交流电磁场在换热管与管板连接焊缝处检测中的应用
列管式热交换器换热管-管板焊缝无损检测方法
（柏ห้องสมุดไป่ตู้编 ）
收 稿 日 期 ：２０１９０４２２ 作 者 简 介 ： 金 彦 枫 （１９７８），男 ，辽 宁 锦 州 人 ，高 级 工 程 师 ，硕 士 ，从 事 锅 炉 压 力 容 器 制 造 体 系 质 量 保 证 工 作 。
（１．ＬａｎｐｅｃＴｅｃｈｎｏｍｏｇｉｅｓＬｉｍｉｔｅｄ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｇｈａｉＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＨｅａｔＥｘｃｈａｎｇｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１５１８，Ｃｈｉｎａ； ３．ＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒ，Ｎｏｒｔｈ ＨｕａｊｉｎＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｐａｎｊｉｎ１２４０００，Ｃｈｉｎａ）
护 学 报 ，２００３，２３（５）：３１２３１５．
ＸＵ Ｈ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｕｂｅｆａｉｌｕｒｅｏｎ ａ ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｕｍｂｏｉｌｅｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅｓｏｃｉｅｔｙｆｏｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２００３，２３（５）：３１２３１５． ［１８］ 许松，徐林，王 永 兰．锅 炉 水 冷 壁 管 爆 管 失 效 分 析 ［Ｊ］． 中 国 特 种 设 备 安 全 ，１９９２（６）：３７４０． ＸＵＳ，ＸＵ Ｌ，ＷＡＮＧ ＹＬ．Ｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｕｂｅｅｘ ｐｌｏｓｉｏｎｏｎｔｈｅｗａｔｅｒｗａｌｌｏｆｂｏｉｌｅｒ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａｓｐｅｃｉａｌｅ ｑｕｉｐｍｅｎｔｓａｆｅｔｙ，１９９２（６）：３７４０． ［１９］ 火 力 发 电 机 组 及 蒸 汽 动 力 设 备 水 汽 质 量：ＧＢ／Ｔ １２１４５—２０１６［Ｓ］．
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。
换热器检修过程中换热管查漏方法新技术
换热器检修过程中换热管查漏方法新技术摘要：石油化工行业中，换热器属于常用设备之一。
换热器工作过程中，泄漏问题常有发生，需要检修人员能够做好针对换热器的检修工作，通过应用换热管查漏方法新技术，提升换热器中，换热管的查漏效果。
传统换热管查漏水压试验方法在实际应用中存在排水困难、腐蚀管道等问题，相比之下，新技术的应用，则能够有效克服上述问题。
本文主要探究换热器检修过程中换热管查漏方法新技术应用的重要性，并简要介绍几种切实可行的有效技术。
关键词：换热器检修；换热管；查漏方法；新技术引言：传统换热管查漏水压试验，主要指一种，将换热管系统充满水并施加一定的压力，以观察是否有泄漏的技术。
该方法是一种简单且有效的方法，能够实现对换热管泄漏情况的快速检测，然而，随着石油化工行业的发展，这种方法已经明显无法适应当前阶段企业的换热管检修需要。
为此，需要企业探索新方法与新技术，提升换热管查漏准确性和效率的同时，也能够避免传统水压试验给换热管造成的损伤。
一、换热器检修过程中换热管查漏方法新技术应用的重要性换热器检修过程中，开发与应用新技术完成换热管的查漏工作，具有提升检修效率，降低检修成本的重要作用。
（一）解决工装配备困难与价格昂贵的问题在换热器检修过程中，应用新技术查漏换热管具有重要意义，其中一个重要方面，便是解决了工装配备困难和价格昂贵的问题。
传统水压试验需要使用特定的工装，然而这些工装的价格昂贵、种类繁多且用途不同，不同的换热器检修需要应用到不同的工装方能够完成检修。
