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钢制管壳式换热器的胀接技术及分析点击：2044 日期：[ 2014-04-26 22:13:53 ] |
| 钢制管壳式换热器的胀接技术及分析 李吉元 (兰州新西部维尼纶有限公司) 摘要：钢制管壳式换热器制造中,换热管与管板的胀接非常重要。通过换热管与管板的硬度测定、试胀等确定合适的胀管率并制定合理的胀接工艺,以保证胀接质量和满足使用要求。 关键词：换热器 管壳式 胀接 管板和换热管是管壳式换热器的主要受压元件,二者之间的连接是换热器制造的关键工序。胀接是二者之间连接的方法之一,胀接质量的好坏对换热器的使用起着重要作用。因此,换热管与管板之间的胀接技术非常重要。 1 胀接方式 胀接方式分为贴胀和强度胀。贴胀是为消除换热管与管板孔之间缝隙的轻度胀接,其作用是消除缝隙的化学腐蚀和提高焊缝的抗疲劳性能。强度胀是保证二者之间的密封性能及抗拉脱强度的胀接,强度胀后的抗拉脱力是贴胀后的4倍。 2 管板与换热管的硬度测定 管板与换热管二者之间应该有适当的硬度差,管板硬度应大于换热管的硬度。否则,胀接后换热管的回弹量接近或大于管板的回弹量而造成胀接接头不紧。胀接的原理是胀接时硬度较低的换热管产生塑性变形,而硬度较高的管板产生弹性变形,胀接后塑性变形的换热管受到弹性回复的管板孔壁的挤压而使换热管与管板紧密地结合在一起。因此,在胀接试验之前,应测定换热管与管板的硬度值是否匹配。如果二者硬度值相差很小,应对换热管端部进行退火热处理。 3 试胀 正式胀接之前要进行试胀,其目的是验证胀管质量的好坏,验证预定的换热管与管板孔的结构是否合理,检验外观质量及接头的密封性能,测试抗拉脱力,寻找合适的胀管率,以便制定出合理的胀接工艺。试胀在工艺试板上进行,试板与产品的材料、厚度、管板孔大小一致,只不过取少量孔数进行试胀。试胀前应根据胀管率公式计算出胀接后的内径尺寸。根据我国锅炉的有关规程,胀管率的计算公式为: 式中 d1、d2——胀后、胀前换热管内径 d3——胀前管板孔内径 δ——胀前管板孔径与换热管外径之差 胀管率应在0.85%～2.3%之间选取。胀管率小于0.85%为负胀,换热管胀后未产生足够的塑性变形,不能保证胀接质量。胀管率大于2.3%为过胀,换热管胀后产生过大的塑性变形,加工硬化现象严重,易产生裂纹等缺陷,影响胀接接头的性能。 4 工艺试验 试胀后进行密封、拉脱力和解剖检验等三方面的试验,具体分析其胀接的密封性能,检验换热管和管板脱离时所需之力的大小。解剖检验是检查是否有起皮、皱纹、裂纹和切口等缺陷。 5 正式胀接 正式胀接之前,应对换热管逐根进行水压试验,清洗换热管端部,确定一个合适的胀管率。胀接时从中心开始,沿对称方向逐渐向外圆方向胀接,以保证胀接应力相互制约。环境温度保证在0℃以上。 6 检验 完成胀接后应仔细检查,胀接部位不得有起皮、皱纹、裂纹等缺陷,并按图纸要求进行相关试验。 管板与换热管胀接的关键是控制好胀管率,只有合适的胀管率才能保证胀接质量,满足使用要求。 |
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