换热管与管板的连接方式浅析
管壳式换热器换热管与管板焊接工艺
控 制 活 塞 行 程 ， 工 件 双 向受 力 双 面变 形 ， 过 对 工 使 通 件 上 施 压 线 逐 条 施 加 压 力 ， 受 压 工 件 达 到 设 计 要 使
求 ， 方便 又快捷 。 既 收稿 Ｅ ：０１ １ ５ ｌ ２０ —１—１ 期
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开 的单 元 按 上 述 顺 序 逐 一 焊 完 ， 成 整 个 焊 接 工 作 。 完 采 取 上 述 焊 接 顺 序 ， 接 产 生 的 热 量 集 中 在 尽 焊 量 小 的范 围 内 ， 产 生 的 应 力 较 小 ， 板 的 变 形 也 且 管 小 ， 工 也 便 于 操 作 ， 免 了 管 板 由 于焊 接 变 形 而 影 焊 避 响 密 封 面 的密 封 效 果 。
按 Ｇ １ １ 备 试 板 和 试 管 管 束 ， 板 厚 度 ＝ Ｂ５ 制 试 换 热 管 与管 板 的 焊 接 接 头 质 量 好 坏 ， 接 影 响 直 换 热器制造质量 ， 方 面接头质量差 容易发生泄漏 ， 一 ６ ＇ｌ试 管 规 格 ２ ０ｎｌ， ｌ Ｔ ５×２． ， 对 前 将 试 板 与 试 管 表 ５组 面 的油 、 、 等 杂 质 清 理 干 净 ， 焊 采 用 钨 极 氩 弧 污 锈 点 焊 ， 材 为 Ｈ ８ ２ ｉ 每 个 接 头 点 两 处 ， 焊 位 置 焊 ０ Ｍｎ Ｓ Ａ， 点 在 图 ３中 的 ３点 和 ９点 位 置 。 焊 接 工 艺 参 数 见 表 １ 。 焊 接 位 置 为水 平 固定 ， 接 时 引 弧及 熄 弧 应 避 焊
Ｌ Ｉ ｎ ｒｉ ｌ
Ｈ０ Ｍｎ ｓ ８ ２ ｉ
２ ｏ ９ ～ ｌ０ ｌ ． ０ ２ ８～ ２ ｌ
板式换热器管道的接法
板式换热器管道的接法主要包括以下步骤：
连接前的准备：确保板式换热器及其管道处于清洁、干燥状态，准备好所需的工具和材料，如管件、密封材料、润滑剂等。
选择合适的连接方式：根据实际情况选择合适的连接方式，如法兰连接、焊接、螺纹连接等。
安装密封垫片：将所选的密封垫片安装在所需的连接部位，确保其平整、无皱褶。
连接管道和换热器：将管道与板式换热器进行连接，确保连接部位紧密、无泄漏。
如果采用焊接方式，应确保焊接质量符合要求；如果采用法兰连接，应确保法兰平行、对中。
检测泄漏：在连接完成后，需要进行泄漏检测，确保无泄漏。
可以采用加压测试或涂抹肥皂水等方式进行检查。
安装支撑和固定装置：如果需要，应安装支撑和固定装置，以确保管道和换热器的稳定性。
测试运行：在完成以上步骤后，需要进行测试运行，检查换热器的性能和运行情况。
需要注意的是，在连接过程中应遵循相关的安全操作规程，防止烫伤、触电等安全事故的发生。
同时，应确保连接质量符合相关标准和规范要求，以确保板式换热器的正常运行和使用寿命。
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。
管板式换热器结构分析及改进
管板式换热器结构分析及改进张学青(广东省博罗九能高新技术工程有限公司，广东博罗516100)工程技术睛蜀本文概括地介绍了管板式换热器的结构及其特点。
根据分析研究结果，在原换热器结构设计的基础上，通过分析原来管扳式换热器的优缺点．合理的提出了采用减少管板厚度、在管板兼法兰和壳体问增加筋板等措施，陇进设计了换热器。
对该换热器重新进行分析和枝核，该设计完全满足要求，并可以将其应用于工程实际中。
瞎键词管栖武缺热器；结构分析；改进设计换热器是一种实现物科之间热量传递的节能工艺设备，在炼油、化工装置中换热器占总数量的40％左右，占总投资的35-450／0。
近年来随着节能技术的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。
换热设备是合理利用与节约现有能源、开发新能源的关键设备。
