压力容器绕管换热器组装工艺规程指导书

压力容器绕管换热器组装工艺规程指导书
工艺编号：艺1绕管换热器管束分为单股流和多股流，单股流由于芯体外径与管板外径相差较大在壳体两端多采用封头与管板连接，而多股流芯体其两者差异较小，多采用正圆锥过渡段连接管板与壳体。

1绕管换热器壳体的下料、滚圆、纵、环焊缝的组对及过渡段放样、切割、成型均与前述的艺02-艺05及艺01相同。

接管/法兰组焊，支座制作、安装均与前述的相应规程相同，焊接时要注意如不锈钢厚度在20mm以上时，清根后需进行着色检查；有关椭圆度、直线度要求按GB151-1999《管壳式换热器》规范。

2防冲板的制作安装
3.1单股流防冲板安装在壳程入口管处，制作时各支脚的
长短按图样要求保证防冲板与筒体轴线的倾角，防冲板制作完成后在芯体穿入前不得与接管内壁焊接。

3.2多股流芯体防冲板分两瓣制作成两个喇叭形的圆弧
板，安装在芯体的过渡圆弧段并焊接在芯体的支撑管上，不得与换热管焊接，在组焊过程中需用石棉板挡
住换热管，以防在焊接过程中对换热管造成损伤。

3单股流管束壳体组装时除上封头不组对外，下封头与壳体及其其上的接管均需组焊完成并检测合格（支座及垫板可组对但不要焊接）。

为确保设备制造精度，在组对壳体底封头前必须在位于壳体底封头与筒体的环焊缝以上50mm处画出测量基准面。

4接管/补强板安装
5.1由于绕管式换热器壳体多为不锈钢，其在焊接过程中
易造成焊接变形，因此其接管组对法兰面相对基准面的尺寸偏差要求不同于一般容器，一般控制在±
0.5mm以内。

5.2单股流芯体的壳体，变径段一般均采用封头变径，装
芯前所有接管/补强板都应安装完毕，其筒体上的接管安装检查方法如艺18所述，但其上、下封头上的接管有其特殊性，其既不平行于筒体轴向也不平行于筒体径向，而是与筒体轴线成一定的角度，此时一般需用样板组对。

如下图所示：接管边的样板，此样板可用CAD直接画出，且样板较小也可直接打印。

5.3多股流芯体其壳体上的接管多集中在正圆锥过渡段，
而在穿芯前过渡段不能安装，因此壳程接管均在圆锥
分瓣的情况下安装，此时接管的轴向尺寸较难掌握，
其轴向尺寸不光考虑圆锥的下料尺寸，还需考虑圆锥
的组对间隙及焊缝焊接过程中的收缩量，如图样尺寸
是以管板为基准（或以安装高度为基准），一般基准
尺寸减去管板厚度减去组对间隙（4mm）加上焊缝收
缩（约2 mm）计算出以圆锥的一边为基准的尺寸数值。

而法兰水平度可用艺18中所提的方法进行测量。

5.4接管组对后必须四个对称点固后焊接，焊接时四周要
均匀施焊，不锈钢筒体厚度大于20 mm以上时清根后
还需着色检查。

6穿芯
6.1穿芯前仔细测量芯体实际长度和壳体的长度的差值，
若芯体总长经核算后与图样尺寸相差在10mm以内为
合格，穿芯时尽量采用卧式抽装。

6.2对于单股流绕管管束在穿芯时，先将管束吊入抽芯
机上，将下管板一端穿入壳体内适当的长度。

6.3用一下部带滚轮的有千斤顶的专用托架，放入下管板
的下部并用千斤顶顶升管板，使其芯体离开壳体内壁一适当的距离。

6.4继续开动抽芯机，使芯体装入壳体内在确认托架正好
能脱开下管板的情况下，拆除托架并称出壳体内。

6.5在下管板处安装一根有足够刚度的钢管做为扁担，用
行车吊住此钢管，使下管板能正好离开壳体内壁，继续穿芯。

6.6当下管板确认到位后，先行点焊下管板与下封头之间
的焊缝，若下管板相对于壳体基准圆平行度未达到
1.5mm的误差要求时，先点焊局部的焊缝，再用手拉
葫芦或正反扣进行局部调整后再行点焊。