这使得工装的配备难度增加，也在一定程度上增加传统水压试验方法的操作成本。
而通过应用新技术来查漏换热管，则能够有效解决上述问题。
新技术中的声波检测、热成像检测、真空试验等，不需要特定的工装也能够完成对换热管泄漏情况的检测，从而有效简化工装的配备过程，降低成本，提高工作效率。
（二）提升换热器中换热管的检修效率与质量换热器是石油化工企业中用于传递热量、调节温度的重要设备[1]。
换热管与管板焊缝分类
换热管与管板焊缝分类引言换热管与管板焊缝是工业生产中常见的连接方式，用于将换热管与管板牢固地连接起来。
它在化工、石油、能源等领域起着重要的作用。
本文将对换热管与管板焊缝进行分类，以便更好地理解和应用这一连接方式。
1. 换热管与管板焊缝的定义换热管与管板焊缝是指将换热管与管板通过焊接方式连接在一起的接头。
它能够提供良好的密封性能和强度，确保换热管与管板的稳定连接。
2. 换热管与管板焊缝的分类标准换热管与管板焊缝可以根据多个标准进行分类，如下所示：2.1 根据连接方式•焊接换热管与管板焊缝：将焊接材料加热至熔化状态，通过焊接操作将换热管与管板牢固地连接在一起。
这种连接方式可以采用多种焊接方法，如电弧焊、气焊、激光焊等。
•非焊接换热管与管板连接：换热管与管板可以通过螺纹、法兰、夹紧等方式连接在一起，无需进行焊接。
2.2 根据焊缝形式•直焊焊缝：焊缝直接连接换热管与管板的两个接口，呈直线形状。
直焊焊缝通常比较简单，适用于一些简单的工艺要求。
•环焊焊缝：焊缝呈环形，将换热管完全围绕在焊缝中，形成一个环形连接。
环焊焊缝通常用于需要较高密封性能的场合。
•T型焊缝：焊缝呈T形状，将换热管与管板连接在一起。
T型焊缝通常用于连接直径较大的换热管和管板。
2.3 根据焊接材料•焊接同材料换热管与管板焊缝：焊接材料与换热管和管板相同，具有相似的化学成分和性能。
这种焊缝可以提供更好的兼容性和稳定性。
•焊接异材料换热管与管板焊缝：焊接材料与换热管和管板不同，具有不同的化学成分和性能。
这种焊缝需要考虑材料之间的兼容性和界面效应。
3. 换热管与管板焊缝的应用换热管与管板焊缝广泛应用于各个领域，下面列举了几个常见的应用场合：•石化工业：在炼油、化工生产过程中，焊接换热管与管板焊缝可用于加热、冷却、蒸发等工序中的热交换设备。
•能源行业：在发电、核电、热力站等能源设备中，焊接换热管与管板焊缝可用于热交换器、锅炉等设备中，提高能源利用效率。
ASME_BPVC.VIII.1-2021_中换热管与管板连接焊缝强度计算及探讨
王 任 ASME BPVC.VIII.1-2021中换热管与管板连接焊缝强度计算及探讨292023，33（3）櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴毷毷毷毷设 计技 术ＡＳＭＥＢＰＶＣ ＶＩＩＩ １ ２０２１中换热管与管板连接焊缝强度计算及探讨王 任 中国成达工程有限公司 成都 ６１００４１摘要 本文对ＡＳＭＥＢＰＶＣ ＶＩＩＩ １ ２０２１中换热管与管板连接焊缝采用强度焊所需最小焊缝尺寸及焊缝强度计算进行分析，并与ＧＢ／Ｔ１５１ ２０１４进行对比，为换热器设计中的换热管与管板的连接焊缝强度计算提供一定的参考。
关键词 强度焊 焊缝尺寸 在管壳式换热器设计中，换热管与管板连接型式通常有强度胀、强度焊、强度焊加贴胀、内孔焊，而强度焊或强度焊加贴胀应用最广。
采用强度焊或强度焊加贴胀时，换热管与管板连接焊缝尺寸要求及强度校核是换热器设计计算中非常重要的部分。
本文将结合标准规范对此计算进行分析和探讨。
１ ＡＳＭＥＢＰＶＣ ＶＩＩＩ １ ２０２１中强度焊的分类及要求 按ＡＳＭＥＢＰＶＣ ＶＩＩＩ １ ２０２１中ＵＷ ２０章节规定，强度焊分为完全强度焊和部分强度焊。
完全强度焊与部分强度焊尺寸计算公式一致，只是设计强度与换热管轴向强度之比取值不同，完全强度焊时，取设计强度与换热管轴向强度的比值为１。
ＧＢ／Ｔ１５１ ２０１４中没有对强度焊进行分类，只是对设计选定的焊接尺寸进行各工况下的应力校核。
１ １ 完全强度焊对于完全强度焊，标准中要求焊缝强度应大于等于换热管的轴向强度，焊缝尺寸需满足ＵＷ２０ ６的要求。
根据此原则，只要换热管与管板连接焊缝尺寸满足完全强度焊的最小尺寸要求，就无需进行换热管与管板连接焊缝的轴向载荷校核，此焊缝也无需进行剪切载荷试验，只需对换热管进行轴向载荷的校核。
