Меню

Технология вальцовки труб котлов

Общие сведения о развальцовке труб в теплообменных аппаратах

Развальцовка является наиболее распространенным способом получения прочных и герметичных соединений труб с трубными решетками (коллекторами) теплообменных аппаратов и котлов

Развальцовка является наиболее распространенным способом получения прочных и герметичных соединений труб с трубными решетками (коллекторами) теплообменных аппаратов и котлов.

Для получения надежного соединения трубы с трубной решеткой (коллектором) необходимо выполнить следующее условие:

D’ ― расчетный внутренний диаметр трубы после развальцовки;
Dо ― внутренний диаметр трубы до развальцовки;
Δ- диаметральный зазор между отверстием в трубной решетке (Dотв) и трубой (Dн),

Δ= Dотв ― Dн;
S ― толщина стенки трубы;
К ― коэффициент, учитывающий тип теплообменного аппарата:
К = 0,1 ― для конденсаторов, маслоохладителей, водоподогревателей,
испарителей, бойлеров и т.п.

ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ВНУТРЕННЕГО ДИАМЕТРА ТРУБЫ ПОСЛЕ РАЗВАЛЬЦОВКИ

Наружный диаметр трубы (Dн) ― 16,0 мм;
Внутренний диаметр трубы до развальцовки (Do) ― 14,0 мм;
Толщина стенки трубы (S) ― 1,0 мм;
Диаметр отверстия трубной решетки (D отв.) ― 16,3 мм.
Диаметральный зазор между трубой и трубной решеткой (Δ) составляет:
16,3 мм ― 16,0 мм = 0,3 мм
Для теплообменников К=0,1

Тогда расчетный внутренний диаметр трубы после развальцовки (D’) должен быть:
D’ = 14,0 + 0,3 + 0,1 х 1 = 14,4 (мм)

Наружный диаметр трубы (Dн) ― 51,0 мм;
Внутренний диаметр трубы до развальцовки (Do) ― 46,0 мм;
Толщина стенки трубы (S) ― 2,5 мм;
Диаметр отверстия трубной решетки (D отв.) ― 51,5 мм.

Диаметральный зазор между трубой и трубной решеткой (Δ) составляет:
51,5 мм ― 51,0 мм = 0,5 мм
Для котлов К=0,2
Тогда расчетный внутренний диаметр трубы после развальцовки (D’) должен быть:
D’ = 46,0 + 0,5 + 0,2 х 2,5 = 47 (мм)

Развальцовка труб должна осуществляться вальцовочными машинами, оснащенными системой автоматического контроля крутящего момента. Это обеспечивает стабильность качественных показателей соединений труб с трубными решетками. При этом настройка системы контроля крутящего момента производится на первых 2 ― 3 концах труб, после чего уже не требуется проведения дополнительных замеров.

Для того, чтобы правильно выбрать инструмент для развальцовки труб в трубных решетках, необходимо располагать следующей информацией:

материал трубной решетки;
диаметр отверстий трубной решетки «Dотв» (рис. 1);
толщина трубной решетки «H» (рис. 1);
шаг перфорации (расстояние между центрами соседних отверстий)
«t» (рис. 8);
наличие в отверстиях трубной решетки уплотнительного рельефа, формируемого шариковым раскатником (рис. 2);
наличие в трубной решетке канавок (рис. 3);
наличие двойных трубных решеток, их толщины «Н1» и «Н2» и расстояние «B» между трубными решетками (рис. 7);
материал трубы;
наружный диаметр трубы «Dн» (рис. 4);
толщина стенки трубы «S» (рис. 4);
высота выступания труб «h» над плоскостью трубной решетки (рис. 4);
глубина развальцовки труб «L» (рис. 4);
наличие отбуртовки конца трубы (рис. 6);
наличие сварки в соединении трубы с трубной решеткой (рис. 5)

В случаях стесненных условий работы из-за наличия существенно выступающей над плоскостью трубной решетки обечайки (рис. 8) необходимо дополнительно знать:
высоту обечайки «Т»;
расстояние «а» между центром периферийного отверстия и обечайкой.

Источник

Вальцовка труб. Технология вальцовки. Ручная вальцовка труб.

Вальцовка труб. Технология вальцовки. Ручная вальцовка труб.

Вальцовка необходима для прочного соединения труб с трубной доской или другими конструкциями. Оно способно выдерживать нагрузки возникающие под действием давления и сил тяжести.

Принцип действия вальцовки.

Принцип действия вальцовки заключается в следующем. В одну общую обойму заключены три стальных закаленных ролика между которыми находится коническое веретено. Вращение веретена вызывает вращение роликов, которые катаются по внутренней поверхности трубы. Постепенно увеличивая конической частью веретена расстояние между роликами, производят давление ими на стенки трубы и расширяют их или, как говорят, развальцовывают.

