赛孚机械列管式固定管板换热器的制造工艺解析

列管式固定管板换热器的制造
一.列管式固定管板换热器制造的工艺流程
二.列管式固定管板换热器制造工艺
1.管板、折流板的加工
①管板的作用是固定管子。

可以用锻件或热轧厚钢板作坯料。

管板为一圆形板，一般用整张钢板切割；但当尺寸较大而无法采用整张钢板切割时，也可用几块拼接，不过拼接管板的焊缝要100^射线或超声波检测，并应作消除应力热处理。

②折流板的加工。

折流板应按整圆下料,为保证加工精度和效率，常
将圆板坯以8〜10块叠在一起点焊固定，进行钻孔和切削加工外圆
后，再进行弓形切割。

③管板与折流板群孔的加工。

管板、折流板是典型的群孔结构，单孔
质量会影响管板的整体质量，所以孔加工方法的选择至为重要。

群
孔加工有下列方法：在摇臂钻上采用划线或钻模进行单孔钻削，由
于管孔数量多，此法钻孔效率低，质量也不易保证；采用多头钻进行
钻孔，效率较高，质最也有所提髙；生产换热器的专业厂家，现已逐
步采用先进的数控钻床加工管板孔，不但钻孔质量高、效率高，而
且适应性很强。

④管板与折流板钻孔的几点工艺要求。

配钻，即按照管板、折流板装配时空间相对位置关系叠在一起钻孔的方式。

它是确保装配时穿管顺利进行的有效办法之一。

、采用胀接或者胀焊连接时，管板所钻的孔内需要开槽，可借助开
槽器加工。

一般为一至两道槽，以便胀管时管壁因塑性变形嵌于
槽内。

2.换热管的制备
换热管的加工质量是保证换热器质量的重要因索之一。

换热管加工应注意下列五个方面的问题：准确的长度尺寸，可以保证管子与管板的连接结构需要；切割后，管端需要打磨光滑，以保证焊接质量；换热管在装配前应逐根打压检查；一般情况下，用整根管，当现有管材的长度无法满足需要时，可考虑焊接对接，但应进行100冗无损检查，并消除焊接应力；换热管的表面不得划伤，特别是奥氏体不锈钢材料。

6．3 换热管
6.3.1 碳素钢、低合金钢换热管管端外表面应除锈，铝、铜、钦及其合金换热管管端应清除表面附着物
及氧化层。

用于焊接时，管端清理长度应不小于管外径，且不小于25 mm，用于胀接时，管端应呈现金属
光泽，其长度应不小于二倍的管板厚度。

6.3.2 用于胀接的换热管，其硬度应满足5.8.2.2的要求，如不能满足时，制造单位应采取措施予以保
证．
6.3.3 换热管拼接时，应符合以下要求：
a) 对接接头应作焊接工艺评定。

试件的数量、尺寸、试验方法按JB 4708的规定，铝、铜、铁焊接接头
可参照执行；
b) 同一根换热管的对接焊缝，直管不得超过一条；U形管不得超过二条；最短管长不应小于
300 mm；包括至少50 mm直管段的U形弯管段范围内不得有拼接焊缝，c) 管端坡口应采用机械方法加工，焊前应清洗干净，
GB 15 1 一 1 99 9
d) 对口错边量应不超过换热管壁厚的巧％，且不大于。

.5 m m，直线度偏差以不影响顺利穿管为
限；
e）对接后，应按表50选取钢球直径对焊接接头进行通球检查，以钢球通过为合格：
表 50 m m
f) 对接接头应进行射线检测，抽查数量应不少于接头总数的10%，且不少于一条，以JB4 730的I
级为合格。

如有一条不合格时，应加倍抽查．再出现不合格时，应100％检查，
9）对接后的换热管，应逐根进行液压试验，试验压力为设计压力的2倍．
6.3.4 U形管的弯制
6.3.4.1 U形管弯管段的圆度偏差，应不大于换热管名义外径的10/，但弯曲半径小于2.5倍换热管
名义外径的U形弯管段可按巧％验收。

6.3.4.2 U形管不宜热弯。

6.3-4.3 当有耐应力腐蚀要求时，冷弯U形管的弯管段及至少包括150 mm的直管段应进行热处理。

a) 碳钢、低合金钢钥管进行消除应力热处理，
b) 奥氏体不锈钢管可按供需双方商定的方法进行热处理。

6.3-4.4 有色金属管一般不作消除应力热处理。

确有需要时，可按供需双方协商的方法及要求进行消
除应力热处理
①切管
最常用的切管方法有：用切管机床切断，用带锯和圆盘锯锯断；用砂轮切割机切断
②管端表面清理
要使管子和管板的联结强固而紧密，管端某一长度（一端为管板厚度加10毫米，另一端为二倍管板序度加10毫米）的表面必须诘3到呈现金属光泽，珏常用的滑评丄具是砂布带、钢丝刷，存轮和锏丝轮。

営端可用砂布手丄淸理或在砂布打光机上清理。

手工淸浬生产率低，眇布沾耗逯大。

用打光机清理的缺点是砂布不耐用，大大增加了辅助工作逯〖剪裁、粘贴等〉。

用钢丝刷清理管端可运
3.管子与管板的连接
管子与管板的连接方式主要有胀接、焊接、爆炸连接 ,及胀焊连接等。

⑴胀接。

胀接是利用胀管器伸人管口，并按顺时针旋转，对穿人管板孔内的管子端部胀大，使管子达到塑性变形，同时管板孔也被胀大，产生弹性变形。

胀管器退出后，管板产生弹性恢复，使管子与管板的接触表面产生很大的挤压力，因而管子与管板牢固地结合在一起，达到既密封又能抗拉脱力两个目的。

如图13-15所示，表示胀管前后管径增大和受力情况。

胀管器的结构有多种，图13-16为斜柱式胀管器。

主要由胀杆1、外壳2和三个锥形滚柱3三部分组成。

为了增加管子在管板上的胀接强度，提高抗拉脱力，可以采用胀槽，也可采用翻边胀管器，它在胀管的同时，将伸出管板孔外的管子端部，约3111111滚压成喇叭口，如图13-17所示，因而提高了抗拉脱力。

