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列管式换热器管板接头焊接工艺改进

点击:2149 日期:[ 2014-04-26 22:21:14 ]
                            列管式换热器管板接头焊接工艺改进                                     刘旭 赵丙英 靳冬梅                                       山东明水大化集团    列管式换热器是乙炔法生产聚氯乙烯的关键设备,其中的管子——管板接头在支行中由于应力和介质腐蚀的共同作用,导致接头破损失效,影响了正常生产,针对这一问题,对结构设计和制造工艺、焊接工艺诸方面,进行了相应的改进。     1、换热器基本结构及工况条件     列管式换热器的材质为16MnR,外形尺寸为Φ2400mm*3000mm;换热管为Φ57mm*3.5mm。换热器壳体内装三块折流板,分上下两层冷却。     冷却介质软水,温度为90-100℃,工作压力为0.294MPa左右,管内介质为氯气、乙烯氯化氢,管内压力0.049MPa,温度为180~220℃。     2、管板接头及其破损分析     列管式换热器管子——连接通常采用胀管方法或焊接方法,有的设备只采取用机械胀管或液压胀管方法。     机械胀管方法易使胀接不匀,一旦管子——管板连接失效,再用胀管来修复就十分困难。     液压胀管时,换热管不容易产生“过胀”,也不会产生“窜动”,所以连接区内应力分布均匀。连接的可靠性较机械胀接要好。液压胀接对加工精度要求严格。对于密布的接头,要保证100%胀接成功,也有一定的困难,如果失效,再胀接修复也较为因难。     管子——管板焊接连接是高准备而可靠的工艺方法。焊接时焊缝不易出现裂纹、气孔及夹渣等缺陷,接头具有足够的强度、塑性和良好的密封性、耐蚀性,通常出现失效几率很小。因此,焊接方法在管子——管板制造中得到广泛应用。     采用管子——管板以胀管工艺和焊接新工艺,使接头性能更加可靠。     3、结构设计改进     通常根椐材质、制造工艺及产品的技术条件,管子——管板连接选用不同的接头形式。常用的接头形式见图1     当管板较薄时,多采用1a形式,连接焊缝呈环状;当管板较厚板时,采用1b形式,连接焊缝呈环形角焊缝;而对于厚板及导热较好的铝、铜及其合金管子——管板,则多采用1c形式。     本换热器管采用b形式接头。在满足产品技术条件前提下,选用了手工电弧焊方法。严格控制装配尺寸及焊角尺寸。     4、管子——管板接头焊接工艺     (1)管孔加工。根据CB151规定进行,确保管孔加工尺寸的公差与精度。     (2)折流板与管板组装。先将折流板与管板固在一起进行加工,再将它们拆开。管板进行一次扩孔、倒角,并可证全部管孔的同心度。     (3)管子检验。20钢管需经退火处理。管子两端面磨平除锈,去除氧化层。所有管子长度保持一致。     (4)穿管装配。将管子穿入管板的管孔中,管子高出管板5~6mm。     (5)机械胀管。使管子——管板达到初步连接。     (6)焊接。先用J506焊条,焊接工艺参数见表1。      焊接时要选择合理的焊接顺序。首先从管板中心管子——管板接头施焊,逐步向管板外缘,直至边缘接头。两焊工同进进行对称位置施焊。焊完管板半圆上的接头,稍停0.5~1h,待工件冷却至室温,再焊余下半圆上的接头。整个管板接头焊完第一层后,再施焊第二层焊缝,焊接顺序与第一层相同。     (7)接头检验。管子——管板接头焊缝经过宏观检验和水压试验,无焊接缺陷、不渗漏,检验结果合格。                 5、结果     实践证明,改进措施可行,使用效果良好,产品寿命提高三倍以上,生产的多台换热器运行正常,管子——管板接头稳定可靠,保证了换热器的生产能力,并为今后生产同类产品积累了经验。
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