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˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS

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k ES 2 031 350 kInt. Cl. : B23K 20/08

11 N.◦ de publicaci´ on: 5

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˜ ESPANA

B21D 39/04 F16L 55/162 F28F 11/02

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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA

kN´umero de solicitud europea: 89301275.7 kFecha de presentaci´on : 10.02.89 kN´umero de publicaci´on de la solicitud: 0 381 880 kFecha de publicaci´on de la solicitud: 16.08.90

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54 T´ıtulo: Soldadura por explosi´ on de manguitos a las superficies interiores de tubos.

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73 Titular/es: The Babcock & Wilcox Company

1010 Common Street, P.O. Box 60035 New Orleans, Louisiana 70160, US

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72 Inventor/es: Feldstein, Joel Gary y

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74 Agente: Curell Su˜ nol, Marcelino

45 Fecha de la publicaci´ on de la menci´on BOPI:

01.12.92

45 Fecha de la publicaci´ on del folleto de patente:

01.12.92

Aviso:

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Merker, David Eugene

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En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicaci´on en el Bolet´ın europeo de patentes, de la menci´on de concesi´on de la patente europea, cualquier persona podr´a oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposici´on deber´a formularse por escrito y estar motivada; s´olo se considerar´a como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposici´ on (art. 99.1 del Convenio sobre concesi´on de Patentes Europeas). Venta de fasc´ ıculos: Oficina Espa˜ nola de Patentes y Marcas. C/Panam´ a, 1 – 28036 Madrid

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DESCRIPCION Esta invenci´on se refiere a la soldadura explosiva de manguitos a las superficies interiores de tubos, por ejemplo tubos de intercambiadores de calor, por ejemplo a los efectos de reparar los tubos. Muchos intercambiadores de calor, tales como generadores de vapor nucleares, que utilizan tubos dispuestos en haces por placas tubulares y chapas para tubos, sufren un da˜ no corrosivo o mec´anico en la proximidad de estas estructuras, que requieren reparaciones. Un m´etodo de efectuar tal reparaci´ on comporta colocar un manguito interno dentro del tubo da˜ nado en la ubicaci´ on de la aver´ıa, teniendo el manguito una longitud suficiente para extenderse m´as all´ a de la aver´ıa. Como resultado, el manguito a menudo ha de extenderse m´ as all´ a de las partes del tubo soportadas por una placa tubular o chapa de soporte de tubo. Adem´ as, para mantener el manguito en su lugar y para impedir fugas alrededor del manguito, el manguito debe sellarse a la superficie interior del tubo. Los m´etodos actuales de sellar el manguito incluyen una expansi´ on del manguito en la pared del tubo, unir el manguito a la pared del tubo con soldadura fuerte, o con soldadura explosiva. Esta u ´ltima t´ecnica, no obstante, suele exigir cierta suerte de soporte externo para impedir una deformaci´ on excesiva del tubo. Se conoce la expansi´ on o soldadura explosiva de tubos en los intercambiadores de calor a efectos o bien de insolaci´on o bien de reparaci´ on. Por ejemplo, la patente estadounidense US-A-3 411 198 describe un inserto pl´ astico que comprende una carga explosiva colocada dentro de un elemento tubular anular de transmisi´on de fuerza hecho de polietileno, que tiene una separaci´ on en un extremo para ensanchar un tubo en una placa tubular. US-A-3 590 877 describe un tap´on cil´ındrico de metal activado por explosivo utilizado para taponar un tubo de intercambiador de calor defectuoso en la proximidad de una placa tubular de soporte exterior. En esta patente, se forman cargas explosivas conformadas envolviendo hojas de explosivo alrededor de machos troncoc´ onicos y cil´ındricos de styrofoam, separados por un bloque cil´ındrico central de explosivo. US-A-3 724 062 tambi´en describe un tap´ on explosivo para un tubo de intercambiador de calor en la proximidad de una placa tubular. El tap´ on tiene una secci´on cil´ındrica central y secciones troncoc´onicas terminales con una carga explosiva que es de forma cil´ındrica y esta ubicada en la secci´on cil´ındrica central. US-A-3 790 060 describe el uso de un par de elementos explosivos, uno de los cuales sirve para soldar un tubo a una placa perforada que atraviesa, mientras que el segundo dilata el tubo en contacto de apoyo con la placa en partes abocinadas o avellanadas en las caras de la placa perforada. US-A-3 912 148 describe un dispositivo combinado de soldadura y soldadura fuerte para reparar fugas en intercambiadores de calor en las uniones entre los tubos y las placas tubulares asociados. Una serie de surcos llenos de material de 2

