换热器管板与换热管胀焊并用连接的制造
换热器制造工艺规程
管壳式换热器制造工艺规程1、主题内容与适用范围：本规程规定了本公司管壳式换热器组装制造中的具体工艺要求2、引用标准《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB151-2014《管壳式换热器》和GB150-2011《固定式压力容器》。
3、基本要求管壳式换热器主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D、E五类，按下图所示。
a) 壳体圆筒部分的纵向接头、球形接头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属A类焊接接头。
b) 壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头，均属B类焊接接头，但已规定为A类的焊接接头除外。
c) 平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头，均属C类焊接接头。
d) 接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属D类焊接接头，但已规定为A、B类的焊接接头除外。
e）非受压元件吊耳、支座垫板与压力容器连接的焊缝，均属E类焊接接头。
对不同板厚对接的规定：a) 下列不同板厚必须削薄厚板：当?2≤10mm，且?1-?2＞3mm及?2＞10mm且?1-?2≥?n或＞5mm时,必须削薄厚板：削薄形式分单面削薄和双向削薄。
见图2。
b) 下列不同板厚对接无须削薄：当?≤10mm且?1-?2≤3mm及?2＞10mm且?1-?2≤?2或≤5mm时,无须削薄板厚,且对口错边量b 以较薄板厚度为基准确定。
在测量对口错边量时，不应计入两板厚度的差值。
筒节长度应不小于300mm。
组装时，不应采用十字焊缝，相邻圆筒的A类焊缝的距离，或封头A 类焊缝，焊缝的端点与相邻圆筒A类焊缝的距离应大于名义厚度?n 的三倍，且不小于100mm，（当板厚不同时，?n按较厚板计算）。
4. 壳体园筒园筒厚度园筒厚度应按GB150的规定进行计算，但碳素钢和低合金钢及高合金钢园筒的最小厚度不应小于下表的规定。
mm壳体园筒内直径允许偏差可通过外园周长加以控制，其外园周长允许上偏差为10mm,下偏差为零。
换热器管子与管板的5种连接结构形式
换热器管子与管板的5种连接结构形式管子与管板的连接，在管壳式换热器的设计中，是一个比较重要的结构部分。
它不仅加工工作量大，而且必须使每一个连接处在设备的运行中，保证介质无泄漏及承受介质压力能力。
对于管子与管板的连接结构形式，主要有以下三种，（1）胀接, （2）焊接，（3）胀焊结合。
这几种形式除本身结构所固有的特点外, 在加工中，对生产条件，操作技术都有一定的关系。
Ol胀接用于管壳之间介质渗漏不会引起不良后果的情况下，胀接结构简单，管子修补容易。
由于胀接管端处在胀接时产生塑性变形，存在着残余应力，随着温度的上升，残余应力逐渐消失，这样使管端处降低密封和结合力的作用。
所以此胀接结构，受到压力和温度的一定限制。
一般适用压力P0≤4MPa,管端处残余应力消失的极限温度，随材料不同而异，对碳钢、低合金钢当操作压力不高时，其操作温度可用到300°Co为了提高胀管质量，管板材料的硬度要求高于管子端的硬度, 这样才能保证胀接强度和紧密性。
对于结合面的粗糙度，管孔与管子间的孔隙大小，对胀管质量也有一定的影响，如结合面粗糙，可以产生较大的摩擦力，胀接后不易拉脱，若太光滑则易拉脱，但不易产生泄漏，一般粗糙度要求为Ral2.5o为了保证结合面不产生泄漏现象，在结合面上不允许存在纵向的槽痕。
期炸既接管孔有光孔和带环形槽孔两种，管孔的形式和胀接强度有关，在胀口所受拉脱力较小时，可采用光孔，在拉脱力较大时可采用带环形槽的结构。
光孔结构用于物料性质较好的换热器，胀管深度为管板厚度减3mm,当管板厚度大于50m∏b胀接深度e一般取50 mm,管端伸出长度2~3 mmo 当胀接时，将管端胀成圆锥形，由于翻边的作用，可使管子与管板结合得更为牢固，抗拉脱力的能力更高。
