SU747584A1 - Способ соединени труб из разнородных металлов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способу соединени  труб методом нагрева и сдавливани  в вакууме, при котором трубы собирают в телескопическое соединение, и может быть использован в энергетическом и химическом машиностроении, в частности в теплообменных аппаратах при изготовлении переходников дл  соединени  труб из разнородных материалов.

Известен способ неразъемного соеднне-, ни  оболочек вращени  обжатием при нагреве до температуры пластической деформации , при котором соединеше по- лучают через промежуточный слой из более пластичного материала, чем мате- j риалы соедин емых труб 1J- Недостаток этого способа соединени  состоит в том, что в услови х вьгсоких температур эксплуатации под действием термических на . пр жений возникает npoueqc ползучести 20 м гкой прослойки, который может привести к разрушению соединени .

Известен спойоб неразъемногчэ соединени  переходников взрывом 2, в котором

испо;1ьзуетс  промежуточный слой, ш еющий более низкую температуру плавлени , чем температура эксплуаташти переходника . Основной недостаток этого способа состоит в том, что за счет про влени  эффекта Ребнндера (так на;зываемое адсорбшю таое снижение прочности), Ж1Щка  фаза, ускоренно проника  по границам зерен, пр1шодит к раскрытию переходника .

Известен также способ соед1гаени  по резьбе труб из разнородных металлов с различными коэффициентами линейного расширени  методом нагрева в вакууме и сдавливани  з , при котором внутреннюю выполн ют из металла с меньшим коэффициентом Л1шейногчэ расицфени  и запрессовывают в резьбу нар окной трубы при помощи конусного дорна, перемещаемого по внутренней трубе при температуре образовани  между свариваемыми детал ми эвтектической гфослойкк. Недостаток этого способа состоит в том, что он не обеспечивает достато шой работоспособности срединени  при высоких температурах. Это происходит потому , что хрупка  эвтектическа  прослойка образует после сварки жест:1ШЙ каркас, который при нагреве и охлалшении переходника за счет термических напр жений легко разрушаетс . Это приводит к потере вакуумной плотности переходников . Целью изобретени   вл еТ. повышение надежности и работоспособности в услови х высоких температур аа счет сглаживани  (демпф1фован1га) упр тю-плас тических деформаций, вызванных термическими напр жени ми при эксплуатации переходников. Указанна  цель достигаетс  TeivJ, что соединение разнородных труб прои;звод т через промежуточный слой, который выполн ют из демпфирующего материала и нанос т его перед выполнением резьбы на поверхность одной из соедин емых труб слоем, составл ющим ЗО-6О% от площади поперечного сечени  т1тки резьбы . Применение данного способа позволит повысить надежность работы сюеди- нени  в услови х высоких температур. На фиг. 1 показа1г отрезок внутренне трубы с нанесенным промежуточным слоем; на фиг. 2 - резьба, поперечное сечение; на фиг. 3 изображена зона соединени  „ (стрелкой указываетс  направление запрессовки отрезков Tj)y6 с помощью конусного дорна). Соединение выполн ют следующим образом. Первоначально на одну из труб нанос т промежуточный слой 2, обладаю демпфирующими свойствами. В этом слу чае можно использовать сварку, электро контактную наплавку, методы порошково металлургии. Затем нарезают резьбу 3 таким образом, чтобы площадь поперечн го сечени  промежуточного сло  2 составл ла 30-60% от площади поперечного сечещ1  зуба резьбы 3. Далее анало гичный профиль резьбьг 3 выполн ют на друтхэм отрезке трубы 4 и завинчивают их по резьбе, причем внутренн   труба выполнена из материала с меньшим коэффициентом линейного расширени . Пол ченную заготовку нагревают до темпера туры, при которой в контакте образуетс электр1гческа  прослойка 5, и зап)эессовывают конусным дерном 6, перемещаемым по внутренней трубе 1. Предварительно дорн б покрывают одним из известных защитных покрытий, чтобы не допустить схватьшани  дорна 6 с повер остью трубы 1. После охлаждени  заготовку обрабатывают на токарном станке под размеры переходника и вырезают контрольные темплеты дл  оценки толщины эвтектической прослойки 5. Пример. Изготавливают переходники из сплава системы Zh -2,5 НЪ со сталью ОХ18Н1ОТ с диаметрами и толщиной труб соответственно Ф 88x4, 0 95xS. В качестве промежуточного сло  используют чистый ниобий электроннох1учевого переплава, проволоку из которого диаметром 1 мм направл ют электроннолучевой сваркой на наружную поверхность трубы из сплава ,5Nb в выточку глубиной 1,2 мм на установке ЭЛУ-5. Затем на этой поверхности трубы нарезают резьбу М88х2 таким образом , чтобы площадь поперечногосечени  промежуточного сло  составл ла - ЗО6О% от площади поперечного сечени  зуба резьбы. Аналогичную резьбу изготавливают на отрезке трубг г из стали ОХ18Н1ОТ. Отрезки труб свинчивают, помещают в сварочную установку типа А30608, где нагревают до температуры образовани  эвтектической прослойки ( 910 С) и запрессовывают конусным дорном. Качество соединений оценивают термокачкой с нагревом и охлаждением в вакууме от 85О°до ЗООС и провер ют соед1шени  на вакуумную плотность гелиевьм течеискателем. Эзсспериментально установлено, что соединени  выдерживают наибольшее количество термокачек , когда площадь поперечного сечени  промежуточного сло  составл ет ЗО-6О% площади поперечного сече ш  зуба резьбы. Если толщина демпфирующего сло  Nb меньше 3(У)о площади попере шого сечени  зуба резьбы то частично нарушаютс  опт1Пу1альные: услови  внещнего демпфировани  соединени  в, услови х высоких температур, если она больше 6О%, то нарушаютс  оптил альные услови  внешнего демпфировани  в интервале низких температур. Применение данного способа изготовлени  .переходников позволит увеличить термостойкость соединений по сравнению с теми переходниками, которые выполн ют по способу З примерно в 2 раза. При изготовлении опытно-промышленной партии переходников брак снижен на ЗО-35%.