１ ２ 部分强度焊部分强度焊（非密封焊）的焊缝强度不大于换热管的轴向强度，设计强度（焊缝设计强度）是根据各工况下的轴向载荷来确定的，焊缝的最小尺寸要求是根据设计强度来进行计算的，即满足ＵＷ ２０ ６的要求。
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。
换热管与管板焊缝分类
换热管与管板焊缝分类换热管与管板焊缝分类换热管和管板焊缝是化工、石油、电力等领域中常见的设备连接方式。
在工业生产中，换热器是一种用于传递热量的设备，通常由多个管子和一个或多个管板组成。
在这些设备中，焊接是一种常见的连接方式，特别是在高温、高压环境下。
一、换热器概述1.1 换热器的定义换热器是一种用于传递热量的设备。
它通过将两个流体（通常是液体或气体）分别通过一个或多个相互接触的表面来实现传递。
这些表面可以是平板、螺旋形或管形。
1.2 换热器的分类根据不同的应用场景和结构特点，换热器可以分为多种类型。
例如：- 壳管式换热器：由壳体和内部管束组成，壳体内部为流体提供一个密闭空间，而内部管束则用于传递流体。
- 管式换热器：由多个平行排列的金属管子组成，在两端有固定头固定。
- 板式换热器：由多个平板组成，板与板之间形成通道，流体通过这些通道进行传热。
- 螺旋式换热器：由一个或多个螺旋形的管子组成，通过旋转来实现流体的传递。
二、焊缝分类2.1 焊缝定义焊缝是将两个或多个金属部件连接在一起的区域。
在换热器中，焊缝是将管子和管板连接在一起的地方。
2.2 焊接方式根据不同的焊接方式，换热器中的焊缝可以分为以下几种：- 熔覆焊：将一种金属材料加热到液态，然后将其涂覆在另一种金属上。
- 电弧焊：使用电弧产生高温来融化两个部件并使它们粘合在一起。
- 气保焊：使用气体产生高温来融化两个部件并使它们粘合在一起。
- 感应焊：利用感应加热原理，在不直接接触工件的情况下加热工件并使其达到融点。
2.3 焊缝分类根据不同的结构和位置，换热器中的焊缝可以分为以下几种：- 管板焊缝：将管子和管板连接在一起的地方。
管板焊缝主要有两种类型：轴向焊缝和环向焊缝。
- 管子焊缝：将两个或多个管子连接在一起的地方。
管子焊缝主要有两种类型：对接焊缝和搭接焊缝。
三、管板焊缝分类3.1 轴向焊缝轴向焊缝是将管子与管板的轴线沿着同一条直线上进行连接的方式。
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设备中常见的连接方式之一。
本文将从焊接原理、焊接工艺和焊缝质量等方面对换热管与管板的对接焊缝进行详细介绍。
一、焊接原理在换热设备中，换热管与管板之间的连接通常采用焊接方式。
焊接是通过提供热能使两个或多个工件加热至熔化状态，然后冷却固化而形成的连接方式。
对于换热管与管板的对接焊缝，常用的焊接方法有手工电弧焊、气体保护焊和自动焊接等。
二、焊接工艺对于换热管与管板的对接焊缝，焊接工艺的选择对焊缝的质量至关重要。
一般来说，焊接工艺应根据具体的材料、厚度和使用条件等因素来确定。
在焊接前，需要进行焊前准备工作，包括清理焊缝表面、校验焊缝尺寸和预热等。
焊接时，应控制好电流、电压、焊接速度和焊接角度等参数，确保焊缝的均匀性和牢固性。
焊接完成后，还需要进行焊后处理，包括除渣、修整焊缝和进行无损检测等。
三、焊缝质量焊缝质量是换热管与管板的对接焊缝的重要指标之一。
优质的焊缝应具备以下特点：焊缝形状规整，焊缝宽度和高度均匀一致；焊缝与母材的结合紧密，无气孔、夹杂物和裂纹等缺陷；焊缝金属的组织和性能与母材相近，无明显的互不相容性；焊缝的力学性能和耐腐蚀性能满足工程要求。
为了保证焊缝质量，需要严格控制焊接过程中的各项参数。
首先，选择合适的焊接方法和工艺，确保焊接热输入适中。
其次，应选择合适的焊接材料和焊接电极，保证焊缝与母材的相容性。
同时，焊接过程中应保持焊接区域的干燥和洁净，防止气孔和夹杂物的形成。
最后，在焊接完成后，应进行焊后热处理和无损检测，确保焊缝的完整性和质量。
总结起来，换热管与管板的对接焊缝是换热设备中常见的连接方式。
通过合理的焊接原理、焊接工艺和焊缝质量控制，可以确保换热设备的安全稳定运行。
在实际工程中，需要根据具体的要求和条件来选择合适的焊接方法和工艺，以及合适的焊接材料和电极，从而得到优质的焊缝。