当管束承受压应力时，则不采用翻边的结构形式。
管孔开槽的目的，与管口翻边相似，主要是提高抗拉脱力及增强密封性。
其结构形式是在管孔中开一环形小槽，槽深一般为0.4~0∙5 mm,当胀管时，管子材料被挤入槽内，所以介质不易外泄。
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。
管壳式换热器胀管工艺
1 胀管工艺规程编制审核2管子与管板“焊、胀”连接工艺一、原理及适用条件本工艺的实施步骤是焊-胀。
它巧妙地运用胀接过程的超压过载技术通过对管与管板的环形焊缝进行复胀造成应变递增而应力不增加即让该区域处于屈服状态在焊缝的拉伸残余应力场中留下一个压缩残余应力体系。
两种残余应力相互叠加的结果使其拉伸残余应力的峰值大减二次应变又引起应力的重新分布结果起到调整和均化应力场的效果最终将残余应力的峰值削弱到预定限度以下。
本工艺适用于管子与管板的胀、焊并用连接型列管式换热器的工厂或现场加工。
管板厚度范围为16100mm材质为碳钢者就符合GB150-98第二章2.2条的规定若采用16Mn时就分别符合GB3247—88和GBI51—99中的有关规定换热管束应符合GB8163、GB9948-88、GB6479-86、GB5310-85的规定。
二、焊、胀工艺一准备工作1、对换热管和管板的质量检查1管子内外表面不允许有重皮、裂纹、砂眼及凹痕。
管端头处不得有纵向沟纹横向沟纹深度不允许大于壁厚的1/10。
管子端面应与管子轴线垂直其不垂直度不大于外径的2。
2换热管的允许偏差应符合表1-1要求。
3管孔表面粗糙度Ra不大于12.5μm表面不允许纵向或螺旋状刻痕。
管孔壁面不得有毛刺、铁屑、油污。
4管孔的直径允许偏差应符合表1-2规定。
3 换热管的允许偏差表1-1 Ⅰ级换热器Ⅱ级换热器材料标准外径×厚度mm 外径偏差mm ?诤衿 頼m 外径偏差mm 壁厚偏差mm19×2 25×2 25×2.5 ±0.2 ±0.4 32×3 38×3 45×3 ±0.3 12 10 ±0.45 15 10 碳钢GB8163-87 57×3.5 ±0.8 ±10 ±1 12 10 抽查区域应不小于管板中心角60。
换热器管子和管板焊接接头浅见分析
换热器管子和管板焊接接头浅见分析史建涛(江苏省特种设备安全监督检验研究院苏州分院,江苏苏州215128)摘要:通过对管板换热器设计参数、介质特性、使用环境以及承载情况的分析研究,比较不同焊缝接头形式以及焊接工艺过程的选择对最终焊接质量的影响,同时阐述了合理的焊缝检验工艺对于确保在焊接前、焊接过程中以及焊接完成之后保证焊接质量的重要意义,总结出管板换热器管子和管板焊接接头在制造过程中的关键控制点。
关键词:管板换热器;焊接接头;焊接质量;焊接检验工艺管板换热器是利用传热原理,通过对冷、热物料与被加热或冷却的介质进行逆向流动,即热交换,从而达到物料被冷却或加热作用[1]。
由于其结构简单,制造成本低,能得到较小的壳体直径,管程可分成多样,壳程也可用纵向隔板分成多程,规格范围广,可用作蒸发器、加热器、冷凝器和冷却器等,在工程中应用十分广泛。
作者在参与某德国U公司石化项目过程中,有幸作为现场监造到广东省茂名重力石化机械制造厂进行制造过程的质量监检。
由于此项目合同中要求设计由德国公司负责,图纸细化则由CPM(重力石化机械制造厂简称)完成,且CPM负责全程的制造质量,而且该德国公司此次采购的主要设备为管板式换热器, 设计中采用了德国公司的企业标准,因此对于制造厂而言,要准确理解德国公司的企业标准,并且利用现有的设备及人员完成不同于国标要求的石化设备相应难度加大。
而在管板换热器的制造过程中,换热管与管板的连接是整个制造过程中的关键环节。
1 管子-管板连接型式换热管与管板的连接方式有胀接、焊接、胀焊并用等型式。
常用的工艺制造方法有强度胀接、贴胀、强度焊以及密封焊。
强度胀接指为保证换热管与管板连接的密封性能以及抗拉脱强度的胀接;贴胀指为消除换热管与管孔之间缝隙的轻度胀接;强度焊指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的焊接; 密封焊指保证换热管与管板连接密封性能的焊接[2]。