当今世界，现有能源以石由、天然气等为主，其储量难以满足工业及人们生活日益增长的需要。
从上个世纪七十年代能源危机开始，如何合理利用现有能源及开发新能源己成为世界性的研究课题。
在生产中大部分燃烧释放的能量是通过换热设备传递的，换热器的合理设计、性能改善将直接关系着现有能源的合理利用。
同时，可供开发的新能源如核能、太阳能、地热能等，要提供给工业及生活使用，需要大量符合使用要求的各式换热器。
1管板式换热器结构分析及其特点1．1管板式换热器的基本结构管壳式换热器主要包括固定管板式、浮头式、U形管式、填料函式等结构。
根据介质的种类、压力、温度、污垢，以及管板与壳体的连接方式、换热管的形式与传热条件、造价和维修检查情况等，结合各种结构形式的特点选择、设计和制造各种管板式换热器。
管板式换热器主要有外壳、管板、管束、封头压盖等部件组成。
管板式换热器的结构特点是在壳体中设置有管束，管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板E，两端管板直接和壳体焊接在一起，壳程的进出口管直接焊在壳体上，管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固，管程的进出口管直接和封头焊在—起，管束内根据换热管的长度设置了若干块折流板。
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。
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 ；
空冷器换热管与管板焊接工艺的研究
- 55 -工 业 技 术０ 概述空冷器广泛应用于炼油、化工行业中，并且经常用于高温、高压、高腐蚀环境中，因此对整体质量提出更加严苛的考验，而在整个空冷器制造中，换热管与管板焊接为其中最为重要环节之一，因此如何提高管端连接可靠性成为目前行业中首要的研究课题。
１ 管与管板焊接方法１．１ 焊条电弧焊焊条电弧焊是一种无机械辅助、纯手工操作的焊接方式，通过焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，高温熔化焊条和焊件，焊条药皮不断熔化分解，焊条在电弧热作用下不断熔化，进入熔池，成为焊缝的填充金属。
１．２ 钨极氩弧焊钨极氩弧焊又称为TIG 焊，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（也可不填充焊丝），在电弧周围使用惰性气体保护隔绝空气以及临近热影响区，以形成纯净的焊接接头。
其优点为：熔池深而窄、焊件的收缩应力和变形较小、钨极寿命长、电弧燃烧稳定。
但是在换热管与管板钨极氩弧焊焊接时，要求电极应满足3个条件：①耐高温，焊接过程中不易损耗。
②电子发射能力强，利于引弧及稳弧，电极材料的逸出功直接影响电子发射能力，若要使发射电子的能力增强，需使用逸出功低的材料，引弧及稳弧性能均好。
③电流容量大。
电极的许用电流要大一些，电极的许用电流与电极材料、电流的种类和极性以及电极伸出长度有关。
２ 管与管板焊接形式图1（a）为换热管与管板焊缝连接，管端伸出管板正面一定长度，形成角焊的接头结构。
这是目前在空冷器制造中最为普遍的焊接形式，通过改变坡口深度与焊接角度，可有效控制管端形成不同熔透深度， 可使金属随着母材的焊接熔深程度进行调整，并且适用多种焊接方法，利用此种结构形式焊接可采用单道焊或多道焊，手工焊或自动焊均可，且由于属于管端外部焊接，实际操作容易掌控。
图1（b）为换热管管端下沉焊缝连接结构，与管端伸出管板焊接结构相比， 焊接过程中熔池形态可通过对焊枪角度的调整消除管端未融合等缺陷。
用钨极氩弧焊焊接时， 气体保护效果好，受外部影响较少，管板材料在高温熔化过程中渗入焊缝的金属量相对较少， 因此填丝焊的焊缝熔合比相对较小， 且在管端可形成圆滑过渡结构，降低冲刷腐蚀，但此种方法由于在管孔内部进行焊接，受空间限制较大，对焊工技能水平要求较高，在实际空冷器制造中一般用于薄壁管焊接。
