管壳式换热器胀焊并用时胀焊顺序探讨综述
先胀后焊技术在管壳式热交换器制造中的应用
先胀后焊技术在管壳式热交换器制造中的应用唐鹏飞;戴红【摘要】介绍了管壳式热交换器产品制造过程先胀接后焊接的技术,同时对管板自动焊工艺提出要求.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2019(040)003【总页数】2页(P55-56)【关键词】管壳式热交热器;胀接;管板自动焊【作者】唐鹏飞;戴红【作者单位】浙江智钢化工机械有限公司;平湖市油脂设备压力容器制造有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ051.50 概述管壳式热交换器制造中，管板与换热管之间先胀后焊连接方式适用于密封性能较高、承受振动或疲劳载荷、有间隙腐蚀的场合。
相比于单纯的胀接或强度焊，胀焊并用技术可使换热器具有更好的密封性和力学性能。
管板自动焊作为一种新工艺，具有提高焊接质量、产品外观质量及节约人力等优点。
现以其公司制造的管壳式热交换器为例进行分析。
1 胀接1.1 胀接准备、管板孔加工某公司管壳式热交换器的管板厚度为28 mm, 材料为S30408Ⅱ锻件；换热管尺寸为25 mm×2.5 mm，材料为S30408，胀孔接头如图1所示。
胀接前应先进行检查，确保换热管表面设有裂纹、砂眼及凹痕等缺陷，其壁厚及直径允差符合要求，管板的孔内壁粗糙度应不大于12.5 μm，管板与管子胀接部位的油污需进行清洗。
图1 胀孔接头图1.2 胀接工艺换热管与管板组装时，需检查管板端面与管子轴线间的垂直度，垂直度允差应小于1 mm。
胀管前需先用大力钳将另一端相邻的两个换热管钳紧固定，然后选用前进式不带翻边的直边胀管器在胀端进行胀接，胀管器规格需与管板厚度及管子尺寸相适应。
进行机械胀接时，通常通过电脑控制胀接过程，需严防油污渗入胀接面之间。
胀接过程中，操作人员应随时察看胀口边缘有无裂纹，需避免单边偏挤，还应检查胀管器有无损伤，假如发现问题要及时处理。
介质危害程度较高的热交换器，一般不建议采用机械胀接。
因机械胀接的润滑油易残留在管子与管板间隙，施焊时会影响焊接接头质量。
管壳式换热器换热管与管板胀管率的确定
管壳式换热器换热管与管板胀管率的确定刘敏(大连冷冻机股份有限公司,辽宁大连116033)摘要:对胀管率的控制进行了详细的论述,并对胀管率的计算方法进行了比较,从而提出了不同材料的胀管率的控制范围;同时对影响胀接质量的因素作了总结。
关键词:胀管率;强度胀;贴胀;内径控制法由国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》第104条、第105条对换热管与管板的胀接方法及胀接的基本要求做出了原则性的规定,但对胀管率没有具体的规定,目前也没有国家标准可依。
而胀接又是管壳式换热器制造中的重要工序之一,所以为保证胀接质量,如何确定胀接方法及合适的胀管率尤显重要。
1胀接方法换热管与管板的胀接方法有机械胀接和柔性胀接(或称均匀胀接)。
机械胀接的方法为非均匀性的胀接,一般在胀接过程中需要加油润滑(由于油的污染造成胀接后不能保证焊接质量和污染胀接处的表面质量),并且机械滚珠在碾轧中使管径扩大产生较大的冷作应力,因此机械胀接不利于有应力腐蚀的场合。
但是由于它的操作简便,直到目前许多厂家仍然广泛地使用在中、薄管板的胀接上。
本文将着重对不同材料的换热管采用机械胀接方法的胀管率作以介绍。
2胀管率的确定2 1胀管率为确保胀接质量,应确定合适的胀管率,通常用胀紧程度与管板孔原有直径、换热管内径或换热管壁厚的百分比来表示胀管率,胀紧程度可以用公式(1)表示:Ｈ=ｄ12-ｄ11-ｂ(1)式中Ｈ———换热管胀紧程度,ｍｍｄ11,ｄ12———换热管胀前、后的内径,ｍｍｂ———胀前换热管与管板孔的双边间隙量,ｍｍ胀管率是以胀紧度对换热管内径、管板孔直径或换热管壁厚的百分率来表示。
2.2常见材料的胀管率表1为常见材料的胀管率参考值,利用公式(1)可以换算出换热管胀后的内径范围。
