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卷管板与换热管在换热器中连接的工艺
作者:山东晟邦钢管有限公司 来源:/ 时间:2020/8/18 8:57:06

卷管板与换热管在换热器中连接的工艺

换热器作为一种将部分热量从热流体传递到冷流体的传热设备,主要应用于人们的日常生活、石油、化工、电力、医药、原子能和核工业。可作为独立设备使用,如加热器、冷凝器、冷却器等。它也可拿来当成一些工艺设备的少部分,如些许化学设备中的热交换器。

尤其是在能耗比较大的化工行业,换热器是化工制造中换热和传递流程中不能缺少的设备,在整个化工出产设备中也占有较大的比重。

从功能上看,换热器不仅仅要确保工业过程所需要的特定温度,还要提升能量使用效率。依照其结构形式,拥有板式换热器、浮头式换热器、固定卷管板换热器和U型管换热器等。此中,除板式换热器外,另外均属于管壳式换热器。

管壳式换热器因为它的单位体积换热面积大、换热效果比较好、结构强、适应性强、制作技术成熟而成为最常用到的典型换热器之一。

第二,卷管板与换热管在换热器中连接

在管壳式换热器中,换热管和卷管板是管程和壳程之间的唯一屏障。换热管与卷管板的连接结构和质量决定了换热器的质量和使用年限,是换热器出产进程中的重要环节。

大多换热器的失效和失效产生在换热管与管板的连接处,连接质量直接影响化工设备和装置的安全性和靠谱性。从而因此,管壳式换热器中换热管与卷管板的连接过程已经成为换热器制作品质保障体系中最关键的控制环节。当前,在换热器研发设计流程中,换热管与卷管板的连接主要包含焊接、胀接、胀接加焊接、胶接加胀接等。

1.焊接

换热管与卷管板焊接时,因其加工要求低、生产工艺简单、密封性能好、焊接、目视检查和维护方便,是管壳式换热器中应用十分广泛的连接方式之一。采用焊接连接时,有确保焊接接头紧密性和抗拉强度的强度焊接和只确保换热管与管板连接紧密性的密封焊接。强度焊接的性能有限,仅适用作于振动小、无缝隙腐蚀的场合。

在传统的焊接连接方法中,因为管子与卷管板孔之间存在间隙,容易发生了间隙腐蚀和过热,焊接接头处的热应力也有着可能造成应力腐蚀和损坏,从而使换热器失效。当前,在国内核电、电力等行业使用的换热器中,换热管与卷管板的连接采用了内孔焊接技术。这一种连接方式将换热管与卷管板的端焊改为管束的内孔焊,并采用全熔透的形式,消除了端焊间隙,提升了抗间隙腐蚀和应力腐蚀的本事。

其抗振动疲劳强度高,能承受高温高压,焊接接头力学性能好;可对接头开展里头无损检查,控制焊缝的里边质量,提升焊缝的靠得住性。不过,内孔焊接技术装配困难,焊接技术要求高,研发设计和检验复杂,研发生产成本相对较高。伴着换热器向高温、高压和较大类型化方向发展,对其设计生产质量的需求越来越高,内孔焊接技术将得到更广泛的应用。

2.伸缩接头

膨胀节是换热管与卷管板之间的传统连接方式。管板和管子通过膨胀装置产生了弹性和塑性变形并紧密连接,形成牢固的连接,来达到密封和抗拉脱的目的。在换热器研发设计进程中,膨胀节适用作于振动不剧烈、温度变化不剧烈、应力腐蚀不严重的场合。

现在使用的膨胀技术主要包含机械滚动膨胀和液压膨胀。机械滚动膨胀节不均匀,假如管子与管板连接失效,不容易通过胀管修复;液囊液压膨胀节由计算机控制,精度高,能确保膨胀节的密封性均匀,连接稳当性优于机械膨胀节。但凡,加工精度严格要求,相对于密度大的接头无法确保胀接的成功,胀接失败后也不可能修复。

3.膨胀和焊接

当温度和压力较高时,在热变形、热冲击、热腐蚀和流体压力和特质下,换热管与卷管板的连接处容易损坏,不可能通过胀接或焊接来确保连接强度和密封性能。膨胀焊接当前应用广泛。本发明的膨胀节及焊接结构能够有效地抑制管束振动对焊缝的损害,有效地消除应力腐蚀和间隙腐蚀,提升接头的抗疲劳性能。

(1)先胀后焊所用的润滑油会渗入接头间隙,对焊接裂纹、气孔等有十分强的敏感性。,这使得焊接中的劣势现象更加严重。渗入缝隙的油无法清理干净,所以采用先胀后焊的工艺,机械胀接不合适。粘胀虽然不耐压力,但可以消除管子与管板管孔之间的间隙,从而有效地阻尼管束对管口焊接所处地点的振动。

但是,传统的手动或机械胀接方法不可以满足均匀膨胀的需求,而计算机控制的液囊胀接方法可以方便、均匀地满足膨胀的需求。在焊接流程中,出于高温熔融金属的影响,间隙中的气体被加热并迅速膨胀。当这一些高温高压气体泄漏出来时,强度膨胀的密封性能会遭受到一定程度的破坏。

(2)胀接前的焊接相对于胀接前的焊接过程,首要问题是控制管子与管板孔之间的精度和配合。当管子与管板孔之间的间隙小到一定值时,焊接接头的质量在膨胀流程中不可能承受到损害。还有,接头承受剪切力的本事相对较差,从而因此,但凡在强度焊接中控制不能够满足要求,则不一定会引起过度膨胀失效或由膨胀接头引发了的焊接接头损坏。

在研发设计流程中,每一个换热管的外缘直径与管板孔之间存在很大的间隙,除此另外任意一个换热管的外圆直径与管板孔之间的间隙沿轴向不均匀。焊接后扩管时,管子的中间线必须与管板管孔的中间线重合,以保障接头质量。一但间隙较大,过度膨胀变形会损坏焊接接头,甚至导致接头脱焊。

4.粘合接头和膨胀接头

粘接和胀接工艺有助于解决换热器换热管与管板连接处的泄漏问题。依照胶接接头的工作条件,正确选择胶接剂是很主要的。在工艺开展流程中,应依照换热器的结构和尺寸选择工艺参数,主要包含固化压力、固化温度、膨胀力等。,并在出产进程中严格把控。该工艺简单、易行、靠谱,在企业实际用途中得到认可,特别值得推广。

(1)在管壳式换热器的换热管与卷管板之间的连接方法中,单独使用传统的焊接或膨胀节不会确保连接强度和密封性能的需求。

(2)膨胀焊接法利于确保换热管与管板的连接强度和密封性,提升换热器的使用年限。

(3)粘接和膨胀节的方式有助于解决换热管与管板连接时的泄漏问题,工艺简单、可行、靠谱。

(4)内孔焊接技术作为一种全熔透焊接方法,具备着特别好抗间隙腐蚀和应力腐蚀本事、振动疲劳强度和焊接接头力学性能。可以控制焊缝的里面质量,这提升了焊缝的稳当性。首先,它更适合在高端产品中推广应用。