含支撑板结构的管-翅式换热器胀接工艺仿真

合集下载

管壳式换热器胀管工艺

1 胀管工艺规程编制审核2管子与管板“焊、胀”连接工艺一、原理及适用条件本工艺的实施步骤是焊-胀。

它巧妙地运用胀接过程的超压过载技术通过对管与管板的环形焊缝进行复胀造成应变递增而应力不增加即让该区域处于屈服状态在焊缝的拉伸残余应力场中留下一个压缩残余应力体系。

两种残余应力相互叠加的结果使其拉伸残余应力的峰值大减二次应变又引起应力的重新分布结果起到调整和均化应力场的效果最终将残余应力的峰值削弱到预定限度以下。

本工艺适用于管子与管板的胀、焊并用连接型列管式换热器的工厂或现场加工。

管板厚度范围为16100mm材质为碳钢者就符合GB150-98第二章2.2条的规定若采用16Mn时就分别符合GB3247—88和GBI51—99中的有关规定换热管束应符合GB8163、GB9948-88、GB6479-86、GB5310-85的规定。

二、焊、胀工艺一准备工作1、对换热管和管板的质量检查1管子内外表面不允许有重皮、裂纹、砂眼及凹痕。

管端头处不得有纵向沟纹横向沟纹深度不允许大于壁厚的1/10。

管子端面应与管子轴线垂直其不垂直度不大于外径的2。

2换热管的允许偏差应符合表1-1要求。

3管孔表面粗糙度Ra不大于12.5μm表面不允许纵向或螺旋状刻痕。

管孔壁面不得有毛刺、铁屑、油污。

4管孔的直径允许偏差应符合表1-2规定。

3 换热管的允许偏差表1-1 Ⅰ级换热器Ⅱ级换热器材料标准外径×厚度mm 外径偏差mm ?诤衿頼m 外径偏差mm 壁厚偏差mm19×2 25×2 25×2.5 ±0.2 ±0.4 32×3 38×3 45×3 ±0.3 12 10 ±0.45 15 10 碳钢GB8163-87 57×3.5 ±0.8 ±10 ±1 12 10 抽查区域应不小于管板中心角60。