胀管率的确定,除了要考虑胀接方法(强度胀与贴胀的胀紧程度区别较大),同时还应考虑管板孔的公差范围、换热管外径及壁厚的公差等因素。
2 3胀管率的计算方法胀管率的计算方法有多种形式,以下为国内外常见的几种计算公式。
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。
换热器管板与管子的连接方法与原理
管板与换热管的连接方式主要胀接、焊接、胀焊结合;
胀接分强度胀和贴胀两种,胀接的方法主要有机械滚胀法、液压胀管、爆破胀管,胀接是利用电动或风动等动力使心轴旋转并挤入管内迫使管子扩张产生塑性变形而与管板贴合,为了提高胀管的质量,管端材料的硬度应比管板低;若单一使用胀接,一般使用条件为压力不超过4MPa,温度不超过350℃;带槽孔的结构用于抗拉脱能力与密封性要求高的场合,管板中开的环形小槽深为～,管子材料被胀挤进槽内,可防止介质外泄,管板厚度小于30mm 时,槽数为1,厚度大于30mm时,槽数为2;液压胀、爆破胀具有劳动强度低、密封性能好,一般推荐在高温高压的工况下采用液压胀和爆破胀;
焊接分强度焊和密封焊两种,焊接加工简单、连接强度好,在高温高压时能保证连接处的紧密性与抗拉脱能力,管子与薄管板的固定更应采用焊接方法;当连接处焊接之后,管板与管子中存在的残余热应力与应力集中,在运行时可能引起应力腐蚀与疲劳破坏,此外,管子与管板孔之间的间隙中存在的不流动的液体与间隙外的液体有着浓度上的差别,还容易产生间隙腐蚀,目前在工况要求较高的场合推荐采用内孔焊;
采用胀焊结合的方法,不仅能提高连接处的抗疲劳性能,还可消除应力腐蚀和间隙腐蚀,提高使用寿命;
采用强度胀+密封焊的结合方式,胀接承受拉脱力,焊接保证紧密性,采用强度焊+贴胀的结合方式,焊接承受拉脱力,胀接消除管子与管板间的间隙;。
管壳式换热器换热管与管板连接工艺探讨
86研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术中国设备工程 2017.06 (上)换热器是当前我国比较常用的一类设备，其作为热量流动和传递的重要设备得到了较好应用，并且在很多方面都得到了较为理想的落实推广，不仅仅在工业生产过程中，对于我们日常生活中的很多环节，都可以借助于这种换热器来实现。
在换热器的应用过程中，管壳式换热器是比较常见的一个基本类型，这种管壳式换热器的应用也确实具备理想的运用效果，这也就需要针对这种管壳式换热器的基本构造以及安装进行严格控制把关。
围绕着管壳式换热器的应用而言，换热管的安装是比较重要的一个方面，其不仅仅要促使自身具备理想应用效果，还需要从连接方面进行管控，尤其是对于换热管和管板之间的有效连接，更是需要从工艺的应用入手进行全方位控制。
1 管壳式换热器换热管和管板连接概述在当前我国很多社会发展层面中，相应的换热器设备都得到了较为理想的应用，其不仅仅可以作为单体设备进行应用，比如在日常生活以及工业发展中可能会应用到的一些加热器以及冷却器等设备，还可以在工业生产过程中作为其中的一个重要环节进行设计运用，比如很多工业生产都可能会应用到热交换器设备，其是维系相应工业生产顺利执行的重要条件所在。
结合这种换热器的应用来看，可以分为很多种不同的类型，比如最为常见的有板式换热器、固定管板式换热器以及浮头式换热器等，这些换热器的具体应用效果存在的明显的差异性，除了板式换热器之外，其余换热器都是管壳式换热器的重要代表类型。
结合管壳式换热器的具体应用来看，其相对于其它换热器类型具备着较为明显的优势特点，尤其是在换热效率方面，其更是极为理想，换热面积比较大，传热速度也比较快，进而也就值得在今后相应环节中得到较好应用。
但是在这种管壳式换热器的实际应用运行过程中，其对于换热器自身相应结构的要求同样也是比较高的，需要其具备理想的坚固性和可靠性效果，尤其是要避免在后续管壳式换热器运行中出现较为明显的故障缺陷问题，对于其中换热管以及管板之间的有效连接，更是需要引起高度重视，切实保障换热器能够发挥出理想的作用效果。
管壳式换热器讲义
不兼作法兰时管板与壳体的连接结构
2、 浮头式、U型管式和填函式换热器的管板与壳体的连接 由于浮头式、U型管式和填函式换热器的管束要从壳体中抽出，以便进行清洗，故需将管板做成 可拆连接。
