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1、·46·焊接2006(12)内孔焊技术在换热器制造中的应用山西风雷机械制造有限责任公司(侯马市043013)黄旭升摘要用内孔焊结构代替传统的端面焊结构是提高换热器管子与管板焊接接头抗应力腐蚀和缝隙腐蚀稳定性的根本途径。重点阐述了内孔焊的接头形式、焊接设备、工艺装备、焊接工艺参数以及具体实施过程中应注意的问题。关键词:换热器内孔焊工艺装备APPLICATIONOFINNER-HOLEWELDINGINHEATEXCHANGERFABRICATIONShanxiFengleiMachineryManufacturingCO.,Ltd.HuangXushengAbstrctSubst
2、itutinginner-holeweldingconstructionfortraditionalendsurfaceweldingconstructionisafundamen2talmethodforraisingthestabilitiesofanti-stresscorrosionandanti-slitcorrosion.Thejointdesign,weldingequipment,fabricationequipmentandweldingparametersforinner-holeweldingaswellasdifficultieswhichshouldb
3、epaidattentiontoduringthefabricationaremainlydescribed.Keywords:heatexchanger,inner-holewelding,fabricationequipment与换热管的接头处发生严重的泄漏,因此,考虑选用内0前言孔焊结构,以避免间隙腐蚀造成的失效。在化工、石油、医药、原子能和核工业中,换热器的1内孔焊接头形式应用十分广泛,其类型与结构也很多。其中管壳式换热器是最普遍使用的。在管壳式换热器的设计、制造从各种文献资料可知,内孔焊接头形式有两类:全过程中,换热管与管板之间的连接质量好坏决定了换对接和准对接。但从
4、焊缝质量控制要求出发,全对接热器的质量优劣和使用寿命。换热管与管板的连接方型是最好的选择。这种结构在使用性能上有很多优法主要有胀接、焊接和胀焊并用。常规焊接结构管子点:等厚对接连接承载能力高,应力集中小,抗疲劳性与管板孔之间存在间隙,易产生间隙腐蚀、过热等问能好,抗应力腐蚀能力强,接头质量高,确保接头更安题;焊接接头处产生的热应力可能造成应力腐蚀和破全和可靠,有效保证设备的稳定运行。经过比较,选择裂。胀接结构形式,由于胀接变形存在较大的残余应了如图1所示的无间隙全位置结构形式。力,易产生应力腐蚀,而且在使用温度较高时,由于材料的蠕变使胀接残余应力松驰,引起接头松动或脱落造成泄漏
5、。因此,换热器管子与管板的连接技术研究一直是国内外技术人员关注的焦点。硫酸塔系统是某公司生产中乙炔气精制的主要系统之一,其工作原理是利用浓硫酸的强氧化性来氧化乙炔气中的硫化氢、硫化磷等杂质达到净化的目的。酸冷却器是维持塔内物料温度的关键换热器。换热管与管板材质为00Cr14Ni17Mo2,换热管规格为<25mm×2mm。在使用中由于介质的腐蚀性,多次造成管板图1内孔焊接头形式焊接2006(12)·47·最大程度保护人身和设备安全以及焊缝质量。微机控2内孔焊设备及工艺装备制系统针对全位置TIG焊的要求对气体、电流大小及焊接设备是实现全位置自动TIG焊的关键所在。方式、旋转、送丝和
6、弧长在焊接过程中进行编程和过程由于焊缝的高质量、高可靠性要求,对焊接设备也提出控制。了很高的要求,因此,采用了EWA306电源和适合于无2.2焊接枪头间隙管板全位置自动TIG焊的专用内孔焊枪头,如图2焊接枪头是该系统的核心,枪头用平衡器吊于龙所示。内孔焊机的工作原理如图3所示。门架上,它由定位、特殊焊炬和旋转系统组成。2.3氩气保护罩由于该设备管板和换热管均使用不锈钢材质,因此,进行"内孔焊"时,应在焊接坡口外侧实施氩气保护,以防氧化和氮化,影响焊缝质量。根据管板"环形圈"布置形式以及管束与壳体的制造和组装特点,经过比较和论证,最终决定采用图3所示的氩气保护装置。为便于装配和拆
7、卸,该氩气保护罩制成哈夫结构,使其与换热管适当紧配合,避免氩气流外逸,保护不足。设计时,充分考虑了保护罩内空气的排除、氩气的流向以图2EWA306电源和内孔焊枪头及焊缝的热影响区域。使用时,通过进气管充入氩气,程控电源包括焊接电源和微机控制系统,焊接枪将保护罩内的空气完全排净后进行"内孔焊"。头由调节机构、送丝机构、旋转机构和特殊焊炬等部分2.4定位芯轴组成。为了确保装配时换热管与管板孔的同心度,需要设计一个专门的定位芯轴(图4),根据换热管内径与管板孔的实测尺寸设计定位芯轴,要求制造后与换