目前对常规的换热管通常采用“贴胀+强度焊”的模式;而重要的或使用条件苛刻的换热器则要求采用“强度胀+密封焊”的模式。
换热器管板与管子的连接方法与原理
管板与换热管的连接方式主要胀接、焊接、胀焊结合;
胀接分强度胀和贴胀两种,胀接的方法主要有机械滚胀法、液压胀管、爆破胀管,胀接是利用电动或风动等动力使心轴旋转并挤入管内迫使管子扩张产生塑性变形而与管板贴合,为了提高胀管的质量,管端材料的硬度应比管板低;若单一使用胀接,一般使用条件为压力不超过4MPa,温度不超过350℃;带槽孔的结构用于抗拉脱能力与密封性要求高的场合,管板中开的环形小槽深为～,管子材料被胀挤进槽内,可防止介质外泄,管板厚度小于30mm 时,槽数为1,厚度大于30mm时,槽数为2;液压胀、爆破胀具有劳动强度低、密封性能好,一般推荐在高温高压的工况下采用液压胀和爆破胀;
焊接分强度焊和密封焊两种,焊接加工简单、连接强度好,在高温高压时能保证连接处的紧密性与抗拉脱能力,管子与薄管板的固定更应采用焊接方法;当连接处焊接之后,管板与管子中存在的残余热应力与应力集中,在运行时可能引起应力腐蚀与疲劳破坏,此外,管子与管板孔之间的间隙中存在的不流动的液体与间隙外的液体有着浓度上的差别,还容易产生间隙腐蚀,目前在工况要求较高的场合推荐采用内孔焊;
采用胀焊结合的方法,不仅能提高连接处的抗疲劳性能,还可消除应力腐蚀和间隙腐蚀,提高使用寿命;
采用强度胀+密封焊的结合方式,胀接承受拉脱力,焊接保证紧密性,采用强度焊+贴胀的结合方式,焊接承受拉脱力,胀接消除管子与管板间的间隙;。
管壳式换热器胀焊并用时胀焊顺序
管壳式换热器胀焊并用时胀焊顺序分析了管壳式换热器管板胀焊并用时, 胀焊顺序对管板制造质量的影响。
0 前言换热器在化工设备中占很大比例。
作为化工生产过程中最基本的操作单元——换热器,其完好与否对化工生产的影响很大, 一旦泄漏,对化工产品的质量、工厂安全、环境和设备等将造成很大的损失。
在化工生产中换热器因其结构特殊、工况恶劣, 有时既要受压, 又要承受变载, 甚至还受到腐蚀的作用。
换热器受到的腐蚀一般有电化学腐蚀、应力腐蚀和冲刷腐蚀。
电化学腐蚀较为普遍存在。
产生应力腐蚀的应力有: 工作应力, 由进出口温差所产生; 材料残余应力, 在加工制作过程中产生; 结构应力, 由于结构在设计制造上的局限性等所产生。
冲刷腐蚀, 多发生在气体入口处或气液混合入口处。
管板上焊缝多, 一般换热器有几百至几千个焊口。
若焊接工艺掌握不好, 焊缝中极易产生气孔等缺陷。
一般厂家没有热处理条件, 也没有管板焊缝射线照相技术, 只能做一些焊缝表面检测, 无法消除残余应力和发现焊缝内部气孔。
而浅层的气孔极易在使用一段时间后显露出来, 造成泄漏。
所以, 焊缝质量有时难以从检测中得到有效控制。
要提高换热器管板的焊接质量, 必须通过改善和提高焊接、制造工艺来达到。
1 管板连接方法换热管与管板连接的适用范围和常用连接方式可分为以下几种:强度胀接: 适用于设计压力小于等于4M Pa, 设计温度小于等于300℃, 操作时无剧烈振动、无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀的场合。
强度焊接: 适用于设计压力小于等于35M Pa, 无较大振动及无间隙腐蚀的场合。
胀焊并用: 适用于设计压力小于等于35M Pa, 密封性能要求较高, 承受振动或疲劳载荷, 有间隙腐蚀, 采用复合板的场合。
2 胀焊并用在实际生产中对换热器密封性能的要求往往较高, 有些使用场合有间隙腐蚀, 有时还伴有振动和疲劳载荷等, 所以要求换热器管板连接采用胀焊并用的结构形式。
2.1 胀焊并用结构2.1.1 强度胀加密封焊强度胀加密封焊主要适用于压力较低时,既要保证换热管与管板连接的密封性, 又要保证换热管与管板抗拉脱强度的场合, 其结构形式如图1 所示。
列管式换热器中管板与换热管束胀焊结合连接工艺探讨
列管式 换热器 中管板 与换 热管束 胀焊结合连接工３ ７ １ ０ ０ ）
