Фасонная деталь трубопровода (варианты)

 

Использование: в трубостроении, в частности при изготовлении фасонных деталей трубопроводов. Сущность: фасонная деталь трубопровода содержит трубу 1 с отверстием, по периферии которого приварен отвод 2. Труба 1 и отвод 2 выполнены из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и сварены никелесодержащим сплавом, причем внутренний и внешний поверхностные слои стыкуемых соединений удалены механическим путем на расстояние не менее удвоенной толщины трубы и на глубину не менее 0,1 мм снаружи и не менее 0,7 мм на внутренних поверхностях. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к фасонным деталям типа тройника или крестовины и может использоваться в тепловой энергетике, водоснабжении, химической и нефтегазовой промышленности.

Известны фасонные детали трубопроводов высокого давления типа тройника[1] Эти фасонные детали изготовлены механической обработкой из стальных поковок или сваркой заготовок из цельнотянутых высоколегированных труб.

Тройники из стальных поковок слишком дороги в изготовлении и не технологичны из-за большого объема механической обработки.

Тройниковые сварные соединения более технологичны, однако их прочность ниже прочности самой трубы из-за снижения прочности в месте сварки. Поэтому такие тройники в месте сопряжения стараются всячески усилить. Так, в тройнике [2] содержащем трубу с отверстием и патрубок, приваренный по периферии отверстия, усиление достигается приваркой воротка в месте сопряжения патрубка с трубой и стяжки в виде листа, скрепляющей патрубок со стенкой трубы, противоположной патрубку. Такое усиление значительно удорожает изготовление тройника, а наличие дополнительных сварных швов снижает его коррозостойкость.

Известен тройник [3] содержащий сваренные между собой трубу, отвод и опорное устройство в виде плоской рамы из трех жесткосоединенных стержней, имеющих форму равнобедренного треугольника, обращенного основанием в сторону отвода.

Общий недостаток фасонных деталей трубопроводов, сваренных из стальных трубных заготовок, их сравнительно низкая коррозестойкость и не очень высокая долговечность из-за старения стали.

В этом отношении фасонные детали из чугуна превосходят стальные. Кроме того, производство чугуна значительно дешевле высоколегированных сталей.

Известны фасонные детали трубопроводов типа тройников или крестовин, изготовленные из чугуна литьем в землю [4] Их изготовление трудоемко, не производительно и не экологично (производство считается вредным). Они не могут использоваться в трубопроводах высокого давления, т.к. обладают повышенной хрупкостью и низкой устойчивостью к термодинамическим нагрузкам. Фланцевые соединения таких деталей не обеспечивают достаточной герметичности из-за повышенной шероховатости.

Наиболее близким по конструктивным признакам к заявляемым фасонным деталям трубопроводов является тройник (а.с. N 1682702, F 16 L 41/02, 1991), который описан выше. Он обладает всеми недостатками сварных стальных тройников.

Задача изобретения повышение долговечности и коррозестойкости фасонных деталей трубопроводов типа тройников или крестовин при снижении стоимости их изготовления.

Указанная задача достигается тем, что в фасонной детали трубопровода, содержащей трубу с отверстием и отвод, приваренный по периферии отверстия, труба и отвод выполнены из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, изготовлены из центробежнолитых трубных заготовок, на наружной поверхности трубы механическим путем выполнена выемка, примыкающая к кромке отверстия, на глубину не менее 0,1 мм и шириной не менее удвоенной толщины стенки трубы, на наружной и внутренней поверхностях отвода, примыкающих к отверстию трубы, механическим путем выполнены выемки шириной не менее удвоенной толщины стенки трубы и глубиной не менее 0,1 мм на наружной поверхности и не менее 0,7 мм на внутренней поверхности отвода.