管板与壳体可拆结 构
6.2.5 管箱与管程分程（Tube box and tube split）
1、管箱与分程隔板 换热器管内流体进出口的空间称为管箱。管箱位于换热器的两端，将介质均匀地分布到各换热管 中，或将管内流体汇集后输送出来。为了便于清洗、检修管子，管箱应采用可拆结构。
4、U型管式换热器（U-tube heat exchanger）
换热器的管束弯成U型，U型管两端固定在同一块管板上，在管箱中加有一块隔板。
U型管式换热器 优点：换热器只有一块管板，结构简单，造价便宜。管束可以抽出清洗，管子可以自由膨胀。 缺点：管内不便清洗，管板上布管少，结构不紧凑。管外介质易短路，影响传热效果。内层管子 损坏后不易更换。 U型管式换热器主要用于管内清洁而不结垢的高温、高压介质。壳层介质适应性强，常用于高压、 高温、粘度较大的场合。
2、 管间距（Tube spacing）
管板上两换热管中心的距离称为管间距。确定管间距既要考虑结构紧凑性、传热效率，又要考虑 管板强度和清洗空间以及管子在管板上固定的影响。对于正三角形排列，管间距应大于等于管子 直径的1.25倍，且不小于d0+6 mm。
最外层换热管的管壁与壳体内壁间的距离不得小于10 mm。
正三角形排列的管子
正方形排列的管子
组合排列法
当壳程为清洁、不结垢的流体时，宜选用正三角形排列。
壳程流体粘度较大或易结垢需定期清洗壳程时，一般采用正方形排列。
多程换热器，常采用正三角形和正方形组合排列方法，以便安排隔板位置。对于直径较大、管子 较多，按正三角形排列管子总数超过127根时必须在管束周围的弓形空间尽量再配置附加换热管。
胀接通用工艺介绍
操作工应经过培训 ， 考核合格后才能上岗操作 。 每个操作工在操作 前应先检查上道工序的加工是否正确。每个操作工在操作前应查看 图 纸和流转卡 ， 以确定应使 用的胀接方法 、 胀接率 。胀接前应检查测量工 具、 胀管工具的完好 。操作工在本工序完工后应首先 自检 ， 合格后 再转 下道工序。需经检验员检验 的工序在 自检合格后交检验员检验 ；控制 点、 停止点必须 经相关人员检验。 当图纸上规定的标准与本规程不一致 或另有规定时（ 如胀接率 、 胀接长度等 ）以图纸规定为准。发现异常应 ， 通知检验员或主管 ， 采取的措施应记 录。 ２胀 前 准 备 ． ２ 计算胀接压力（ ． １ 柔性胀） 管子外径刚发生塑性变形的胀接压力 。 Ｐ（ ａ ０ＭＰ ）
科技信息
专题 论 述
胀 授 通 用 工 艺 介绍
江 苏省 特种设 备安 全监督检 验研 究院无锡 分 院 王
［ 摘 要】 本文对胀接通用工艺做 简单介绍， 供在换 热器 ｑｇ ￣管与管板 的胀接 中参考。 ，ｔ ［ 关键 词］ 胀接 胀接 率
ｏ 前 言 ．
冲
胀接广泛应用于管壳 式换热 器换热管 与管板 的连接 ，但是在 Ｔ Ｇ Ｓ Ｒ ０ ４ ２ ０ 固定式压力容器安全技术监察规程》 ０ ０ — ０ ９《 以及 Ｇ Ｉ １《 Ｂ ５ 管壳式 换热器》 中并无涉及 ， 以下介绍某厂 的胀接通用工艺， 以参考。 用
３胀 接 操 作 顺 序 ．小胀接压力 Ｐ ＭＰ ） （ ａ 。
２ ２
， ， ．
ｘ
、 ／３
Ｋ。
Ｆ 一 考虑胀管两侧管板影响的内压放大 系数 Ｋ——考虑周围管桥影响后的外 、 内径之 比。 于管孔正三角形排 对
列
管壳式换热器中间管板胀接工艺技术
管壳式换热器中间管板胀接工艺技术作者：蓝景华来源：《科技创新与应用》2014年第01期摘要：文章旨在结合管壳式换热器中间管板胀接的相关工艺技术进行探讨。
在结合中间胀接技术的原理及特点的基础上，从工艺评定试验方案、样品焊接装配以及其工艺试验等方面进行详细阐述，希望能够提供人们一些意见参考。
关键词：中间管板胀接；中央空调；管壳式换热器1 中间胀接技术的原理及特点1.1 基本原理气动胀管机驱动深孔胀管器挤压中间管板处铜管，在胀管器的滚珠不断挤压下，铜管受挤压壁厚减薄，内径增大，外壁与管板孔内壁及密封槽达到牢固再紧密的接触，胀接后管板处于弹性状态，铜管发生塑性变形残留压应力，达到胀接密封效果。
