换热器内凹式列管与管板的焊接
换热器类管与管板内孔焊
从 １８ ０年开 始 ， ９ 我厂 已将 管与管 板 内孔焊
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2024年换热器内凹式列管与管板的焊接
2024年换热器内凹式列管与管板的焊接在2024年, 随着科学技术的不断发展和创新, 热交换器在各个领域的应用变得越来越广泛。
为了提高热交换器的效率和性能, 凹式列管与管板的焊接技术也得到了不断的改进和完善。
本文将详细介绍2024年换热器内凹式列管与管板的焊接技术, 包括工艺原理、设备和材料选择、焊接工艺参数以及焊接性能等方面, 旨在为相关领域的工程师和研究人员提供参考和指导。
一、凹式列管与管板的焊接工艺原理凹式列管是一种常用于换热器中的传热元件, 其主要由内管、外管和连接两者的翅片组成。
在换热过程中, 热流通过内管, 翅片将热量传递给外管, 通过外管将热量传递给工作介质。
凹式列管与管板的焊接是将内管、外管和管板进行固定连接的一种关键技术, 其焊接质量直接影响着换热器的传热性能和使用寿命。
凹式列管与管板的焊接工艺原理可以分为以下几个方面:1.预处理: 包括对内管、外管和管板的清洗和表面处理, 以保证焊接接头的干净和表面的光洁度。
2.定位和固定: 将内管、外管和管板正确定位, 并采用合适的夹具或工装夹紧固定, 以确保焊接接头的准确度和稳定性。
3.焊接方法: 通常采用氩弧焊、电阻焊或激光焊等方法进行焊接。
根据实际需求, 可以选择单面焊接或双面焊接。
4.填充材料：根据焊接接头的要求和工作条件, 选择合适的填充材料进行焊接。
常用的填充材料有焊丝、焊条和焊粉等。
5.焊接参数：包括焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接时间等参数的选择和调整，以保证焊接接头的质量和稳定性。
6.焊后处理：包括焊缝的清理、表面的抛光和涂层等处理，以提高焊接接头的光洁度和耐腐蚀性。
二、设备和材料选择在2024年, 随着科学技术的进步和发展, 凹式列管与管板的焊接设备和材料也将有所改进和完善。
以下是一些可能的设备和材料选择:1.焊接设备: 采用先进的自动化焊接设备, 如机器人焊接系统或激光焊接设备, 以提高焊接效率和质量。
同时, 为了适应不同的焊接需求, 可能会有多种焊接设备的选择。
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。
换热管与管板内焊接头形式
换热管与管板内焊接头形式
换热管与管板内的焊接头形式通常取决于具体的工程要求和设
计标准。
一般来说，换热管与管板内的焊接头形式可以采用以下几
种方式：
1. 对接焊接，这是最常见的一种方式，换热管与管板内部的焊
接头可以采用对接焊接，即将两个部件的端部对齐后进行焊接。
这
种方式适用于一些一般要求的换热设备。
2. 焊角焊接，有时候由于换热管与管板的结构特点，需要采用
焊角焊接的方式，即在两个部件的交接处进行角焊接，以保证焊接
的牢固性和密封性。
3. 焊缝形式，焊接头的形式还可以根据具体的工程要求选择不
同的焊缝形式，比如可以选择单面焊、双面焊或者多道焊等形式，
以确保焊接的质量和性能。
4. 焊接材料，在换热管与管板内的焊接过程中，还需要选择合
适的焊接材料，比如焊条或焊丝，以保证焊接的牢固性和耐腐蚀性。
总的来说，换热管与管板内的焊接头形式需要根据具体的工程要求和设计标准来确定，以确保焊接的质量和性能。