摘 要： 列管式换热 器是化 工生产 中热量 交换 的关键设备 ， 管板 与换 热管的连接是这类化 工容 器的关键 部位 ， 通 常情况 下换热 器管子 与管板连接都 采用胀焊结合的加 工工 艺， 究竟是先焊后胀还是先胀后 焊的好， 在 实际使 用中存在争论。笔 者详细分析 了两种 连接 加工 方法， 各 自的优劣性及 适用范 围， 并 以实际生产 当中的设备为例进行 了说 明 ， 目的在 于为实
间 隙 ，从 而 达 到密 封 紧 固 的 目的 。这种 接 头 的优 点
是： 由于换热管与管板孔之间的间隙小 ， 能够有效防 ３ 纯碱生产 中常用的接头连接工艺 止介质渗入期 间 ， 进而产生的间隙腐蚀 。其缺点是 ： 对 管板孔的加工精度要求较高 ；换热管具有一定的 ３ ． １ 胀接 塑形 ； 对 换 热 管 和 管板 的 硬度 都有 要 求 ， 一 般要 求 换 常用 的胀 接加 工 方法 有 ： 手 工胀 管 器 滚 压胀 接 、 热 管端 的 硬度 要 比管 板 硬度 低 ＨＢ ２ ０—３ ０ ； 抗拉 脱 离 计 算 机 胀 管 器 滚 压 胀 接 和 液 袋 式 胀 管 机 胀 接 等 几 偏低； 对使用介质温度有一定的局限性 ， 例如 ， 在使 种 。在 ＭＩ Ｉ 换 热器 的制造 中选用 液 袋 式 液 压胀 接 方 用 温度大于 ３ ０ ０ ｃ Ｃ 时 ，材料的蠕变会使挤压残余应 式。这是因为该方式效率高、 换热管端面与管板孑 Ｌ 胀 力逐渐消失产生连接失效现象 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ４ － ０ ８
作者 简介 ： 刘 玉梅 （ １ ９ ７ ５ 一） 。 女， 甘肃武威人 。 工程师 ， 本科 ， 研究方 向为机械设计及制造 。
换热器通用胀接工艺 精品
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。
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。
换热器管子与管板胀接工艺分析
换热器管子与管板胀接工艺分析管子与管板的连接是管壳式换热器生产中最主要的工序之一。
由于这类工程需耗费大量工时,更重要的是,连接的地方在运行中容易发生故障。
因此,发展高效率、高质量的连接技术已成为制造中的重点研究课题。
根据换热器的使用条件不同,加工条件不同,连接的方法基本上分为胀接、焊接和胀焊结合三种,由于胀接法能承受较高的压力,特别适用于材料可焊性差及制造厂的焊接工作量过大的情况。
因此该方法在实际生产中运用广泛。
随着技术的不断发展,现已相继开发出滚柱胀管、爆炸胀管及液压、液袋和橡胶胀管等新工艺。
本文拟对这几种胀管工艺进行比较,为实际生产选择合理的胀管工艺提供参考。
1传统胀接工艺1.1 滚柱胀管法该方法是在一个构架上嵌入三个小直径的滚子,中间有一根锥型心轴的胀管器,如图1所示。
胀管时将胀管器的圆柱部分塞入管孔内,利用电动、风动等动力旋转心轴,通过滚子沿心轴周向旋转,使心轴挤入管内面并强迫管子扩大,达到一定的胀紧度,使管子紧紧地胀接于管板的孔上。
胀管操作可分为前进式和后退式两种,前进式是将构架插入管内,旋转心轴,前进挤大,达到所定的紧固程度后电动机反转,由管中拔出完成胀管过程。
反转式和前进式一样旋转心轴前进,达到原定的紧固程度后电动机停止,同时后退装置的离合器啮合反转,滚子和心轴的相对位置保持不变,一边反转一边由该深度到入口处连续均匀地进行平行胀管。
由于这种胀接过程是由里至外,管子的伸长,发生在管板外侧,可以消除管束的受力状态,提高产品质量[2],故用于胀接长度大于60ｃｍ的连接。
1.2 爆炸胀管工艺该方法是利用高能源的炸药,使其在爆炸瞬间(10×10-6～12×10-6ｓ)所产生冲击波的巨大压力,迫使管子产生高速塑性变形,从而把管子与管板胀接在一起,实现管子与管板的连接。
图2为爆炸胀接的示意图,图中柱状炸药放置于管端的中心,为防止冲击波对管壁的损伤,炸药的周围有一管状缓冲填料(粘性物或者塑料),使压力能均匀地传递到管壁上。
换热管与管板胀接技术
