胀接工艺

锅炉胀接工艺

1 适用范围

本胀管工艺适用于安装现场锅炉的胀接工作。

要使胀接部分得到好的质量，关键是必须使管子主要发生塑性变形，而管孔壁主要发生弹性变形才能达到预期目的。因此，胀接工作是锅炉安装工作中一项极为重要的工作，胀接质量的好坏将是决定今后锅炉能否安全运行的主要因素之一，也是评价锅炉安装质量优劣的主要内容之一。

2 胀管工具

2.1 胀管器:采用固定胀管器和翻边胀管器，每台锅炉应配用每种不少于4只的胀管器，目前市场供应的胀管器，同一规格胀管器外壳长度不一，应按锅炉汽包壁厚选择，一般管子胀大部分伸出壁外15mm为宜，胀管器使用前应检查达到以下要求:

(1)胀珠和翻边胀珠转动灵活，不会从珠巢中脱落。

(2)胀珠、翻边珠及胀杆表面完好，无损坏、起皮、麻点、快口以及变形现象。

(3)用游标卡尺检查，胀珠的位移，应达到下列要求。

胀杆抽出时的检测，误差小于0.1mm；胀杆插入时的检测，测量时应在胀珠上下两个位置，同一位置胀珠的误差不超过0.1mm。

2.2 自动控制仪，由一台电动板手和一台控制仪组成，使用前应测试，开关灵活，动作正确。

2.3 游标卡尺，L＝300mm，精度0.01mm。

2.4 内径千分卡标准及规格按所需胀管的内径配定。

3 胀管要求

胀管率按劳部发[1996]276号《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第126条的规定，当采用内径控制法时，胀管率一般应控制在1-2.1%范围内。

4 退火

4.1 适用范围

退火为锅炉受热面管胀接前的准备工作，胀接钢管管端退火一般采用铅浴法和电加热法将需胀接管子的管端加热至600℃～650℃左右，经过保温，缓慢冷却，使管端的金相组织发生变化，降低硬度，增强塑性。

4.2 退火必备材料及工具

1.布氏硬度计：测量管壁和管孔金属的硬度；

2.高温热电偶：测量铅材溶化的温度，以便控制退火温度；

3.溶铅锅：600mm×400mm×300mm，一般由铁板(6─8mm)加工而成。

4.管塞

5.保温材料：石棉灰贮槽一般为1000mm×800mm×600mm

6.青铅；

7.木柴、煤炭。

8.鼓风机

4.3 退火前准备及步骤

⑴选择宽敞、通风好的操作地点，制定防止铅中毒和铅液飞溅的安全措施。

⑵将不含有腐蚀管子杂质的铅材放入铅锅，用木柴、煤炭加热，使铅锅里的铅材溶化。

⑶将保温材料(石棉粉、砂子和石灰粉)堆放在便于操作的地点，保温材料应干燥，如果

保温材料的水分较多，应预先加热，烘干后使用。锅内铅液液面高度以200mm为宜，将温度计测头插入锅中心。

(4)清除表面浮游杂物，为防止铅液飞溅及氧化应在其表面铺洒厚度约10mm的煤灰渣等粉末。

(5)将胀接管端不应少于150mm长度的管端浸没在铅液中，另一端用管堵塞住以免空气对流加速冷却。开启鼓风机，使铅液的温度上升到600─650℃时，停止升温，在此温度下保持10─15分钟，取出管子，并将管端埋在保温材料中，深度小于350mm。

(6)用管子在保温材料堆中缓慢地冷却，当温度降低到接近环境温度后取出。

(7)用布氏硬度计再次测量其硬度，与退火前所测硬度及管壁所测硬度进行比较，是否达到退火效果，如未达到应重新进行退火，直至达到要求。

4.4 其它退火方法

红外线电加热炉是一个圆柱型装置，圆柱侧面开有一个矩形口，两端有支架支承，装置可以绕园柱中心转动。炉内壁有耐火保温材料，耐火保温材料表面敷设红外线电加热装置，感温探头底座焊在炉体上。感温探头与热电偶温度测量控制仪相连接。当炉内温度超过允许值时，加热装置会自动断电；当温度低于允许值时，会自动接通加热装置的电源。其退火温度的变化幅度一般都在620─650℃之间。至于其退火工艺与铅浴法没有什么不同。电加热法退火的自动化程度相对较高。

4.5 注意事项：

(1)退火温度不可超过650℃；

(2)加热管端的时间要足够；

(3)管端冷却一定要缓慢；

(4)保温用石棉灰要干燥。

5 试胀

在正式胀接前应进行试胀工作，以检查胀管器的质量和管材的胀接性能。在试胀工作中，要对试样进行比较性检查，检查胀口部分是否有裂纹，胀接过渡部分是否有剧烈变化，喇叭口根部与管孔壁的结合状态是否良好等，然后检查管孔壁与管子外壁的接触表面的印痕和啮合状况，根据检查结果，确定合理的胀管率。