Формул

изобретени 

Способ соединени  труб из разнородных металлов с разлшчными коэффициентами линейного расширени , включающий операции выполнени  винтовой нарезки на соедин емых поверхност х труб, установки трубы из металла с меньшим коэффициентом линейного расширени  в трубу из металла с большим коэффициентом линейного расширени , нагрева в вакууме и сдавливани  путем раздачи коническим дорном при температуре образовани  между соедин емыми детал ми эвтектической прослойки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы соединени 

в услови х высоких температур, перед выполнением резьбы на поверхность одной из труб нанос т промежуточный слой из материала, обладающего демпфирующими свойствами по отношению к соедин оу ым металлам, при этом промежуточный слой составл ет ЗО-6О% площади поперечного сечени  нитки резьбы,

Источники информации,

0 прин тые во вт1мание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 239194, кл. В 21D 39/О4, 1959,

2,Авторское свидетельство СССР №545434, кл, В 23 К 19/ОО, 1975,

3,Авторское свидетельство СССР

№ 202404, кл, В 23 К 31/О6, 1957. (прототип). /2

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ соединения труб из разнородных металлов с различными коэффициентами линейного расширения, включающий операции выполнения винтовой нарезки на соединяемых поверхностях труб, установки трубы из металла с меньшим коэффициентом линейного расширения в трубу из металла с большим коэффициентом линейного расширения, нагрева в вакууме и сдавливания путем раздачи коническим дорном при температуре образования между соединяемыми деталями эвтектической прослойки, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения надежности работы соединения в условиях высоких температур, перед выполнением резьбы на поверхность одной из труб наносят промежуточный слой из материала, обладающего демпфирую5 шими свойствами по отношению к соединяемым металлам, при этом промежуточный слой составляет 30-60% площади поперечного сечения нитки резьбы.