6.7芯体完全到位后（并下管板整圈点固）拨去销轴。

6.8对于多股流绕管管束由于在装芯前，其壳体上、下两
端均为敞口，且壳体较短，一般不需用扁担，就可直接抽装到位，但其在芯体基本到位后需仔细测量上、下管板露出壳体上、下端面的距离，以使在组对壳体两端的两个过渡段时保证必要的焊缝间隙。

7上、下管板同轴的单股流芯体绕管换热器，装芯后即可组对下管板与下封头之间的焊缝，由于芯体装入壳体内
有一定的绕度组对时必需在0°、90°、180°、270°四个方位仔细测量管板相对于测量基准面的不平行度，要求长度允差在2mm以内，焊接时尽量采用小线能量的焊接参数，并对称、多道施焊，同时组焊封液板、防涡流挡板。

8组对单股流芯体绕管换热器的上封头组件的步骤
8.1组对前在上封头与筒体环缝以下50mm处画出测量基
准面，并标出0°、90°、180°、270°的四个方位线；
8.2测量上管板与测量基准面的平行度误差和长度误差，
根据误差值适当加工上封头的直边段。

若平行度误差超标时，可按上封头的接管方位对上封头直边段进行不大于0.2°的倾斜加工；
8.3根据上、下封头上接管的不同方位，确定上封头的组
对方位；
下封头
附图七
9组对不同轴单股流芯体绕管换热不同轴端的步骤
9.1一般不同轴单股流不同轴端均为下管板，为此先组对
与芯体同轴的上管板与上封头，其组对要求和方法与
上所述相同。

9.2不同轴端筒体分为两半分别成型，并按图预先加工好
管板孔和组焊完接管。

9.3将管板一侧的半圆弧板套入，再套入另一半圆弧板。

9.4组对两半圆弧的纵缝，再组对与筒体和底板的环形
缝，按焊接工艺均匀点固焊。

9.5按焊接工艺分段焊接，焊接过程中注意筒体的变形和
焊缝间隙的变化。

10组对多股流芯体绕管换热器壳体过渡段的步骤
10.1组对前对分为两半的两个过渡段上所有接管按焊接
工艺施焊完毕，接管施焊前对半圆弧用R板临时加固，焊接过程中内壁先行焊接2-3道，盖面焊留待外部焊
缝焊完后再焊，以防接管角焊缝焊接时造成曲率变
化。

10.2对焊完接管的过渡段在平板上先进行预组装，预组
装时检查上、下面的平行度(要求平行度误差在2mm 以内)、纵缝的间隙(要求符合焊接工艺要求、间隙不均匀度在1.5mm以内)、上、下端圆度和棱角度(圆度
0.5‰、棱角度2mm以内)；上、下面的间距误差可在
2.5mm以内。