1.2 中间胀接技术的特点包括：（1）能够应用于深度胀接的换热器，解决传统胀接带来的复杂设计问题。
（2）胀接稳定性好，可靠性高，相互系统窜气量少。
（3）在中央空调多系统螺杆机组上，可大幅降低生产成本。
2 工艺评定试验方案2.1 准备试验样件制造由壳体、管板、换热管等零件组成的换热器样件（如图1），样件用于模拟产品在正常生产状态下的中间胀接，其结构形状与产品完全一致，作为确定胀接参数、气密检验和解剖检验，及拉脱力检验的工艺评定使用。
图1 双系统换热器试验样件2.2 制定检验操作标准试验前要做好资料准备、工艺方案、编制实验记录表格，如胀接记录，试压报告等。
同时对胀接人员和质检人员进行培训，确保胀接人员熟悉胀接工艺操作过程，质检人员必须会使用测量工具，熟悉填写各项记录。
3 样品焊接装配根据设计及图纸要求，加工和焊接装配与产品相似管壳式换热器，对于组对换热器样件提出两种方案，一是组对中管板与两节筒体后，先穿铜管再组对左右管板；二是组对中管板、两节筒体和左右管板好后，再穿铜管，但必须保证3块管板孔同轴。
考虑现场生产条件不同，可以综合选择哪种方案更适合生产。
此外，还要求样件中间管板厚度不得少于产品的厚度，管孔加工技术要求参数与产品一致，且管板在组对焊接前，管板油污，杂质要清洗干净，尤其是中间管板要提前清洗，中间管板与两节壳体组对焊时，须有工装保护中间管板不受焊接飞溅污染。
换热器管子与管板胀焊制造工艺分析
Ｃ ｈｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｔ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅｖ ｉ ｅ ｗ
●Ｉ Leabharlann 换 热 器 管 子 与 管 板 胀 焊 制 造 工 艺 分 析
陈俊生 王 兴
（ 廊 坊 广厦 新源 石 化设 备 制造 有 限公 司 河 北 省 ０ ６ ５ ６ ０ ０ ） ［ 摘 要］ 换 热器 管 子与 管板 的 连接 处 ， 常 常 是最 容 易渗 漏 的部 位 。 管 子与 管 板连 接接 头设 计 得合 理 与否 以及 制 造质 量 好坏 ， 都会 直接 影响 到 热交 换器 的使 用性 能 及寿命 ， 有 时甚 至涉 及 整个 装置 的运 行 因此 ， 管子 与 管板 连接 头 的连 接是 整个 换热 器制 造过 程 的 关键工 序 。 在 换热 器 的制造 过程 中． 有 胀接 、 焊 接和 胀焊 结 台三种 连接方 法 ， 但经 常采 用管子 与管 板胀焊 结合 的连接 方法 ， 目的在于综 合 利用胀 接和焊接 各 自的优 点 ， 谋 求获 得耐高 温高压 、 承受动 载荷和耐 腐蚀 的换热 器 。 本文 分析 了换 热器 管子 与 管板胀 焊 接头 的加 工 ， 是先 焊后 胀还 是先 胀 后焊 的好 ， 至 今仍有 争 论。 详细分 析 比较 了两种 连接 加工 方法 ， 各 自的优缺 点及 应用情 况 ， 提 出 了胀 接与 焊接 先后 次序 应 遵循 的 主要 原则 。 为 实 际生 产选 择合 理 的制造 工 艺 ， 保证 管子 与管 板 连接 接头 的质 量提 供参 考 。 ［ 关键 词］ 换 热器 管 子 ， 管板 ・ 胀 焊工 艺 中 图分类 号 ： Ｔ Ｄ３ ２ ７ ． ３
文 献标 识 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ －９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ４ １ 一Ｏ ０ ５ ９ 一 Ｏ １
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管壳式换热器胀焊并用时胀焊顺序探讨
毛国东*(江山顺泰化工机械工程有限公司)
0 前言
换热器在化工设备中占很大比例。作为化工生产过程中最基本的操作单元——换热器,
其完好与否对化工生产的影响很大,一旦泄漏,对化工产品的质量、工厂安全、环境和设备等