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soldadura fuerte est´ an situados en un extremo de un manguito de metal. El otro extremo tiene un grosor reducido y aloja una carga relativamente importante de nitroguanidina. Una carga menor de expansi´ on de PETN (tetranitrato de pentaeritritol) se extiende de la nitroguanidina a trav´es del centro del manguito y m´ as all´ a de los surcos. Una vez detonada, la parte delgada del manguito (que se introduce en la porci´ on del tubo correspondiente a la placa tubular) queda soldada a la superficie interior del tubo, mientras que el otro extremo que est´a dentro del extremo libre simplemente se presiona en un contacto de soldadura m´as estrecho con la superficie interior del tubo. La propia soldadura fuerte se logra en una segunda etapa por medio de un calefactor de resistencia el´ectrica de tipo cartucho que se introduce en el manguito/tubo para calentar y licuar el metal de soldadura fuerte. US-A-3 912 148, que est´a cedida al solicitante de la presente, es de particular inter´es en su descripci´on del estado de la t´ecnica. La patente indica que la soldadura explosiva es apropiada para uso dentro de la placa tubular y la soldadura fuerte es apropiada para uso dentro de la porci´ on libre del banco de tubos, debido a las preocupaciones por una deformaci´ on excesiva del tubo. La explosi´on utilizada en la parte libre se utiliza s´olo para dilatar la parte de soldadura fuerte del manguito en contacto estrecho con la pared interior del tubo, no para lograr la propia uni´ on. US-A-4 028 789 describe tambi´ en un procedimiento combinado de soldadura/soldadura fuerte, bastante similar al de US-A-3 912 148, en el cual se realiza la soldadura dentro de la porci´ on del tubo soportada en la placa tubular y se realiza la dilataci´on en la parte libre del tubo. US-A-4 021 907 describe un tap´on explosivo para sellar un tubo defectuoso mantenido en una placa tubular de intercambiador de calor. Cada extremo del tap´ on tiene un extremo cil´ındrico o troncoc´ onico hueco lleno de una carga explosiva de forma similar. Las distintas realizaciones de esta patente muestran el uso de un detonador en un extremo y de un percutor en el otro de modo que ambas cargas se detonan casi simult´ aneamente. US-A-4 513 903 describe otro aparato y m´etodo de manguito para colocar un manguito dentro de un tubo defectuoso en una placa tubular, en los cuales el manguito se suelda directamente sobre la parte defectuosa del tubo. US-A-4 567 632, mientras describe un m´etodo exclusivo de reparar tubos defectuosos fuera de la placa tubular, utiliza un soporte externo que comprende una aleaci´on de bajo punto de fusi´ on colada alrededor de las porciones libres de los tubos. USA-4 587 904 describe un conjunto de tap´on libre de restos destinado a la repararaci´ on de un tubo dentro de una placa tubular. US-A-3 781 966 se refiere a la dilataci´on explosiva de los manguitos de acero en tubos fuertemente erosionados tales como los que se utilizan en los intercambiadores t´ermicos. El manguito est´a dotado de un ahusamiento anular que se extiende desde un extremo situado dentro del tubo. El sentido de este ahusamiento se invierte por la dilataci´on explosiva del manguito cuando se de-

