Способ изготовления сосудов высокого давления
Ф
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Овес боестсеиы
Социзыистическиы
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 19Х.1971 (№ 1664484/25-27) с присоединением заявки №
M. Кл. б 01m 3/10
В 21d 51 24
Приоритет !
Косситет ао делаю изобретениЯ и открытий при Совете ссинистрсе
СССР
УДК 620.162.4. (002.2). .620.165.29 (088.8) Опубликовано 05.IV.1973. Бюллетень № 17
Дата опубликования описания 24Х.1973
Авторы изобретения
Г. И. Иванищев, Л. И. Островский и А. И. Федосов
Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения
Заявитель
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОСУДОВ ВЫСОКОГО ДАВЛEHИЯ
Изобретение относится к области изготовления сосудов высокого давления повышенной прочности.
Известен способ изготовления сосудов высокого давления, заключающийся в том, что собранный и сваренный сосуд подвергают термообработке и гидроопрессовке для проверки на герметичность.
Одн|ако такой способ не обеспечивает достаточную прочность стенок сосудов высокого давления.
В предложенном способе этот недостаток устранен за счет того, что перед гидроопрессовкой стенки сосуда нагревают до температуры, превышающей критическую температуру хрупкости материала сосуда, путем подачи рабочей среды, а гидроопрессовку производят под давлением, не превышающим
1+-
Ропр— раб а прас где Р, р — давление гидроопрессовки;
Ppaa — давление рабочее; р — коэффициент, равный отношению предела текучести материала о, сжатия к пределу текучести о, при растяжении; м — коэффициент концентрации напряжений; пт,— предел текучести материала при температуре гидроопрессовки; ор,с — номинальное напряжение при рабочем давлении.
Рабочую среду подогревают со скоростью, обеспечивающей возникновение температурных напряжений в местах концентраций напряжений в стенке сосуда, не превышающих предела текучести при сжатии, и в течение
10 времени, необходимого для протекания пластической деформации в тех же зонах напряжений.
Схема предложенного способа представлена на чертеже.
15 Изготовляют сосуд следующим образом.
Лист, предназначенный для стенок сосуда, вальцуют в полобечайки и днища, после чего последние собирают и сваривают, образуя сосуд 1. Затем в сосуде выполняют необходи мые отверстия, приваривают штуцера, и сосуд термообрабатывают.
По окончаниии термообработки в сосуд заливают рабочую среду при температуре, близкой к температуре стенки сосуда. Среду подогревают нагревателями 2 до температуры не ниже критической температуры хрупкости,, что фиксируется термопарами 8, установленными на наружной поверхности сосуда. При этом скорость нагрева выби,30 рают такой, чтобы в стенке сосуда не возм
376679
ЦНИИПИ Заказ l320/17 Изд. № 383 Тираж 755 Подписное
Типография, пр. Сапунова, 2 никали температурные напряжения величиной более рот,, что обеспечивает отсутствие остаточных напряжений после окончания нагрева. Гидроопрессовку начинают после выравнивания температуры по сечению сосуда, включают насос 4 и создают постепенно давление Р„р, определяемое по формуле:
1+
Ропр— раб а ðà6 где Ропр и Рраб — давления гидроопрессовки и рабочее; р — коэффициент, учитывающий эффект Баушингера, равный отношению пределов текучести, материала при сжатии к пределу текучести при растяжении; а — коэффициенч конценп рации напряжений; от, — предел текучести материала при температуре опрессовки;
Ораб — НОМИНаЛЬНОЕ НаПРЯжЕНИЕ при рабочем давлении.
Это давление выбирается из условия отсутствия знакопеременных пластических деформаций в металле сосуда в зонах концентрации напряжений, преимущественно в зонах отверстий. Давление фиксируется манометром 5.
Давление Р, р поддерживают постоянным не менее 5 мин после того, как произойдут пластические деформации в зонах концентрации напряжений, а затем его медленно сбрасывают до нуля. В зонах, где произошли пластические деформации, при нулевом давлении возникнут системы сжимающих остаточных напряжений.
B изготовленном сосуде достигается повышение прочности за счет создания систем остаточных сжимающи х напряжений в местах концентрации напряжений, полученных при гидроопрессовке, проведенной на давление Р, р и исключающей хрупкие разрушения.
Предмет изобретения
1. Способ изготовления сосудов высокого давления, заключающийся в том, что собранный и сваренный сосуд подвергают термообработке и гидроопрессовке для проверки на герметичность, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сосуда путем создания остаточных сжимающих напряжений в местах их концентрации, преимущественно в зонах отверстий, и предотвращени я хрупких разрушени й, перед гидроопрессовкой стенки сосуда нагревают до температуры, превышающей критическую температуру хрупкости материала сосуда, путем подачи в полость сосуда рабочей среды, а гидроопрессовку производят под давлением, 20 не превьишающим
1+ т, Ропр — Рраб а <раб где Є— давление гидроопрессовки;
Рраб — даВЛЕНИЕ рабОЧЕЕ;
P — коэффициент, равный отношеныю предела текучести материала о, сжатия к пределу текучести о.„при растяжении;
30 я — коэффициент концентрации напряжений; от, — предел текучести материала при температуре гидроопрессовки;
Ораб — НОМИНаЛЬНОЕ НаПРЯжЕНИЕ ПРИ
35 рабочем давлении.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что рабочую среду подогревают со скоростью, обеспечивающей возникновение температурныхх напряжений в местах концентрации на40 пряжени и в стенке сосуда, не превышающих предела текучести при сжатии, и в течение времени, необходимого для протекания пластической деформации, в тех же зонах напряжений.