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换热管与管板的连接方式浅析 一、强度胀接—系指为保证换热器与管板连接的密封性能及抗拉强度的胀接； 1.适用范围： 1.1设计压力小于等于4Mpa； 1.2设计温度小于等于300℃； 1.3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。 1.4换热管的硬度值一般要求低于管板的硬度值； 1.5有应力腐蚀时，不应采用管端局部退火的方式来降低换热管的硬度； 1.6强度胀接的最小胀接长度应取管板的名义厚度减去3㎜或50㎜二者的最小值。 1.7当有要求时，管板的名义厚度减去3㎜或50㎜之间的差值可采用贴胀；或管板名义厚度减去3㎜全长胀接。 二、强度焊—系指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉强度的焊接。 1.适用范围： 1.1可适用于本标准（GB151）规定的设计压力，但不适用于有较大振动及有间隙腐蚀的场合。 三、胀焊并用--强度胀加密封焊（系指保证换热管与管板连接密封性能的焊接）、强度焊加贴胀（系指为消除换热管与管孔之间缝隙的轻度胀接）两种方法； 1.适用范围： 1.1密封性能要求较高的场合； 1.2承受振动或疲劳载荷的场合； 1.3有间隙腐蚀的场合； 1.4采用复合管板的场合。 四、强度焊、强度胀、强度焊+贴胀、强度胀+密封焊。这四种连接型式的差异主要反映在管孔是否开槽和焊接坡口及管子伸出长度（见151第69页表33的规定）等方面。 1.1焊接。当焊缝H值大于或等于2/3管壁厚时，称强度焊，否则为密封焊。即强度焊必须是填丝的氩弧焊，而不填丝的熔化焊最多只能作为密封焊。 1.2强度焊适用于压力较高的工况，形成焊缝强度较大又不损伤管头。但这种焊接难度较大，手工氩弧焊时较慢，且一般不用于立式换热器的上管板。 1.3胀接。换热管与管板的胀接有非均匀胀接（机械滚珠胀）和均匀胀接（液压胀接、液袋胀接、橡胶胀接、爆炸胀接）两大类。 1.4机械胀接是最早的胀接方法，也是目前使用最广泛的胀接方法。这种方法简捷方便，需使用油润滑，油的污染使胀后的焊接质量得不到保障；且该方法使管径扩大产生较大的冷作应力，不适用于应力腐蚀场合。 五、除本标准规定的连接型式及尺寸外，当有成熟使用经验或操作需要时，也可采用其他结构型式和尺寸（即我们现在应用广泛的密封焊+贴胀）。 1.1密封焊—使换热管与管板的连接有效密封，并以适当的焊接方法、焊接工艺参数加强焊缝熔深，使之具备一定的焊缝强度。 1.2贴胀—尽量消除换热管与管孔之间的间隙，使两者紧密结合，起到一定的抗拉强度，减小设备运行时对密封焊缝的损伤。同时通过控制胀接力，减小冷作应力，避免应力腐蚀。 六、换热管与管板连接方式的示意图： 1.1强度焊、强度胀：
1.2密封焊、贴胀：
1.4*δ浅谈换热器管板与换热管胀焊并用连接的制造工艺 GBl5l—l999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。 1先胀后焊 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(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。 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。 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。一般管子与管板管孑L间隙要求控制在(O.3±O.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(O.3±0.05)ram范围内。 (2)管板 为使换热器管板管孔与管子外径在同一公差范围内，首先必须根据到货换热管外径的实际精度尺寸决定管板管孔的加工精度，如上所述，管板管孔与已到货换热管实际均匀外径间隙仍应控制在(O.3±0.05)EITI范围内。 