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tona una carga explosiva dentro del manguito y sirve para proporcionar una uni´ on lisa entre el tubo y el manguito para mejorar el flujo del flu´ıdo. En general, las patentes antes citadas describen la soldadura exclusiva de un manguito en un tubo en una zona rodeada por la placa tubular o las chapas de soporte de los tubos. Cuando se utiliza una carga exclusiva para dilatar un manguito o tap´ on dentro de un tubo de intercambiador de calor, en una ubicaci´ on que no est´e inmediatamente dentro de la placa tubular o chapa de soporte de tubo, no se utiliza la soldadura explosiva. Ninguna de las patentes citadas describe o sugiere la posibilidad de soldar de manera exclusiva un manguito que tiene zonas o porciones ahusadas en el interior de un tubo de intercambiador de calor a una ubicaci´ on que no ha de estar soportada mec´ anicamente desde el exterior. EP-A-0 053 672 describe un m´etodo para dilatar el tubo en una ubicaci´ on predeterminada en su longitud descargando r´ apidamente una carga el´ectrica a trav´es de un hilo que provoca la explosi´ on del hilo e inicia una onda de choque que puede provocar la soldadura en fr´ıo de un manguito de forma esf´erica al interior del tubo. Tal juego explosivo producir´ a por lo general una onda de choques esf´erica y la energ´ıa de la explosi´ on puede controlarse s´ olo conformando la superficie del manguito. Seg´ un un primer aspecto de la invenci´ on se proporciona un m´etodo de soldar de forma exclusiva un manguito a una superficie interior de un tubo alejado de un soporte mec´ anico del tubo, comprendiendo el m´etodo: dotar el manguito de una porci´ on que tiene una superficie exterior cuyo di´ ametro se estrecha hacia un extremo del manguito; colocar el manguito dentro del tubo de modo que la porci´ on ahusada est´ a en el tubo en la ubicaci´on alejada de soporte mec´anico externo del tubo; ahusar una carga explosiva; colocar la carga explosiva dentro de la porci´ on ahusada del manguito de modo que la carga explosiva ahusada proporciona una cantidad reducida de carga explosiva a lo largo de la porci´on ahusada del manguito; centrar la porci´ on ahusada del manguito en el tubo para dejar una separaci´ on anular entre el manguito y el tubo; y detonar la carga explosiva para dilatar la porci´ on ahusada del manguito y soldar la porci´ on ahusada del manguito al tubo. Seg´ un un segundo aspecto de la invenci´ on se proporciona un aparato para reparar un tramo da˜ nado de un tubo alejado de un soporte mec´anico del tubo, comprendiendo el aparato: un manguito capaz de colocarse en el tubo para abarcar el tramo da˜ nado, teniendo el manguito una porci´ on que tiene una superficie exterior cuyo di´ ametro se estrecha hacia un extremo del manguito; un conjunto de soporte de carga explosiva que incluye una copa para contener una carga explosiva y colocado en la porci´on ahusada del manguito, y una porci´ on central troncoc´ onica que se extiende en la carga exclusiva y conforma la carga de modo que se ahusa y es de cantidad reducida

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a lo largo de la porci´ on ahusada del manguito; medios centradores para aplicarse contra un di´ ametro interior del tubo a fin de centrar la porci´ on ahusada del manguito en el tubo; y una carga explosiva mantenida por dicho conjunto en la porci´ on ahusada del manguito para dilatar y soldar exclusivamente la porci´ on ahusada del manguito al interior de un tubo. Los dos aspectos de la invenci´ on proporcionan respectivamente un m´etodo y un aparato para soldar explosivamente un manguito dentro de un tubo, tal como un tubo de intercambiador de calor, sin el uso de un soporte externo amovible tal como una matriz amovible o un soporte externo fijo tal como una placa tubular. El manguito, que se introduce en el tubo y que abarca una zona da˜ nada del tubo, tiene zonas o porciones ahusadas que pueden dilatarse y soldarse explosivamente al tubo de intercambiador de calor sin la necesidad de un soporte mec´ anico exterior del tubo de intercambiador de calor. Las porciones ahusadas tienen una masa de soldadura reducida que permite el uso de una carga explosiva reducida y mejora el rendimiento de la soldadura. Una carga explosiva est´ a contenida en un conjunto de pl´ astico. El conjunto de pl´ astico incluye una copa que retiene el explosivo y que est´a recibida dentro de una porci´ on ahusada del manguito. La copa incluye una porci´ on central ahusada que conforma la carga explosiva para un rendimiento o´ptimo. Un tap´ on de cierre en el extremo opuesto del conjunto de pl´ astico puede llevar un detonador. El tap´ on puede estar configurado de modo que, al producirse la detonaci´ on del detonador, no se transmiten las fuerzas al manguito o al tubo. De esta manera, ni el manguito ni el tubo se deforman por la acci´ on del detonador. El tap´ on sirve tambi´en para formar un sello impermeable al agua para la carga explosiva. En una realizaci´on, la porci´ on ahusada del manguito est´a situada junto a un extremo del manguito y el conjunto de pl´ astico tiene una pesta˜ na que se aplica contra el interior del tubo para centrar el conjunto (y con ello la porci´ on ahusada del manguito) dentro del tubo. En otra realizaci´ on, el manguito tiene una zona de tama˜ no exterior incrementado entre un extremo y su porci´on ahusada y la porci´ on ahusada est´ a centrada en el tubo por cooperaci´ on de la zona de mayor tama˜ no exterior con el interior del tubo. En este u ´ltimo caso, el conjunto de pl´ astico puede tener una pesta˜ na que se aplica contra el interior del manguito para posicionar el conjunto en el manguito. La invenci´on proporciona un aparato y/o m´etodo para soldar de forma explosiva un manguito en el interior de un tubo que puede utilizarse en una ubicaci´ on separada de cualquier soporte mec´anico exterior del tubo. Ahora se describir´ a la invenci´on con mayor detalle, a t´ıtulo de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales las referencias an´alogas se˜ nalan partes an´ alogas o correspondientes y en los cuales: la Figura 1 es una vista en alzado y parcialmente en secci´on que ilustra una pluralidad de tubos soportados entre una placa tubular y una chapa para tubos, conteniendo uno de los tubos manguitos para reparar tramos da˜ nados de dicho 3