换热器管子与管板接头胀接工艺守则

换热器管子与管板接头胀接工艺守则1总则本守则规定了压力容器管子与管板的胀接方法和技术要求;本守则适用于GB150、GB151及《固容规》涉及的强度胀、焊后胀,胀后焊结构的容器产品; 2胀接操作人员2.1 胀接操作人员必须经过有关部门技术培训,考试合格后方能上岗;2.2 胀接操作人员应掌握所用胀接设备的使用性能,熟悉产品图样、工艺文件及标准要求; 2.3 胀接操作人员应认真做好胀接场地的管理工作,对所用工、量、检具能正确使用和妥善保管;3. 胀接设备与胀管器3.1 胀接设备与胀管器应能满足胀接技术条件及有关标准要求;3.2 胀接设备一般有如下几种:a.无自动控制胀管率装置的机械式胀管机;b.液压驱动扭矩自动控制胀管率的胀管机;c.微机控制胀管率的机械式胀管机;d.液压橡胶柔性胀管机;上述胀接设备可视产品情况选择使用;3.3 胀管器可与相应胀接设备一同使用或直接用于手工胀接;3.3.1 胀管器按用途一般分为:a.12°～15°扳边胀管器;b.90°扳边胀管器;c.无扳边胀管器;3.3.2 胀管器按胀柱数量一般分为:a.3个胀柱胀管器;b.5个胀柱胀管器;应优先选用5胀柱胀管器;3.3.3 90°扳边胀管器一般有普通90°扳边胀管器与90°无声扳边胀管器之分;应优先选用无声扳边胀管器;取1个试样;b样坯切取位置及方向应符合GB2975的规定;c硬度测试可在切取的试样上进行,亦可在管板和胀接管端上直接进行;测试前,应将测点处的氧化皮、锈蚀、油污清除掉,使之露出金属光泽;d当在试样上进行时,试验方法、试样尺寸及表面要求应符合GB231的规定;e当在管板和胀接管端上直接进行时,管子测点数量为每台锅炉按胀接管子总数的3%选取,且不少于15点;每根管端上最多不超过3点,测点位置应在距管端50mm范围内;管板测点数量为每个管板取3点,测点均匀分布;4.5胀接管端需做退火处理时,应符合下列要求:a退火可采用电加热,亦可采用火焰直接加热;当采用火焰加热时其燃料可采用焦炭、木炭、锯末,但不得用煤炭做燃料直接加热;b加热时应缓缓升温,平均温升不超过15℃/min,退火温度控制在600～650℃(无论用何种方法加热,都不得将管端加热至650℃以上),保温10～15min,保温后管端应埋于干燥的石棉灰或硅藻土或石灰粉中缓冷,埋入深度不小于350mm,冷却至室温后方可取出;c加热退火时必须配有温控装置或仪器,不得目测估量;d管端退火长度应控制在100～150mm;两端可同时加热;当管子一端加热时,应用木塞将管子的另一端堵住,以防空气在管内流动;加热过程中应旋转管子,使管端加热均匀;4.6胀接前须按下列要求对胀接管端进行清理:a管端外表面应用半自动双头磨管机或机械洗管机等除锈磨光,磨光长度不小于两倍的管板厚度mm;除锈磨光后的表面不应有起皮、凹痕、裂纹和纵向沟槽等缺陷,磨光后的最小管端外径应符合GB8163规定;管端内表面应无严重锈蚀和铁屑等杂物并清除毛刺;b除锈磨光后的胀接管子应及时胀接,如不能及时装配胀接,则应妥善保管以防再次生锈;如生锈应重新打磨,打磨后的管端最小外径仍须符合GB8163规定;5.胀接管孔的技术要求5.1 用汽油或四氟化碳等溶剂清洗管孔壁上的油污,再用细纱布沿孔壁圆周方向打磨残留锈蚀,并除去管孔边缘毛刺;打磨后管孔壁的表面粗糙度不得大于Ra12.5;5.2 清理后的管孔壁不得有纵向刻痕,个别管孔允许有一条螺旋形或环向刻痕,刻痕深度不得超过0.5mm,宽度不得超过1mm,刻痕至管孔边缘的距离不得小于4mm;5.3 胀接管孔尺寸应符合图纸工艺要求;5.4 如管孔直径超差,其超差数值不得超过规定偏差值的50%;当管孔总数不大于500个时,超差孔数不得超过管孔总数的2%,且不得超过5个;当管孔总数大于500个时,超差孔数不得超过管孔总数的1%,且不得超过10个;对于超差管孔在管板上应作出明显标记;6.胀接前对胀接设备的检查6.1 胀管器,胀杆锥度及胀珠胀杆转动灵活;6.2 液压驱动胀管设备和微机控制胀管设备其控制系统应准确灵敏、性能良好;6.3 胀管器先检查外观,然后用涂色法检查接触面(接触面应大于80%),合格后涂以润滑脂待用;7.穿管7.1 穿管前应先按图样核对管板的装配位置;7.2 按照每个胀接面管子、管孔总数的15%,随机测量管孔直径d、管端壁厚t,计算出d、t的算术平均值并做好记录(参见附录A表A1);7.3 根据超差管孔的直径选配管子,选配后的最大间隙不超过管子直径的3%;7.4 管子的两个胀接端穿入管孔时应能自由伸入,管子必须装正,不得歪斜;当发现有卡住,偏斜等现象时,不得强行插入,应取出管子,按大样矫正后,再行插入;7.5 穿管时应超穿一定距离,以再次清理胀接管端或管孔壁上因穿管留下的锈屑污物,清理后,退回正确位置;7.6 管子与管板胀接时,可先穿基准管,基准管找正后,采用预胀或其他方法加以固定;7.7 胀接管端伸出长度应符合图样要求;7.8 对于管端伸出长度超过要求的管子,应用机械(齐头机)方法去除超长部分,并清除毛刺;8.胀接技术要求8.1 试胀8.1.1 正式胀接前应进行试胀,以检查胀管器的质量、管材的胀接性能和确定最佳胀管率;8.1.2 试胀用管子的材质、规格应与产品胀接管子相同,试胀用板的材质、厚度及管孔间距、管孔尺寸、加工质量等均应与产品的管板相同;8.1.3 试胀件尺寸规格及数量按照产品图纸管板的厚度,孔的大小、排列做试胀板一块,开孔12～16个;8.1.4 试胀管子的胀接管端硬度应符合4.5规定;当管端退火时,应按4.6随炉退火,退火后的管端应按要求进行清理;8.1.5 试胀管子与管孔一一对应,编号入座,用油漆在试胀板上做出孔位编号,用游标卡尺逐一测量试胀管壁厚t、管孔直径d值,并作好记录(参见附录A表A2);8.1.6 在胀管率H为1%～2.1%范围内,选用不同的胀管率数值,计算出相应的胀口内径d1值,然后对各个胀口进行试胀,实测胀口内径并作好记录(参见附录A 表A2);8.2 胀接8.2.1 根据试胀所确定的最佳胀管率进行正式胀接;胀接时应在管端内壁涂少许润滑脂,再插入胀管器;胀接过程中,严防油污、水及灰尘渗入胀接面间;8.2.2 胀接时一般采用反阶式胀接顺序,见图4;管子与管板胀接可在管子穿妥后再按图4进行胀接;管子与管板胀接时,为防止油污流进胀接面间,亦可采用错列式胀接顺序,见图5;不足2个时,允许超胀2个;8.3 胀管率的间接控制方法8.3.1 采用液压柔性胀接时控制胀接压力;8.3.2 采用液压驱动机械胀管或微机控制机械胀管时,控制胀接扭矩;采用普通机械胀管时,使用胀管限位器控制胀杆进入胀口的相对位置;8.4 胀口质量要求8.4.1 管端内表面不应有粗糙、剥落、刻痕、裂纹等;8.4.2 12°～15°扳边后管端不应有裂纹;8.4.3 90°扳边后边缘不应有超过2mm长的细小裂纹;8.4.4 胀口处应无偏挤(单边);8.4.5 胀口的内径圆度公差大于0.15mm时,其超差数量在同一胀接面处不得超过胀接总数的10%;9.水压试验、补胀和换管技术要求9.1 胀接管子全部胀妥后,进行胀口及管板的内部清理,并检查管子有无堵塞;9.2 水压试验前应拆除本体组装设施或临时支架;9.3 水压试验按图纸、工艺及《固定式容规》进行;9.4 水压试验检查应在试验压力降至工作压力时进行,检查胀口有无漏水(漏水是指水珠向下流)、水印(指仅有水迹)和泪水(指水压试验期间不向下流的水珠);如发现上述缺陷,应在相应管端处分别作出标记;9.5 对水压试验漏水的胀口或超过允许数量的泪水、水印的胀口应在卸压放水后随即进行补胀,同时还应对其邻近的一些胀口稍加补胀以免受到影响而松弛;补胀前应测量胀口内径;确定合适的补胀量,以免超胀;9.6 同一漏水胀口,补胀次数不宜多于2次,补胀后应重新进行水压试验,对补胀后仍有漏水且胀管率已超过2.8%的管子应予换管重胀(在割除不合格的胀接管子时,必须注意不损伤管孔壁);补胀、重胀后的胀管率应符合8.2.9要求;9.7 应有专人负责记录胀接及水压试验结果(参见附录A表A3),以作为验收依据并备案;10.贴胀(或称“轻胀”、“预胀”)技术要求10.1 贴胀宜在需贴胀的管子焊接后进行,也可在焊接前进行;10.2 当图样要求贴胀或要求用胀接方法消除管子与孔壁间隙时,应采用与前述相同的胀接设备和操作方法,使管子外壁紧贴管孔内壁,并有一定的胀紧力,以消除管子与管孔间的间隙; 10.3 当采用手工贴胀时,应胀至感到扭矩明显增大时止;当采用机械或液压驱动贴胀时,应胀至负载明显时止;10.4 前部管子贴胀完毕后,应仔细检查外观质量,并应用小手锤轻击接近管孔的管段,监听贴胀质量(贴胀紧密时,其声音沉闷;而未贴紧时,声音较清脆);注:贴胀的目的仅是为了消除管子与管孔的间隙及降低焊接应力;因此,在执行本守则时,当对管子按规定进行材质、外观质量检验并合格后,对管子和管板的硬度检查、试胀、胀管率、扳边、记录、检查胀接质量的水压试验等要求均可免去;附录A胀接用数值记录表( 参考件)A1 胀接前各胀接面15%的管子、管孔数值测量记录表,见表A1;注:1.管板管孔:水平—纵向;垂直—环向;2.每个胀接面要分别测量、计算算术平均值;A2 试胀用数值记录表,见表A2注:Hj—最佳胀管率;d1j—最佳胀管率时的胀口内径;A3 胀接后数值记录表,见表A3注:管板管孔:水平—纵向;垂直,。

