换热器的管与管板焊接与检验
空冷器换热管与管板焊接工艺
空冷器换热管与管板焊接工艺1. 引言1.1 空冷器换热管与管板焊接工艺概述空冷器换热管与管板是重要的热传递部件，在工业生产中扮演着至关重要的角色。
其焊接工艺的质量直接影响着整个设备的运行效果和安全性。
空冷器换热管与管板焊接工艺是将换热管与管板进行连接的过程，通过焊接技术将二者牢固地结合在一起，确保换热效率和设备的长期稳定运行。
空冷器换热管与管板焊接工艺需要严格遵循相关标准和规范，包括选材要求、预处理工作、焊接工艺、质量控制及现场施工注意事项等方面。
只有在每个环节都严格执行，并且通过严格的质量控制，才能确保焊接接头的牢固性和耐久性，保证设备的正常运行和安全性。
空冷器换热管与管板焊接工艺的重要性不言而喻。
只有加强对焊接工艺的认识，严格按照标准执行，做好质量控制和施工管理，才能保证设备的正常运行，提高生产效率，降低维护成本，确保生产安全。
2. 正文2.1 空冷器换热管与管板的选材要求空冷器换热管与管板的选材要求对于整个焊接工艺的质量和稳定性起着至关重要的作用。
在选择换热管和管板的材料时，需要考虑到工作环境、工作温度、工作压力等因素，以确保焊接后的装置能够稳定运行并具有较长的使用寿命。
对于换热管的选材要求，通常选择耐高温、耐腐蚀的材料，如不锈钢、合金钢等。
这些材料具有良好的耐腐蚀性能和高温强度，能够适应不同的工作环境要求。
对于管板的选材要求，一般会选择与换热管材料相匹配的材料，以确保焊接接头的稳定性和密封性。
管板材料也需要具有良好的机械性能和耐热性能，以确保整个装置的运行安全。
在选材过程中还需要考虑材料的可焊性和可加工性，以便进行后续的焊接和加工工艺。
选用合适的材料，不仅可以提高焊接效率，还可以减少焊接过程中出现的质量问题，确保焊接接头的质量和稳定性。
在空冷器换热管与管板的选材过程中，需要综合考虑以上因素，以确保整个焊接工艺的顺利进行和最终的装置运行稳定性。
2.2 空冷器换热管与管板的预处理工作空冷器换热管与管板的预处理工作是确保焊接质量和长期使用性能的重要环节。
固定管板式换热器的定期检验
工装设计固定管板式换热器的定期检验杨庆瑞（天津市滨海新区特种设备检测技术中心，天津 300451）摘 要：在化工生产过程中，换热器是必不可少的设备之一，其承载的作用是实现热量交换，同时可以将产生的热能进行传输，其中，固定管板式换热器由于结构相对简单，更为容易操作，因此在很多化工生产过程中都得到了广泛应用。
在固定管板式换热器使用过程中，有极大可能会出现质量缺陷，必须采取有效方式进行检验，避免产生安全事故。
本文对影响固定管板式换热器定期检验的因素，并提出了具体的检验方式，以供相关从业者参考。
关键词：固定管板式换热器；定期；检验在化工、石油等工业生产领域，换热器是非常常用的设备，尤其是在石油炼化领域，换热器所需投入的资金几乎占据整个生产投入的40%。
固定管板式换热器是一种结构相对简单且独立性较强的设备，可以在同样大小的壳体中布置更多管线，由不同组管线之间相互支撑，因此其整体更为轻薄。
在所有管壳式换热器中，固定管板式换热器是除U形管形式换热器以外，价格最为低廉的一种，虽然价格较低，但是固定管板式换热器的应用效果较为理想，而且使用过程中更容易清洁，因此得到了广泛应用。
1固定管板式换热器的定期检验影响因素1.1结构的影响在进行固定管板式换热器壳程检验时，只能从其外部进行检验，而若固定管板式换热器内部存在一些问题，就只能通过超声波检验的方式进行探测。
而管程检验也是从外部进行的，有必要时才需要将设备拆开进行全面检验，部分情况下可以分两端进行拆除，一边拆除管箱，对设备表面进行检验，另一边则拆除隔热层，从而避免过大的工作量压力产生[1]。
从固定管板式换热器管程、壳程检验过程来看，这一过程对压力容器的要求较高，因此可以发现不是所有的工作腔都能满足其要求。
按照我国相应的监察章程规定可以看出，对压力容器的要求进行了细致划分，若存在介质沸点较低的情况下，则可以不根据相应的规定和要求进行检验。
1.2介质温度影响介质温度也会对固定管板式换热器检验产生一定影响，当开展检验工作时，一旦发现存在腐蚀问题，就可以对部分设备保温层进行拆除，从而实现全面检验，另外，在介质温度相对较低时，若此时对固定管板式换热器进行检验，则必须将存在油漆损坏的部位作为检验重点内容，可以适当拆除一些保冷层，若有必要的情况下，也可以对这部分设备进行全面拆除[2]。
换热管与管板焊接工艺附加评定报告