换热管与管板胀接技术浅谈摘要：本论文以某企业转化器为例，探讨了胀接方式的选择、胀管工艺的实施等，为相关工程的实际操作提供了参考。
关键词：换热管、管板、胀接前言钢制管壳式换热器在化工生产中应用十分普遍，不管是固定管板还是浮头管板、u形管壳式换热器，管子与管板的连接是换热器中十分重要的结构和环节。
由于换热管和管板是换热器管程和壳程之间的唯一屏障，因此换热管与管板连接接头质量的好环是管壳式换热器失效最主要的因素，本文以我公司制作的转化器（dn2800×16×5690）为例来进行说明。
该转化器为衡阳某公司20万吨/年pvc 扩改（四期）工程关键设备之一，该设备为立式固定管板式换热器。
设计压力：管程0.08mpa、壳程0.32mpa，工作压力：管程0.07mpa、壳程0.30mpa，设计温度：管程170℃、壳程99℃，工作温度：管程110～170℃、壳程95～99℃，工作物料：管程为氯化氢、乙炔、活性碳、氯乙烯；壳程为热水。
主要材料：管程为q345r（gb713-2008）、10（gb/t8163-2008），壳程为q235-b（gb/t3274-2007）。
管板为q345r材质，板厚70mm，换热管规格为φ45×3、长度为3000mm，材料为10#无缝钢管，每台数量为2031根，总换热面积为831m2。
该设备共制造10台。
一、胀接方法选择换热管与管板的连接方式主要有胀接、焊接、胀焊并用三种。
根据设备介质以及连接方式的适用范围，转化器换热管与管板之间的连接方式为强度焊加贴胀。
胀接目前主要有滚柱胀管、爆炸胀管及液压、液袋和橡胶胀管等工艺。
1.几种胀管工艺方法的比较液压胀管工艺又称软胀接,一次可以胀接较多的管接头。
液压胀管是一种新的胀接技术,它是通过对管子内表面施加高的液压力,使管子塑性变形而胀接于板孔内表面的。
液压胀接的胀管头是直径略小于管子内径的一段芯棒,芯棒两端的外圆表面上有多个密封件,在芯棒中部设有进油孔,在两段密封件之间的管段内施以高压,使管子发生塑性胀大变形而实现胀接。
一种换热器的换热管与管板的连接结构及换热器的制造方法
一种换热器的换热管与管板的连接结构及换热器的制造方法换热器是一种用于传递热量的设备，常见于工业生产和能源领域。
换热管与管板的连接结构是确保换热器正常运行的重要组成部分。
下面介绍一种常见的换热管与管板的连接结构及换热器的制造方法。
换热管与管板的连接结构通常采用焊接或承插连接方式。
其中，焊接连接是最常用的方式之一。
具体步骤如下：
1. 准备工作：选择合适的材料，包括换热管和管板。
根据工作条件和流体介质的特性，选择耐腐蚀、高温和高压的材料，如不锈钢、铜合金等。
2. 加工换热管和管板：将换热管和管板进行加工，以确保其尺寸和形状符合设计要求。
通常需要对管道进行切割、翻边、折弯等加工操作。
3. 安装换热管：根据设计要求，在管板上预先布置好换热管的孔位。
将换热管通过孔位插入管板内，确保管道与孔位之间的密封性。
4. 焊接连接：使用合适的焊接方法，将换热管与管板进行连接。
常见的焊接方法包括氩弧焊、电阻焊等。
在焊接过程中，需要控制好焊接温度和焊接时间，确保焊缝牢固且密封性良好。
5. 焊后处理：焊接完成后，进行焊后处理工作。
包括对焊缝进行打磨、除去焊渣、进行焊缝的无损检测等。
6. 检验和测试：完成焊接后，对换热器进行检验和测试。
包括对焊缝进行压力测试、泄露测试等。
换热器的制造方法主要包括材料准备、加工制造、连接组装、测
试检验等步骤。
制造过程中需要严格按照设计要求和相关标准进行操作，确保换热器的质量和性能。
以上是一种常见的换热管与管板的连接结构及换热器的制造方法，希望能对您有所帮助。
换热器管子与管板接头胀接工艺守则
换热器管子与管板接头胀接工艺守则换热器管子与管板接头胀接工艺守则本守则规定了压力管子与管板的胀接方法和技术要求，适用于GB150、GB151及《固容规》涉及的强度胀、焊后胀，胀后焊结构的产品。
胀接操作人员胀接操作人员必须经过有关部门技术培训，考试合格后方能上岗。
胀接操作人员应掌握所用胀接设备的使用性能，熟悉产品图样、工艺文件及标准要求。
此外，胀接操作人员应认真做好胀接场地的管理工作，对所用工、量、检具能正确使用和妥善保管。