10.3分别组对上、下两个过渡段的纵缝，纵缝间隙按预
组装调整后的间隙值，并均布点固和施焊。

10.4组对环缝时首先注意接管的方位是否符合图样的要
求，再按预组装测得的上、下面间距误差值，分别调整两过渡段与上、下管板和与筒体环缝的间隙，使其间隙基本相同。

10.5按焊接工艺周向均布点固，焊接时对同一过渡段两
端环缝同时施焊，周向也需分段对称焊接。

11组装管箱
11.1多股流的管箱一般是圆锥形短节与法兰组对，而
单股流是封头与接管和法兰组成，它们之间的组对与前述有关工艺相同，且组焊均较容易。

11.2多股流芯体管箱无论上、下管板上均有多个管箱，
其管箱短节与管板连接均为角焊缝连接，如是不锈钢
材质其焊后变形较大，而一般安装时其允许的管箱接
管相互不平行度仅有2.5mm左右，因此在组对及焊接
过程中都需用专用胎具，如下图所示：
样各个
管箱分
布情
况、法
兰螺栓
孔跨中
要求及
管箱接管法兰样式在一块厚度不小于26mm的钢板上钻若
干与法兰螺栓孔等径的孔，并在保证有两个以上的接在
同一块板上的情况下分成若干份以M24的螺栓连接，将
一块管板上的所有管箱均预先组装在胎具上，然后整体
与管板组对，点焊固定，在不脱模的情况下对称焊接，
若因模具阻挡可分块施焊。

11.2.1模具加工后必须调平；
11.2.2管箱法兰与模具之间必须加石棉板保护法兰
密封面；
11.2.3模具上必须标出方位，并保证各个管箱按照图
样方位布置；
11.2.4若同块管板上有高低不一样的两组管箱时，先
组焊低的再组焊高的；
11.2.5焊接必须对称施焊，焊后必须待焊缝冷却后再
脱模。

11.3单股流管箱在组对前短节、法兰、管箱封头已组焊
完毕(如附图七所示左侧的红线部分) ，为避免因管箱封头直边高度的变化而造成上、下管箱接管法兰之间的距离与图样尺寸偏差较大，在组对管箱短节与管板焊缝前需测算两管箱接管最终的组对平行度及长度偏差，若偏差较大尚需对管箱短节进行修整加工，组对时注意管箱接管法兰螺栓孔相对壳体接管的跨中布置和管箱接管法兰密封面与壳体基准圆的平行度，要求平行度误差在1mm以内，上、下管箱组焊完毕后测量总长误差和接管平行度误差。

12支座的制作和安装，根据不同支座类型分别与前述的艺
08-艺12相同。

13由于绕管换热器多用于低温环境，在使用状态下若管壳程内有水份，将结冰从而影响换热效率，为此在管程试压完毕后，必须排净结水，并在管箱接管前采用鼓风机前挂履带式加热块的方法烘干管程内水份，若壳程设计及使用温度也在0℃以下，则在壳体接管处也需用此法烘干。

特殊说明：
1不锈钢壳体焊缝焊后均需进行酸洗
2焊缝外观要求所有手工电弧焊焊缝均需打磨平整、CO2焊缝盖面焊时采用小电流焊接余高要求在0～2mm，自动焊焊缝余高要求在0～2mm。

若图样另有要求按图样要求。

3若用要求焊后热处理材料制造的绕管换热器筒体与芯体同材质(如15CrMo或Cr5Mo)时，筒体与芯体必需分开热处理，筒体进先进行热处理的是除封筒焊缝及上封头焊缝以外焊缝，然后是与管子-管板焊缝、
管箱短节焊缝、管板-筒体焊缝和上封头-筒体焊缝一起进行的热处理。

若采用芯体为不锈钢材料而筒体材料在焊接后必需进行热处理，此时可采用在封筒焊缝的坡口上堆焊一定厚度的镍基材料，这样封筒焊后可避免热处理对芯体材料的损伤。

4部分在要求较高场合使用的绕管换热器其要求管板与上、下封头焊缝为对接焊缝，此时要求在筒体组对和焊接过程中，记录下焊缝收缩量，并在筒节下料时留一节先不下料，待芯体制作完后，再根据焊缝收缩量、已组焊筒体长度、封头实际高度、焊缝组对间隙要求及芯体上两管板内侧的实际距离，加工预留筒节的长度再行组焊。

5必需对封筒焊缝进行RT检测时，在待检测的焊缝附近尚需组焊拍片用的导轨，此导轨安装需保证设备投入使用过程中不会脱落，有防涡流档板的接管需先将挡板组件预先用钢丝固定在接管内部附近，待检测完后再先组焊。