Увеличение или уменьшение с помощью конуса веретена расстояния между роликами осуществляется от руки нажимной гайкой или автоматически.

Осевое давление веретена на ролики переходит в радиальное давление роликов на стенки трубы. Под давлением роликов труба вначале расширяется до соприкосновения со стенками отверстия, а затем давление передается и на стенки отверстия. Металл грубы и трубной решетки деформируется.

Читайте также:  Труба выхлопная фотон 1099

Стенки отверстия решетки препятствуют дальнейшему увеличению наружного диаметра трубы. Поэтому внутренний диаметр трубы имеет возможность продолжать увеличиваться только за счет уменьшения толщины стенок трубы. Металл, как говорят, «течет» и заполняет все промежутки между поверхностями стенок отверстия и трубы, обеспечивая необходимую плотность соединения.

Радиальное давление роликов вальцовки в значительной степени поглощается стенками трубы, поэтому тело стенки отверстия получает только упругую деформацию и после удаления вальцовки стремится вернуться в первоначальное положение, обеспечивая этим необходимую прочность соединения.

Надежность вальцовочного соединения зависит от ряда факторов:

— от количества роликов в вальцовке;

— от величины зазора между стенками отверстия и трубой;

— от состояния поверхностей стенки отверстия и трубы;

— от скорости при которой происходит вальцовка;

Отсутствие кольцевых трещин в местах развальцовки трубы подтверждает правильность выполнения процесса.

Обычная вальцовка представляет собой конус с упорным кольцом, роликами, нажимной втулкой и веретеном.

В основном количество роликов в вальцовке составляет от 3 до 5.

В зависимости от проводимой операции в корпус вальцовки устанавливаются вальцовочные или вместе — вальцовочные и бортовочные ролики. Бортовочные ролики располагаются «вразмет» (рис. 1, а), или «гуськом» друг за другом (рис. 1, б).

Рис. 1. Положение роликов в вальцовке.

Расположение роликов вразмет целесообразнее, чем расположение гуськом, потому что при таком расположении нет деформации внутренней поверхности трубы, в месте стыка вальцовочного и бортовочного роликов. А также, взаимное перекрытие вальцовочного и бортовочного роликов делает возможным плавный заход бортовочных роликов в трубу при поступательных движениях вальцовки.

Виды вальцовок.

Вальцовки подразделяются по способу подачи конуса (веретена) на винтовые и самоподающие, а по способу вращения конуса (веретена) —на ручные и механические.

Винтовая вальцовка (рис. 2) имеет установочное кольцо с упором в трубную решетку, поэтому легко устанавливается в правильное положение независимо от длины выступающих концов труб и независимо от выполнения операции закрепления труб. По конструкции винтовая вальцовка сложнее других вальцовок.

Рис. 2. Винтовая вальцовка:

1 — корпус; 2 — ролик; 3 — упорное кольцо; 4 — нажимная втулка с нарезкой; 5 — веретено.

У винтовых вальцовок конус подается нажимной втулкой по мере ослабления давления роликов на стенку трубы. Таким образом, винтовая вальцовка характерна переменным давлением роликов. Для массовой ручной вальцовки труб применять винтовую вальцовку не рекомендуется, так как затрата времени, потребного на поджатие винта подающего конуса, и времени, необходимого на развальцовку одного конца трубы, значительно больше, чем у самоподающей вальцовки (рис. 3).

Инструмент для вальцовки труб.

Рис. 3. Крышечная вальцовка (самоподающая):

1 — веретено (стержень); 2 — крышка; 3— ролики.

Самоподающие вальцовки иногда неправильно называют ударными вальцовками. Самоподающие вальцовки имеют некоторую косину окон для роликов (перекос по отношению корпуса).

Конус ручной вальцовки вращается обычным воротком, надетым на квадрат головки конуса.

Основные особенности корпусов вальцовки различных типов заключаются в наличии упорной плоскости или специального упорного кольца, а также в способе выполнения окон для роликов и их косине.

Упорная плоскость имеет назначение дать возможность правильно установить вальцовку (винтовые вальцовки) или ограничить поступательное движение корпуса вальцовки в процессе вальцевания (самоподающие вальцовки).

Корпуса вальцовок выполняются с крышкой (рис. 3.) являюшейся упором с передвижным установочным упорным кольцом.

Если сравнивать некоторые конструкции вальцовок, можно отметить, что упорная плоскость правильно будет работать только в том случае, если она получит необходимый упор в трубную решетку. Важно отметить, что все выпирающие торцы вальцуемой трубы должны быть обрезаны по одинаковой высоте.

Вальцовка труб видео.

