管殼式換熱器的脹接工藝

1、管殼式換熱器的脹接工藝管板和換熱管都是換熱器的主要受壓元件，兩者之間的連接處是換熱器的關(guān)鍵部位。脹接是實(shí)現(xiàn)換熱管與管板連接的一種方法，脹接質(zhì)量的好壞對(duì)換熱器的正常運(yùn)行起著關(guān)鍵的作用。因此，換熱管與管板之間的脹接工藝技術(shù)就顯得非常重要。1 脹接形式及脹接方法脹接形式按脹緊度可分為貼脹和強(qiáng)度脹。貼脹是為消除換熱管與管板孔之間縫隙的輕度脹接， 其作用是可以消除縫隙腐蝕和提高焊縫的抗疲勞性能。強(qiáng)度脹是為保證換熱管與管板連接的密封性能及抗拉脫強(qiáng)度的脹接。貼脹后脹接接頭的抗拉脫力應(yīng)達(dá)到1MPa以上，強(qiáng)度脹后脹接接頭的抗拉脫力應(yīng)達(dá)到 4MPa以上。脹接方法按脹接工藝的不同可分為機(jī)械脹、爆炸脹、液壓脹和脈沖脹

2、等。機(jī)械脹是用滾珠進(jìn)行脹管的，具有操作簡單方便、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛應(yīng)用。2 脹管器的選用脹管器的種類，有三槽直筒式、五槽直筒式、軸承式、調(diào)節(jié)式、翻邊式。它的選用主要根據(jù)換熱管的內(nèi)徑、管板厚度、脹接長度及脹接特點(diǎn)而確定。3 換熱管與管板硬度的測(cè)定換熱管與管板材料應(yīng)有適當(dāng)?shù)挠捕炔?，管板硬度?yīng)當(dāng)大于換熱管的硬度，其差值最好達(dá)到 HB30 以上， 否則脹接后管子的回彈量接近或大于管板的回彈量而造成脹接接頭不緊。脹接的原理是脹接時(shí)硬度較低的管子產(chǎn)生塑性變形，而硬度較高的管板產(chǎn)生彈性變形，脹接后塑性變形的管子受到彈性回復(fù)的管板孔壁的擠壓而使管子和管板緊密地結(jié)合在一起。因此在脹管之前應(yīng)首先測(cè)定

3、管子與管板的硬度差是否匹配。如果兩者硬度值相差很小時(shí)應(yīng)對(duì)管子端部進(jìn)行退火熱處理。管子端部退火熱處理長度一般為管板厚度加100mm。4 試脹正式脹接之前應(yīng)進(jìn)行試脹。試脹的目的是驗(yàn)證脹管器質(zhì)量的好壞，驗(yàn)證預(yù)定的管子與管板孔的結(jié)構(gòu)是否合理，檢驗(yàn)脹接部位的外觀質(zhì)量及接頭的緊密性能，測(cè)試脹接接頭的抗拉脫力，尋找合適的脹管率，以便制定出合理的產(chǎn)品脹接工藝。試脹應(yīng)在試脹工藝試板上進(jìn)行。試板應(yīng)與產(chǎn)品管板的材料、厚度、管孔大小一致，試板上孔的數(shù)量應(yīng)不少于5 個(gè)，其管孔的排列形式見圖1 所示。試脹所用管子的材料、規(guī)格應(yīng)與產(chǎn)品用換熱管一致，但長度可不一致，一般為管板厚度加50mm。圖1試脹前應(yīng)根據(jù)脹管率計(jì)算公式推算

4、出換熱管脹接后的內(nèi)徑尺寸，脹管率計(jì)算公式可按我國鍋爐規(guī)程中給出的公式計(jì)算：H= (did2 6 ) /d3X100%式中：di, d2脹后、脹前管子內(nèi)徑d3脹前管孔內(nèi)徑6 脹前管孔直徑與管子外徑之差脹管率應(yīng)在0.9 %2.2 %之間選取。脹管率小于0.9 %為欠脹，管子脹后未產(chǎn)生足夠 的塑性變形，不能保證脹接質(zhì)量。脹管率大于 2.2 %為過脹，管子脹后產(chǎn)生過大的塑性變 形，加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，容易導(dǎo)致管子出現(xiàn)裂紋等缺陷，管板也可能產(chǎn)生塑性變形而使脹 后的管板不能有效的回彈，從而影響脹接接頭的性能。脹管率取大值還是取小值，應(yīng)根據(jù) 脹接形式而定。貼脹時(shí)應(yīng)取較小值，強(qiáng)度脹時(shí)應(yīng)取較大值。脹接過程應(yīng)由初脹

5、和終脹兩步來完成，這樣可以防止一次脹接變形量過大而使管子出 現(xiàn)裂紋等缺陷，也有利于提高脹接接頭的脹緊度。 初脹是消除管子與管板孔間隙的脹接過 程。終脹是把管子脹到要求尺寸的脹接過程。脹接后應(yīng)按管子內(nèi)徑大小進(jìn)行編號(hào)，計(jì)算出 每個(gè)管接頭的脹管率。5工藝試驗(yàn)工藝試驗(yàn)包括密封試驗(yàn)、拉脫力試驗(yàn)和解剖檢驗(yàn)三方面。密封試驗(yàn)就是在專用裝置上 進(jìn)行水壓密封性試驗(yàn)，檢查脹接接頭的嚴(yán)密性。拉脫試驗(yàn)是檢驗(yàn)管子與管板脫力時(shí)所需之 力大小的試驗(yàn)，貼脹時(shí)拉脫力應(yīng)達(dá)大于 1MPa,強(qiáng)度脹時(shí)拉脫力應(yīng)大于 4MPa。解剖檢驗(yàn) 是把管接頭分解后檢查脹接處是否有起皮、皺紋、裂紋、切口和偏斜等缺陷，檢查脹接過 渡部分是否有突變以及喇叭

6、口根部與管壁的結(jié)合狀態(tài)是否良好，檢查管板孔與管子外壁的接觸表面的印痕和嚙合狀況。6正式脹接正式脹接之前換熱管應(yīng)逐根進(jìn)行水壓試驗(yàn)， 換熱管端部（管板厚度+50mm）進(jìn)行清洗, 清除銹蝕、油污等雜物。脹管時(shí)應(yīng)按試脹結(jié)果確定一個(gè)合適的脹管率，測(cè)量換熱管端部直 徑和管板孔直徑并進(jìn)行合理的分組搭配，以便更好地保證脹接質(zhì)量。脹接順序也是應(yīng)注意的問題。脹接時(shí)，管子因伸長而對(duì)管板產(chǎn)生一個(gè)反力，在第一塊 管板脹完后，另一塊管板的脹接順序如不合理就會(huì)導(dǎo)致管板產(chǎn)生變形。第二塊管板比較合理的脹接順序是按圖2的方式從中央第1區(qū)開始脹，然后放射形地向第 27區(qū)順序脹下 去。對(duì)于浮頭式換熱器應(yīng)先脹固定管板處的管頭，后脹活動(dòng)管板處的管頭。對(duì)于先焊后脹 的接頭應(yīng)使脹接順序與焊接順序相逆，這樣便于焊接應(yīng)力與脹接應(yīng)力相互制約。圖2脹接環(huán)境也很重要，脹接應(yīng)在 0c以上進(jìn)行。脹接時(shí)應(yīng)防止?jié)櫥土魅牍茏优c管板孔 的縫隙中。脹接過程應(yīng)與試脹過程一致，由初脹和終脹兩步完成。對(duì)于經(jīng)水壓試驗(yàn)不合格的接頭 應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)脹，但一