锅炉制造单位应提供适量同钢号的胀接试件(胀接试板应有管孔)。

⑴试胀胀管率范围拟定；胀接前应予先拟定胀管率以便控制胀管程度。试胀胀管率范围应按汽包壁厚来拟定，根据公司以往胀接散装锅炉所实际测定的胀管率参阅有关资料拟定以下试胀胀管率的范围。

⑵胀接:试胀管经过退火，管端加工清理，试板管孔清理后将试胀管插入管孔后可进行胀接，胀接程度按接近孔板处的管外径D的测量来控制。

D＝d3×H+d3

H--予先拟定的胀管率

d3--未胀前的管孔内径

达到胀接程度后，退出胀管器，按胀管率的计算公式，测量管内径，计算出实际胀管率，然后进行水压试验。如发现有水印、渗水现象，再补胀直至符合要求，并计算出补胀后的胀管率，同时做好记录。

⑶试胀管的质量检查，胀接结束后应对试件作比较性的检查，检查胀口部分是否有裂纹、胀接过渡部分是否有剧烈的变化、(胀大部分与未胀部分直径相差很大，管内、外均可看出

显著的过渡) 喇叭口根部与管孔壁的结合状态。

水压试验合格后，检查胀口部分的管外壁的接触表面的印痕和啮合状况，并测定管孔的永久变形量。以管孔永久变形量，不超过0.25mm为好。

⑷试胀的记录数据应填入正式表格，一并列入安装记录中归档，其格式见试胀记录表。

6 胀管步骤

6.1 通过试胀和检查结果确定合理的胀管率，并检查胀管器性能，确定所用的胀管器。6.2 管端的退火(详见退火工艺)

6.3 管端与管孔的清理

管端的清理方法有手工和机械两种，大量胀管时应用机械清理器工作，以节省工时和劳动力。清理后的管端应露出金属光泽，应是圆柱体不允许有棱角，也不允许有“切痕”、黑斑、锈点等缺陷。清理时打磨掉的金属层越薄越好，打磨后的管壁厚度最小不应小于规定壁厚的90%，并不应有纵向沟纹。清理长度约为100mm，打磨时应将沾附在管壁上的残铅、氧化杂物等清除干净。

管子胀接管口的端面倾斜度f不应大于管子公称外径的2%。

锅筒或集箱上的胀接管孔，在胀接前应将防锈油脂、污物擦净，并用风动机械带动铁砂布擦磨孔壁，除去锈蚀和沟纹，但打磨后的管壁光洁度不要太高，以免减弱胀接强度。清理后的孔壁不应有凹痕、纵向沟纹和边缘毛刺；环向或螺旋形沟纹的深度不应大于0.5mm，宽度不应大于1mm；沟纹至孔壁边缘的距离不应小于4mm。

管子排列必须整齐，因此开始安装时可以用装基准管的方法来加以实现。

在锅炉上，锅筒的尺寸并不太长，因此一般在每排管孔上装三根基准管，在锅筒两端管孔和中部管孔中各装一根。基准管可以根据图纸的设计尺寸来校正并固定在胀管孔内，然后在管外拉线，其它管子的安装就位以此基准线为准。

管子安装就位及固定: 基准管固定并在管外拉出基准线就可进行管子的安装就位工作。安装时可以从中间的基准管向两侧展开，也可由两侧的基准管向中间进行安装。每根管子的安装必须按预先配管的编号对号入座，管子装入管孔并经过调整符合要求后，在管子下端用卡子固定，避免胀管时管子窜动。

③胀管:

管端胀接应分两步进行：一为固定挂管，采用电动胀管器；二为密封翻边成型，采用手工胀接。胀接程度的控制亦与试胀相同，采用外径控制法，按拟定的胀管率，求出D，用2 mm钢板按D的大小做成固定的卡尺，第一步胀接时，当管子与管孔间的间隙消失后、管子扩大部分接近卡尺时即停止胀管，待汽包所有管全部固定完毕后再进行第二步。第二步用手工胀接，胀管器走1--2圈即可，二步胀接时应将胀管器正、反重复交替旋转，使胀接部分变形园滑。管端喇叭的接边应与管子中心线成12°--15°角，扳边起点与管板（锅筒）表面以平齐为宜。

胀管时应指定专人操作，认真记录每个胀接管孔和管端的测量数据，作为质量鉴定和交工验收时计算胀管率的依据。测量计算胀管率所需的各种数据时，管子外径和壁厚的测量应使用外径千分卡；管子内径和孔径的测量应使用内径千分表。

经水压试验确定需补胀的胀口，应在放水后立即进行补胀，补胀次数不宜多于2次。

胀口补胀前应复测胀口内径，并确定补胀值。补胀值应按测量胀口内径在补胀前后的变化值计算，

补胀后,胀口的累计胀管率应为补胀前的胀管率与补胀率之和。当采用内径控制法时,累计胀