В данное время применяется автоматическая вальцовка с помощью машины. Такой способ значительно уменьшает время вальцовки и трудоемкость работ, а в следствии увеличивается производительность. Вальцовки с применением машинного привода имеют следующие преимущества:

Читайте также:  Приемная труба ваз 21213 инжектор

а) скорость расширения трубы за один оборот корпуса вальцовки не ограничена какими-либо пределами;

б) окончание процесса развальцовки определяется ограничителем вальцовки автоматически, по величине усилия на конусе вальцовки;

в) процесс вальцовки протекает равномерно и плавно.

Пример такой вальцовки вы можете посмотреть на видео ниже.

Источник

ВАЛЬЦОВАННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ

Вальцованные соединения — соединения труб с труб­ными досками за счет расширения концов труб в холод­ном состоянии в трубных отверстиях. Основные требо­вания к вальцованному соединению — плотность и проч­ность.

Вальцованные соединения допускаются для труб с наружным диаметром не более Dy 100, предназначенных для работ до 400°С. Для получения соединений применя­ют косые крепежные и косые бортовочные вальцовки.

Прочность соединения усиливается отбортовыванием выступающего конца трубы в форму колокольчика. Ос­нование колокольчика препятствует вырывающим уси­лиям, действующим на трубу при работе котла.

Надежное вальцованное соединение труб поверхностей на-грева котлов с барабанами, камерами или трубными досками достигается при правильном техническом про­цессе в два этапа.

Первый этап — привальцовка (или крепление), во время которой происходит расширение конца трубы до полного соприкосновения стенки трубы со стенкой от­верстия, т. е. полностью выбирается зазор между трубой и отверстием. Во время привальцовки деформируется только труба. Практически в конце процесса приваль­цовки всегда имеет место незначительная развальцовка трубы, благодаря которой труба относительно прочно удерживается в отверстии.

Второй этап — развальцовка, во время которой происходит сцепление трубы со стенкой барабана (ка­меры, трубной доски) в результате пластической дефор­мации трубы. При развальцовке материал трубы уплот­няется в радиальном направлении и удлиняется в осе­вом. Аналогичные деформации будут также в металле стенки барабана, примыкающем к трубному отверстию. Уплотнение металла вокруг трубного отверстия носит местный характер и при шаге трубных отверстий 1,8— 2 диаметра не сказывается на работе металла барабана. Однако наличие местных перенапряжений при известных условиях может служить причиной местных поврежде­ний металла при эксплуатации. При недостаточном рас­стоянии между отверстиями разрушение металла может произойти из-за перенапряжений при раздаче гнезд.

Вследствие того, что в процессе развальцовки создаются деформации металла в холодном состоянии, для обеспечения надежного вальцовочного соединения не­обходимо выполнять условия, регламентированные ОСТ 24.030.39-74 и «Инструкцией по ремонту поверхностей нагрева паровых котлов» Минэнерго СССР.

Перед выполнением развальцовки концы груб под­вергают отжигу на заводе-изготовителе, а также если образцы труб не выдержали пробу на раздачу и борто — вание. Возможность применения для вальцованных соеди­нений труб без отжига устанавливается испытанием не­скольких образцов труб на раздачу их концов конусной оправкой.

Испытание на раздачу в соответствии с ГОСТ 8694-75 производят на трубах с толщиной стенки не более 8 мм. Можно осуществлять испытание непосредственно на тру­бе или на отрезке трубы длиной, равной двум наружным диаметрам, но не менее 50 мм. Плоскость реза должна быть перпендикулярной продольной оси трубы. Кромки образца допускается округлить. Испытание заключает­ся в плановой раздаче в холодном состоянии образца трубы оправкой с конусностью 1/10 до получения за­данного наружного диаметра.

В случае появления в образце трещин и надрыв:):! до достижения заданного диаметра результаты испыта­ний признаются неудовлетворительными.

Раздача, %, вычисляется по формуле

Где d—наружный диаметр трубы; D — наружный диа­метр конца трубы после раздачи.

Значения нормируемой раздачи для труб из сталей марок 10 и 20 в зависимости от толщины стенки приве­дены ниже:

TOC o «1-3» h z Толщина стенки, мм. 4

Раздача, %, для труб из стали марок:

Испытание на раздачу труб, поставляемых по ЧМТУ 14-3-460-75, проводят с использованием оправки с ко­нусностью ЗО3, при этом раздача труб из углеродистых сталей должна быть не менее 20 %, а из легированных — 15%, Если результаты испытаний на раздачу окажутся не­удовлетворительными, то концы труб на длине 200— 250 мм подлежат термообработке (отжигу).

