Разработка высокоэффективных технологий продольно-прессового локализованного закрепления труб в трубных решетках

• Автор: Козий, Софья Сергеевна
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 228 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты

1.1. Элементы трубных пучков

1.1.1. Теплообменные трубы

1.1.2. Трубные решетки

1.2. Механизм поперечно - прессового образования неразъ- ^ ёмных соединений

1.2.1, Стадии механизма поперечно-прессового образования 1б неразъёмных соединений

1.3. Существующие технологические процессы образования неразъёмных соединений

1.3.1. Механическая развальцовка

1.3.1.1. Факторы, влияющие на качество вальцовочных со-
единений
1.3.2. Виды комбинированных соединений
1.3.3. Альтернативные технологии получения неразъёмных ^ соединений
1.3.3.1. Импульсные методы образования неразъёмных со- 28 единений
1.3.3.2. Образование неразъёмных соединений с использо- 28 ванием жидкости высокого давления
1.3.3.3. Высокоскоростное деформирование клиновыми 2д сегментами при образовании соединений
1.3.3.4. Образование неразъёмных соединений с использо- 33 ванием операции дорнования
1.4. Служебные характеристики неразъёмных соединений
1.5. Мероприятия, направленные на повышение служебных ^ характеристик
Выводы
Цель и задачи исследований
2. Разработка механизма продольно-прессового локализованного ^ закрепления труб в трубных решетках
2.1. Анализ технологических возможностей при образовании ^ неразъёмных соединений
2.2. Основные принципы продольно-прессового локализован- ^ ного образования неразъёмных соединений
2.3. Конструкции трубных отверстий
2.4. Разработка технологической модели
2.4.1. Стадия предварительного закрепления
2.4.1.1. Внеконтактная деформация трубы на стадии пред- 55 верительного её закрепления в трубном отверстии .
2.4.1.2. Диаметр полости трубного отверстия
2.4.1.3. Расчет геометрических размеров профилированной

законцовки
2.4.1.4. Расчет геометрических размеров кольцевой канавки
2.4.1.5. Расчет длины кольцевого пояска
2.4.1.6. Расчет длины образуемой контактной площадки при 60 осадке полотна трубы
2.4.1.7. Заполнение кольцевой канавки
2.4.2. Окончательное закрепление
2.5. Оценка качества полученных неразъёмных соединений
Выводы
3. Экспериментальная проверка
3.1. Методика изучения характера течения модельного мате-риала
3.2. Металлографические исследования неразъёмных соеди- 33 нений
3.3. Качественная оценка осевых остаточных сжимающих на- дд пряжений I - го рода
3.4. Испытания неразъёмных соединений с повышенными д^ служебными характеристиками
3.4.1. Испытания на прочность неразъёмных соединений вы- 91 дергиванием трубы из трубной решетки
3.4.2. Гидравлические испытания неразъёмных соединений д^ на плотность
3.4.3. Разработка методики ускоренных испытаний неразъёмных соединений, имитирующих действие коррозии во 101 внутренних слоях трубы
Выводы
4. Директивный технологический процесс образования неразъём-ных соединений с повышенными служебными характеристиками .
4.1. Технологический процесс закрепления труб в трубных ре- ^4 шетках №
4.2. Технологический процесс закрепления труб в трубных ре- 12д шетках №
4.3. Технологический процесс закрепления труб в трубных ре-шетках №
4.4. Оценка технико-экономической эффективности от внедрения в производство высококачественных технологий обра- 138 зования неразъёмных соединений
Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложения
1. Стадии закрепления
2. Расчет степени деформации сдвига
3. Графические зависимости степени деформации сдвига от хода клина

Условные обозначения 0 - коэффициент разнотолщинности;
0Р - диаметр трубной решетки;
Ет - модуль упругости трубы;
^ - исходная толщина стенки трубы, мм;
Р0 - внешний диаметр исходной трубы, мм; б0 - внутренний диаметр исходной трубы, мм;
«к» и «п» - константы упрочнения;
гг' - предел текучести решетки, МПа;
V-/ 0,
к - коэффициент разнотолщинности перемычки трубной решетки;
Г - шаг разбивки отверстий трубной решетки;

(у - предел прочности материала трубы, МПа;
Рост - остаточное давление на контактной поверхности труба трубная решетка;
р - коэффициент трения;
1_Расч - расчетная длина вальцовочного пояска;
Ртр - усилие, направленное на преодоление сил трения, Н;
^ - внутренний диаметр трубы после раздачи, мм;
р - давление на трубу, МПа;
г>: - средний диаметр исходной трубы, мм;

а - средний диаметр трубы после раздачи, мм; а - внешний диаметр трубы после раздачи, мм;
Д - внутренний диаметр трубы после раздачи, мм;
Ун, - относительное сужение материала трубы в шейке;
1_ - длина участка раздачи, мм;
Рдеф - усилие деформирования, Н;
ст5 - предел текучести материала трубы после деформирования, МПа;
5Ш - относительное удлинение материала трубы в шейке; бн - логарифмический коэффициент;
]^ ~ средний радиус трубы после раздачи на конус, мм;
- средний радиус трубы до раздачи, мм; а - угол раздачи на конус;
ер - длина цилиндрического участка обжимной матрицы, мм; бЭ1(в - диаметр прутка, эквивалентного трубе, мм;
2 - толщина стенки обжатой трубы, мм;

Юзик в работе /35/ предлагает на поверхности трубного отверстия выполнять группу кольцевых канавок глубиной 0,1 мм (рис.).

Рис. 32 - Профилирование трубных отверстий: 1-трубная решетка; 2-труба; а=(0,015*0,02)0Р, Ь=(2-гЗ)а.
Однако биения инструмента при нарезание кольцевых канавок не всегда позволит их выполнить глубиной 0,1 мм.
Богданов с соавторами в работе /36/ предлагает выполнять профилирование как трубного отверстия, так и внешней поверхности трубы в виде резьбы с разным шагом (рис. 33).

Рис. 33 - Профилирование внешней поверхности трубы и трубного отверстия: 1 - трубная решетка; 2 - труба; а) исходное положение; б) полученное неразъёмное соединение; б2< б^ е*(бг б2)= б2* б^
По приведенной из авторского свидетельства схеме полученного неразъёмного соединения можно сказать, что сложно изменить конфигурацию трубного отверстия мягким материалом трубы при закреплении.
2. Профилирование труб.
Зарубежными специалистами /37; 38/для толстостенных труб, применяемых в атомной промышленности, профилировать трубы, изменяя её профиль или утонять её поперечное сечение (рис. 34)