换热器胀接知识培训

换热器胀接知识培训
核电石化事业部焊接技术部

目录
| 换热器管板接头的重要性 | 各类管板连接形式及其优缺点 | 超高压液袋式胀管机原理及操作 | 胀接操作注意事项 | 生产中需要注意的关键问题

换热器管板接头的重要性
管壳式换热器是石油化工中最常见的设备，据统计，在化 管壳式换热器是石油化工中最常见的设备 据统计 在化 工厂中，换热器的投资占全厂设备总投资的11%；而在现 代石油炼制中，换热器的投资占全部工艺设备投资的40%。 但是，换热器的损坏率在所有化工设备损坏的比例中所占 的比重最大，为27.2%，远远高于槽、塔、釜的总损坏率 （17.2%）。 | 管壳式换热器有数百乃至数千根换热管，其中管子与管板 的连接工艺是管壳式换热器制造中最为频繁的操作 在实 的连接工艺是管壳式换热器制造中最为频繁的操作。在实 际运行中，管子与管板连接处一直是管壳式换热器中最薄 弱的环节之一，最容易发生破坏导致换热器失效。 弱的环节之 最容易发生破坏导致换热器失效 国内外 生产实践经验及研究资料表明，换热管与管板连接接头的 泄露问题比较普遍，约占换热器总泄露台数的84.1%，其 中胀管率控制不当是主要原因之一。
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换热器管板接头的重要性
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由于以上原因，选择适当连接方式，使每一个管子与管 由于以上原因 选择适当连接方式 使每 个管子与管 板连接接头都满足质量要求是换热器制造商和用户所迫 切希望解决的问题，也受到了各大专利商的充分重视。

各类管板连接形式及其优缺点
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目前，常用的换热管与管板连接形式主要有：焊接、胀 目前 常用的换热管与管板连接形式主要有 焊接 胀 接、焊胀结合等。其中，焊胀结合还包括强度胀+密封焊 和密封焊+强度胀两种结构形式，从制造顺序上还分为先 胀后焊和先焊后胀等等。
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定义： (GB151-1999)
A、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； | B、强度胀接 指为保证换热管与管板连接的密封性能及 抗拉脱强度的胀接； | C、密封焊 指保证换热管与管板连接密封性能的焊接; | D、贴胀 指为消除换热管与管孔之间缝隙的轻度胀接。

各类管板连接形式及其优缺点
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适用情况 适用情况：
1、强度胀接： | 设计压力小于等于4MPa；设计温度小于等于 设计温度小于等于300℃ ； | 操作中无剧烈的振动，无过大的温度变化及无明显的 操作中无剧烈的振动 无过大的温度变化及无明显的 应力腐蚀。 | 2、强度焊： 强度焊 | 可用于标准GB151中规定的设计压力，但不适用于 较大振动及有间隙腐蚀的场合。 较大振动及有间隙腐蚀的场合 | 3、胀焊并用： | 密封性能要求较高的场合；承受振动或疲劳载荷的场 密封性能要求较高的场合 承受振动或疲劳载荷的场 合；有间隙腐蚀的场合；采用复合管板的场合。

各类管板连接形式及其优缺点
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各种连接方式的主要特点 各种连接方式的主要特点：
焊接的优点主要有：焊接后接头的密封性能相对来 说比较好；适用于较薄的管板；焊接接头有较好的 高温强度 尤其是在高温下或要求接头绝对不漏以 高温强度，尤其是在高温下或要求接头绝对不漏以 及管板材料为不易胀紧的不锈钢时，采用此法较为可 靠。 | 焊接的缺点主要有：由于焊接后的焊缝一般在管板的 一侧，而另一侧管子与管板间会存在很长的缝隙，这 侧 另 侧管子与管板 会存在很 隙 些间隙中流体不流动，很容易造成间隙腐蚀，而且 焊接应力也会引起应力腐蚀，管子发生失效时，维 修 拆卸很不方便 修、拆卸很不方便。
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各类管板连接形式及其优缺点
胀接主要分为机械胀接、橡胶胀接、爆破胀接和液压 胀接主要分为机械胀接 橡胶胀接 爆破胀接和液压 胀接。 | 传统机械胀接方法采用机械滚柱胀管法，它是通过 传统机械胀接方法采用机械滚柱胀管法 它是通过 有锥度的芯轴的转动，带动包含在外壳内的三粒或五 粒滚柱作行 粒滚柱作行星运动，对管壁和管孔施加滚轧力，并且 动 对管 管孔 加滚轧力 并 由于滚柱相对芯轴有1°～3°的锥角，所以芯轴在 胀接时会自动前进，不断加大滚柱对管壁的滚轧力， 直至管子产生足够的变形并完成胀接为止。 直至管子产生足够的变形并完成胀接为止
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各类管板连接形式及其优缺点
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机械胀管方法是一种“硬”挤压形式，其一次胀接长 度由滚柱的长度决定。为达到规定的胀紧量，要在芯 轴上施加相应的扭矩来推动胀管器旋转，滚柱在管壁 上碾压，使管子扩张而引起管孔的扩张，当管子、管 板的变形抗力与动力扭矩达到平衡时 胀接就完成了 板的变形抗力与动力扭矩达到平衡时，胀接就完成了 。要增加胀接长度，就要采用更长的滚柱，滚柱长度 增加后，对管壁的线压力会随之降低，使管子产生较 小的变形，胀紧量也就变小，要提高胀紧量，就必须 加大动力。另外，滚柱加长，刚性会随之降低，容易 在工作时产生弹性变形，影响胀管器的内部传动效果 ，增加功耗。

各类管板连接形式及其优缺点
一般的机械胀管都采用手提式动力，如风动或电动胀 般的机械 管都采 提式 力 如 电 管机，如果输入扭矩过大，在操作时要承受很大的反 作用力 容易发生危险 当胀接长度超过一定量时 作用力，容易发生危险；当胀接长度超过一定量时， 加大扭矩也不一定能够奏效。 | 由于机械胀管产生碾压式的作用，它的压延效应会造 由于机械胀管产生碾压式的作用 它的压延效应会造 成管子内表面加工硬化；对薄壁钛管，极易造成管 子开裂，而对不锈钢管，由于管内外壁的变形，在 管外壁留下了拉伸残余应力，这成为管程应力腐蚀 裂纹发生的主要原因。另外，由于机械胀管所用的 胀管器有芯轴 滚柱 外壳三部分组成 其尺寸不可 胀管器有芯轴、滚柱、外壳三部分组成，其尺寸不可 能做得很小，因此对小直径管子就很难采用机械胀 管方式，应用范围受到了 定的限制。 管方式，应用范围受到了一定的限制。
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