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tubo; la Figura 2 es una vista en secci´ on parcial ampliada que ilustra la zona de un extremo de un manguito dentro de un tubo que se ha de reparar, conteniendo el manguito un dispositivo explosivo para soldar el manguito al tubo; la Figura 2A es una vista similar a la Figura 2, que ilustra una forma modificada del manguito ilustrado en la Figura 2; la Figura 3 es una vista en secci´ on que ilustra la zona terminal del manguito ilustrada en la Figura 2 despu´es de soldarse de forma exclusiva al interior del tubo; y la Figura 4 es una gr´ afica que relaciona la masa de un manguito al peso total de una carga explosiva para dilatar al manguito y las condiciones necesarias para soldar el manguito al interior de un tubo. La Figura 1 de los dibujos muestra manguitos 5 (que tienen extremos opuestos 6) colocados dentro de uno de una pluralidad de tubos 1 que est´an soportados entre una placa tubular 2 y una chapa 3 para tubos. Los manguitos 5 se utilizan para puentear zonas da˜ nadas 4 de un tubo 1. Con anterioridad a que se suelden los manguitos 5 al tubo 1 de forma explosiva, seg´ un se describe a continuaci´ on, se colocan axialmente de forma apropiada dentro del tubo por cualesquiera medios apropiados (no ilustrados). Los tubos 1 pueden ser, por ejemplo, tubos de intercambiador de calor de un generador de vapor, por ejemplo un generador de vapor nuclear. Los manguitos 5 se ilustran s´ olo esquem´aticamente en la Figura 1 y se describen con mayor detalle m´as abajo con referencia a las Figuras 2, 2A y 3. Con referencia ahora a la Figura 2, el manguito 5 tiene un di´ ametro interno constante y tiene una zona o porci´ on 7 al menos en uno de sus extremos opuestos 6, cuya superficie exterior tiene un di´ ametro que se estrecha hacia el extremo 6 del manguito con lo cual el grosor de la pared lateral de la porci´on 7 disminuye hacia el extremo 6. Este ahusamiento reduce la masa de soldadura, seg´ un se describe a continuaci´on, permitiendo as´ı el uso de una carga exclusiva reducida 13, 14 a la vez que se mejora el rendimiento de soldadura. Un dispositivo exclusivo, que comprenden preferentemente una carga explosiva 13 de nitroguanidina, una carga multiplicadora 14 de PETN (tetranitrato de pentaeritritol) y un detonador de hilo de puente 12, se introduce en el tubo 1. Los componentes explosivos est´ an contenidos en un conjunto de pl´ astico acr´ılico que sirve varias funciones. La parte principal del conjunto es una copa sustancialmente cil´ındrica 8 que tiene una pesta˜ na 9 en un extremo a fin de posicionar la copa 8 (que contiene las cargas) axialmente respecto del manguito 5 y para centrar el manguito dentro del tubo 1 a fin de proporcionar una separaci´ on predeterminada, seg´ un se define m´ as abajo, entre la superficie exterior del manguito 5 y la superficie interior del tubo 1. Una porci´ on central troncoc´onica ahusada 10 de la copa 8, que se ensancha con a´rea en secci´on transversal creciente hacia la pesta˜ na 9 de la copa 8 (o sea hacia el extremo 6 del manguito 5), reduce la cantidad de carga explosiva 13 utilizada y la conforma para lograr un rendimiento o´ptimo de soldadura. 4