为了保证胀接质贵，胀接时应注意下列几点。

①胀管率应适当。

胀管率又称胀紧度，它直接影响连接的拉脱力和密封性能，它与管子的材料和壁厚有关。

管子直径大、壁薄，取小值；直径小、壁厚，取大值。

在制造过程中，胀管率过小，称为欠胀，不能保证必要的连接强度和密封性；胀管率过大称为过胀，会使管壁减薄太大，加工硬化严重，甚至发生裂纹。

②管板的硬度应高于管端的硬度。

除在选材时保证外，还可在胀管前对管端200〜 250mm长度内进行退火处理，以降低管端的硬度而增加塑性，保证胀管时不产生裂纹。

③管子与管板结合面必须清洁。

管板孔及管端不得有油污、铁锈，胀管前须将管端除锈，除锈长度不小于管板厚度的两倍。

④胀接时操作温度不应低于一 10°。

因为气温过低可能会影响材料的机械性能，不能保证胀接质量，甚至发生冷裂纹。

⑵焊接。

焊接法就是把管子直接焊在管板上，如图13-18 所示。

图13-18
焊接法的优点是：连接可靠，高温下仍能保持密封性；对管板孔加工要求低，可用较薄的管板，施工简便等。

其缺点是：由于焊缝处存在焊接应力而加剧局部腐蚀；管板孔与管壁之间存在一定的间隙，易造成间隙腐蚀；管子损坏以后，更换困难等。

焊接法的结构形式如图13-19所示。

图13-19 (^)型的连接强度较差，多用于压力不高或薄管板的焊接；图13-19 型结构厲于开坡口的焊接，连接强度较高，是最常用的一种结构形式；图13-19 (^)型焊接接头由于管端不伸出管板面，可减少管口处的压力损失而多用于立式换热器上；图
13-19 (…型接头由于焊缝外圆开有缓冲槽而减少焊接应力，适用于薄壁管、有热裂倾向的材料和有色金属的连接。

③爆炸连接。

它是利用炸药爆炸瞬间产生的高能量使管端发生高速变形，与管板孔壁结合的方法称为爆炸连接。

它分为爆炸胀接和爆炸焊接两种。

如果管板与管端之间只是因为弹塑性变形而彼此压紧产生机械结合，则厲于胀接范围；如果两者彼此高速冲击时结合面熔化而形成冶金结合，则属于爆炸焊接。

前者使用的炸药能暈较小或药量小；后者使用的炸药能量大或药贵多。

这种方法成本低，操作简单，易掌握，劳动量小。

但操作时必须十分小心，注葸安全。

④胀焊连接。

这种连接方法综合了胀接及焊接的优点。

无论在高温高压下，还是在低温、热疲劳以及抗缝隙腐蚀方面，都比单独的胀接或焊接优越得多。

根据胀接和焊接的顺序，胀焊并用连接有两种形式，即先焊后胀和先胀后焊。

这种胀煤并用的连接方法操作方便，制造费用低，还可以提高管子与管板的连接强度
4.筒体
用板材卷制时，内直径允许偏差可通过外圆周长加以控制，其外圆周长允许上偏差为10 mm;
下偏差为零。

6.2.1.2 用钢管作圆简时，其尺寸允许偏差应符合GB/T 8163和GB/T 14976的规定。

在遵循4.4. 2
规定时，附录C的奥氏体不锈钢焊接钢管也可用作圆筒。

6.2.2 圆筒同一断面上，最大直径与最小直径之差为。

<O.5 ooDN,
且：当 D N成12 00m m时，其值不大于5m m;
DN > 1 2 00 m m 时，其值不大于7mm,
6.2.3 圆筒直线度允许偏差为L/1 000(L为回筒总长），
且：当 L 镇60 00m m时，其值不大于4.5m m;
L> 6 0 00 m m 时，其值不大于8m m,
直线度检查，应通过中心线的水平和垂直面，即沿圆周。

',90%1 800,27 00四个部位测量。

6.2.4 壳体内壁凡有碍管束顺利装人或抽出的焊缝均应磨至与母材表面齐平。

6.2.5 在壳体上设置接管或其他附件而导致壳体变形较大，影响管束顺利安装时，应采取防止变形措
施。

6.2.6 插人式接管、管接头等，除图样另有规定外，不应伸出管箱、壳体和头盖的内表面。

4.换热管的装配
换热管装配一般是将一端管板及各折流板用拉杆及定距管对正定位后放在专用的胎具上进行穿管，如图13-20所示。

拉杆是一根两端带有螺纹的长杆，其一端拧人管板，折流板就穿在拉杆上，用套在拉杆上的定距管来保持板间距离，敁后一块折流板用螺母拧在拉杆上予以紧固。

在管板和折流板孔中穿入全部换热管。

穿管工作量大，劳动强度髙。

大型制造厂用穿管机穿管，不但可以减轻劳动强度，而且可大大提高穿管效率。

将上述部件装人筒体内，装上另一端管板，将全部管子引
入此管板孔内，并把管板焊接在壳体上，最后用焊接或胀接等
方法把管子两端固定在管板上。

列管式固定管板换热器制造
的总装工艺流程见表13-3。