预置金属衬套
预置金属衬套的形状于尺寸
换热管与管板的连接方法
换热管与管板接头的清理方法
外观检验：报告编号
结果
渗透检验：报告编号
接头编号
1
2
3
4
5
6
7
8
910有无Fra bibliotek纹金相检验：报告编号
检验面编号
1
2
3
4
5
6
7
8
是否合格
有无裂缝、未熔合
角焊缝厚度(nn)
是否焊透
结论：本附加评定按NB/T47014—2011附录D规定焊接试件、检验试样，确认试验记录正确
换热管与管板焊接工艺附加评定报告
单位名称
焊接工艺附加评定报告编号焊接工艺卡编号
接头简图：
换热管与管板接头：标注母材类别、换热管外径、管壁厚度、管孔周边管板结构、预置金属村套形状于尺寸、孔桥宽度。
评定因素：
焊接方法及机动化程度
焊接位置
焊条直径
填充金属公称直径
手工焊时立焊方向（向下、向上）
角焊缝厚度
每面单道焊/多道焊
评定结果：（合格、不合格）
焊工姓名
焊工代号
试焊日期
编制日期
审核日期
批准日期
换热器管子-管板焊接现状和改进方法
第 58 卷第 1 期2021 年 2 月化 工 设 备 与 管 道PROCESS EQUIPMENT & PIPINGV ol. 58 No. 1Feb. 2021换热器管子-管板焊接现状和改进方法朱志刚（森松（江苏）重工有限公司，江苏 如皋 226532）摘 要：概述了国内换热器管子管板焊接的一般现状，由于其焊接的局限性和特殊性，焊接质量参差不齐。
从前期坡口设计到焊接和检验过程提出了改进方法，主要是要选用易于焊透的坡口型式和尺寸，焊前进行模拟工艺试验及焊工考核。
采用高性能设备的自动焊对焊接工艺进行升级，重视焊前及焊接过程的细节控制，加强焊缝的检验等，共同保证管子管板焊接工艺条件和焊接质量。
关键字：管子-管板焊接；坡口设计；模拟试验；自动焊；焊前及过程控制；焊缝检查中图分类号：TQ 050.6；TH 16 文献标识码：A 文章编号：1009-3281（2021）01-0024-005收稿日期：2020-03-19作者简介： 朱志刚（1971—），男，焊接工程师（中级）。
长期从事压力容器产品技术工作。
换热器管子-管板接头的焊接是最普遍的一种形式，其焊接质量直接影响到系统运行的可靠和效能。
结合目前一般制造企业管子-管板焊接工艺和质量状况，提出改进的方法。
典型的换热器结构如图1所示，换热管束与管板进行焊接（强度焊）。
图1 典型的换热器结构型式Fig.1 Typical structure type of heat exchanger左管板右管板换热管换热管与管板焊缝换热管与管板焊缝换热器管子-管板的接头常有以下几种结构型式，管子外伸、管子平齐和管子内缩、深孔焊接。
针对设计图纸管子、管板的不同的材料、规格和坡口情况，在产品焊接之前需要根据标准进行焊接工艺评定，用于评价焊材，焊接工艺等要素是否能满足标准要求。
例如根据NB/T 47014—2011附录D [1]、GB/T 151—2014[2]的规定，需要对焊缝进行断面金相检验，以确定焊缝根部的熔透情况以及焊缝尺寸是否满足要求。
换热管与管板焊接工艺评定流程
换热管与管板焊接工艺评定流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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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。
对换热管与管板接头焊接工艺评定及附加评定的理解
Ｇ Ｂ １ ５ １ — １ ９ ９ ９ ｛ 管壳式 换热器 》 附 录 Ｂ的修订 。而 Ｇ Ｂ １ ５ １ —
１ ９ ９ ９ （ 管壳式 换热 器》 附 录 Ｂ规 定 “ 钢 制 和 钛 制 换 热 管 与 管 板 连 接 的 强 度 焊 焊 接 接 头 ”应 按 附 录 Ｂ 中 的 要 求 进 行 焊 接 工 艺 评 定 。基 于 以上 两 点 ，很 多 技 术 人 员 片 面 的认 为． 新 标 准 的适 用 范 围 是 在 老 标 准 上 增 加 了 “ 胀 焊 并用 ” 焊 缝 ．强 度 焊 连 接 的 焊 接 接 头 工 艺 评 定 仍 应 按 新 标 准 附 录 Ｄ进行。 然而 ， ２ ０ １ １ 年 ４月 全 国锅 炉 压力 容 器 标 准 化 技
中 图分 类 号 ： ＴＧ４ ５ ３