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Un tap´ on 11 de cierre en el extremo opuesto de la copa 8 contiene el detonador 12 y sella el conjunto contra el agua. El tap´ on 11 tiene un surco circular con forma de V y que mira hacia fuera para reducir la deformaci´ on del manguito 5 cuando se inicia el detonador 12 de modo que no se transmite la fuerza al manguito 5 y al tubo 1, reduciendo as´ı la deformaci´ on. El conjunto 8, 9, 10, 11 est´ a compuesto ventajosamente de pl´astico acr´ılico. La Figura 2A muestra un manguito 5 que es similar al que se ilustra en la Figura 2 y que se describir´a s´olo en la medida que difiere del de la Figura 2. El manguito 5 de la Figura 2A difiere del de la Figura 2 en que al menos el extremo ilustrado 6 est´ a dotado de una zona o prolongaci´ on ensanchada o “acampanada” 15, que es una zona de mayor di´ ametro externo, con lo cual la porci´ on 7 de di´ ametro exterior ahusado est´ a dispuesta cerca del extremo 6 y no en ´el. El di´ ametro exterior de la zona ensanchada 15 es tal que la zona puede tener un ajuste deslizante suelto dentro del tubo 1. Como consecuencia, la zona ensanchada 15, (y no la pesta˜ na 9 de la copa 8) sirve para centrar el manguito 5 dentro del tubo 1 a fin de proporcionar la antes citada separaci´on predeterminada. La copa 8 (no ilustrada en la Figura 2A) para uso con el manguito 5 de la Figura 2A por lo tanto est´a modificado en el sentido de que su pesta˜ na 9 (no ilustrada) es de di´ ametro reducido y sirve en este caso s´olo para posicionar la copa axialmente respecto del manguito. A este efecto, la pesta˜ na 9 de tama˜ no reducido se asienta en un resalte 16 formado dentro del manguito 5. Aparte de la reducci´ on antes descrita del di´ ametro de la pesta˜ na 9 de la copa 8, el dispositivo explosivo y el conjunto de pl´astico que lo contiene, en el caso de la Figura 2A, puede ser igual que los utilizados en el caso de la Figura 2. Cabe observar, no obstante, que en el caso tanto de la Figura 2 como de la Figura 2A pod´ıa omitirse el surco con forma de V del tap´ on 11 ya que, todo y siendo u ´til, esta caracter´ıstica no es esencial. Tal como se ilustra en la Figura 3 (para la disposici´on de la Figura 2), una vez detonado el conjunto de carga explosiva la parte ahusada 7 del manguito 5 queda dilatada y soldada de forma exclusiva en 15 a la superficie interior del tubo 1. Ello se logra sin la ayuda de un soporte mec´ anico exterior, o sea en una ubicaci´ on que est´a separada de cualquier placa tubular o chapa para tubos. La deformaci´on resultante o comba en la soldadura 15 es m´ınima, comportando un aumento de aproximadamente un 17% en el di´ ametro exterior del tubo 1. La comba puede reducirse incluso en aproximadamente un 30% proporcionando simplemente agua en el exterior del tubo 1. Tambi´en podr´ıan utilizarse otros ambientes acuosos, tales como hielo o soluci´on acuosa. Se realiza con facilidad, particularmente en el ambiente de un intercambiador de calor donde el agua puede a˜ nadirse f´ acilmente sobre la placa tubular o chapa de soporte de tubos durante el proceso de soldadura explosiva y luego retirarse sin efectos perjudiciales algunos. Observando ciertos par´ ametros es posible soldar de forma explosiva la porci´ on ahusada 7 del

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manguito 1 al interior del tubo sin romper el tubo, a´ un cuando la soldadura se haga en una ubicaci´ on separada de todo soporte mec´ anico externo tal como una placa tubular o chapa para tubos. Tal como se utiliza en la presente memoria la expresi´on separaci´on se define como la distancia que el manguito 5 ha de recorrer antes de impactar con el tubo 1. La separaci´ on ventajosamente es de una sexta parte a dos veces el grosor de pared del manguito 5. En las configuraciones tubulares ilustradas, la separaci´on es el espacio anular entre el manguito 5 y el tubo 1. La separaci´ on debe ser lo suficientemente grande para permitir que el manguito 5 logre una velocidad suficiente de modo que la presi´on de impacto sea lo suficientemente importante para producir una soldadura. Tambi´en se ha encontrado que la masa del manguito 5 debe ser inferior a la del tubo 1. En el caso de una configuraci´ on tubular fija, se refiere al grosor de pared del manguito. Para producir soldaduras aceptables, el grosor de la pared del manguito debe estrecharse hasta aproximadamente un 60% a un 75% del grosor de la pared del tubo. Tal como se indica arriba, tambi´en es importante que la parte 7 del manguito que se ha de soldar sea ahusada. Angulos de ahusamiento de 1◦ a 5,7◦ se han ensayado con ´exito. No obstante, los mejores resultados se obtuvieron con un a´ngulo de ahusamiento de entre 3◦ a 4,5◦ . El ahusar el manguito tiene varias ventajas. La primera es que el ahusamiento ayuda a reducir la masa del manguito que se suelda. Ello ayuda a reducir la cantidad de explosivo necesaria para soldar el manguito y, por lo tanto, da como resultado una menor deformaci´ on. En segundo lugar, el ahusamiento ayuda a aumentar el a´ngulo de choque entre el material volante y el material de base. El a´ngulo de colisi´on es importante para la formaci´ on de un chorro explosivo que elimine los ´oxidos superficiales y para una interfaz de soldadura explosiva ondulante resultante causada por el flujo pl´ astico del material durante la colisi´ on. Finalmente, el ahusamiento del manguito producir´a una separaci´ on creciente continua que promover´a mejores condiciones de soldadura. Es importante tambi´en escoger la cantidad apropiada de carga explosiva. La cantidad explosiva necesaria es directamente proporcional a la cantidad de material volante que se impulse para efectuar la soldadura. Por lo tanto la cantidad (peso total) de explosivo (C) es proporcional a la masa (M) del manguito para una longitud dada de explosivo y se expresa como una relaci´on C/M. Esta relaci´ on se obtiene dividiendo el peso total del explosivo entre el peso del manguito correspondiente a dicha longitud. Para nitroguanidina, las densidades que producen los mejores resultados eran de 0,45 a 0,55 o tambi´en g/cm3 . El peso total de explosivo incluy´ una carga multiplicadora de PETN cuya cantidad y posici´ on eran bastante importantes para la iniciaci´on de la soldadura y la calidad resultante de la soldadura. La gama de relaciones C/M de peso de explosivo por peso de manguito que produjeron los mejores resultados era de 0,25 a 0,43. Conformando la carga, utilizando la porci´ on central c´onica ahusada del conjunto de pl´ astico, se

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mantiene la relaci´ on C/M apropiada, si bien esta relaci´on no es constante en toda la longitud del explosivo. Una gama global de C/M de 0,2 a 0,7 puede utilizarse para obtener soldaduras aceptables. Tambi´en se encontr´o que manguitos de la aleaci´on 600 o´ 690 Inconel (marca de la International Nickel) podr´ıan soldarse en tubos de inconel 600 donde el grosor del manguito es de 0,76 mm (0,030 pulgada) a 1,42 mm (0,056 pulgada) y el tubo tiene un di´ ametro interior de 19,7 mm (0,775 pulgada) y un di´ ametro exterior de 22,2 mm (0,875 pulgada). El explosivo di´o como resultado una comba con un di´ ametro exterior de 25,4 mm (1 pulgada). Cuando se utiliz´ o agua en el exterior del tubo, se redujo la comba en aproximadamente un 30% hasta un di´ ametro exterior final de aproximadamente 24,4 mm (0,960 pulgada). La longitud de la soldadura es t´ıpicamente de 6,35 mm (0,25 pulgada). Se han investigado los par´ ametros de los manguitos destinados a reparar tubos de intercambiador de calor hechos de tubos de aleaci´ on Inconel 600 (marca de la International Nickel) de dos tama˜ nos diferentes y se exponen en la siguiente tabla. (Los manguitos para tubos de otros tama˜ nos y otros materiales de tubo y manguito pueden deducirse de la informaci´on dada en la tabla.) En la tabla, las abreviaturas “DI” y “DO” representan “di´ametro interior” y “di´ametro exterior”, respectivamente.

Manguitos para

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Par´ ametros

Tubos de Tubos de 19,05 mm 22,23 mm (3/4 pulgadas) (7/8 pulgadas)

Material del tubo DI/DO nominal de tubo en mm (pulgada) Material del manguito DI/DO nominal del manguito en mm (pulgada) Grosor del manguito en mm (pulgada) Longitud m´ınima de soldadura en mm (pulgada) DO final aproximado del tubo en aire en mm (pulgada)

aleaci´on 600 16,6116,87/19,05 (0,6540,664/0,750) aleaci´on 600 o´ 690 13,87/16,15 (0,546/0,636)

aleaci´on 600 o´ 690 15,82/18,52 (0,623/0,729)

0,508-1,143 (0,020-0,045)

0,762-1,422 (0,030-0,056)

5,46 (0,215)

6,35 (0,250)

22,23 (7/8)

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aleaci´on 600 19,69/22,23 (0,775/0,875)

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Las t´ecnicas que realizan la invenci´on proporcionan una alternativa ventajosa a la operaci´ on de soldadura fuerte laboriosa utilizada antes o incluso la sustituyen. La soldadura fuerte por lo general es lenta y complicada y exige grandes cantidades de equipo. El uso de explosivo permite que

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se realice la mayor parte del trabajo fuera de la ubicaci´ on de donde se han de instalar los manguitos. Ello es particularmente ventajoso en zonas de alta radiaci´ on en los intercambiadores de calor nucleares, ya que reduce la cantidad de radiaci´ on al cual el personal estar´ıa expuesto de otra forma.

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REIVINDICACIONES 1. M´etodo de soldar de forma exclusiva un manguito (5) a una superficie interior de un tubo (1) alejado de un soporte mec´ anico (2, 3) del tubo (1), comprendiendo el m´etodo: dotar el manguito (5) de una porci´ on (7) que tiene una superficie exterior cuyo di´ ametro se estrecha hacia un extremo (6) del manguito; colocar el manguito (5) dentro del tubo (1) de modo que la porci´ on ahusada (7) est´ a en el tubo (1) en la ubicaci´on alejada de soporte mec´anico externo (2, 3) del tubo (1); ahusar una carga explosiva (13, 14); colocar la carga explosiva (13, 14) dentro de la porci´ on ahusada (7) del manguito (5) de modo que la carga explosiva ahusada (13) proporciona una cantidad reducida de carga explosiva a lo largo de la porci´on ahusada (7) del manguito; centrar la porci´on ahusada (7) del manguito (5) en el tubo (1) para dejar una separaci´ on anular entre el manguito (5) y el tubo (1); y detonar la carga explosiva (13) para dilatar la porci´ on ahusada (7) del manguito (5) y soldar la porci´ on ahusada del manguito al tubo. 2. M´etodo seg´ un la reivindicaci´ on 1, que incluye colocar el manguito (5) en una relaci´ on radialmente separada de la superficie interior del tubo (1) para formar una distancia de una separaci´on de una sexta parte a dos veces el grosor de pared del manguito en una ubicaci´ on junto a la porci´ on ahusada (7). 3. M´etodo seg´ un la reivindicaci´ on 1 o la reivindicaci´on 2, caracterizado porque la superficie exterior de la porci´on ahusada (7) del manguito (5) se estrecha en un a´ngulo de 1◦ a 5,7◦ . 4. M´etodo seg´ un la reivindicaci´ on 3, caracterizado porque el a´ngulo es de 3◦ a 4,5◦. 5. M´etodo seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el manguito (5) tiene un grosor de pared que es de aproximadamente un 60% a un 100% del grosor de pared del tubo (1). 6. M´etodo seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que incluye rodear el tubo (1) con un ambiente acuoso para reducir una magnitud de comba del tubo al producirse la soldadura explosiva del manguito (5) al tubo. 7. M´etodo seg´ un la reivindicaci´ on 6, caracterizado porque el ambiente acuoso es agua. 8. M´etodo seg´ un la reivindicaci´ on 6, caracterizado porque el ambiente acuoso es hielo. 9. M´etodo seg´ un la reivindicaci´ on 6, caracterizado porque el ambiente acuoso es una soluci´on. 10. M´etodo seg´ un cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el manguito (5) tiene una zona (15) de tama˜ no externo incrementado entre su extremo (6) y su porci´on ahusada (7) y la porci´ on ahusada (7) se centra en el tubo (1) mediante la aplicaci´on de la zona (15) de tama˜ no externo incrementado con el interior del tubo. 11. M´etodo seg´ un cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la porci´ on ahusada (7) se sit´ ua junto al extremo (6) del manguito (5) y se mantiene la carga explo-

