深孔焊换热设备的研发制造.pdf

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1、化工装备技术应用与发展深孔焊换热设备的研发制造李为民(山西阳煤化工机械有限公司，~．030006)摘要：本文以低压反应水冷器换热设备为例，针对其特殊结构，从装配顺序、焊接设备及参数选择、检测、试压等方面作了介绍，重点对深孔焊的管头自动旋转氩孤焊进行研发，为有应力腐蚀工况的深孔焊换热设备的制造质量提供了保障。关键词：深孔焊装配顺序TIG焊检验0引言其管板与换热管的连接形式为深孔焊，另低压反应水冷器是双加压硝酸装置一端则为端面焊。针对设备的特殊结构，的重点设备，主要作用给管程中的氧化对深孔焊换热设备从装配顺序、焊接设备氮气体降低温度，属于有腐蚀性应力的设及参数选择以及检测、试压

2、等方面进行研备，由于管子．管板之间的缝隙存在于工发，以保证产品整体制造质量。况中，有腐蚀介质聚集，形成一定的残余1设备技术条件应力，造成应力腐蚀；同时，焊缝受到腐1．1技术参数(见表1)蚀性气体的正面冲刷作用，易腐蚀开裂，低压反应水冷其结构如图1。大大降低了设备的使用寿命。因管程温度1．2技术要求163~40℃，为避免换热管与管板的焊接接1．2．1板材Q345R应符合GB713—2008标头出现晶间腐蚀，在管程温度较高一端，表1设备设计技术参数主体材料规格设计温度(。c)工作温度设计压力试验压力介质(mnq)(。c)(MPa)(MPa)壳程Q345RDNl650X14503

3、2O．63DN1850X14～420．5(液压)冷却水S30403DN1650X100．47管程200163—400．35纪专$30403(换热管)西25X2．5(液压)图1低压反应水冷器一9．化工装备技术应用与发展准中规定，供货状态为热轧，板材$30403符1．3深孔焊的特点合GB24511．2009规定，供货状态为固溶。从管板I与换热管接头形式看，管子1．2．2换热管$30403应符合GBl3296．．管板深孔焊本质上是类似于等厚管管对2007高精度管的要求，以冷拔状态下供接，其具有以下特点：货，外径允许偏差±0．15mm，壁厚允许偏1．3．1对接接头连接强度高，承载能

4、力高；差为±0．25mm。1．3．2接头应力集中小，抗疲劳性能好；1．2．3壳程A／B焊接接头进行20％检测，1．3．3无间隙腐蚀，焊缝质量高，接头可符合JB／T4730．4—2005中的Ⅲ级合格；管靠性高；程A／B焊接接头进行100％检测，符合JB／1．3．4管板加工需挖开与管孔同心的凹T4730．4．2005中的Ⅱ级合格。槽，加工精度要求高，同时与换热管装配1．2．4换热管与管板的焊接接头应进行困难，制造要求高。100％PT检测，符合JB／T4730．52005中的I针对以上单面焊双面成型管头结构，级合格。且要求质量稳定的薄壁管子的焊接，选用1．2．5设备制作完成后，管

5、、壳程分别全位置自动TIG脉冲氩弧焊可满足要求，其经0．47MPa(卧试)和0．625MPa(卧试)具备以下优点。进行水压试验，试压时水中的氯离子含量1．3．4．1TIG焊采用惰性气体作为保护气25mg／1，水压试验合格后立即将水渍清体，成分接近母材；除干净，壳程按NB／T47013．8—2012附录G中1．3．4．2选择脉冲氩弧焊的优势2．3法进行渗透试验。①能保证均匀一致的焊缝成形，焊接1．2．6不锈钢板以供货状态，焊接接头熔池小，晶粒尺寸容易控制，不易出现烧以焊态分别按GB／T4334．2008中C法进行晶穿，焊缝质量稳定；间腐蚀试验，要求五个周期的平均腐蚀速②焊接接

6、头的装配间隙允差较大，可率或三个周期最大腐蚀率不大干0．6克／米降低管与管板的装配精度，这对不能加丝小时。的深孔焊尤为重要；换热管与管板的连接形式如图2所示。③熔深大，焊缝深宽比大，得到相同熔池的线能量较小，因此焊枪可以设计的更为紧IⅡ凑，为薄壁小管径提供保障；④焊接变形小，使换热器的管板变形相应较小，深孔焊时管子的装配质量易于_(／得到保证；⑤焊接规范参数的较佳范围增大，易>(u—一j于选择得到最佳的规范，并有利于实现全11位置焊。管板I与换热管接头形式管板Ⅱ与抉热管接头形式2设备制造图2换热管与管板的连接形式2．1管头深孔焊所需要的条件．10—化工装备技术应用与发展2．

7、1．1焊接设备的选择足了管子．管板深孔全位置自动TIG焊的要由于管板厚度116mm，采用全位置管求。枪头用平衡器吊于龙门架上，其工作头自动旋转氩弧焊的深孔焊机保证焊接质原理如图3所示，枪头前的定位套管采用耐量，其焊机必须满足以下要求。高温的四氟乙烯制作，有很好的绝缘，可2．1．1．1能改变并精确的控制提前送气、通过旋转可调螺母来调节钨极与焊缝的距滞后送气的时间；离，钨极用螺钉压紧于铜芯轴上，其伸出2．1．1．2能改变并精确的控制焊接电流的长度可调，保护气体由芯轴出气孔处向外大小、脉冲的时间；喷出，排出焊接区的空气。