Во втором варианте в фасонной детали трубопровода, содержащей трубу с отверстием и отвод, приваренный по периферии отверстия, труба и отвод снабжены раструбами и выполнены из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, к безраструбному концу трубы сваркой подсоединен второй раструб и труба с отверстиями изготовлены из центробежнолитых трубных заготовок, на наружной поверхности трубы механическим путем выполнена выемка, примыкающая к кромке отверстия, на глубину не менее 0,1 мм и шириной не менее удвоенной толщины стенки трубы, на наружной и внутренней поверхностях отвода, примыкающих к отверстию трубы, механическим путем выполнены выемки шириной не менее удвоенной толщины стенки трубы и глубиной не менее 0,1 мм на наружной поверхности и не менее 0,7 мм на внутренней поверхности отвода, кромки безраструбного конца трубы и второго раструба, привариваемого к трубе, имеют разделку под одностороннюю сварку, внутренняя и наружная поверхности безраструбного конца трубы и примыкающего к нему второго раструба имеют выемку шириной не менее удвоенной толщины стенки трубы и глубиной 0,1 мм на наружных поверхностях и не менее 0,7 мм на внутренних поверхностях трубы и раструба. Сварные швы, соединяющие трубу с отводом и вторым растубом, в поперечном сечении имеют треугольноподобную форму с вершиной, обращенной к линии сопряжения и выполнены из никелесодержащего сплава, в котором содержание никеля по медиане от вершины к основанию монотонно уменьшается от величины не менее 90% до величины не менее 40% при содержании железа у основания не более 45% и хрома не более 7% Авторам не известны источники информации, в которых бы описывались фасонные детали трубопроводов, изготовленные из сваренных между собой трубных заготовок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Изобретательский уровень подтверждается тем, что отличительные признаки заявляемой фасонной детали, в частности форма сопрягаемого стыка отвода, не описаны в известных источниках информации.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображены варианты заявляемой фасонной детали.

На фиг.2 приведены примеры разделки сопрягаемых стыков.

На фиг.3 изображены примеры выполнения фасонных деталей с фланцами.

На фиг.4 изображены примеры выполнения фасонных деталей типа крестовин.

В первом варианте (фиг.1а) заявляемая фасонная деталь трубопровода содержит трубу 1 с отверстием, к периферии которого приварен отвод 2. Сварной шов 3 в поперечном сечении имеет треугольноподобную форму. Внешний поверхностный слой трубы 1 вокруг отверстия механическим путем удален на глубину не менее 0,1 мм на расстояние от кромки отверстия не меньшее, чем удвоенная толщина стенки трубы 1, в результате чего на наружной поверхности трубы получается выемка вокруг отверстия шириной не менее удвоенной толщины стенки трубы 1. Аналогичным образом выполнены выемки на внутренней и внешней поверхностях отвода 2, примыкающих к отверстию. Внешний поверхностный слой отвода 2 удален на глубину не менее, чем 0,1 мм, внутренний поверхностный слой отвода 2 удален на глубину не менее 0,7 мм.

Во втором варианте (см. фиг.1б) труба 1 и отвод 2 снабжены раструбами 4 и 5. К безраструбному концу трубы 1 приварен второй раструб 6. Безраструбный конец трубы 1 и торец раструба 6 разделены под одностороннюю сварку по ГОСТ 22799-89. Внутренний и внешний поверхностные слои безраструбного конца трубы 1 и раструба 6 в области стыка удалены механическим путем на глубину не менее 0,1 мм снаружи и 0,7 мм изнутри. Ширина удаленной зоны на каждом из концов не менее удвоенной толщины трубы 1. Примеры разделок сопрягаемых кромок показаны на фиг.2. На фиг.2а показан пример обработки кромок безраструбного конца трубы 1 и второго раструба 6.

В первом варианте к открытым концам трубы 1 и отвода 2 могут быть приварены фланцы 7, 8 (см.фиг.3). Труба 1 дополнительно может иметь еще одно отверстие, к периферии которого приварен еще один отвод 9 (см. фиг.4), в результате чего фасонная деталь типа тройник превращается в фасонную деталь типа крестовина.

Описанные фасонные детали для трубопроводов изготавливаются следующим образом.

Из центробежнолитых труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом механическим путем вырезаются заготовки необходимых размеров и конфигурации. На токарном и (или) фрезерном станках с ЧПУ на необходимую глубину снимается внешний и внутренний поверхностные отвода 2 и трубы 1. Ширина удаляемой зоны не менее удвоенной толщины стенки трубы 1. После этого заготовки закрепляются в шаблоне, разогреваются до температуры предварительного подогрева и осуществляется аргоно-дуговая сварка неплавящимся электродом трубы 1 и отвода 2. Корневой шов наваривается с использованием присадочной проволоки, содержащей 90 никеля, 5 железа и 5 марганца. Закрепляющий шов наваривается в два прохода с использованием присадочной проволоки содержащей 52 никеля, 36 железа, 7 хрома и 5 марганца. Сразу же после сварки проводится термообработка сварного шва. Фасонная деталь помещается в печь с температурой 1000oC, пока деталь нагревается, температура печи падает до 960oC. При этой температуре деталь выдерживается 10 минут, после чего переносится в печь с температурой 740oC и выдерживается в ней 9-11 минут, затем деталь вынимается из печи и охлаждается на воздухе до цеховой температуры.