胀接设备与胀管器胀接设备与胀管器应能满足胀接技术条件及有关标准要求。
胀接设备一般有如下几种：无自动控制胀管率装置的机械式胀管机、液压驱动扭矩自动控制胀管率的胀管机、微机控制胀管率的机械式胀管机和液压橡胶柔性胀管机。
上述胀接设备可视产品情况选择使用。
胀管器按用途一般分为12°～15°扳边胀管器、90°扳边胀管器和无扳边胀管器。
胀管器按胀柱数量一般分为3个胀柱胀管器和5个胀柱胀管器，应优先选用5胀柱胀管器。
90°扳边胀管器一般有普通90°扳边胀管器与90°无声扳边胀管器之分，应优先选用无声扳边胀管器。
胀接管子的技术要求胀接管子的外表面不得有重皮、裂纹、压扁等缺陷，胀接管端不得有纵向刻痕。
如有横向刻痕、麻点等缺陷时，缺陷深度不得超过管子公称壁厚的5%。
胀接管子的端面倾斜度△f 应不大于管子公称外径的1.5%，且最大不超过1mm。
管端硬度宜低于管板硬度，若管端硬度大于管板硬度时，应进行退火处理。
硬度检查应符合下列规定：用于胀接的管子按每个炉批号管子总数的1%取样，且不少于3个；用于管板的钢板，每个炉批号取1个试样；样坯切取位置及方向应符合GB2975的规定；硬度测试可在切取的试样上进行，亦可在管板和胀接管端上直接进行；测试前，应将测点处的氧化皮、锈蚀、油污清除掉，使之露出金属光泽；当在试样上进行时，试验方法、试样尺寸及表面要求应符合GB231的规定。
管子与管板“胀、焊、胀”连接工法
管子与管板“胀、焊、胀”连接工法管子与管板“胀、焊、胀”连接工法YJGF25—94作者：李念慈（四川省工业设备安装公司）摘要：管子与管板的连接方式有数种，如焊接、胀接和胀、焊并用连接等。
尽管它们各具优点，但对运行条件苛刻的大型换热器来讲，若采用上述管、板连接方法，则会因连接处难以避免和处理的应力腐蚀，疲劳断裂，脆性断裂等致命缺陷，无法保证其使用寿命和安全运行。
管、板胀、焊、胀连接工艺就是为了获得理想的低应力接头而进行研究的课题。
此项成果已成功地应用于我国第一套高空台排气冷却装置的大型薄板换热器的现场加工上，1990 年11 月被建设部评为全国施工新技术优秀项目含胀、焊、胀工艺技术在内的大型压力容器现场组装技术获四川省1990 年度科技进步一等奖；1991 年又被评为全国安装行业科技进步一等奖。
一、原理及适用条件本工艺的实施步骤是胀-焊-胀。
它巧妙地运用胀接过程的超压过载技术，通过对管与管板的环形焊缝进行复胀，造成应变递增而应力不增加，即让该区域处于屈服状态，在焊缝的拉伸残余应力场中，留下一个压缩残余应力体系。
两种残余应力相互叠加的结果，使其拉伸残余应力的峰值大减；二次应变又引起应力的重新分布，结果起到调整和均化应力场的效果，最终将残余应力的峰值削弱到预定限度以下。
本工法适用于管子与管板的胀、焊并用连接型列管式换热器的工厂或现场加工。
管板厚度范围为16～50mm，材质为碳钢者，应符合GB150-89 第二章2.2 条的规定；若采用16Mn 时，应分别符合GB3274-88 和GBI591-79 中的有关规定；换热管束应符合GB8163-87、GB9948-88、GB6479-86、GB5310-85 的规定。
二、胀、焊、胀工艺（一）准备工作1.对换热管和管板的质量检查（1）管子内外表面不允许有重皮、裂纹、砂眼及凹痕。
管端头处不得有纵向沟纹，横向沟纹深度不允许大于壁厚的1／10。
管子端面应与管子轴线垂直，其不垂直度不大于外径的2％。
换热器管子与管板胀焊制造工艺分析
换 热器 管子与管板胀焊制造工艺分 析
王 丹铭 （ 哈尔滨空 调股份有限 公司）
摘要 ： 热器 管子与管板胀焊接头 的加 工 ， 换 是先焊后 胀还 是先胀后焊 的 存在油污染和铁 离子污染 ， 能保持接头的清 洁和干燥 ， 胀接后可立 ｝ 好， 至今仍有争论。 详细 分析 比较 了两种连接／ Ｔ方法 ， 自的优缺点及应用 进行管 口的焊接作业。 ］ ｎ 各 情 况， 出了胀接与焊接先后次序应遵循 的主要原则 。为实际生产选择合理 提 橡 胶 胀 管 压 力 在 ４ ０ ａ以下 可 随 意 调 节 ， 可 用 于 强 度 胀 ｔ ０ ＭＰ 即 的制造工 艺， 保证管子与管板连接接头的质量提供 参考。 可用胀接 ， 尤其适用于定位胀 。 接头连接的松紧程度很容易通 过调 关键词 ： 换热器 管子与管板 胀接 焊接 胀焊接头