管子与管板“胀、焊、胀”连接工法

管子与管板“胀、焊、胀”连接工法YJGF25—94作者：李念慈（四川省工业设备安装公司）摘要：管子与管板的连接方式有数种，如焊接、胀接和胀、焊并用连接等。

尽管它们各具优点，但对运行条件苛刻的大型换热器来讲，若采用上述管、板连接方法，则会因连接处难以避免和处理的应力腐蚀，疲劳断裂，脆性断裂等致命缺陷，无法保证其使用寿命和安全运行。

管、板胀、焊、胀连接工艺就是为了获得理想的低应力接头而进行研究的课题。

此项成果已成功地应用于我国第一套高空台排气冷却装置的大型薄板换热器的现场加工上，1990 年11 月被建设部评为全国施工新技术优秀项目含胀、焊、胀工艺技术在内的大型压力容器现场组装技术获四川省1990 年度科技进步一等奖；1991 年又被评为全国安装行业科技进步一等奖。

一、原理及适用条件本工艺的实施步骤是胀-焊-胀。

它巧妙地运用胀接过程的超压过载技术，通过对管与管板的环形焊缝进行复胀，造成应变递增而应力不增加，即让该区域处于屈服状态，在焊缝的拉伸残余应力场中，留下一个压缩残余应力体系。

两种残余应力相互叠加的结果，使其拉伸残余应力的峰值大减；二次应变又引起应力的重新分布，结果起到调整和均化应力场的效果，最终将残余应力的峰值削弱到预定限度以下。

本工法适用于管子与管板的胀、焊并用连接型列管式换热器的工厂或现场加工。

管板厚度范围为16～50mm，材质为碳钢者，应符合GB150-89 第二章2.2 条的规定；若采用16Mn 时，应分别符合GB3274-88 和GBI591-79 中的有关规定；换热管束应符合GB8163-87、GB9948-88、GB6479-86、GB5310-85 的规定。

二、胀、焊、胀工艺（一）准备工作1.对换热管和管板的质量检查（1）管子内外表面不允许有重皮、裂纹、砂眼及凹痕。

管端头处不得有纵向沟纹，横向沟纹深度不允许大于壁厚的1／10。

管子端面应与管子轴线垂直，其不垂直度不大于外径的2％。

管壳式换热器制造有效贴胀技术1

管壳式换热器制造有效液压贴胀工艺生产运行部黄科达摘要介绍管壳式换热器制造进程中常经常使用到的一种有效的液压贴胀工艺。

关键词管壳式管热器液压贴胀工艺Abstract Present a way of practical light hydraulic expansion jointing which is used frequently in the manufacture of the tube and shell heat exchanger.Key words: tube and shell heat exchanger, light hydraulic expansion jointing1 绪论在炼厂及化工厂中要用到许多管壳式换热器，随着工业的进展，换热器的工作压力、温度和容量不断提高。

换热器上管子和管板的连接部位多、要求简单节省、连接靠得住，因此液压胀管工艺取得大力进展。

我公司承制的广西石化271-E110换热器，换热管与管板的连接采纳强度焊加贴胀。

换热管管板厚度50mm，胀接长度32mm，但由于我公司只有一台液压胀管机，故只能采纳液压贴胀工艺。

2 胀接设备和胀接原理胀接设备用的是吴江市长江特种工具厂生产的型号为YZJ- A—5型300MPa液压胀管机，它有一个用来安装液压胀头的胀管头，实施胀接的时候，把液压胀头装在那个胀管头上，然后插入换热管内，在管热管和液压胀头间形成一个很小的间隙，实际胀接的时候高压水流被压入液压胀头中，使得液压胀头的胶体部位膨胀，进而使换热管发生弹性和塑性变形，在换热管胀大的进程中管子外径贴到管板孔内表面，管板也要发生弹性和塑性变形。