3.2换热管与管板的加工及验收 (1)换热管 ①按要求采购进厂的换热管人库前应按相关标准逐项验收，精确测量内、外径及其公差范围。 ②换热管穿管前按实际测量壳程长度一次性切好换热管，避免穿管后用脚向砂轮机修磨。当采用砂轮机修磨时，砂轮磨粒易溅人管子与管板管孔的间隙中，硅酸盐磨粒在焊接时将会产生夹渣，给焊接接头造成隐患。 ③换热管穿管前胀接范围内管区应进行除锈处理，管端除去内外毛刺，这对采用液袋式胀头时尤为重要。 (2)管板 ①管板应是合格的锻件，内部材质应均匀，胀接面上无影响胀接质量的缺陷。对于装置中关键的换热器，尽量采用高级别锻件，锻件除按相关标准验收后，应做超声波复查。 ②管板与折流板上管孔加工必须保证同轴度。采用同一块模板钻孔，确保每根换热管所通过的管板与折流板上的管孔在同一中心线上，否则将使穿管发生很大的困难。 ③管板的钻削加工粗糙度、管板的管桥宽度均按GB151—1999 I级要求验收。 ④管孔精度以自制的通规和止规来检验，并作记录。如要求钻孔(25.4±0.05)mm，即选25.45mm为止规，25.3mm为通规，可以逐孔检查，对于超差孔应作出标记，以便采取特殊措施予以弥补。 ⑤如为强度胀，胀槽深度应确保(O.5±O.05)InlTl范围。对于液袋式胀接的方式，根据目前科研试验的结果，建议槽宽为8mm，槽间距为8mm，通常采用双槽结构。 ⑥胀接前应严格清洁管孔，除去槽边毛刺，不允许有影响胀接紧密性的杂质存在。 3.3管子与管板的连接 (1)胀接 推荐采用液袋式液压胀接方式，以保证胀接紧密程度均匀一致。因为液袋式胀管机其胀接压力是由人工设定，电脑控制操作的，精度较高如+25×2.5的碳钢换热管其贴胀压力通常为1 10—120MPa，强度胀压力为170—180MPa。当采用特殊规格换热管时可以先理论计算，然后通过模拟试验，确认其贴胀及强度胀的适宜液压范围，以保证胀接连接的可靠性。 (2)焊接 一般采用填丝氩弧焊。焊缝高度H确保不小于管壁厚度的1.4倍。采用双层氩弧焊，且第二层焊道起弧处至少要偏离第一层焊道起弧点15。，以消除第一层焊道中特别是起弧和收弧点处可能产生的缺陷。 (3)连接方式 图纸设计为“贴胀+强度焊”时，可采用如下两种方式： ①贴胀(盛水试漏)；强度焊(水压试验)。 ②强度焊(压力试验)；贴胀(水压试验)。当管板孔超标时，应先贴胀，再焊接，以免胀接时影响焊缝质量。图纸设计为“强度胀+密封焊”时，建议采用如下方式： 贴胀(盛水试漏)；密封焊(压力试验)；强度胀(水压试验)。 4结语 国产换热器由于基本材料、加工精度及加工工艺方法均未达到优化组合，导致换热器使用寿命的相对降低。目前已大量使用的胀焊并用结构的换热器，结合我国的国情，通过一系列的质量控制措施，完全可以制造出高质量、寿命长、用户满意的换热器。
管壳式换热器管子与管板的连接方法有哪几种？如何选择？ 根据换热器使用条件、加工条件的不同，基本可分为胀接、焊接、胀焊并用三大类。 其中胀接又可分为：机械胀管、液压胀管、液袋胀管、橡胶胀管、爆炸胀管、脉冲胀管、粘胀等。 焊接分为：普通焊接、内孔焊接、高频焊接、摩擦焊接、钎焊和爆炸焊接。 胀焊并用分为：强度焊+贴胀、强度焊+强度胀、强度胀+密封焊、强度胀+贴胀+密封焊、强度焊+强度胀+贴胀。
管壳式换热器中换热管与管板连接的工艺研究 摘要：管壳式换热器中换热管与管板的连接质量直接影响着换热器的质量和使用寿命。通过对换热管与管板连接的工艺方法进行系统的研究，并进行综合的评价，这些研究在实际生产中的应用具有一定的指导意义和适用价值。
一、概述 换热器作为将物料之间热流体的部分热量传递给冷流体的传热设备，在人们日常生活及石油、化工、动力、医药、原子能和核工业等行业中有着广泛的应用。它可作为独立的设备，如加热器、凝汽器、冷却器等；也可作为某些工艺设备的组成部分，如一些化工设备中的热交换器等。尤其在耗能用量较大的化工行业中，换热器在化工生产的热量交换和传递过程中是不可缺少的设备，在整个化工生产设备中也占有相当的比