将造成很大的损失。
在化工生产中换热器因其结构特殊、工况恶劣,有时既要受压,又要承受变载,甚至还受到
腐蚀的作用。换热器受到的腐蚀一般有电化学腐蚀、应力腐蚀和冲刷腐蚀。电化学腐蚀较为
普遍存在。产生应力腐蚀的应力有:工作应力,由进出口温差所产生;材料残余应力,在加工制
作过程中产生;结构应力,由于结构在设计制造上的局限性等所产生。冲刷腐蚀,多发生在气体
入口处或气液混合入口处。管板上焊缝多,一般换热器有几百至几千个焊口。若焊接工艺掌
握不好,焊缝中极易产生气孔等缺陷。一般厂家没有热处理条件,也没有管板焊缝射线照相技
术,只能做一些焊缝表面检测,无法消除残余应力和发现焊缝内部气孔。而浅层的气孔极易在
使用一段时间后显露出来,造成泄漏。所以,焊缝质量有时难以从检测中得到有效控制。要提
高换热器管板的焊接质量,必须通过改善和提高焊接、制造工艺来达到。
1 管板连接方法
换热管与管板连接的适用范围和常用连接方式可分为以下几种:
强度胀接:适用于设计压力小于等于4MPa,设计温度小于等于300℃,操作时无剧烈振
动、无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀的场合。
强度焊接:适用于设计压力小于等于35MPa,无较大振动及无间隙腐蚀的场合。
胀焊并用:适用于设计压力小于等于35MPa,密封性能要求较高,承受振动或疲劳载荷,
有间隙腐蚀,采用复合板的场合。
2 胀焊并用
在实际生产中对换热器密封性能的要求往往较高,有些使用场合有间隙腐蚀,有时还伴
有振动和疲劳载荷等,所以要求换热器管板连接采用胀焊并用的结构形式。
2.1 胀焊并用结构
2.1.1 强度胀加密封焊
强度胀加密封焊主要适用于压力较低时,既要保证换热管与管板连接的密封性,又要保证
换热管与管板抗拉脱强度的场合,其结构形式如图1所示。
2.1.2 强度焊加贴胀
强度焊加贴胀主要适用于压力较高时,既要保证换热管与管板连接密封性及抗拉脱强
度,又要消除换热管与管孔之间缝隙的场合,其结构形式如图1所示。
2.2 胀焊并用的胀接和焊接顺序
国标GB151-1999及有关标准中仅提出胀焊并用的管板连接方法,而对于是先焊后胀,
还是先胀后焊,并未明确规定。换热管与管板连接的角焊缝尺寸也只规定了H值(见图1)不得
小于管壁厚的1.4倍,而实际制作中这个H值较难测定,因而换热管与管板角焊缝焊接有焊一
道的,也有焊二道的,各制作单位各不相同。本公司在制作胀焊并用换热器时也先后曾用过以
下几种制作顺序与方法:
胀+焊:先胀接,胀接好后再焊接。
焊+胀:先焊接,焊接好后再胀接。
胀+焊+焊:先胀接,胀接好后再焊接二道。
焊+胀+焊:先焊接,再胀接,最后再焊接。
焊+焊+胀:先焊一道,再焊一道,二道焊好后再胀接。
2.3 各种制作顺序结果比较
根据我公司近十年来所制作的换热器试压泄漏率、运行一年和三年后泄漏率的不完全
统计,换热器管板胀焊并用时的胀接与焊接顺序对换热器管板的质量有很大的影响,见表1。
按胀+焊或焊+胀的制作顺序和工艺生产的换热器泄漏率高,使用1～2年后已基本无
法再使用而淘汰。这些换热器管板角焊缝只焊一道,角接接头的实际H值偏小,焊缝较薄弱,
有些焊缝缺陷也无法从再道焊缝中得到有效弥补,因而泄漏率高。使用一段时间后,角焊缝被
部分腐蚀,泄漏率就更高。
按胀+焊+焊和焊+胀+焊的顺序制作的换热器,克服了角接接头H值偏小的缺陷,但因胀接部
位与焊缝间有一段15mm不胀的密封空气柱,在焊第二道时,密封空气受热膨胀,从熔池中冲
出,把空气柱中的氢、氮、水蒸气等带入熔池,形成析出型气孔。这类气孔有一部分是浮在上
表层而又外观未显现的“皮下气孔”,在使用一段时间表层焊缝被腐蚀后显露出来,因而造成
泄漏。
按焊+焊+胀的顺序制作的换热器,既克服了角接接头H值偏小的缺陷,又避免了析出型
气孔的产生,泄漏率低。
3 结束语
在化工生产中换热器管板角接接头受载复杂,介质又有腐蚀性,焊接缺陷极易在使用中
显现出来,发生泄漏。从1999年始,本公司就按焊+焊+胀的制作顺序和工艺生产胀焊并用结
构的换热器,投用运行后情况良好,泄漏率极低,能满足化工生产的需要。