当液压胀管机的压力释放后，由于管板的弹性恢复比管子要多，因此在连接处就有牢靠、均匀的结合。

3 液压胀接的优势液压胀接，较之于机械胀接，具有效率高、胀接均匀、操作简单方便等优势。

只是液压胀接对管板孔的尺寸误差、粗糙度，管孔的尺寸误差、粗糙度等阻碍胀接的因素要求较高，因此，要用好液压胀接技术就必需做好相关的工作。

管壳式换热器的胀接工艺

管壳式换热器的胀接工艺管板和换热管都是换热器的主要受压元件，两者之间的连接处是换热器的关键部位。

胀接是实现换热管与管板连接的一种方法，胀接质量的好坏对换热器的正常运行起着关键的作用。

因此，换热管与管板之间的胀接工艺技术就显得非常重要。

1胀接形式及胀接方法胀接形式按胀紧度可分为贴胀和强度胀。

贴胀是为消除换热管与管板孔之间缝隙的轻度胀接，其作用是可以消除缝隙腐蚀和提高焊缝的抗疲劳性能。

强度胀是为保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的胀接。

贴胀后胀接接头的抗拉脱力应达到1MPa以上，强度胀后胀接接头的抗拉脱力应达到4MPa以上。

胀接方法按胀接工艺的不同可分为机械胀、爆炸胀、液压胀和脉冲胀等。

机械胀是用滚珠进行胀管的，具有操作简单方便、制造成本低等优点，因而得到了广泛应用。

2胀管器的选用胀管器的种类，有三槽直筒式、五槽直筒式、轴承式、调节式、翻边式。

它的选用主要根据换热管的内径、管板厚度、胀接长度及胀接特点而确定。

3换热管与管板硬度的测定换热管与管板材料应有适当的硬度差，管板硬度应当大于换热管的硬度，其差值最好达到HB30以上，否则胀接后管子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管子产生塑性变形，而硬度较高的管板产生弹性变形，胀接后塑性变形的管子受到弹性回复的管板孔壁的挤压而使管子和管板紧密地结合在一起。

因此在胀管之前应首先测定管子与管板的硬度差是否匹配。

如果两者硬度值相差很小时应对管子端部进行退火热处理。

管子端部退火热处理长度一般为管板厚度加100mm。

4试胀正式胀接之前应进行试胀。

试胀的目的是验证胀管器质量的好坏，验证预定的管子与管板孔的结构是否合理，检验胀接部位的外观质量及接头的紧密性能，测试胀接接头的抗拉脱力，寻找合适的胀管率，以便制定出合理的产品胀接工艺。

试胀应在试胀工艺试板上进行。

试板应与产品管板的材料、厚度、管孔大小一致，试板上孔的数量应不少于5个，其管孔的排列形式见图1所示。

胀接成形工艺对管翅式换热器结构性能的影响

胀接成形工艺对管翅式换热器结构性能的影响摘要：随着我国轨道交通车辆技术的不断进步，用来冷却车辆主变压器和变流器的冷却系统也快速发展，这对散热器的综合性能提出了更高的要求。

目前我国机车使用的散热器为铝质复合式散热器。

复合式散热器将用于冷却变流器和变压器的散热器组合为一体，散热器芯体为钎焊板翅式结构，由复合板、翅片制成，若出现腐蚀，很难修复，维护成本极高。

经研究表明大部分泄漏是由电化学腐蚀所导致。

关键词：胀接成形工艺；管翅式换热器；结构性能引言管翅式散热器若出现漏液，可拆开集液室将该管进行封堵而不影响其他管路，可修复使用，维护成本降低。

同时，管翅散热器冷却介质流动管外部包有翅片及翅片上的抱紧环，即便出现腐蚀，也先腐蚀翅片，不直接腐蚀管子，提高了管翅式散热器的耐腐蚀性，但管翅式散热器存在管内热量“带不出”的自身特点。

因此需采用强化传热手段，实现管内传热强化。

1强化方案1.1管内强化机理管内插入物技术是一种最方便的强化换热技术，不仅扰动管内流体，使边界层减薄，达到强化传热目的，还能起到清除污垢的作用。

绕花丝内插物是由几组相同的线圈环绕同一中心轴线扭转而成，形成一种特殊的多孔体，可以迫使流体分子微团在传热和流动方向上不断做三维宏观混合流动。

这种弥散效应与湍流中的涡流作用极其相似，但它们的产生机理不同，多孔体的弥散效应可使流体在低流速下转变为湍流，产生与涡流相似的效果，并且流体内的温度分布均匀，从而增大壁面附近温度梯度，使换热增强，绕花丝多孔体可大幅降低临界Ｒe值，诱发湍流的发生，对低Ｒe值下的流动具有非常好的强化效果。

1.2管外强化机理流线形波纹翅片引导流体尽可能地沿预设的流线流动，消除尾部涡流，达到流动阻力小、传热增强大的目的。

1.3流程优化散热器流道流程由原来左右流程更改为上下分层流程，有利于冷却介质温度分布均匀，减小熵增、提高散热器换热效率。

2试验结果与分析换热器的结构要素包括设计参数和安装角度,其中设计参数主要包括列间距、翅片间距、翅片片型和翅片宽度。

换热器管子与管板胀接工艺分析

换热器管子与管板胀接工艺分析管子与管板的连接是管壳式换热器生产中最主要的工序之一。

由于这类工程需耗费大量工时,更重要的是,连接的地方在运行中容易发生故障。

因此,发展高效率、高质量的连接技术已成为制造中的重点研究课题。

根据换热器的使用条件不同,加工条件不同,连接的方法基本上分为胀接、焊接和胀焊结合三种,由于胀接法能承受较高的压力,特别适用于材料可焊性差及制造厂的焊接工作量过大的情况。

