Разработка технологии закрепления труб в трубных решетках с дискретно-пластическим формированием служебных характеристик в неразъемных соединениях

• Автор: Батраев, Геннадий Андреевич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 145 с. : ил

Содержание
Введение
1. Продольно-прессовый механизм образования неразъёмных соединений и на его основе - технологические процессы за- 9 крепления труб в трубных решетках

1.1. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты

1.1.1. Элементы трубных пучков

1.1.1.1. Теплообменные трубы

1.1.1.2. Трубные решетки

1.2. Служебные характеристики неразъёмных соединений

1.3. Основные принципы продольно-прессового локализован- ^д ного образования неразъёмных соединений

1.4. Технологическая модель образования неразъёмных со- ^ единений

1.5. Алгоритм проектирования неразъёмных соединений
1.5.1. Конструкции трубных отверстий
1.5.2. Конструкция профилированных законцовок
1.5.3. Типовая сборка трубы с трубной решеткой
1.5.4. Стадия предварительного закрепления
1.5.5. Окончательное закрепление
1.6. Качество получаемых неразъёмных соединений
Выводы
Цель и задачи исследований
2.- Разработка технологии закрепления труб в трубных решетках с дискретно-пластическим формированием служебных ха- 30 рактеристик неразъёмными соединениями
2.1. Принципы усовершенствованной методологии закрепле-ния труб в трубных решетках
2.2. Разработка элементов новой технологии закрепления
2.3. Разработка усовершенствованной технологической моде-ли образования неразъёмных соединений
2.4. Алгоритм проектирования неразъёмных соединений
2.4.1. Конструкции профилированной законцовки
2.4.2. Конструкции трубного отверстия
2.4.3. Типовая сборка соединяемых элементов
2.4.4. Стадия предварительного закрепления профилирован-ной законцовки трубы в трубной решетке
2.4.5. Стадия окончательного образования неразъёмного со- ^ единения
2.5. Контроль неразъёмного соединения.
Выводы
3. Экспериментальная проверка основных положений усо- ^ вершенствованной методологии
3.1. Методика изучения характера течения модельного мате-
риала
3.2. Металлографические исследования неразъёмных соединений
3.3. Качественная оценка осевых остаточных сжимающих напряжений I - го рода
3.4. Испытания неразъёмных соединений с повышенными служебными характеристиками
3.4.1. Испытания на прочность неразъёмных соединений выдергиванием трубы из трубной решетки
3.4.2. Гидравлические испытания неразъёмных соединений на плотность
3.4.3. Разработка методики ускоренных испытаний неразъёмных соединений, имитирующих действие коррозии во внутренних слоях трубы
3.4.4. Экспериментальная проверка окончательной стадии закрепления профилированной законцовки трубы в трубном фланце
3.4.5. Определение напряжений методом тензометрирования
3.4.6. Эксперименты по определению прочностных характеристик кольцевого выступа на срез.
Выводы
4. Внедрение нового технологического процесса в производство
4.1. Директивный техпроцесс образования неразъёмных соединений с дискретно-пластическим формированием служебных характеристик
4.2. Оценка технико-экономической эффективности от внедрения в производство высококачественных технологий и образования неразъёмных соединений
Выводы
Заключение
Список использованных источников Приложение

132 134
Условные обозначения
р - коэффициент перфорируемости трубной решетки;
Рр - диаметр трубной решетки;
Ет - модуль упругости материала трубы;
^ - исходная толщина стенки трубы, мм;
О0 - внешний диаметр исходной трубы, мм; ф - внутренний диаметр исходной трубы, мм;
«к» и «п» - константы упрочнения материала трубы;
гг - предел текучести материала трубной решетки, МПа;

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;
ц - коэффициент трения;
красч - расчетная длина вальцовочного пояска;
Ртр-усилие, направленное на преодоление сил трения, Н; т/
^ - внутренний диаметр трубы после раздачи, мм; р - давление на внутреннюю поверхность трубы, МПа;

- средний диаметр исходной трубы, мм; а - средний диаметр трубы после раздачи, мм; а - внешний диаметр трубы после раздачи, мм;
^ - внутренний диаметр трубы после раздачи, мм;
уш - относительное сужение материала трубы в шейке;
1_ - длина участка раздачи, мм;
Рдеф - усилие деформирования, И;
а5 - предел текучести материала трубы после деформирования, МПа;
5Ш - относительное удлинение материала трубы в шейке;
8Н - 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;
.2 - толщина стенки обжатой трубы, мм.

Диаметр опорного участка выполняется по отношению к диаметру трубного с односторонним зазором максимальным, равным 0,075 мм (для трубы 0 25,0x2,5 мм), 0,087 мм (для трубы 0 38,0x2,0 мм), 0,099 мм (для трубы 0 57,0x2,0 мм) и минимальным для всех труб - 0,025 мм.
Длина образующей опорного участка не менее 10-15 мм.
Длина переходного конического участка (III).
Конический переходный участок профилированной законцовки служит для передачи деформирующего усилия на консольную часть опорного участка. Длина его определялась по потребному усилию на внекон-тактную деформацию.
Усилие, потребное на обжим трубы (рис. 26) выражается формулой, полученной Е. А. Поповым /38/.
ар тах - максимальные напряжения, действующие в тангенциальном напралении;
Иг - радиус срединной поверхности трубы в меридиональном сечении;
Из - радиус срединной поверхности трубы в исходном сечении; г0 - радиус срединной поверхности обжатой трубы;
1 - толщина стенки трубы в исходном сечении;
П - радиус срединной поверхности трубы на участке изгиба; у - угол между касательной к срединной поверхности в меридиональном сечении на торце трубы и осью симметрии.
РоГш = °’785(£>0 ~ dfo
ГХр тах = -СГо.2 1 " + (1 + • d - —W

Рис. 26 - Схема обжима трубы
По полученным значениям усилия обжима была построена его графическая зависимость от длины конического переходного участка (рис. 27).