Способ глушения отверстий трубных решеток теплообменных аппаратов

 

Использование: эксплуатация теплообменных аппаратов с повышенной герметизацией отверстий трубной решетки и исключением коррозии. Сущность: в отверстии трубной решетки, имеющем коническую фаску, выполняют кольцевую выемку, примыкающую к фаске. В отверстие трубной решетки помещают полую заглушку с зарядом взрывчатого вещества, обращенную глухим концом к фаске. Донный участок отверстия заглушки для получения прочного и плотного соединения располагают в одной плоскости с меньшим отверстием фаски. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 21 D 26/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4765070/27 (22) 05.12.89 (46) 15.05,92, Бюл, М 18 (71) Волгодонское производственное объединение "Атоммаш" (72) В,Е.Константинов и Е,А,Тарасов (53) 621,7.044.3(088,8) (56) Патент Великобритании

М 1387296, кл. F 16 L 55/12, 1975, (54) СПОСОБ ГЛУШЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ

ТРУБНЫХ РЕШЕТОК ТЕПЛООБМЕННЫХ

АППАРАТОВ

Изобретение относится к обработке металлов давлением с использованием энергии взрыва и может быть использовано в энергетическом машиностроении при глушении отверстий в трубных решетках теплообменных аппаратов.

Известен способ глушения отверстия в трубной решетке трубчатой металлической заглушкой, которую крепят в отверстии сваркой взрывом. Трубчатую металлическую заглушку с глухим и открытым концами устанавливают в отверстии так, что между участком заглушки и прилегающим участком стенки отверстия образуется конический кольцевой зазор. При этом расстояние между наружной поверхностью участка заглушки и участком стенки отверстия увеличивается к открытому концу заглушки.

Внутри заглушки размещают заряд взрывчатого вещества (ВВ). Затем зяряд ВВ инициируют, При детонации заряда осуществляется сварка конусного участка заглушки со стенкой отверстия, Недостатком известного способа является снижение плотности и прочности соединения поверхноcòeé заглушки и отверстия в результате незначительного от. Ж „1733164 A l (57) Использование: эксплуатация теплообменных аппаратов с повышенной герметизацией отверстий трубной решетки и исключением коррозии. Сущность: в отверстии трубной решетки, имеющем коническую фаску, выполняют кольцевую выемку, примыкающую к фаске, В отверстие трубной решетки помещают полую заглушку с зарядом взрывчатого вещества, обращенную глухим концом к фаске. Донный участок отверстия заглушки для получения прочного и плотного соединения располагают в одной плоскости с меньшим отверстием фаски, 1 ил. клонения при выставлении угла конусности и зазора между поверхностями заглушки и отверстия, что приводит к нестабильному режиму сварки этих поверхностей или делает процесс сварки вообще невозможным, снижая надежность теплообменных аппаратов. К снижению надежности теплообменных аппаратов, особенно с трубными решетками, имеющими тонкие межтрубные перемычки, также приводит разуплотнение трубных соединений, расположенных рядом с заглушиваемым отверстием, возникающее из-за применения при сварке взрывом, являющимся энергоемким процессом, в качестве заряда мощных ВВ, Наиболее близким к предлагаемому яв- ф ляется способ для глушения отверстий и трубок теплообменного аппарата, при котором трубчатую металлическую пробку-заглушку крепят в отверстии трубной решетки сваркой взрывом. Один цилиндрический конец пробки-заглушки закрыт, а другой открытый конец имеет форму конуса, обращенного основанием наружу. В открытый конец пробки-заглушки вставляют гильзу с зарядом ВВ, которая центрирует заглушку в отверстии трубной решетки. По1733164 сле детонации заряда ВВ давление взрыва вызывает расширение конической части заглушки, при ее соударении с поверхностью отверстия трубной решетки или трубы образуется тонкий слой расплавленного металла, который обеспечивает сварку. Угол конусности поверхности открытого конца заглушки выбирают в пределах 2 — 6 в зависимости от скорости детонации заряда

ВВ, количества и класса ВВ, а также размеров самой заглушки.

Недостатком данного способа является его низкая надежность, так как режим сварки зависит от многих параметров; угла конусности, скорости детонации и массы заряда, размеров заглушки, которые в свою очередь, зависят друг от друга. Несоблюдение какого-либо условия приводит к нестабильности режима сварки и, как следствие, к непроварам, что снижает плотность и прочность соединения поверхностей заглушки и отверстия и. следовательно, надежность теплообменного оборудования в целом, Целью изобретения является повышение надежности теплообменных аппаратов за с ет повышения плотности и прочности соединения поверхностей заглушки и отверстия трубной решетки, Указанная цель достигается тем, что в способе глушения отверстия трубной решетки методом взрыва, при котором в отверстие помещают трубчатую металлическую пробку-заглушку с глухим и открытым концами, с размещенным внутри нее зарядом ВВ, затем заряд взрывают. предварительно в отверстии со стороны заднего торца трубной решетки на расстоянии, равном глубине фаски отверстия, изготавливают механическим способом кольцевую канавку, причем ближнюю к заднему торцу трубной. решетки стенку кольцевой канавки и внутреннюю поверхность глухого конца пробки-заглушки устанавливают в одном сечении, а заряд взрывчатого вещества располагают в контакте с последней, Размещение заряда ВВ в контакте с внутренней поверхностью глухого конца пробки-заглушки обеспечивает то. что детонацией заряда ВВ сообщают импульс боковой стенке пробки-заглушки, при этом максимальный импульс действует в месте расположения кольцевой канавки, ч-о обеспечивает надежное впечатывание боковой стенки пробки-заглушки s кольцевую канавку, а изготовление кольцевой канавки на расстоянии, равном глубине фаски отверстия со стороны заднего торца трубной решетки, повышает плотность и прочность

55 соединения, так как исключает процесс узкощелевой коррозии между заглушкой и поверхностью отверстия за счет устранения зазора между ними после глушения отверстия.