因此该方法在实际生产中运用广泛。

随着技术的不断发展,现已相继开发出滚柱胀管、爆炸胀管及液压、液袋和橡胶胀管等新工艺。

本文拟对这几种胀管工艺进行比较,为实际生产选择合理的胀管工艺提供参考。

1传统胀接工艺1.1 滚柱胀管法该方法是在一个构架上嵌入三个小直径的滚子,中间有一根锥型心轴的胀管器,如图1所示。

胀管时将胀管器的圆柱部分塞入管孔内,利用电动、风动等动力旋转心轴,通过滚子沿心轴周向旋转,使心轴挤入管内面并强迫管子扩大,达到一定的胀紧度,使管子紧紧地胀接于管板的孔上。

胀管操作可分为前进式和后退式两种,前进式是将构架插入管内,旋转心轴,前进挤大,达到所定的紧固程度后电动机反转,由管中拔出完成胀管过程。

反转式和前进式一样旋转心轴前进,达到原定的紧固程度后电动机停止,同时后退装置的离合器啮合反转,滚子和心轴的相对位置保持不变,一边反转一边由该深度到入口处连续均匀地进行平行胀管。

由于这种胀接过程是由里至外,管子的伸长,发生在管板外侧,可以消除管束的受力状态,提高产品质量[2],故用于胀接长度大于60ｃｍ的连接。

1.2 爆炸胀管工艺该方法是利用高能源的炸药,使其在爆炸瞬间(10×10-6～12×10-6ｓ)所产生冲击波的巨大压力,迫使管子产生高速塑性变形,从而把管子与管板胀接在一起,实现管子与管板的连接。

图2为爆炸胀接的示意图,图中柱状炸药放置于管端的中心,为防止冲击波对管壁的损伤,炸药的周围有一管状缓冲填料(粘性物或者塑料),使压力能均匀地传递到管壁上。

换热管与管板胀接技术

换热管与管板胀接技术浅谈摘要：本论文以某企业转化器为例，探讨了胀接方式的选择、胀管工艺的实施等，为相关工程的实际操作提供了参考。

关键词：换热管、管板、胀接前言钢制管壳式换热器在化工生产中应用十分普遍，不管是固定管板还是浮头管板、u形管壳式换热器，管子与管板的连接是换热器中十分重要的结构和环节。

由于换热管和管板是换热器管程和壳程之间的唯一屏障，因此换热管与管板连接接头质量的好环是管壳式换热器失效最主要的因素，本文以我公司制作的转化器（dn2800×16×5690）为例来进行说明。

该转化器为衡阳某公司20万吨/年pvc 扩改（四期）工程关键设备之一，该设备为立式固定管板式换热器。

设计压力：管程0.08mpa、壳程0.32mpa，工作压力：管程0.07mpa、壳程0.30mpa，设计温度：管程170℃、壳程99℃，工作温度：管程110～170℃、壳程95～99℃，工作物料：管程为氯化氢、乙炔、活性碳、氯乙烯；壳程为热水。

主要材料：管程为q345r（gb713-2008）、10（gb/t8163-2008），壳程为q235-b（gb/t3274-2007）。

管板为q345r材质，板厚70mm，换热管规格为φ45×3、长度为3000mm，材料为10#无缝钢管，每台数量为2031根，总换热面积为831m2。

该设备共制造10台。

一、胀接方法选择换热管与管板的连接方式主要有胀接、焊接、胀焊并用三种。

根据设备介质以及连接方式的适用范围，转化器换热管与管板之间的连接方式为强度焊加贴胀。

胀接目前主要有滚柱胀管、爆炸胀管及液压、液袋和橡胶胀管等工艺。

1.几种胀管工艺方法的比较液压胀管工艺又称软胀接,一次可以胀接较多的管接头。

液压胀管是一种新的胀接技术,它是通过对管子内表面施加高的液压力,使管子塑性变形而胀接于板孔内表面的。

液压胀接的胀管头是直径略小于管子内径的一段芯棒,芯棒两端的外圆表面上有多个密封件,在芯棒中部设有进油孔,在两段密封件之间的管段内施以高压,使管子发生塑性胀大变形而实现胀接。

小管径φ5管翅式换热器穿片、胀管、焊接工艺难题及解决方法

有效觯决边板松动问题，如图４。（２）创新性使用连体胀球，同州 ‘ 使用二次
胀管扩口技术（把胀管、扩杯口的动力分＂，同
（２）通过整管与孔的配合，并设计大理石穿片台，两侧加石条限位，长ｕ增加托架（超过
到０４．６３进行验证，效果不佳，考虑增ＪＪ口边板宅翻
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
技术
小管径（｛）５管翅式换热器穿胀管、焊接工艺难题及解决方法
朱波
（广东美的暖通设备有限公司广东顺德
５２８３１１）
Hale Waihona Puke 摘要：小管径大型管翅式换热器制造技术是业界难点技术，目前仅在世界先进的中央空调制造企业实施。本文基于我司５换热器制造技
Ｂｙｄｏｕｂｌｅｔｕｂｅｅｘｐａｎｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｕｂｅｅｘｐａｎｓｉｏｎ．Ｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆ
ｓｏｌｄｅｒｓａｎｄｒｅｄｅｓｉｇｎｉｎｇｔｈｅｎｏｚｚｌｅｏｆｔｏｒｃｈｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆ（ｂ５ｓｏｌｄｅｒｓｔｕｃｋａｎｄｏｖｅｒｂｕｒｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳｍａｌｌｄｉａｍｅｔｅｎＬａｒｇｅｆｉｎｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ；Ｗｅａｒｐｉｅｃｅ；Ｔｕｂｅｅｘｐａｎｄｉｎｇ；Ｗｅｌｄｉｎｇ