文 献标 志码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ —３ ８ ７ ２ （ ２ ０ １ ７ ） １ １ — ０ １ ０ ８ —０ ２
换 热 管 与 管 板 连 接 是 在 管 壳 式 换 热 器 的设 计 中 比较 重 要 的结 构 ．在 设 备 运 行 过 程 中 每 一 个 连 接 处 均 应 保 证 介 质 无 泄 漏 且 具 有 承 载 作 用 。换 热 管 与 管 板 连 接 接 头 不 仅 加 工 量 巨 大 ，而 且 其 制 造 质 量 直 接 关 系 到 换 热 器 是 否
焊 缝 的 角 焊 缝 部 分 和 角 焊 缝 可 仅 采 用 角 焊 缝 试 件 进 行 评
定。
２ 胀 焊 并 用 接 头 的焊 缝
胀 焊 并 用 是 采 用 胀 接 加 焊 接 连 接 的接 头 ， 其 既 克 服 了 纯胀接接头在振动 、 过 大 温 度 波 动 和 明显 应 力 腐 蚀 倾 向的 场 合 容 易 失 效 的 问题 ， 也 克 服 了仅 强 度 焊 接 接向场 合 的 问题 。 因 此 ， 在 接 头 需 承 受 振 动 或 循 环 载 荷 、存 在 缝 隙腐 蚀 倾 向 和 采 用 复 合 管 板 时 ， 换 热 管 与 管 板 连 接 接 头 需 采 用 胀 焊 并 用 连 接 方 式 。 胀 焊 并 用 又 分 为 强 度 焊 加 贴 胀 和 密 封 焊 加 强 度 胀 接 。对 于 钢
换热管与管板焊接工艺评定标准的讨论
第４ ３卷
第 ６期
化
工
机
械
７就 可 以达到 评定 的 目的 ，
和抗 拉 脱强度 ， 而影 响 焊 缝抗 拉 脱 强 度 的 主要 因
因此 标准 无需 分焊接 工艺 评定 和焊 接工 艺 附加 评
定两 部分 内容 。 ２ 焊 缝尺 寸的检 验 管 子与管 板 的强度 焊要保 证焊 缝 的密封 性能
７ １ ４
化
工
机
械
２ ０ １ ６矩
换 热 管 与 管板 焊接 工 艺 评定 标 准 的讨 论
陈宏伟 包含斌 马小兵 张建晓
（ １ ． 兰 州 兰 石重 型装 备 股 份 有 限 公 司 ； ２ ． 兰州节能环保工程有限公司）
摘 要 结 合 Ｇ Ｂ １ ５ １ 对 管子 管板 强度 焊接 头 的 设 计要 求 ， 比较 了国 内外相 关 管子 与 管板 焊 接 工 艺评 定 标准 ， 对我 国现 行 标 准 Ｎ Ｂ ／ Ｔ ４ ７ ０ １ ４ — ２ ０ １ １附 录 Ｄ 中一 些 问 题 进 行 了讨 论 ， 对 标 准 规 定 的评 定 方 法 、 焊 缝 检 验 及 评 定 规 则等 内容 提 出 了建议 。 关 键 词 换 热 管 管板 强度 焊 工 艺评 定 中图 分 类 号 Ｔ Ｑ ０ ５ １ ． ５ 文献标识码 标 准 文章 编 号 ０ ２ ５ ４ ￣０ ９ ４ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ６ ＿ ０ ７ １ ４ － ｏ ３
与管 板试 件 的附加 工艺评 定 或两 者用 同一 试件 合
并评 定 ” ； Ａ Ｓ ＭＥ Ｉ Ｘ中的 “ 模 拟 管 子 管板 试 件 进 行 焊接 工艺 评 定 （ Ｑ ｗ一 １ ９ ３ ． １ ） ” 或“ 按 坡 口焊缝 或 角 焊 缝进 行 评 定 （ Ｑ Ｗ一 ２ ０ ２ ． ２） ”两 者 取 其 一 ；
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26
董家祥 李平瑾 乔伟奇， 意石龙， 何亦华
1
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
30.0% 25.0% 20.0% 15.0% 10.0%
Asia(China and Korea)
Germany
5.0% 0.00
1984
1988
1992
1996
2000
2004
5
6
未融合
401
不合格
7
未焊透
401
h ≤ 0.5mm, 仅允许局部，而不是环向
18
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
管与管板焊接工艺评定试验RT检验的缺陷及合格判定标准
8 焊喉尺寸 r不够 600 对 t ≥ 2mm, r ≥ 0.9 t 对 t < 2mm, r ≥ t
9
焊接层道 不合格
9