Концы труб из углеродистых сталей нагревают до 600—650°С (коричнево-красный цвет металла), а труб из легированных сталей 15ГС, 12МХ, 15ХМ и 12Х1МФ до 650—700°С (темно-красный цвет металла) с выдерж­кой при этой температуре из расчета 3 мин на каждый миллиметр толщины стенки.

Читайте также:  Труба гофрированная пнд 16мм с протяжкой легкая черная 100 м

Для равномерности нагрева концы труб закрывают согнутым стальным листом, а противоположные — проб­ками. Медленное охлаждение нагретых концов труб производят погружением в сухой песок или защищают их от быстрого охлаждения на длине 250—300 мм листо­вым асбестом.

Отожженные концы труб необходимо зачистить снару­жи до металлического блеска на длине, равной трехкрат­ной толщине трубной доски. Продольные и спиральные поперечные риски не допускаются, а отдельные попереч­ные риски не должны быть глубже 0,1 мм. Внутреннюю поверхность труб также очищают от следов коррозии, окалины и загрязнений на длине 60—100 мм.

Установке труб должна предшествовать паспорти­зация труб и отверстий для них.

Расширение трубы характеризуется степенью раз­вальцовки, которую измеряют в миллиметрах и обозна­чают через Н. Степень развальцовки определяют по формуле

На практике более удобно выражать степень раз­вальцовки в процентах:

Где d — внутренний диаметр трубы до прихватки и раз­вальцовки, мм; d2 — внутренний диаметр трубы после развальцовки, мм; D — наружный диаметр трубы до прихватки и развальцовки, мм; D2 — диаметр трубного отверстия, измеренный до установки трубы, мм.

Геометрические размеры вальцованного соединения для определения степени развальцовки показаны на рис. 5.6.

Степень развальцовки для котлов давлением до 4,0 МПа (40 кгс/см2) должна находиться в пределах от

Рис. 5.6. Размеры вальцовочно­го соединения для определения степени развальцовки

Рис. 5.7. Контроль степени развальцовки по величине установочного

А — положение; вальцовки перед развальцовкой; 6 — то же и конце процесса; в — применение оградительной трубки; I — начальный шаблон; 2 — конечный шаблон; 3—ограничительная трубка

1 до 1,5%. На Бийском котельном заводе при изготов­лении котлов типов ДКВР, ДЕ степень развальцовки принимают в пределах 1,2—1,8 %.

Способ контроля степени развальцовки прост и ле­гок, и осуществим как при изготовлении котлов, так и при монтаже и ремонте. При этом обеспечивается требу­емая степень развальцовки, которую устанавливают до начала вальцовочных работ по установочному расстоянию V (рис. 5.7) на пробных образцах, изготовляемых из от­резков труб. По результатам замеров диаметра трубного отверстия, затем наружного и внутреннего диаметров трубы до и после развальцовки определяют степень раз­вальцовки. После замеров образцы разрезают по всей длине и вынимают из трубных отверстий таким образом, чтобы не повредить отпечатков стенок отверстий на по­верхности образцов. Внутренняя поверхность разваль­цованного и разбортованного конца трубы должна быть гладкой и светлой без вмятин и шероховатостей. Пере­ход от развальцованного участка к бортовочному коло­кольчику должен быть совершенно чистым без следов подреза или наката трубы. Длина выступающих концов для разбортовки должна находиться в определенных пределах; так, для труб 051—60 мм длина равна 11 мм с допускаемым отклонением ± 4 мм, а для труб 038 мм — 9 мм с отклонением ±3 мм. Угол развальцовки борто — вочного колокольчика должен составлять 15°. При боль­шем угле возникают надрывы концов труб, а при мень­шем не обеспечивается прочность. Колокольчик должен заходить за внутреннюю кромку барабана на 2—3 мм.

Переход развальцованной части к неразвальцован- ной (за барабаном) должен быть плавным, незаметным при ощупывании рукой и начинаться за 3—5 мм до на­ружной поверхности трубной доски. С внешней стороны пробного образца должен быть точный отпечаток шеро­ховатости стенки трубного отверстия и пояса разваль­цованной трубы.

«Инструкция по ремонту поверхностей нагрева паро­вых котлов» (Минэнерго СССР) рекомендует произво­дить предварительный выбор установочного расстояния V в соответствии с указаниями, приведенными в табл. 5.11. Установочное расстояние, выбранное по таблице, подлежит уточнению опытным путем.

Трубы прихватывают косыми крепежными вальцов­ками (см. рис. 5.7), у которых конус имеет упорный вы­ступ, ограничивающий движение вальцовки внутри трубы. Ролики крепежной вальцовки должны иметь дли-

Таблица 5.11. Установочное расстояние V, мм

Толщина трубной доски (глубина трубного отверстия), мм

Источник

Adblock
detector