列管式换热器管板接头焊接工艺改进

列管式换热器管板接头焊接工艺改进

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 $ 2400mm*3000mm换热管为$ 57mm*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90〜100C,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180〜220C。

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%K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-管板焊接连接是稳妥而可靠的工艺方法。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

通常根据材质、制造工艺及产品的技术条件，管子

用的接头形式见图1:

当管板比较薄时，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GB 151规定进行，确保管孔加工尺寸的公差与精度；

-管板连接选用不同的接头形式。常

(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。两焊工同时进行对称位置施焊。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)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。