对于焊接过程中的焊前准备、焊接参数控制和焊后处理等环节也需要严格遵守，确保焊缝质量符合工程要求。
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正 常停 车检 修 ， 重影 响 了正 常生产 。 严
某 石化 公 司乙二 醇生 产装 置 中有多 台列 管式
梯度 异 常区 ， 用磁 敏元 件检 测这 些磁 场 的畸变 ， 采 就能 获得 缺 陷信号 ， 由于试件 也是 良导 体 ， 交变 在 磁场 的感 应下 ， 试件 也将 产生 感应 电流 ， 同时生成 附加 的感 生 磁 场 与原 有 的 泄 漏 磁 场 合 成 复 合 磁 场 。对铁磁 性 材料来 说 ， 交流 电磁场 的 畸变 ， 因 会
第３ ９卷
第１ 期
化
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机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
械
８ １
交流 电磁 场 在 换 热 管 与 管板 连 接 焊 缝 处 检 测 中 的应 用
宋 树 波 邵 泽 波 陈 兵
（ ．吉 林 化 工 学 院 ；．吉 化 检测 中心 ） １ ２
摘 要 通 过 分 析 裂 纹 对 交流 电磁 场 信 号影 响 的 方 式 和 规 律 ， 缺 陷和 交 流 电磁 场 信 号 响 应 特 征 之 间 对
列管 式换 热器 是石 油化 工生 产 中应用 最广 泛
１ 检 测原 理分 析
的传 热设 备 ， 于应 力 、 蚀 等 问题 的存在 ， 由 腐 引起
列 管式 换 热器换 热 管 与 管 板 的 连 接 失效 ， 造成 非
用一 交 变磁 场磁 化 钢 铁 试 件 的局 部 区域 ， 当
的 关 系进 行 了分 析 和 研 究 ， 绍 了焊 缝 表 面 交 流 电磁 场 检 测 技 术 的 原 理 、 法 ， 作 了 对 比 试 样 并 进 行 介 方 制
了测 试 分析 ， 过 采 用 交流 电磁 场检 测技 术进 行 实 际检 测 ， 实在 检 修 中采 用 该 方 法 可 快 速 找 出 问 题 部 通 证 位 ， 高 了检 修 效 率 也 为设 备 的 安全 运行 提 供 了保 障 。 提 关 键 词 换 热 器 换 热 管 交 流 电磁 场 检 测 焊 缝 裂 纹 中 图分 类 号 Ｔ ０ １５ Ｑ ５ ． 文 献标 识码 Ｂ 文章编号 ０ ５ － ９ （ ０ ２ ０ －０ １ ３ ２ ４６ ４ ２ １ ） １ ８ － ０ ０ ０
等优 点 … 。实践 证 实 ， 用 交 流 磁 场检 测 技 术 对 利 换热 管 与管板 连接 焊缝 处进 行检 测 ， 可快 速 、 有效 地找 出 问题部 位 ， 并能 及时 发现 潜在 的缺 陷 ， 防患
于未 然 。
图 １ 交 流 电磁 场 检 测 法 原 理
｛ 宋 树 波 ， ，９４年 ５月 生 ， 授 。吉 林 省 吉 林 市 ，３０ ２ 男 １６ 教 １２ ２ 。
漏， 关键 需要 查 出具 体 的渗 漏 位置 ， 这样 才能 保证
磁 导率 的增 大 而加强 。如 图 １所示 为交 流磁场 检
测 法 的原理 。
补 焊合 格 。 用 交流 磁场 检测 技术 探测 焊缝 粗糙 表 面上 的
裂纹 较 传统 的涡 流 方 法 来说 更 优越 ， 该方 法 具 有 提离 效 应小 、 被检 测表 面不 需 处 理 及 不需 耦 合 剂
换 热 器 ， 管 程 使 用 压 力 为 ２ ５ ＭＰ ， 程 为 其 ．３ ａ 壳
０ １ ＭＰ ； 程使 用 温 度 为 ２ ０ ， 程 为 ２ ５Ｃ； ． １ ａ管 ５℃ 壳 ０￣
管板 材料 为 １ Ｍｎ 锻 ） 换 热 管 材 料 为 ２ ， ６ （ ， ０ 钢 换
热 管规格 为 ￣ ５ ｍ ×２ ５ ｍ。该 换 热器 在 高 温 、 ｂ ｍ ２ ．ｍ 高压 工况 下工 作 ， 启 动 时 工作 温度 和压 力 波 动 且 均较 大 ， 容易产 生 焊缝疲 劳 裂纹 ； 管程 介质 为水 蒸 气 ， 程介 质为 乙二 醇 ， 壳 两种 介质 均对 焊接 缺陷 特 别 敏感 ， 易产 生泄 漏 ， 实 际运行 过 程 中也确 实 容 在 存 在泄 漏 现象 。换 热管 与管 板连 接焊缝 处 出现 渗