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介 管与管板接头伸出-1mm 评定试板的外观
10
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
管与管板射线探伤示意图 (Isotope Ir 192, 1mmx0,5mm, 3 curie activity)
11
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
2
条形孔 （虫孔） 蜂窝状气孔
2015 2016 2013
不合格
3
不合格
气孔 气孔 4 线性气孔 表面气孔 固体夹杂物
2011 2012 2014 2017 第3 组
允许最大气孔的直径 d 最大 ≤ 0.25 t 气孔直径 ≤ d 最大 在任意管与管板焊缝中，不得多于2 个合格的气 孔。 在环向气孔间距 ≥ 2 d 最大 - 气孔总量（所有管与管板 焊缝）应≤ 6 个。 不合格
5. 6.
外观检验； MT or PT 检验; X 射线无损检验； 断面宏观检验； 断面焊接缺陷检验； 最小泄漏半径（焊喉）尺寸检验； 拉脱试验 （不锈钢和高合金钢）； 硬度检验。
5
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
换热器管子与管板焊接评定试样的射线检验
6
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
≤ 0.5 t 除 1mm 最大
3
2 dp
t : 管壁厚
19
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
气密(0.03MPa.)试验时发现管子母材中的缺陷
20
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
气密(0.03MPa.)试验时发现管与管板焊缝中的缺陷
21
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
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换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
断面检验发现严重的气孔孔洞，表面无损检验及压力试验难以发现，但极易造成短期泄漏
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换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
管与管板焊接工艺评定试验RT检验的缺陷及合格判定标准
号码 1 缺陷名称 裂纹 DIN EN ISO 6521-1 参考号码 100 缺陷外形图 缺陷判定标准 不合格
600
第二层焊道 未完全覆盖 第一层焊道
不合格
最大允许气孔-2011 和固体夹渣物尺寸- 第3组 换热管直径 ≤ 20 mm 孔直径 dp 数 量 气 孔 间 距 孔直径 dp 数 量 换热管直径 >20 mm 气孔间距
3 ≤ 0.5 t 除 1mm 最 大 与 另 外 两 个
≥ 2 dp ≥ 5 dp
采用WN75-100标准前后换热器管与管板事故率统计情况
2
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
表1:
换热器依据对管与管板假定泄漏时产生的影响而确定的换热器类别等级 检验要求
应力载荷状态
接头 分类
换热器工作时所受 应力 状态
工作温度和 不同压力 不影响 I类
假定工作时产生泄漏的影响 在一定期间影 响不大 II类 S2+VT, LT 影响极大 III 类 S2+VT,RT,LT,MT/PT,FK
换热器管子与管板的氦涉漏检验
22
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
换热器管子与管板射线发现的气孔打磨后的实际状况
23
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
射线探伤中发现的管板线性缺线及深度
24
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
结
1. 2.