Край кольцевой канавки, внутренняя поверхность глухого конца заглушки и заряд, контактирующий с ней, находятся в одном сечении на расстоянии, равном глубине фаски отверстия со стороны заднего торца трубной решетки.

Выполнение кольцевой канавки на расстоянии, равном глубине фаски, позволяет исключить процесс узкощелевой коррозии, что приводит к повышению плотности и прочности соединения поверхностей пробки-заглушки и отверстия трубной решетки, в результате чего повышается надежность теплообменных аппаратов.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

На чертеже показаны трубчатая металлическая пробка-заглушка 1 с размещенным внутри зарядом взрывчатого вещества

2 в полиэтиленовой оболочке 3 и отверстия

4 трубной решетки 5 с кольцевой канавкой

6 и фаской 7, Ближний к заднему торцу трубной решетки край 8 кольцевой канавки, внутренняя поверхность 9 глухого конца пробки-заглушки и контактирующий с ней заряд взрывчатого вещества 2 находятся в одном сечении S, где кончается фаска 7.

Способ глушения отверстия в трубной решетке теплообменного аппарата реализуют следующим образом.

После инициирования заряда ВВ в сечении Х=О по заряду в направлении оси Х идет детонационная волна, одновременно с детонационной волной в этом же сечении возникает волна разрежения, которая идет по продуктам взрыва вслед за детонационной волной. После детонации всего заряда ВВ детонационная волна отражается от жесткой внутренней поверхности глухого онца заглушки (сечение S) и фронт отраженной ударной волны распространяется по продуктам взрыва против оси Х навстречу волне разрежения, Взаимодействие волны разрежения и ударной волны определяет характер действия импульса давления взрыва заряда на боковую стенку заглушки. Импульс действует на боковую поверхность заглушки неравномерно по ее длине и достигает своего максимального значения в сечении Х=S, т.е, там, где расположена жесткая поверхность глухого конца заглушки в контакте с зарядом ВВ, Расположение кольцевой канавки в этом же сечении S позволяет наиболее эффективно впечатать боковую стенку пробки-заглушки в кольцевню канав1733164 ку и исключить зазор между заглушкой и отверстием и, следовательно, возможноеть процесса узкощелевой коррозии, при этом на основном участке, где нет кольцевой канавки, пробка-заглушка плотно запрессо- 5 вывается в отверстии трубной решетки с образованием натяга. Предлагаемый способ может быть реализован на трубных решетках любой геометрии, в том числе и на имеющих тонкие межтрубные перемычки. 10

Предлагаемый способ был осуществлен на технологическом конденсаторе. Глушили отверстие трубной решетки толщиной 80 мм, которое было забраковано в результате изготовления с отклонениями от требо- 15 ваний конструкторской документации, Диаметр отверстия do=25,92 мм, а согласно конструкторской документации

dp=25,3 мм, Из конструктивных соображений и удобства снаряжения трубами 20 трубных решеток технологического конденсатора в отверстиях трубных решеток со стороны заднего торца изготавливали фаски глубиной 2,5 мм под углом 45 . Согласно предлагаемому способу в забракованном 25 отверстии на глубине 2,5 мм со стороны заднего торца трубной решетки была изготовлена кольцевая канавка глубиной

0,25 мм и шириной 6 мм. Затем была

+0,05 изготовлена металлическая трубчатая проб- 30 ка-заглу0шка с наружным диаметром

dH=25,70 мм, толщиной боковой стенки ,15 д= 2 мм, длиной i=85,5 MM и толщиной глухого конца h=8 мм, При размещении заглушки в забракованном отверстии ее конструктив- 35 ное оформление обеспечивало выполнение условия установки в одном сечении ближнего. к заднему торцу трубной решетки края кольцевой канавки и BHYTDGHHGA поверхности глухого конца пробки-заглушки. Затем в пробку-заглушку до контакта с поверхностью глухого конца вставляли заряд BB из аммонита %6ЖВ диаметром 4,5 мм, заключенный в полиэтиленовую оболочку, Заряд инициировался с помощью детонирующего шнура марки ДША. После детонации заряда пробка-заглушка была эапрессована на всю глубину отверстия с впечатыванием боковой стенки в кольцевую канавку. Надежность соединения заглушки с поверхностью отверстия оценивали с помощью гидроиспытаний.

Формула изобретения

Способ глушения отверстий трубных решеток теплообменных аппаратов. при котором в отверстие с фаской помещают полую заглушку с размещенным в ней зарядом взрывчатого вещества (ВВ) и производят взрыв, энергией которого воздействуют на заглушку, отличающийся тем, что, с целью повышения плотности и прочности соединения заглушки с трубной решеткой и исключения коррозии, в отверстии трубной решетки со стороны фаски выполняют кольцевую канавку, примыкающую к фаске, при этом донный участок отверстия заглушки располагают в одной плоскости с меньшим отверстием фаски, а заряд BB помещают в контакте с донной частью отверстия заглушки, .

1733164

Составитель В. Константинов

Редактор А. Лежнина Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор А, Осауленко

Заказ 1624 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101