Сварные фасонные детали из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом не уступают по прочности стальным и превосходят их по долговечности и коррозестойкости. Это объясняется тем, что высокопрочный чугун с шаровидным графитом, хотя и уступает немногим по прочности и пластичности специальным сталям, превосходит их по коррозеустойчивости и усталостной прочности, а сварное соединение стыков двух центробежнолитых труб по прочности превосходит саму трубу, если в области сопряжения удален внешний поверхностный слой на глубину 0,1 мм и внутренний на глубину 0,7 мм. Сварное же соединение стальных труб по прочности уступает прочности стальной трубы. В условиях эксплуатации при низких температурах (-40.-50oC) прочность фасонных деталей из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом намного превышает прочность стальных, т. к. в отличие от стали чугун с шаровидным графитом не снижает прочностных характеристик при низких температурах.

Стоимость изготовления заявленных фасонных деталей из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом существенно ниже стоимости изготовления стальных или литых чугунных.

Формула изобретения

1. Фасонная деталь трубопровода, содержащая трубу с отверстием и отвод, приваренный по периферии отверстия, отличающаяся тем, что в ней труба и отвод выполнены из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и изготовлены из центробежнолитых трубных заготовок, на наружной поверхности трубы механическим путем выполнена выемка, примыкающая к кромке отверстия на глубину не менее 0,1 мм и шириной не менее удвоенной толщины стенки трубы, на наружной и внутренней поверхностях отвода, примыкающих к отверстию трубы, механическим путем выполнены выемки шириной не менее удвоенной толщины стенки трубы и глубиной не менее 0,1 мм на наружной поверхности и не менее 0,7 мм на внутренней поверхности отвода.

2. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что в ней труба и отвод снабжены раструбами и выполнены из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, к безраструбному концу трубы сваркой подсоединен второй раструб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, отвод, второй раструб и труба с отверстием изготовлены из центробежнолитых трубных заготовок, на наружной поверхности трубы механическим путем выполнена выемка, примыкающая к кромке отверстия, на глубину не менее 0,1 мм и шириной не менее удвоенной толщины стенки трубы, на наружной и внутренней поверхностях отвода, примыкающих к отверстию трубы, механическим путем выполнены выемки шириной не менее удвоенной толщины стенки трубы и глубиной не менее 0,1 мм на наружной поверхности и не менее 0,7 мм на внутренней поверхности отвода, кромки безраструбного конца трубы и второго раструба, приваренного к трубе, имеют разделку под одностороннюю сварку, внутренняя и наружная поверхности безраструбного конца трубы и примыкающего к нему второго раструба имеют выемку шириной не менее удвоенной толщины стенки трубы и глубиной не менее 0,1 мм на наружных поверхностях и не менее 0,7 мм на внутренних поверхностях трубы и раструба.

3. Деталь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что сварные швы, соединяющие элементы детали, в поперечном сечении имеют треугольноподобную форму с вершиной, обращенной к линии сопряжения, и выполнены из никелесодержащего сплава, в котором содержание никеля по медиане от вершины к основанию монотонно уменьшается от величины не менее 90% до величины не менее 40% при содержании железа у основания не более 45% и хрома не более 7%

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 28.12.2010

Дата публикации: 10.12.2011




 

Похожие патенты:

Фитинг // 2062388

Тройник // 1756722

Тройник // 1682701
Изобретение относится к трубопроводной арматуре

Тройник // 1656277
Изобретение относится к арматуре для трубопроводов с разветвлениями, используемых в таких отраслях техники, как энергетическое и нефтехимическое машиностроение , нефтяная и газовая промышленность, гидросооружения и др

Изобретение относится к трубопроводному транспорту жидкостей и газов и может быть использовано для соединения трубопроводов с сосудами

Изобретение относится к арматуре для трубопроводов различного назначения

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, используемой в отопительных приборах систем водяного теплоснабжения жилых и общественных зданий, а именно к узлам разветвления одного трубопровода на несколько ниток на входе отопительного прибора и, наоборот, соединения нескольких ниток на выходе отопительного прибора в один трубопровод

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при строительстве трубопроводов

Изобретение относится к способам эксплуатации резервуарных станций в пищевой промышленности, биотехнологии