语
3.
根据操作条件，合理划定换热器的等级， 确定 检验等级及项目是换热器安全运行的先决条件； WN75-100近20年的实际经验证明管与管板的定 量无损检验是可行的，工艺评定方法及换热器的检 验是有效的。 希望该标准在有条件的项目及工程中得到推广 已用以提高我国换热器的制造质量及大型项目安全 性。
9
减薄贯壁厚
不合格
- 打磨痕迹 - 铲除痕迹 - 低于管壁表面 1 0 焊道布置不合理
604 605 606 600 第二层焊道未完全 覆盖第一层焊道 不合格
7
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
管与管板焊接工艺评定试板的施焊
8
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
管与管板接头伸出3mm 评定试板的外观
S3+VT,RT, LT,MT/PT,FK
D
由应力产生的震动
S3A+VT, RT, LT, MT/PT, FK
3
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
管与管板焊接工艺评定的试样示意图及尺寸
4
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
管子与管板焊接工艺评定试般的检验项目
1. 2. 3. 4.
A
静态应力
≤10 bar 和 ≤200˚C
E+VT，LT 或 S1+VT，LT
B
S2+VT,LT,FK
S3+VT,RT,LT, MT/PT,FK
C
由压力/温度产生的 交变应力
所有不同 压力 所有不同 温度 S1+VT，LT S2A+VT,LT.MT/PT,FK或 S3+VT, LT,MT/PT,FK
2.
3.
13
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
射线无损检验管与管板焊缝实况
14
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
实际管与管板焊缝的未熔合及超标气孔的射线探伤片
15
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
• Grinded weld after detection of pores
换热器管子与管板的焊接与检 验的国外工程标准简介
南 京 杨 子 巴 斯 夫 项 目： 上 海 漕 泾 巴 斯 夫 亨 斯 迈 项 目： 巴斯夫标准： 40-010-00-0-0-00-015 GEN-0-HEEX-SP-0005 RPI 94/1 / WN 75-100
美国福陆工程公司： 合肥通用所： 巴斯夫公司：
产品中射线片的孔型像质计级标定（0.3, 0.5, 0.8, 1.0mm)
12
换热器管子与管板的焊接与检验的国外工程标准简介
换热器管子与管板的焊接与检验
1. 焊前检验： 尺寸公差检验； 清洁度检验； 管子伸出高度检验； 点固焊检验。 焊中检验： 焊接起弧与收弧点； 焊接规范检验； 第一道焊道与第二道的熔深与成型； 焊后检验： 焊缝的外观与成型检验； 管与管板接头的气密试验（0.03~0.05MPa.)或氦渗漏； 表面MT或 PT 检验； 射线无损探伤检验； 水压试验。
表4 号 码 1 2 缺陷名称 裂纹 表面气孔焊缝内固体 夹延伸至焊缝表面 管壁熔透 焊缝余高与内瘤 启弧缺陷 5 6 7 管端熔化（角焊缝） 咬肉 弧伤 600 501 601 仅适用于当管壁厚t>2.6mm 管深出长度x≥6mm 管与管板焊缝外观检验合格判定标准 缺陷外形图 所有裂纹的表现 缺陷判定合格 标准 不合格 不合格
DIN EN ISO 52-1 参考号码 100 2017 600 600 600
3 4
仅适用于当管壁厚t>2.6mm 管深出长度x≥6mm
不合格 对da ≤ 25mm,X ≤ .5mm 对da > 25mm,X ≤1mm 不合格 不合格 深度应小于≤ 0.1 mm 管壁厚 不合格
8
飞溅
602
不合格