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。为保证胀接质量，当达不到这个要求时，可将管端进行退

火处理，降低硬度后再进行胀接。

强度胀接的适用范围是：设计压力小于等于4Mpa；设计温度小于等于300℃；操作中无剧烈振动，无过大的温度变化及无严重应力腐蚀的场合。有应力腐蚀时，不应采用管头局部退火的方式来降低换热管的硬度。由于胀管器胀头的尺寸限制，外径小于14mm的换热管与管板的连接不能采用胀接；由于高温使管子与管板产生蠕变，胀接应力松驰，继而引起连接处的泄漏，所以当操作温度高于350℃时，不宜单独采用焊接或是胀接，而应采用胀焊组合的方法。

5 胀焊组合

胀焊组合旨在使胀接和焊接的优势互补。高温、高压换热器换热管与管板间的连接接头，在操作中受到反复热变形、热冲击、腐蚀及介质压力的作用，容易发生泄漏。操作苛刻时，甚至发生破坏。这时，无论单独采用焊接或是胀接，都难以保证连接的可靠性。此时就应采用胀焊组合的方法。它既能够提高接头的抗疲劳性能，还可以消除应力腐蚀开裂和缝隙腐蚀，使换热器的寿命比单用焊或胀时长得多。

胀焊组合的制造一般有两种，先胀后焊和先焊后胀。不同的工序各有其优缺点。采用先胀后焊的工序时，胀管器留下的润滑油污会影响随后的焊接质量。而采用先焊后胀工序，焊后的胀接会使前面的焊接接头产生松动或裂纹，影响焊接质量。当在先胀后焊工序中采用硫化钼作为胀接润滑剂时，就不会影响焊接质量，或将管板的胀接位置远离焊口，亦不会影响以前的焊接质量。

胀焊并用适用于密封性能要求较高的场合、承受振动和疲劳载荷的场合、有缝隙腐蚀和采用复合管板的场合。一般地说，强度焊加贴胀适用的温度和压力高于强度胀加密封焊。尤其适用于壳程有缝隙腐蚀和复合管板的场合。而强度胀加密封焊多用于设计压力3.5Mpa以下和介质极易渗漏或对介质要求极严的情况。

二、被胀接材料、胀接工具及环境

1 换热管

1.1 换热管应符合图纸规定的相应材料标准，质量证明书填写内容齐全。

1.2 换热管的检验与清理

1.2.1 换热管入厂检验时，规格尺寸应正确，管子的内外表面不得有裂纹、压扁等缺陷，端头不得有纵向裂纹、刻痕、麻点等缺陷。

1.2.2 管子端头外表面应均匀地进行打磨除锈，呈现金属光泽。打磨长度应为2倍的管板厚度，且打磨后的表面不得有起皮、凹痕及纵向沟槽等缺陷。（注意打磨时用砂布轮环向打磨除锈，不得纵向打磨造成表面损伤。

1.2.3 U形管组装前应逐根进行水压试验，试验压力应为设计压力的2倍。

1.2.4 管子端面应垂直于管子轴线，端面及内外表面应无毛刺、污垢、油污和影响胀接性能的杂物存在。

1.2.5 穿管束之前，应对换热管的外径、内径进行尺寸测量，做好记录。

1.3穿换热管时，不应用铁锤猛击打管子，以免损伤管子端面。操作者应检查管子在管板表面的伸出长度符合图纸要求。管头点焊时应选择管子与管孔无间隙处或间隙最小处点焊并只点焊一点。

2 管板

2.1管板在钻孔过程中，管孔表面不准许有纵向刻痕，但个别管孔允许有一条不贯通螺旋形或环形刻痕，刻痕深度不得超过0.2mm，宽度不得超过1mm，且刻痕距管孔边缘的距离不得小于4mm。钻孔结束后彻底清理孔内、外部毛刺、油污，待检查合格后转序。

2.2 管孔表面的粗糙度不得大于Ra12.5。

2.3 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。为保证胀接质量，当达不到这个要求时，可将管端进行退火处理，降低硬度后再进行胀接。

2.4 穿管束之前，应对管板孔直径进行实际尺寸测量，做好记录。

3. 胀管器

3.1 胀管器按产品材料定额给定的参数和规格尺寸进行定购(见附录

B)，胀管器应进行进厂检验，合格后方可使用。注意检查胀管器滚柱端头应与柱面圆滑过渡，粗糙度不大于Ra12.5 ，且不允许存在棱角。胀杆、滚柱、胀壳工作表面应符合硬度要求，并无刻痕、压坑、碰伤等缺陷。

4 胀管动力

4.1 胀管器所采用的动力为手提式电动工具。

4.2 手提式电动工具应专人使用，在无法精确控制胀接扭矩的情况下，凭操作人员多年积累的胀接经验及胀接手力来控制，并对初始胀接的约前5个管头，应经检查人员检测合格后，方可正式进行胀接。