换热器管子与管板胀焊制造工艺分析

换热器管子与管板胀焊制造工艺分析作者：王丹铭来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2011年第04期摘要：换热器管子与管板胀焊接头的加工，是先焊后胀还是先胀后焊的好，至今仍有争论。

详细分析比较了两种连接加工方法，各自的优缺点及应用情况，提出了胀接与焊接先后次序应遵循的主要原则。

为实际生产选择合理的制造工艺，保证管子与管板连接接头的质量提供参考。

关键词：换热器管子与管板胀接焊接胀焊接头管子与管板连接头的连接是换热器制造的关键工序，有强度胀接、强度焊和胀焊结合三种连接方法，但经常采用管子与管板胀焊结合的连接方法。

是先焊后胀还是先胀后焊，至今仍有争论。

1 先焊后胀工艺的应用分析1.1 先焊后胀工艺的优点及应用换热器制造厂历来多采用先焊后胀工艺，而较少采用先胀后焊工艺。

究其原因是与使用机械胀接法作为最主要的胀管手段密切相关。

因为在机械胀管过程中，存在着摩擦并产生大量的热必需用机油来润滑和冷却，油液渗浸进入胀接接头的缝隙，要彻底清除干净十分困难。

夹缝中油水等杂物的存在，焊接时易于形成气体，而这些气体来不及逸出便存在于焊缝中。

另一方面胀管区又往往堵塞了排气通道，增加了焊缝中生成气孔的可能性。

采用先焊后胀工艺则可以避免上述不利因素，特别是对于钛材和某些有色金属，要求焊接的基本条件十分严格，不允许油水和铁离子污染，选择先焊后胀工艺更易保证焊缝质量。

1.2 先焊后胀工艺的缺点分析①机械胀接法存在着固有的缺点，各管之间长度不一，连接强度和紧密性不均；胀管接口的内表面产生硬化现象，给重复补胀带来困难；管与管板材料的胀接的相容性有一定的限制，如：钛管与碳钢的胀接、铝管与碳钢的胀接等均受到了限制；劳动生产率低，而且小管径或厚壁管的胀接较困难等。

②管口环形焊道不均匀，由于管子与管板之间存在着0.2~0.5mm的装配间隙，而且总是偏心配置，加上管子与管板孔的加工偏差，造成每一个管口的环形焊道不均匀。

对于薄壁管很容易焊穿。

换热器通用胀接工艺

胀管通用工艺规程一、胀接说明1 胀接胀接是换热管与管板的主要联接形式之一，它是利用胀管器伸入换热管管头内，挤压管子端部，使管端直径扩大产生塑性变形，同时保持管板处在弹性变形范围内。

当取出胀管器后，管板孔弹性变形，管板对管子产生一定的挤紧压力，使管子与管板孔周边紧紧地贴合在一起，达到密封和固定连接的目的。

由于管板与管子的胀接消除了弹性板与塑性管头之间的间隙，可有效地防止壳程介质的进入而造成的缝隙腐蚀。

当使用温度高于300℃时，材料的蠕变会使挤压残余应力逐渐消失，连接的可靠性难以保证。

因此，在这种工况下，或预计拉脱力较大时，可采用管板孔开槽的强度胀接。

胀接又分为贴胀和强度胀。

2 胀管率胀管率是换热管胀接后，管子直径扩大比率。

贴胀与强度胀的主要区别在于对管子胀管率 (管子直径扩大比率) 的控制不同，对冷换设备换热管来说，强度胀要求的胀管率H为1～2.1%，而贴胀要求的胀管率H为0.3～0.7%。

3 贴胀贴胀是轻度胀接的俗称，贴胀是为消除换热管与管板孔之间的缝隙，以防止壳程介质进入缝隙而造成的间隙腐蚀。

由于贴胀时胀管器给管子的胀紧力较小，管子径向变形量也就比较小。

因此换热管与管板孔之间的相对运动的摩擦力就比较小，所以它不能承受较大的拉脱力，且不能保证连接的可靠性，仅起密封作用。

贴胀时，管孔不需要开槽。

4 强度胀强度胀是指管板与换热管连接处的密封性和抗拉脱强度均由胀接接头来保证的连接方式。

强度胀接的管板孔要求开胀管槽，一般开两道胀管槽。

以使管子材料在胀接时嵌入胀管槽内，由此来增加其拉脱力。

特别是当使用温度高于300℃时，材料的蠕变会使挤压残余应力逐渐消失，连接的可靠性下降，甚至发生管子与管板松脱，这时采用强度胀接，其抗拉脱力就比贴胀要大得多。

胀管前应用砂轮磨掉表面污物和锈皮，直至呈现金属光泽，清理锈蚀长度应不小于管板厚度的2倍。

管板硬度应比管子硬度高HB20～30，以免胀接时管板孔产生塑性变形，影响胀接的紧密性。

浅析换热器管板与换热管胀焊胀工艺方法

浅析换热器管板与换热管胀焊胀工艺方法作者：万咏知来源：《环球市场》2018年第26期摘要：本论文阐述了在管壳式换热器的设计中换热管与管板的连接结构形式如何确定，确定了最佳的换热管连接方式为贴胀+密封焊+消除应力胀，防止换热器管板裂纹的产生，在生产中得到推广应用。

关键词：换热器；换热管；管板；强度胀；强度焊在管壳式换热器中，换热管与管板的连接是一个比较重要的结构部分。

根据管壳式换热器的使用条件不同，加工条件不同，管子与管板的连接通常采用：胀接或焊接的连接方式，胀接连接运行一段时间，随着冷热交替管板和管子间容易发生泄露，增加了维修频率；焊接连接的管子因过于密集，管孔桥间距较小，相邻焊缝的焊接热影响区叠加，容易产生焊接残余应力，焊后管板上易出现裂纹。