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется для подсоединения термопластического тройника к магистральному трубопроводу

Группа изобретений относится к непрерывным процессам изготовления плит и, в частности, к устройству, системе и способу для распределения водной гипсовой суспензии, связанным с изготовлением вяжущего изделия. Многоканальное выпускное устройство для распределения вяжущей суспензии содержит входной трубопровод, содержащий входную часть, переходную часть и пяточную часть, расположенную между ними. Причем входная часть имеет входной конец, образующий входное отверстие. При этом входная часть расположена вдоль оси входа основного потока, проходящей между входным концом и пяточной частью. Переходная часть имеет соединительный конец. Причем переходная часть расположена вдоль оси выпуска основного потока, проходящей между пяточной частью и соединительным концом. При этом соединительный конец образует первое и второе соединительные отверстия, причем первое соединительное отверстие расположено на расстоянии от второго соединительного отверстия. Пяточная часть имеет поверхность, выполненную с возможностью перенаправления потока суспензии, перемещающейся от входного отверстия вдоль оси входа основного потока через пяточную часть к переходной части вдоль оси выпуска основного потока. Входной трубопровод образует входной канал, проходящий между входным отверстием и первым и вторым соединительными отверстиями. Устройство также содержит первый выходной трубопровод, который сообщается с первым соединительным отверстием входного трубопровода. Причем первый выходной трубопровод содержит выпускной конец, образующий первое выпускное отверстие. Кроме того, устройство содержит второй выходной трубопровод, который сообщается со вторым соединительным отверстием входного трубопровода, причем второй выходной трубопровод содержит выпускной конец, образующий второе выпускное отверстие; и соединительную часть, расположенную в соединительном конце входного трубопровода, при этом соединительная часть расположена между первым соединительным отверстием и вторым соединительным отверстием. Причем входной трубопровод содержит профилированную часть, которая образует сужение во входном канале рядом с соединительной частью. При этом профилированная часть образует первый и второй направляющие каналы. Сужение образовано в боковом направлении между первым и вторым направляющими каналами вдоль поперечной оси, по существу перпендикулярной оси выпуска основного потока, а площадь поперечного сечения каждого из упомянутых первого и второго направляющих каналов больше чем площадь поперечного сечения сужения. Техническим результатом является повышение эффективности распределения суспензии. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 ил.

Группа изобретений относится к непрерывным процессам изготовления плит, в частности к устройству, системе и способу для распределения водной гипсовой суспензии, связанным с изготовлением вяжущего изделия. Делитель потока вяжущей суспензии содержит входной трубопровод, имеющий входной конец и соединительный конец. Причем указанный входной трубопровод расположен вдоль оси основного потока, проходящей между входным концом и соединительным концом. При этом входной конец образует входное отверстие. Соединительный конец образует первое и второе соединительные отверстия. Причем первое соединительное отверстие расположено на расстоянии от второго соединительного отверстия. При этом указанный входной трубопровод образует входной канал, проходящий между входным отверстием и первым и вторым соединительными отверстиями. Делитель также содержит первый выходной трубопровод, который сообщается с первым соединительным отверстием входного трубопровода, второй выходной трубопровод и соединительную часть. Причем первый выходной трубопровод имеет выпускной конец, образующий первое выпускное отверстие. Второй выходной трубопровод сообщается со вторым соединительным отверстием входного трубопровода. Причем второй выходной трубопровод имеет выпускной конец, образующий второе выпускное отверстие. Соединительная часть расположена в соединительном конце входного трубопровода. Причем указанная соединительная часть расположена между первым соединительным отверстием и вторым соединительным отверстием. При этом входной трубопровод содержит профилированную часть, которая образует сужение во входном канале рядом с соединительной частью. Профилированная часть образует первый и второй направляющие каналы и сужение, проходящее в боковом направлении между первым и вторым направляющими каналами вдоль поперечной оси, по существу перпендикулярной оси основного потока. Причем каждый из первого и второго направляющих каналов имеет площадь поперечного сечения, которая больше площади поперечного сечения указанного сужения. Сужение имеет максимальную высоту вдоль вертикальной оси, которая перпендикулярна оси основного потока и поперечной оси. Причем каждый из первого и второго направляющих каналов имеет максимальную высоту вдоль вертикальной оси, которая больше максимальной высоты указанного сужения. Техническим результатом является повышение эффективности распределения водной гипсовой суспензии. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх