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1、双管板换热器制造工艺 更新日期:2009-9-9 近年来,本厂成功制造了数台固定管板式和U形管式双管板换热器(推荐：板式换热器。2003年为上海某公司制造的四氯化碳装置中的急冷器是1台固定管板式换热器,属于第三类压力容器。换热面积为573m2,其结构见图1,技术参数见表1。 急冷器壳体尺寸Dg1065mm×14mm×5855mm,材料为16MnR。外侧管板尺寸1210mm×60mm,内侧管板尺寸1093mm×55mm,材料均为16Mn(锻Ⅲ)。总共有1643根19mm×2mm×6100mm的换热管,材料为1
2、0号优质碳素钢。急冷器为双管板结构,具有一定的制造难度,现对其制造工艺进行简要介绍。 1双管板结构双管板是目前较新的结构,见图2。在位于换热管的端部有1块管板,称为外侧管板,兼作设备法兰,分别与换热管及管箱法兰相连接。在距换热管端部比较近的位置还有1块管板,称为内侧管板,分别与换热管及壳程相连接。外侧管板与内侧管板之间有一定的距离,用哈呋短节相连,组成不承受压力的隔离腔。双管板结构的特征是,2块管板把管程与壳程的介质完全分隔开。每块外侧管板的背面均有和隔离腔相连通的位置对称的2个排泄孔。内侧管板2背面(与壳体焊
3、接面)有12个拉杆螺孔。外侧管板1和内侧管板1组成第1组双管板,外侧管板2和内侧管板2组成第2组双管板。(1)双管板间距隔离腔不与管程、壳程相连通,不承受介质压力,但承受设备的机械载荷与热载荷。隔离腔的承载能(推荐：太阳能)力主要取决于双管板间距。对固定式双管板进行壳程水压试验时,内侧管板与换热管连接处可能存在泄漏,故在确定双管板间距时必须考虑观察、检漏所需要的最小空间。图样中的双管板间距为13mm,根据制造经验,将其调整为50mm。 (2)内侧管板管孔的胀管槽尺寸内侧管板与换热管的连接质量是双管板结构换热器制
4、造的关键,而拉脱力与密封性能是衡量接头连接质量的主要指标。在GB151-1999《管壳式换热器》中,胀管槽的宽度规定为3mm,但也指出,根据不同的胀接方法可以适当修改。图样中内侧管板管孔的胀管槽宽度是3mm,深度是05mm,第1道胀管槽距管板端面8mm,第2道胀管槽的尺寸链为8mm3mm6mm3mm。根据液压胀接经验和胀管试验,胀管槽深度仍定为05mm,但将胀管槽的宽度调整为5mm。第2道胀管槽的尺寸链调整为13mm5mm10mm5mm。 (3)管子伸出管板面长度图样中管子伸出管板面的长度是1mm,符合GB15
5、1-1999的规定。而国外进口用于高温、高压、易燃、有毒或较强腐蚀性等介质的换热器,管子伸出管板面的长度普遍为4～5mm。结合制造尿素装置换热器的经验以及换热管的特点,将管子伸出管板面的长度调整为3～4mm。采用氩弧焊焊接2层,管壁不允许过烧或焊通,且管头不能有咬边,保持管端圆整无缺。 (4)管板与管子硬度差液压胀接会使换热管发生塑性变形,管板产生弹性变形。而胀接目的是为了让换热管与管板之间获得足够的残余接触应力。因此,管板材料的屈服强度与硬度必须大于换热管材料的屈服强度与硬度。保持管板与管子之间一定的硬度差是
6、改善胀接质量的重要途径之一,通常将硬度差控制在HB30左右。 2制造要点控制4块管板的同心度、平行度、扭曲度及其与壳体轴线的垂直度,可保障设备的制造质量,也可保障换热管与管板的连接性能。而确保内侧管板与换热管液压胀接的拉脱力和密封性及其检验,是保证急冷器制造质量的关键。 2.1壳体严格控制有关几何尺寸和方位。错边量、棱角度和无损探伤按GB150-1998规定执行,周长、圆度和直线度按GB151规定执行,壳体长度按图样规定。检查壳体两端面平行度与壳体轴线的垂直度,在两端面标出对称的十字中心线,且两端面中心线的连
7、线(方位线)平行于壳体的轴线,该标记线是组对双管板的基准之一。用与折流板外径相等的圆盘模板工装预先检测壳体的内径与直线度,确保折流板外径和壳体内壁有一定的间隙,使管束能顺利地装入壳体。 2.2管板及折流板采用数控钻床钻孔,控制管孔直径、垂直度及管孔间距。为利于穿管,管板和折流板的钻孔方向应与穿管方向保持一致。按图样和GB151规定对单块管板的管孔进行检验,特别是内侧管板管孔内不允许存在贯通性的螺旋形或纵向条痕。把2组双管板分别按钻孔方向叠置,找同心,用换热管逐孔预穿。将折流板叠置钻孔,按钻孔方向逐块做顺序号和正
8、、反面的标记。每块折流板正、反面的管孔均要仔细倒角,清除毛刺,防止穿管时损伤管子的外表面。把双管板和折流板按钻孔的方向顺序叠置,用换热管逐孔预穿。 2.3双管板预装清除管孔内和管板面的毛刺、铁屑、锈斑及油污等影响胀接质量的异物。将每组双管板用50mm长的定位筋板连接成1个整体,调整每组双管板的同心度、平行度和扭曲度,用换热管逐孔预穿之后,按焊接工艺分别固定焊成2组双管板