一、胀焊胀前准备（一）材料准备：Q345钢材，t=20，200×200（中间开φ32+0.74孔），一块；20#管子，φ32×2.5，L=150，一段；（二）设备、工具的准备：胀管器一个；WS-400氩弧焊一台；焊接辅助工具若干；（三）组对：将准备好的管子与管板组对起来，管子伸出长度4-5mm。

二、胀焊胀操作工艺要点（一）贴胀主要反映在管孔是否开槽和焊接坡口及管子伸出长度等方面，对一些比较苛刻的使用场合也有用强度焊+强度胀的管接头连接方式，如双管板换热器设计要求采取强度焊+强度胀。

我们在设计换热器时无论采取哪种方式，其要求满足的基本条件有两条：一是良好的气密性；二是足够的结合力。

（二）胀接胀接是一个连续的弹塑性力学过程，胀管时管子产生了严重的塑性变形，管板则主要处于弹性状态，卸载时由于回弹管孔将管子压紧而形成胀接接头。

强度胀是利用胀管器，使伸到管板中的管子端部直径扩大产生塑性变形而管板只达到弹性变形，因而胀管后管板与管子间就产生一定的挤压力，使管子能嵌入到管孔的环形槽内，达到密封紧固连接的目的。

（三）采用胀接时要求管板硬度较换热管硬度高，这样可免除在胀接时因管孔产生塑性变形而影响胀接的紧密性。

一种管板与管子的胀接方法及胀接结构[发明专利]

专利名称：一种管板与管子的胀接方法及胀接结构专利类型：发明专利
发明人：泉体波
申请号：CN201711089819.X
申请日：20171108
公开号：CN107725951A
公开日：
20180223
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种管板与管子的胀接方法，包括步骤：1)测量开设在管板的管孔内径以及管子的内径和外径，对管孔和管子进行组配，组配后的管孔和管子之间的间隙小于等于1.1mm；2)将管子伸入管板内，且管子的管端伸出管板；3)在胀接器的胀接部分表面与管子的被胀接段的内壁涂覆润滑剂；4)将胀接器的胀接部分伸入到管孔与管板的接触部位实现胀接。

由于胀接器的胀接部分只伸入到管孔与管板的接触部位，对管孔与管板的接触部位进行胀接，并未对管端进行胀接，因此，胀接器与管子的接触面积较小，胀接时所需要的扭矩小，很容易将管子胀开，不仅增强了管子与管板的密封性，还有效提升了胀接强度。

本发明还公开了一种管板与管子的胀接结构。

申请人：宁波富尔顿热能设备有限公司
地址：315200 浙江省宁波市镇海区骆驼团桥汇锦路18号
国籍：CN
代理机构：北京集佳知识产权代理有限公司
更多信息请下载全文后查看。

翅片管胀管工艺

翅片管胀管工艺
翅片管胀管工艺是一种用于将翅片管牢固地连接到换热器上的工艺。

以下是其操作步骤：
1.准备阶段：检查翅片管和换热器是否匹配，确保翅片管的尺寸和形状与换热器的要求相符。

2.胀管阶段：使用专门的胀管工具，将翅片管牢固地胀接到换热器上。

这个过程需要确保翅片管与换热器接触紧密，以实现良好的传热效果。

3.质量检测阶段：检查胀接后的翅片管是否符合要求，如有问题需要进行调整或修复。

以上是翅片管胀管工艺的基本步骤，具体操作需要根据实际应用和设备情况来确定。

空调管翅式换热器液压胀接力的研究

空调管翅式换热器液压胀接力的研究摘要：管翅式换热器是空调系统中的核心设备，其质量可以影响到空调使用寿命和性能。

传统的机械胀接方式因其稳定高效的优点被普遍使用，但换热管的内螺纹结构会受到破坏从而降低换热器传热性能，在如今小管径换热管胀接需求下，机械胀接更容易导致管体弯折破损。

本文通过液压胀接代替机械胀管方式对换热管与翅片进行胀接能有效的避免带来的弊端，并研究得出合理液压力大小，再通过金相显微镜观察翅片与换热管有效接触面积来判断其胀接质量。

结果表明，通过液压胀接方式能有效保护内部螺纹结构，且液压胀接力为10MPa时胀接质量最佳。

关键词：管翅式换热器；液压胀接；液压力随着人们对空调性能要求提高，空调行业也由传统的速度规模型向质量效益性转型升级[1]。

其中换热器是影响空调器耗能的核心部件，如图1所示它由换热管（无缝内螺纹铜管）与亲水铝箔翅片（铝箔）组成。

管内表面采用螺纹设计，不仅可以增加内表面的传热面积，还可以促进制冷剂的紊流，从而提高换热器的热传导效率[2]。

相较于无内螺纹的光面铜管，螺纹铜管换热效率可以提高20%-30%，并且降低15%的能耗。

图1管翅式换热器结构常见的换热管胀接方法主要有四种：机械胀接，爆炸胀接，液压胀接，橡胶胀接[3]。

机械胀接是通过带有锥度的胀接芯轴带动胀珠旋转，并在换热管内部碾压，使铜管膨胀，利用铜管与翅片之间的残余压力完成连接的过程[4-5]。

机械胀接由于技术成熟、生产效率高等优势，至今仍被国内外广泛应用[6]。

但在机械胀接过程中，会对内螺纹铜管的内壁带来加工硬化及一定的拉划破坏，可能会影响无缝内螺纹铜管的传热效率。

当换热管直径更小时（如小于5mm），机械胀接难以实现可靠的胀接。

管材液压胀形（Tube Hydroforming，简称THF）是一种利用液压流体作为均匀成形介质，将金属管加工成复杂空心件的非机械成形技术[7]。

现探究利用液压胀接来对管翅式换热器的内螺纹铜管与翅片进行连接，将均匀的液压力作用于内螺纹铜管的内表面，使铜管直径胀大而贴紧翅片内表面。

蒸汽发生器中传热管和管板胀接过程的数值模拟的开题报告

蒸汽发生器中传热管和管板胀接过程的数值模拟的开题报告一、研究背景蒸汽发生器是化工和石化工业中最常用的热交换设备之一。

其中，传热管和管板是蒸汽发生器的两个重要组成部分，其在使用过程中由于温差作用以及压力变化等因素导致胀、缩变形，可能出现漏气、渗漏等故障。

因此，了解传热管和管板的胀接过程及其对蒸汽发生器性能的影响，有助于优化设计、提高性能并确保安全运行。

而数值模拟方法在研究传热管和管板胀接过程方面具有明显的优势，可以帮助我们深入探究其变形特征及其对蒸汽发生器的影响。

二、研究内容本文旨在利用数值模拟方法研究蒸汽发生器中传热管和管板胀接过程的变形特征及其对蒸汽发生器性能的影响。

具体包括以下内容：1. 查阅相关文献，对传热管和管板的胀接过程进行分析和总结，探究其变形特征及其对蒸汽发生器性能的影响。

2. 建立传热管和管板的数值力学模型，探究其在不同温度、压力等条件下的胀接变形特征。

3. 通过有限元分析软件对传热管和管板的胀接过程进行数值模拟，并分析其变形特征及其对蒸汽发生器性能的影响。

4. 尝试优化传热管和管板的结构，提高其变形性能，并分析优化后的分析结果。

三、研究意义通过数值模拟分析蒸汽发生器中传热管和管板的胀接过程，可以减少传热管和管板的失效，延长蒸汽发生器的使用寿命。

此外，还可以为蒸汽发生器的设计、制造和维修提供重要参考，提高其运行的稳定性和可靠性。

四、研究方法1. 文献调研法：主要通过查阅相关文献，对传热管和管板的胀接过程进行分析和总结，探究其变形特征及其对蒸汽发生器性能的影响。

2. 数值模拟法：采用有限元分析软件对传热管和管板的胀接过程进行数值模拟，并分析其变形特征及其对蒸汽发生器性能的影响。

3. 优化设计法：针对传热管和管板的结构，尝试优化设计，提高其变形性能，并分析优化后的分析结果。

五、预期结果通过本研究，预计可以得到以下结果：1. 对传热管和管板的胀接过程进行了深入的分析和总结，探究其变形特征及其对蒸汽发生器性能的影响。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

含支撑板结构的管一翅式换热器胀接工艺仿真
（１．上海交通大学机械与动力工程学院，上海２Ｏ０２４０）蒋祥荣李凯（２．上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海２００２４０）李大永 ’ 彭颖红＇
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｘｐａｎｄ－ｊｏｉｎｔｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｌａｒｇｅｓｃａｌｅｆｉｎｔｕｂｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔ — ｐｌａｔｅｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎ
Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｘｐａｎｄ－ｊｏｉｎｔｆｏｒｍｉｎｇｏｆｆｉｎ — ｔｕｂｅ
ｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｗｉｔｈｓｕｐｐｏｒｔｐｌａｎｅｓ
第２２卷第４期２０１５年８月塑性工程学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＰＬＡＳＴＩＣＩＴＹＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏ１．２２Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０１５
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７ — ２０１２．２０１５．０４．０１８
ｓｅａｒｃｈｅｄ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔＯｔｈｅｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｅｘｐａｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｕｂｅｄｉａｍｅｔｅｒｂｅ —
性最高；适当增加翅片间隙可有效避免胀接过程中翅片的损坏；此外，变形区管壁材料的流动使得胀接后换热管内
径略大于模具外径。
关键词：胀接成形；管一翅式换热器；支撑板；翅片损伤；换热管内径
中图分类号：ＴＧ３７６．９文献标识码：Ａ文章编号：１００７ — ２０１２（２０１５）０４ — ００９３ — ０６
ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｏｆＬＳ－ＤＹＮＡ，ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｅｘｐａｎｄ－ｊｏｉｎｔｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．
Ｔｈｒｏｕｇｈｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｆｉｎａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｓｕｐｐｏｒｔｐｌａｔｅｏｎｔｈｅｆｉｎｗｅｒｅｒｅ —
ｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｅｘｐａｎｄｉｎｇｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｄｕｒｉｎｇｅｘｐａｎｄｉｎｇｆｏｍｉｒｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｆｉｎａｄｊａｃｅｎｔｔｏｓｕｐｐｏｒｔｐｌａｎｅｏｎ
ＪＩＡＮＧＸｉａｎｇ－ｒｏｎｇＬＩＫａｉＬＩＤａ－ｙｏｎｇ ’ ＰＥＮＧＹｉｎｇ－ｈｏｎｇ ’
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０Ｃｈｉｎａ）（２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍａｎｄＶｉｂｒａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０Ｃｈｉｎａ）
摘要：基于ＬＳ－ＤＹＮＡ软件平台建立换热器胀接工艺的仿真模型，研究包含支撑板结构的大型管一翅式换热器的
胀接工艺过程。分析了胀接过程中翅片的变形及支撑板的存在对翅片的影响，对胀接工艺参数进行了优化，同时分
析了胀接前后换热管内径的变化。结果表明，胀接过程中，与支撑板右侧相邻的翅片受到的轴向挤压力最大，危险