换热器管板与换热管胀焊并用连接的制造.doc

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1、换热器管板与换热管胀焊并用连接的制造工艺GB151-1999标准屮规定，强度胀接适用于设计压力W4M际设计温度W300°C、无剧烈振动、无过大温度变化及无应力腐蚀的场合；强度焊接适用于振动较小和无间隙腐蚀的场合；胀、焊并用适用于密封性能较高、承受振动或疲劳载荷、有间隙腐蚀、采用复合管板的场合。由此可见，单纯胀接或强度焊接的连接方式使用条件是有限制的。胀、焊并用结构由于能有效地阻尼管束振动对焊口的损伤，避免间隙腐蚀，并口有比单纯胀接或强度焊具有更高的强度和密封性，因而得到广泛采用。目前对常规的换热管通常采用“贴胀+强度焊”的模式；而重要的或使

2、用条件苛刻的换热器则要求采用“强度胀+密封焊”的模式。胀、焊并用结构按胀接与焊接在工序屮的先后次序可分为先胀后焊和先焊后胀两种。1先胀后焊管了与管板胀接后，在管端应留有15mm长的未胀管腔，以避免胀接应力与焊接应力的迭加，减少焊接应力对胀接的影响，15mm的未胀管段与管板孔之间存在一个间隙（见图l）o在焊接时，市于高温熔化金属的影响，间隙内气体被加热而急剧膨胀。据国外资料介绍，间隙腔内圧力在焊接收口时可达到200^300MPa的超高压状态。间隙腔的高温高压气体在外汕•时对强度胀的密封性能造成致命的损伤，且焊缝收口处亦将留下肉眼难以觉察的针孔

3、。目前通常采用的机械胀接，由于对焊接裂纹、气孔等敏感性很强的润滑油渗透进入了这些间隙，焊接时产生缺陷的现象就更加严重。这些渗透进入间隙的油污很难清除干净，所以采用先胀ViWT艺，不宜采用机械胀的方式。由于贴胀是不I耐压的，但可以消除管了与管板管孔的间隙，所以能有效的阻尼管束振动到管口的焊接部位。但是采用常规于工或机械控制的机械胀接无法达到均匀的贴胀要求，而采用由电脑控制胀接压力的液袋式胀管机胀接时可方便、均匀地实现贴胀要求。采用液袋式胀管机胀接时，为了使胀接结果达到理想效果，胀接前管子与管板孔的尺寸配合在设计制造上必须符合较为严格的要求。只

4、有这样对于常规设计的“贴胀+强度焊”可采用先胀示焊的方式，而对特殊设计的“强度胀+强度焊”则可采用先贴胀，再强度焊，最后强度胀的方法。2先焊后胀在制造过稈屮，一台换热器屮有相当数量的换热管，其外径与管板管孔孔径之问存在着较大的间隙，且毎根换热管其外径与管板管孔间隙沿轴向是不均匀的（见图2）。当焊接完成后胀接时，管了屮心线必须与管板管孔屮心线相重合。当间隙很小时，上端15mm的未胀管段将可以减轻胀接变形对焊接的影响。当间隙较大时，由于管了的刚性较大，过大的胀接变形将越过15mm未胀区的缓冲而对焊接接头产生损伤，茯至造成焊口脱焊。所以对于先焊后

5、胀工艺，控制管了与管板孔的精度及其配合为首要的问题。当管子与管板腔的问隙小到一定值后，胀接过稈将不至于损伤到焊接接头的质量。有关资料显示，管口的焊接接头承受轴向力的能力是相当大的，即使是密封焊，焊接接头在做静态拉脱试验时，管了拉断了，焊口将不会拉脱。然而焊口承受切向剪力的能力相对较差，所以强度焊后，由于控制达不到要求，可能造成过胀失效或胀接对焊接接头的损伤。3合理的制造工艺3.1管子与管孔的公差控制⑴换热管在采购换热管时要求毎台换热器所使用的换热管在冷拔加工时应采用同一坯料（炉批次）的原料，并在同一台经校验试验合格的拉管机上生产，这样才能保

6、证每根换热管具有相同的材质、规格与精度。换热管外径的均匀一致能保证管子与管板管孔的间隙，内径的均匀一致能保证与液袋式胀管机胀头的匹配性，从而延长胀头的使用寿命。一般管子与管板管孔间隙要求控制在（0.3±0.05）mm范围内，而液袋式胀管机胀头外径与管了内径的公养也应控制在（0.3±0.05）mm范围内。⑵管板为使换热器管板管孔与管子外径在同一公差范围内，首先必须根据到货换热管外径的实际精度尺寸决定管板管孔的加T精度，如上所述，管板管孔与已到货换热管实际均匀外径间隙仍应控制在（0.3土0.05）mm范围内。3.2换热管与管板的加工及验收（1）

7、换热管%1按要求采购进厂的换热管入库前应按相关标准逐项验收，精确测量内、外径及其公差范围。%1换热管穿管前按实际测量壳程长度一次性切好换热管，避免穿管示用脚向砂轮机修磨。当采用砂轮机修磨时砂轮磨粒易溅入管了与管板管孔的间隙屮，硅酸盐磨粒在焊接时将会产生夹渣，给焊接接头造成隐患。%1换热管穿管前胀接范用内管区应进行除锈处理，管端除去内外毛刺，这对采用液袋式胀头时尤为重要。⑵管板%1管板应是合格的锻件，内部材质应均匀，胀接面上无影响胀接质量的缺陷。对于装置屮关键的换热器，尽量采用高级别锻件，锻件除按相关标准验收后，应做超声波复查。%1管板与折流

8、板上管孔加T必须保证同轴度。采用同一块模板钻孔，确保每根换热管所通过的管板与折流板上的管孔在同一屮心线上，否则将使穿管发生很大的困难。%1管板的钻削加工粗糙度、管板的管桥宽度均按