图 １ 管子与管板连接 （ 贴胀 ｌ
保证 了胀接连 接的可靠性。② 先胀后焊使 管子 与管板 的连接可 以避 免产生焊接裂纹 。特别是在管子、 管板材料差异较大的情况下， 采用 先胀后焊 的方法亦 可较好地保证其焊 接质 量。③小管径采用胀后焊 接可以提 高其连接接头 的抗疲劳性能。 ④焊接在胀管后进行 ， 了 避免 胀接 力对焊缝破坏 的可能性 ， 以实现管板厚度内的全程胀 管， 可 有效
【专业知识】换热管胀焊并用连接制造换热器管板
【专业知识】换热管胀焊并用连接制造换热器管板【学员问题】换热管胀焊并用连接制造换热器管板？【解答】GBl5ll999标准中规定，胀、焊并用结构由于能有效地阻尼管束振动对焊口的损伤，避免间隙腐蚀，并且有比单纯胀接或强度焊具有更高的强度和密封性，因而得到广泛采用。
目前对常规的换热管通常采用贴胀+强度焊的模式；而重要的或使用条件苛刻的换热器则要求采用强度胀+密封焊的模式。
胀、焊并用结构按胀接与焊接在工序中的先后次序可分为先胀后焊和先焊后胀两种。
强度胀接适用于设计压力~小于4MPa、设计温度小于等于300℃、无剧烈振动、无过大温度变化及无应力腐蚀的场合；强度焊接适用于振动较小和无间隙腐蚀的场合；胀、焊并用适用于密封性能较高、承受振动或疲劳载荷、有间隙腐蚀、采用复合管板的场合。
由此可见，单纯胀接或强度焊接的连接方式使用条件是有限制的。
先胀后焊目前通常采用的机械胀接，由于对焊接裂纹、气孔等敏感性很强的润滑油渗透进入了这些间隙，焊接时产生缺陷的现象就更加严重。
这些渗透进入间隙的油污很难清除干净，所以采用先胀后焊工艺，不宜采用机械胀的方式。
由于贴胀是不耐压的，但可以消除管子与管板管孔的间隙，所以能有效的阻尼管束振动到管口的焊接部位。
但是采用常规手工或机械控制的机械胀接无法达到均匀的贴胀要求，而采用由电脑控制胀接压力的液袋式胀管机胀接时可方便、均匀地实现贴胀要求。
采用液袋式胀管机胀接时，为了使胀接结果达到理想效果，胀接前管子与管板孔的尺寸配合在设计制造上必须符合较为严格的要求。
只有这样对于常规设计的贴胀+强度焊可采用先胀后焊的方式，而对特殊设计的强度胀+强度焊则可采用先贴胀，再强度焊，最后强度胀的方法。
管子与管板胀接后，在管端应留有15ram长的未胀管腔，以避免胀接应力与焊接应力的迭加，减少焊接应力对胀接的影响，15ram的未胀管段与管板孔之间存在一个间隙。
在焊接时，由于高温熔化金属的影响，间隙内气体被加热而急剧膨胀。
浅析换热器管板与换热管胀焊胀工艺方法
浅析换热器管板与换热管胀焊胀工艺方法作者：万咏知来源：《环球市场》2018年第26期摘要：本论文阐述了在管壳式换热器的设计中换热管与管板的连接结构形式如何确定，确定了最佳的换热管连接方式为贴胀+密封焊+消除应力胀，防止换热器管板裂纹的产生，在生产中得到推广应用。
关键词：换热器；换热管；管板；强度胀；强度焊在管壳式换热器中，换热管与管板的连接是一个比较重要的结构部分。
根据管壳式换热器的使用条件不同，加工条件不同，管子与管板的连接通常采用：胀接或焊接的连接方式，胀接连接运行一段时间，随着冷热交替管板和管子间容易发生泄露，增加了维修频率；焊接连接的管子因过于密集，管孔桥间距较小，相邻焊缝的焊接热影响区叠加，容易产生焊接残余应力，焊后管板上易出现裂纹。
一、胀焊胀前准备（一）材料准备：Q345钢材，t=20，200×200（中间开φ32+0.74孔），一块；20#管子，φ32×2.5，L=150，一段；（二）设备、工具的准备：胀管器一个；WS-400氩弧焊一台；焊接辅助工具若干；（三）组对：将准备好的管子与管板组对起来，管子伸出长度4-5mm。
二、胀焊胀操作工艺要点（一）贴胀主要反映在管孔是否开槽和焊接坡口及管子伸出长度等方面，对一些比较苛刻的使用场合也有用强度焊+强度胀的管接头连接方式，如双管板换热器设计要求采取强度焊+强度胀。
我们在设计换热器时无论采取哪种方式，其要求满足的基本条件有两条：一是良好的气密性；二是足够的结合力。