在选择焊接头形式时，需要考虑到材料的特性、工作环境、压力温度等因素，以确保焊接的可靠性和安全性。
换热管与管板的对接焊缝
换热管与管板的对接焊缝换热管与管板的对接焊缝是在换热器的制造和维修过程中非常重要的一环。
正确的对接焊缝能够确保换热器的密封性和稳定性，提高换热效率，延长使用寿命。
让我们了解一下换热管和管板的基本概念。
换热管是一种用于传递热量的管道，广泛应用于各种换热设备中，如锅炉、冷凝器、蒸发器等。
而管板是连接换热管的重要组成部分，它能够将多根换热管按照一定的布局连接在一起。
换热管与管板之间的对接焊缝是将换热管与管板牢固地连接在一起的关键环节。
对接焊缝的质量直接影响着换热器的性能和使用寿命。
一个优质的对接焊缝应该具备以下几个特点：焊接工艺要先进。
焊接是一种热加工工艺，它需要通过高温将金属材料熔化并连接在一起。
因此，选用合适的焊接工艺非常重要。
常见的焊接工艺有手工电弧焊、气体保护焊、电阻焊等。
不同的焊接工艺适用于不同的材料和工艺要求。
在选择焊接工艺时，需要考虑材料的类型、厚度、工作环境等因素。
焊接材料要优质。
焊接材料是指用于填充焊缝的金属材料，它能够将焊接接头牢固地连接在一起。
常用的焊接材料有焊条、焊线、焊剂等。
不同的焊接材料适用于不同的焊接工艺和材料类型。
在选择焊接材料时，需要考虑其强度、耐腐蚀性、温度适应性等因素。
焊接操作要规范。
焊接操作是指在焊接过程中的各项操作和控制。
规范的焊接操作能够保证焊接质量和安全性。
在焊接操作中，需要注意焊接电流、电压、温度、速度等参数的控制，保持焊接接头的均匀性和一致性。
同时，还需要注意焊接过程中的防护措施，如防止氧化、热裂纹、变形等。
焊后处理要完善。
焊接完成后，还需要进行焊后处理，以确保焊接接头的质量和稳定性。
常见的焊后处理方法有热处理、除渣、打磨、防腐蚀等。
焊后处理能够消除焊接过程中产生的应力和缺陷，提高焊接接头的性能和可靠性。
换热管与管板的对接焊缝是换热器制造和维修中不可或缺的环节。
一个优质的对接焊缝能够确保换热器的密封性和稳定性，提高换热效率，延长使用寿命。
在进行对接焊缝时，需要注意选择适合的焊接工艺和材料，规范操作，并进行完善的焊后处理。
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。
列管式换热器管子与管板连接方式
［收稿日期］2000-03-19［作者简介］林慧珠（1965-），江苏高淳人，1987年毕业于江苏化工学院化机专业，现从事教学与科研工作。
列管式换热器管子与管板连接方式林慧珠（徐州化工学校，江苏徐州221006）［摘要］简要介绍了胀接法和熔焊法两种常用连接方式，并分析了其优缺点。
重点介绍了爆炸焊接的优越性及其在换热器制造、安装与检修中管子与管板连接的应用。
［关键词］胀接法；熔焊法；爆炸焊接［中图分类号］TO051.5［文献标识码］A［文章编号］1006-7906（2001）03-0033-02!引言化工生产过程中，换热器的应用十分广泛，其类型与结构也很多。
其中列管式换热器的特点是结构坚固，适应性广，因此在当前的化工生产中仍是主要的类型。
在列管式换热器中，筒体、封头等零件的制造工艺与一般容器制造无异，只是要求不同。
在制造中突出的问题是管板和管子的连接，如何保证管子与管板间的紧固连接是关键。
对管子与管板连接的要求有：（1）密封性好，若不密封则两种传热的流体会渗漏在一起：（2）有足够的抗拉脱力，在温差应力和管板与壳程压差的作用下，会将管子与管板的连接拉脱［1］。
