Главная 
Развальцовка труб в теплообменных аппаратах
На предприятиях нефтегазоперерабатывающей и нефтехимической промышленности доля теплообменной аппаратуры составляет по весу около 40% в общей номенклатуре используемого оборудования. Теплообменные аппараты имеют различное конструктивное исполнение. Наибольшее распространение в промышленности получили кожухотрубчатые аппараты (рисунок 1).
Рисунок 1 - Схема теплообменного аппарата
Обычно крепление труб в отверстиях трубной решетки выполняется методом развальцовки, т. е. холодной раздачи концов труб. Технология развальцовки обеспечивает получения качественных соединений, работоспособных при давлениях до 15 – 20 МПа и температурах до 450 – 550˚С. Процесс развальцовки отличается низкой себестоимостью и высокой производительностью. В необходимых случаях, для повышения герметичности, применяются комбинированные соединения, когда перед развальцовкой производится сварка трубы с трубной решеткой.
При проведении развальцовки трубы в трубной решетке главным является получение необходимого остаточного контактного давления между трубой и отверстием, обеспечивающего соединение «труба-трубная решетка». Анализ причин выхода из строя кожухотрубчатых теплообменников показал, что до четверти отказов вызвано нарушением герметичности вальцованных соединений. Поэтому высокое качество узла крепления труб к трубным решеткам - одно из наиболее важных условий работоспособности теплообменников.
Краткое описание процесса развальцовки
Процесс развальцовки можно представить в виде графика (рисунок 2) в координатах М - Ф, где М - величина крутящего момента, а Ф - угол поворота веретена развальцовочного инструмента.
Процесс развальцовки условно делится на 5 стадий:
I стадия - включение и разгон привода, подача веретена вперед до соприкосновения роликов с внутренней поверхностью трубы (участок ОА);
II стадия - упругая раздача трубы (участок АВ);
III стадия - пластическая раздача трубы (участок ВС);
Точка С соответствует моменту соприкосновения наружной поверхности трубы с поверхностью отверстия трубной решетки.
IV стадия - совместная деформация трубы (пластическая) и трубной решетки (упругая).
Далее стадия IV переходит в стадию V, когда материал решетки начинает деформироваться упруго-пластически. Такая деформация приводит к снижению контактного давления между трубой и трубной решеткой. Процесс развальцовки необходимо остановить до начала этой стадии.
Рисунок 2 - График процесса развальцовки
Типовые конструкции вальцовочных соединений устанавливаются согласно ОСТ 26-02-1015-85 переиздание 2007 г. Наиболее распространенным типом соединения является Р4 с двумя канавками (рисунок 3).
Рисунок 3 - Соединение Р4
Кольцевые канавки предотвращают появление деформаций сдвига, в результате воздействия изменений температуры и давления.
Основные требования к оборудованию, инструменту и технологическому процессу развальцовки труб отражены в ОСТ 26-17-01-83 переиздание 2007г.
В состав развальцовочной установки должно входить устройство ограничения крутящего момента, обеспечивающее автоматическую остановку вращения развальцовочного инструмента при достижении заданной величины крутящего момента. Допускаемая приведенная погрешность ограничения крутящего момента должна быть не более 0,05.
Развальцовочный привод должен обеспечивать реверсивное вращение развальцовочного инструмента для его выхода из трубы.