（二）胀接胀接是一个连续的弹塑性力学过程，胀管时管子产生了严重的塑性变形，管板则主要处于弹性状态，卸载时由于回弹管孔将管子压紧而形成胀接接头。
强度胀是利用胀管器，使伸到管板中的管子端部直径扩大产生塑性变形而管板只达到弹性变形，因而胀管后管板与管子间就产生一定的挤压力，使管子能嵌入到管孔的环形槽内，达到密封紧固连接的目的。
（三）采用胀接时要求管板硬度较换热管硬度高，这样可免除在胀接时因管孔产生塑性变形而影响胀接的紧密性。
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1 先胀后焊
管子与管板胀接后，在管端应留有15mm长的未胀管腔，以避免胀接应力与焊接应力的迭加，减少焊接应力对胀接的影响，15mm的未胀管段与管板孔之间存在一个间隙(见图
1)。在焊接时，由于高温熔化金属的影响，间隙内气体被加热而急剧膨胀。据国外资料介绍，间隙腔内压力在焊接收口时可达到200～300MPa的超高压状态。间隙腔的高温高压气体在外泄时对强度胀的密封性能造成致命的损伤，且焊缝收口处亦将留下肉眼难以觉察的针孔。目前通常采用的机械胀接，由于对焊接裂纹、气孔等敏感性很强的润滑油渗透进入了这些间隙，焊接时产生缺陷的现象就更加严重。这些渗透进入间隙的油污很难清除干净，所以采用先胀后焊工艺，不宜采用机械胀的方式。由于贴胀是不耐压的，但可以消除管子与管板管孔的间隙，所以能有效的阻尼管束振动到管口的焊接部位。但是采用常规手工或机械控制的机械胀接无法达到均匀的贴胀要求，而采用由电脑控制胀接压力的液袋式胀管机胀接时可方便、均匀地实现贴胀要求。采用液袋式胀管机胀接时，为了使胀接结果达到理想效果，胀接前管子与管板孔的尺寸配合在设计制造上必须符合较为严格的要求。只有这样对于常规设计的“贴胀＋强度焊”可采用先胀后焊的方式，而对特殊设计的“强度胀＋强度焊”则可采用先贴胀，再强度焊，最后强度胀的方法。
3 合理的制造工艺
3.1 管子与管孔的公差控制
(1)换热管
在采购换热管时要求每台换热器所使用的换热管在冷拔加工时应采用同一坯料(炉批次)的原料，并在同一台经校验试验合格的拉管机上生产，这样才能保证每根换热管具有相同的材质、规格与精度。换热管外径的均匀一致能保证管子与管板管孔的间隙，内径的均匀一致能保证与液袋式胀管机胀头的匹配性，从而延长胀头的使用寿命。一般管子与管板管孔间隙要求控制在(0.3±0.05)mm范围内，而液袋式胀管机胀头外径与管子内径的公差也应控制在 (器管板与换热管胀焊并用连接的制造工艺GB151－1999标准中规定，强度胀接适用于设计压力≤4MPa、设计温度≤300℃、无剧烈振动、无过大温度变化及无应力腐蚀的场合；强度焊接适用于振动较小和无间隙腐蚀的场合；胀、焊并用适用于密封性能较高、承受振动或疲劳载荷、有间隙腐蚀、采用复合管板的场合。由此可见，单纯胀接或强度焊接的连接方式使用条件是有限制的。胀、焊并用结构由于能有效地阻尼管束振动对焊口的损伤，避免间隙腐蚀，并且有比单纯胀接或强度焊具有更高的强度和密封性，因而得到广泛采用。目前对常规的换热管通常采用“贴胀＋强度焊”的模式；而重要的或使用条件苛刻的换热器则要求采用“强度胀＋密封焊”的模式。胀、焊并用结构按胀接与焊接在工序中的先后次序可分为先胀后焊和先焊后胀两种。
2 先焊后胀
在制造过程中，一台换热器中有相当数量的换热管，其外径与管板管孔孔径之间存在着较大的间隙，且每根换热管其外径与管板管孔间隙沿轴向是不均匀的(见图 2)。当焊接完成后胀接时，管子中心线必须与管板管孔中心线相重合。当间隙很小时，上端15mm的未胀管段将可以减轻胀接变形
对焊接的影响。当间隙较大时，由于管子的刚性较大，过大的胀接变形将越过15mm未胀区的缓冲而对焊接接头产生损伤，甚至造成焊口脱焊。所以对于先焊后胀工艺，控制管子与管板孔的精度及其配合为首要的问题。当管子与管板腔的间隙小到一定值后，胀接过程将不至于损伤到焊接接头的质量。有关资料显示，管口的焊接接头承受轴向力的能力是相当大的，即使是密封焊，焊接接头在做静态拉脱试验时，管子拉断了，焊口将不会拉脱。然而焊口承受切向剪力的能力相对较差，所以强度焊后，由于控制达不到要求，可能造成过胀失效或胀接对焊接接头的损伤。