"钢制换热器管子与管板常用连接方式比较钢制换热器管子与管板的传统连接方法主要有胀接、熔焊等，在新的设备制造中，管子与管板的爆炸焊技术正得到日益推广。
2.1胀接法胀接是用胀管器插入管口旋转，将穿入管板孔内的管子端部胀大，使管子达到塑性变形，同时管板孔被胀大，产生弹性变形。
胀管器退出后，管板弹性图1胀接结构1-管板2-管子恢复，管子与管板的接触表面产生很大的挤压力，使管子与管板牢固地结合在一起，达到既密封又能抗拉脱力两个目的。
结构如图1所示。
在列管式换热器的制造中，胀管法用得较普遍，而且工厂都有丰富的经验。
2.2熔焊法对于小直径、厚壁管及大直径管子（直径!60mm ），胀接法不能保证足够的拉脱力，因而不能保证连接质量。
这时可考虑采用熔焊法。
换热器管子与管板焊接方法
换热器管子与管板焊接方法:1、管板管孔加工：。
孔径、孔距符合图纸要求，孔内坡口1x45o，所有管孔内表面粗糙度6.32、管子装配：管头、管孔除油和清洁，管端伸出管板4mm（管外径19.05），加工到等高并用TIG焊进行管子固定。
3、自动GTAW焊接：(1).第一道自熔不加丝封底.(2).然后两道自动GTAW加焊丝，连续两道以确认焊加强高2mm（管外径19.05），自动GTAW 操作使用24V，150～90A，矩形脉冲直流电流。
(3).最后一道不加丝焊收口，保证焊缝外观光滑，自动GTAW外观上要有足够的加强高度2～2.5mm，对伸出管端头没有任何切口或破坏。
(4).所有管子和管板焊缝最终要进行100％PT，（根部和层间PT不推荐使用，由于可能引入染料的外部污染影响焊接质量）。
(5).在所有焊接和PT结束后，对每根管子进行贴胀。
(6).所有管子和管板连接自动GTAW焊缝在水压试验之前，应进行1％NH3，0.7MPA的气体渗透试验（壳侧），所有焊缝应保持干燥状态并且如果发现缺陷可以进行修理。
(7).如果自动管子管板连接的GTAW焊缝发现泄漏或缺陷，禁止使用手工补焊，正确返修方法如下：(a).首先用转动工具切掉缺陷焊缝(b).用此工具加工孔内部1x45o坡口(c).依据自动GTAW程序重新焊接。
关于换热器管板与换热管联接质量问题的探讨本讨论话题很好，也是我们工作中所遇到的一个重要而普遍实际具体问题，从中受益匪浅，在此感谢大家！单位里实际生产中，不太重视这个问题，相关工艺欠缺或不完善不详细，很盲目不科学一味凭经验操作，事先不做相关焊接工艺评定，不做胀管试验，随便胀焊，特别是在胀接时没有什么顺序，质量很难以保证的。
请教大家以下问题:1、胀管率怎么确定？顺序怎么为好？2、MOCK—UP模拟产品怎么做？胀焊前是否不同型每台产品都要做？3、是否有完善的胀管工艺提供可学习参考一下？。
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换热器内凹式列管与管板的焊接
随着现代能源工业的发展进步，换热器技术在石油、动能、化工等部门逐渐取得了广泛的进步，而换热器内凹式列管与管板的焊接技术是近些年一个新兴的研究课题，本文就在换热器结构及相关部件的焊接特点的基础上来对其焊接方案、焊接工艺进行简单分析。
换热器在化工、原子能、石油等领域具有广泛的应用，根据其用途的不同，其各种类型的结构也具有一定的差别，为了保证其使用质量，在换热器的制造过程中，选择合适的焊接方案及焊接工艺是非常重要的，本文就对换热器内凹式列管与管板的焊接进行分析。
换热器内凹式列管与管板焊接的结构分析
