Форма торцовых уплотнительных элементов соединения сравнительно сложная, что делает операцию механической обработки торцов труб одной из основных в технологическом процессе изготовления переходных соединений
...
Наиболее полно весь комплекс проблем создания соединения труб из разнородных металлов термомеханической затяжкой с помощью стягивающей втулки нашел отражение в соединении сталь—цирконий
...
В связи с этим параметры конструкции соединения выбирали на основании расчета напряженно-деформированного состояния его элементов и анализа свойств примененных материалов (принципы расчета переходных соединений рассмотрены в параграфе 3 настоящей главы)
...
Контроль геометрии стыкуемых торцов в процессе и\ изготовления осуществляли с помощью универсального (микрометр, нутромер) и специального (шаблона, пробки, кольца) мерительного инструмента, а тякже периодическим контролем профиля режущего инструмента на проекционном аппарате при 50-кратном увеличенииКачество сборки уплотнительных элементов оценивали по величине зазора между боковыми скосами; расчетная величина этого зазора для данного соединения составляла 0,35—0,40 мм
...
Стык стягивающей втулки сваривали аргонодуговым способом непла-вящимся электродом с присадочной проволокой марки Св-04Х19Н11МЗ; шов укладывали противолежащими участками, обратноступенчатым способом, обеспечивая тем самым равномерность и симметричность осевых перемещений
...
Сварку кольцевых опрессовочных швов производили с ограниченным тепловложением, чтобы не допустить нагрева трубы из сплава циркония выше температуры 150—180° С
...
Так как деформация стягивающей втулки происходит совместно со скрепленными в соединении участками труб, то необходимое число кольцевых швов при опрессовке соединения определяли с учетом противодействия усадке стягивающей втулки жесткости деформируемых элементов
...
Стык стягивающей втулки сваривали аргонодуговым способом непла-вящимся электродом с присадочной проволокой марки Св-04Х19Н11МЗ; шов укладывали противолежащими участками, обратноступенчатым способом, обеспечивая тем самым равномерность и симметричность осевых перемещений
...
Сварку кольцевых опрессовочных швов производили с ограниченным тепловложением, чтобы не допустить нагрева трубы из сплава циркония выше температуры 150—180° С
...
Так как деформация стягивающей втулки происходит совместно со скрепленными в соединении участками труб, то необходимое число кольцевых швов при опрессовке соединения определяли с учетом противодействия усадке стягивающей втулки жесткости деформируемых элементов
...
Механическая запрессовка переходного соединения на прессе может производиться по двум вариантам: 1) по усилию прессования, когда конструкцией пресса предусмотрена фиксация усилия с точностью ±5%; 2) по величине осадки, когда перемещение пуансона пресса ограничивается упорными втулками
...
Дополнительная затяжка термомеханического переходного соединения сваркой опрессовочных швов может быть выполнена и как регламентная операция по истечении заданного срока работы соединения, и как ремонт соединения в случае его разуплотнения в процессе эксплуатации
...
Механическая запрессовка переходного соединения на прессе может производиться по двум вариантам: 1) по усилию прессования, когда конструкцией пресса предусмотрена фиксация усилия с точностью ±5%; 2) по величине осадки, когда перемещение пуансона пресса ограничивается упорными втулками
...
Дополнительная затяжка термомеханического переходного соединения сваркой опрессовочных швов может быть выполнена и как регламентная операция по истечении заданного срока работы соединения, и как ремонт соединения в случае его разуплотнения в процессе эксплуатации
...
Механическая запрессовка переходного соединения на прессе может производиться по двум вариантам: 1) по усилию прессования, когда конструкцией пресса предусмотрена фиксация усилия с точностью ±5%; 2) по величине осадки, когда перемещение пуансона пресса ограничивается упорными втулками
...
Дополнительная затяжка термомеханического переходного соединения сваркой опрессовочных швов может быть выполнена и как регламентная операция по истечении заданного срока работы соединения, и как ремонт соединения в случае его разуплотнения в процессе эксплуатации
...
Механическая запрессовка переходного соединения на прессе может производиться по двум вариантам: 1) по усилию прессования, когда конструкцией пресса предусмотрена фиксация усилия с точностью ±5%; 2) по величине осадки, когда перемещение пуансона пресса ограничивается упорными втулками
...
Дополнительная затяжка термомеханического переходного соединения сваркой опрессовочных швов может быть выполнена и как регламентная операция по истечении заданного срока работы соединения, и как ремонт соединения в случае его разуплотнения в процессе эксплуатации
...
ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА МЕХАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБОсновной отличительной особенностью работы механических соединений труб из разнородных металлов является развитие в них с ростом температуры напряжений и относительных перемещений, которые приводят в конечном итоге либо к разрушению отдельных элементов соединения, либо к нарушению его плотности
...
Механическое разрушение элементов соединения может происходить как вследствие достижения в них напряжений, превышающих предел прочности при рабочей температуре, так и в результате последовательного накопления пластических деформаций и исчерпания пластических свойств металла при периодическом изменении температуры и нагрузки
...
Причиной нарушения плотности механических соединений может быть изменение взаимного расположения сопрягаемых элементов уплотнения или снижение напряжений сжатия между контактными поверхностями
...
Оптимальное соотношение всех факторов может быть определено расчетом напряженного состояния соединения, который позволяет также оценить предельно допустимые температуру нагрева, давление внутренней или наружной среды, число и характер теплосмен и другие эксплуатационные характеристики соединения
...
Расчет должен обеспечивать возможность определения оптимальных размеров элементов соединения и материалов для их изготовления; при этом исходят из условия сохранения определенного уровня сжимающих напряжений на сопрягаемых поверхностях уплотнения и отсутствия в элементах соединения напряжений, превышающих допускаемые
...
ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА МЕХАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБОсновной отличительной особенностью работы механических соединений труб из разнородных металлов является развитие в них с ростом температуры напряжений и относительных перемещений, которые приводят в конечном итоге либо к разрушению отдельных элементов соединения, либо к нарушению его плотности
...
Механическое разрушение элементов соединения может происходить как вследствие достижения в них напряжений, превышающих предел прочности при рабочей температуре, так и в результате последовательного накопления пластических деформаций и исчерпания пластических свойств металла при периодическом изменении температуры и нагрузки
...
Причиной нарушения плотности механических соединений может быть изменение взаимного расположения сопрягаемых элементов уплотнения или снижение напряжений сжатия между контактными поверхностями
...
Оптимальное соотношение всех факторов может быть определено расчетом напряженного состояния соединения, который позволяет также оценить предельно допустимые температуру нагрева, давление внутренней или наружной среды, число и характер теплосмен и другие эксплуатационные характеристики соединения
...
Расчет должен обеспечивать возможность определения оптимальных размеров элементов соединения и материалов для их изготовления; при этом исходят из условия сохранения определенного уровня сжимающих напряжений на сопрягаемых поверхностях уплотнения и отсутствия в элементах соединения напряжений, превышающих допускаемые
...
ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА МЕХАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБОсновной отличительной особенностью работы механических соединений труб из разнородных металлов является развитие в них с ростом температуры напряжений и относительных перемещений, которые приводят в конечном итоге либо к разрушению отдельных элементов соединения, либо к нарушению его плотности
...
Механическое разрушение элементов соединения может происходить как вследствие достижения в них напряжений, превышающих предел прочности при рабочей температуре, так и в результате последовательного накопления пластических деформаций и исчерпания пластических свойств металла при периодическом изменении температуры и нагрузки
...
Причиной нарушения плотности механических соединений может быть изменение взаимного расположения сопрягаемых элементов уплотнения или снижение напряжений сжатия между контактными поверхностями
...
Схема нагружения стыка разнородных труб при изгибеэтом учитывали, что относительные радиальные перемещения стыка разнородных труб при нагреве соединения ограничиваются стягивающей втулкой лишь частично, и, следовательно, величина осевых и тангенциальных напряжений определится как сумма безмоментных напряжений и напряжений изгиба
...
Из условия равенства температурных перемещений стягивающей втулки и скрепленных участков соединяемых труб найдено соотношение длин скрепленных участков:1\ + 1з 0
...
Схема нагружения стыка разнородных труб при изгибеэтом учитывали, что относительные радиальные перемещения стыка разнородных труб при нагреве соединения ограничиваются стягивающей втулкой лишь частично, и, следовательно, величина осевых и тангенциальных напряжений определится как сумма безмоментных напряжений и напряжений изгиба
...
Из условия равенства температурных перемещений стягивающей втулки и скрепленных участков соединяемых труб найдено соотношение длин скрепленных участков:1\ + 1з 0
...
Схема нагружения стыка разнородных труб при изгибеэтом учитывали, что относительные радиальные перемещения стыка разнородных труб при нагреве соединения ограничиваются стягивающей втулкой лишь частично, и, следовательно, величина осевых и тангенциальных напряжений определится как сумма безмоментных напряжений и напряжений изгиба
...

Соединение металлов в твердой фазе
Холодная сварка труб
Высокочастотная сварка металлов
Соединение труб из разнородных металлов
Сварка модулированным током
Современные средства защиты сварщиков
Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Соединение труб из разнородных металлов