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siva (13) en un conjunto (8, 11) que est´a dotado de una pesta˜ na (9) que coopera con el interior del tubo (1) para centrar el manguito dentro del tubo. 12. Aparato para reparar un tramo da˜ nado (4) de un tubo (1) alejado de un soporte mec´ anico (2, 3) del tubo (1), comprendiendo el aparato: un manguito (5) capaz de colocarse en el tubo (1) para abarcar el tramo da˜ nado (4), teniendo el manguito una porci´ on (7) que tiene una superficie exterior cuyo di´ ametro se estrecha hacia un extremo (6) del manguito; un conjunto de soporte de carga explosiva (8, 11) que incluye una copa (8) para contener una carga explosiva (13) y colocado en la porci´on ahusada (7) del manguito (5), y una porci´ on central troncoc´ onica (10) que se extiende en la carga exclusiva (13) y conforma la carga de modo que se ahusa y es de cantidad reducida a lo largo de la porci´ on ahusada (7) del manguito; un medio centrador para aplicarse contra un di´ ametro interior del tubo (1) a fin de centrar la porci´ on ahusada (7) del manguito (5) en el tubo (1); y una carga explosiva (13) mantenida por dicho conjunto (8, 11) en la porci´ on ahusada (7) del manguito (5) para dilatar y soldar exclusivamente la porci´ on ahusada del manguito al interior de un tubo. 13. Aparato seg´ un la reivindicaci´ on 12, caracterizado porque dicho conjunto (8, 11) incluye un tap´ on (11) que cubre la carga explosiva (13), un detonador (12) para la carga explosiva que est´ a mantenida en el tap´ on (11) y el tap´ on (11) tiene un surco para evitar la transmisi´ on de fuerzas del detonador cuando se detona el detonador, al manguito (5). 14. Aparato seg´ un la reivindicaci´ on 13, caracterizado porque incluye una carga multiplicadora (14) entre el detonador (12) y la carga explosiva (13). 15. Aparato seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque la superficie exterior de la porci´ on ahusada (7) del manguito (5) se ahusa en un a´ngulo de 1◦ a 5,7◦. 16. Aparato seg´ un la reivindicaci´ on 15, caracterizado porque el a´ngulo es de 3◦ a 4,7◦. 17. Aparato seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque el medio centrador est´a dimensionado para establecer una distancia de separaci´on entre el manguito (5) y el interior de un tubo (1) que contiene el manguito desde una sexta parte a dos veces el grosor del manguito (5). 18. Aparato seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque dicho medio centrador comprende una zona (15) de tama˜ no externo incrementado del manguito (5), zona que se halla entre el extremo (6) y la porci´on ahusada (7) del manguito (5). 19. Aparato seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque dicho medio centrador comprende una pesta˜ na (9) del conjunto de soporte de la carga explosiva (8, 11). 20. Aparato seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque el manguito (5) tiene un grosor de pared de 0,76 mm 7

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guito (5) es de aleaci´on 600 o aleaci´ on 690 de Inconel y est´a posicionado dentro de un tubo (1) de aleaci´on 600 de Inconel.

(0,03 pulgada) a 1,42 mm (0,056 pulgada). 21. Aparato seg´ un cualquiera de las reivindicaciones 12 a 20, caracterizado porque el man5

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