换热器的列管与管板的内凹式焊接，主要的焊接内容就是将换热器的换热管卧于管板的坡口中1毫米的地方进行焊接，在其焊接要求中，要求要将根部焊透，其中熔深要能够达到管壁厚度的百分之90以上，第二层的焊缝在对第一层的焊缝进行压盖时，一定要保持圆滑，以上的几点焊接要求中，本次研究的难点是要能达到设计所要求的熔深。
换热器内凹式列管与管板的焊接性能分析
本次研究中的管板的材质是316L不锈钢，具有很好的焊接性能，但是其具有较小的热导率，线胀系数较大，在焊接的过程中，焊接接头的加热到冷却过程中，会产生较大的拉应力，这种拉应力的存在，很容易导致焊接过程中产生热裂纹，而本次研究中的列管选用的是00Cr17Ni14Mo2（GB/T24511：022Cr17Ni12Mo2），这种材质很容易形成具有较强方向性的柱状晶焊缝组织，这种焊缝组织的存在对于杂质的偏析是非常有利的，这样性质的存在有利于晶间液态夹层的存在，尤其是在P、S的含量较高的情况下，低熔点的共晶夹层很容易产生，它们的存在很容易加大焊缝的热裂纹倾向。
换热器内凹式列管与管板焊接材料的选择
正因为换热器的列管与管板具有以上的焊接特性，为了满足设计要求，在进行焊接材料的选择时，尤其要注意其焊接性能，本次研究中选择的焊接材料需要具有提高焊缝的金属抗裂性的性能，通过对各种焊接材料的性能进行分析，最终选择00Cr19Ni12Mo2（YB/T5092:H03Cr19Ni12Mo2Si)作为本次焊接中的焊丝，与列管与管
板的相关焊接性能相比，该种材质的焊丝中的Cr含量有所升高，而Ni的含量有所降低，这种焊接特性能够有效的控制杂质的含量，并且该焊丝中的Mo、Si等元素，这能够使焊缝中形成少量铁素体与奥氏体共同组成的双相组织，对于焊缝中的裂纹的减少具有积极的促进作用，00Cr19Ni12Mo2（H03Cr19Ni12Mo2Si）焊丝的主要组成部分如表1所示。
表100Cr19Ni12Mo2（H03Cr19Ni12Mo2Si）的主要化学成分
C
Si
Mn
P
S
Cr
Ni
Mo
标准值
≤0.03
0.3~0.65
1.0~
2.5
≤0.03
≤0.03
18~20
11~14
2.0~
3.0
实测值
0.021
0.32
1.6
0.011
0.004
19
10.54
2.19
换热器内凹式列管与管板焊接工艺选择
本次研究中，各主要焊接部件的规格及坡口形式为：（1）焊丝的材质是00Cr19Ni12Mo2（H03Cr19Ni12Mo2Si），直径为1.6毫米；（2）列管的材质为00Cr17Ni14Mo2（022Cr17Ni12Mo2），管径规格为14毫米×2毫米；（3）管板的材质是316L，管桥宽度为6毫米，厚度为35毫米，孔径为14.2毫米。
焊接的坡口形式与分布图如图1所示。
本次研究中，焊接采用的主要焊接方法是手工钨极氩弧焊，本次焊接中对氩气的纯度具有较高的要求，本次试验中采用的氩气的纯度达到了99.9%，纯度非常的高，焊接过程中的电流极性采用的是直流正接的形式，焊接过程中的电流保持在60到70安培之间，焊接电压保持在14到16伏之间，在焊接的过程中，各层之间的温度要小于60摄氏度，焊接过程中的焊接位置是保持水平固定的。
本次研究中的主要焊接工艺参数如表2所示。
表2焊接工艺参数
焊接层次
焊接方法
填充金属
焊接
电流
电弧
电压
焊接
速度
种类
直径/mm
点固焊
GTAW
—
—
60~70
15~16
—
1
GTAW
—
—
70~75
15~16
150~160
2
GTAW
H03Cr19Ni12Mo2Si 1.6
60~65 14~15 70~80。