管殼式換熱器制造過程

管殼式換熱器

制造過程

一、換熱器

換熱器：使傳熱過程得以實現(xiàn)的設(shè)備稱之為換熱設(shè)備。

筒體制造

殼體制造材料準(zhǔn)備管板管束制造整體裝配

管箱制造

運輸包裝

外表面處理

耐壓試驗

二、工藝流程三、材料準(zhǔn)備根據(jù)設(shè)計圖紙要求準(zhǔn)備材料，并進(jìn)行實物確認(rèn)和標(biāo)記。為降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，封頭由其他廠家配合生產(chǎn)，廠外購買。常用材料及性能碳鋼：強度較低，塑性和可焊性較好，價格低廉，常用于常壓或中低壓容器制造。壓力容器專用碳素鋼代表材料Q235R、

10、20鋼、20G。低合金鋼：低合金鋼是在碳素鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素的合金鋼。具有優(yōu)良的韌性、焊接性能、成形性能和耐腐蝕性能。代表材料：15CrMoR、16MnDR。高合金鋼：具有較好的耐腐蝕耐高溫及耐低溫性能。主要有：鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻鎳鉬鋼

、0Cr13、0Cr18Ni9。材料基本要求及檢驗壓力容器對材料應(yīng)用的基本要求：強度、塑性、硬度、沖擊韌性、斷裂韌性、焊接性。這些性能可以通過常規(guī)的力學(xué)性能試驗的到檢驗。金相檢驗金相：是指金屬或合金的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即金屬或合金的化學(xué)成分以及各種成分在合金內(nèi)部的物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)。金相實驗的目的：金屬材料的物理性能和機械性能與其內(nèi)部之組織有相關(guān)連，因此，可以借著金相試驗的宏觀組織及微觀組織的觀察判斷其的各項性能。金相檢驗過程

1.制樣：可能用到的設(shè)備：金相試樣切割機，預(yù)磨機，拋光機，鑲嵌機

2.制好的樣品進(jìn)行腐蝕，采用硫酸腐蝕。

3.放到金相顯微鏡上觀察。用到的設(shè)備：金相顯微鏡金相檢驗操作四、筒體制造過程定料：確定換熱器所需材料及尺寸劃線：確定尺寸后對材料劃線、排版。切割：根據(jù)劃線尺寸對原材料進(jìn)行切割。刨邊（開坡口）焊接坡口：為了保證全熔透和焊接質(zhì)量，減少焊接變形，施焊前，一般需要將焊件連接處預(yù)先加工成各種形狀。坡口形式：I型、X型、U型、V型

V型坡口X型坡口坡口完成后要求坡口表面不得有裂紋、分層、夾雜等缺陷。施焊前應(yīng)用砂輪打磨清除坡口及母材兩側(cè)表面20mm范圍內(nèi)（離坡口邊緣的距離計）的氧化物、油污、熔渣及其他有害雜質(zhì)卷板卷板流程預(yù)彎壓邊卷板卷板方式點焊

采用手工電弧焊縱焊縫焊接

采用埋弧自動焊校圓焊后熱處理對于鉻鉬鋼的材料，在焊接后需進(jìn)行焊后熱處理。熱處理目的：1、對焊縫消除應(yīng)力，防止焊縫延遲裂紋的出現(xiàn)。2、對焊縫消氫處理，防止氫腐蝕、氫脆的出現(xiàn)。加熱方式主要有通過電加熱帶加熱，用保溫防火棉覆蓋保溫。加熱溫度大約在200-300℃。消除應(yīng)力熱處理時間在16-24h以內(nèi)，消氫熱處理保溫時間不少于0.5h?；蛴没鹧婕訜崽幚?。焊縫無損檢測對縱焊縫采用射線檢測（RT）的方式進(jìn)行檢驗。射線透照檢測：X射線、r射線等，X射線通過加220V電壓工作，設(shè)備有便攜式和固定式，r源：銫75、銥192、鈷60（可檢測200mm厚度）射線檢測工藝：步驟:曝光---洗片---評定底片透照方式:單壁（縱縫、環(huán)外、環(huán)內(nèi)）雙壁（雙壁—單影、雙壁—雙影）照相成像質(zhì)量:對比度、清晰度和顆粒度像質(zhì)計應(yīng)用:評定底片的靈敏度底片評定:判定缺陷合格與否設(shè)備無損檢測主要方法：無損檢測:包括射線透照檢測、超聲檢測、表面檢測：（包括磁粉檢測、滲透檢測、渦流檢測）前兩種主要用于探測被檢物的內(nèi)部缺陷，表面檢測用于探測被檢物的表面和近表面缺陷。超聲檢測：電能-超聲能-電能，一般1~10MHZ常用1~5MHZ，設(shè)備為數(shù)字式和模擬式。

磁粉檢測：通過磁場使焊接接頭磁化，在工件表面均勻撒上磁粉，有缺陷的位置會出現(xiàn)磁粉聚集現(xiàn)象。滲透檢測：一般探測出的缺陷深度0.02mm寬度約0.001mm，利用帶有熒光染料或紅色染料的滲透劑的滲透作用，經(jīng)過滲透、清洗、顯示處理后用目視法觀察。渦流檢測：原理是電磁感應(yīng)，工件接近一個帶有交變磁場的測量線圈時，這個磁場在工件中產(chǎn)生渦流狀的感應(yīng)電流，工件中缺陷的存在會影響渦流磁場的變化五、殼體制造筒體與封頭、筒體法蘭組對焊接固定管板式和浮頭式換熱器筒體與筒體法蘭組對環(huán)縫焊接。U型管式換熱器筒體與封頭組對環(huán)縫焊接環(huán)縫焊接。環(huán)縫無損檢測：采用射線檢測方法（RT、PT）

筒體與封頭組焊筒體與筒體法蘭組焊劃開孔線：根據(jù)圖紙確定好開孔位置及尺寸大小。切割接管孔：利用氣焊切割方法對筒體開孔，并用砂輪打磨開孔。氣焊切割開孔接管法蘭及補強圈與殼體組焊補強圈：開孔后，削弱了器壁的強度，并破壞了結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，會產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力。所以采用補強圈補強。角焊縫無損檢測：采用滲透檢測PT（著色檢測）

補強圈接管法蘭補強圈信號孔通壓縮空氣檢漏

信號孔：1、用來檢驗補強圈焊縫的密封性能。2、排放補強圈和筒體間氣體。磨平殼體內(nèi)表面焊縫：1、使內(nèi)表面光滑去除不平面，防止管束進(jìn)入殼體時卡住。2、防止焊渣劃傷管束。3、防止應(yīng)力集中。組焊鞍座

打磨內(nèi)表面組焊鞍座六、管板管束制造管板：是管殼式換熱器的主要部件之一。用來排布換熱管，將管程殼程流體分隔開來，并同時受管程殼程壓力和溫度作用。折流板：提高殼程流體的流速，增加湍動程度并使殼程流體垂直沖刷管束，以改善傳熱，增大傳熱系數(shù)，并且起支持管束的作用。分為弓形和圓環(huán)-圓盤形兩種。管板加工過程：折流板加工過程：車床加工管板管板劃線及打點鉆床管板鉆孔換熱管預(yù)制換熱管分類：U型換熱器換熱管彎管：彎管機彎管（冷彎）管束固溶處理對不銹鋼材料管束進(jìn)行固溶處理，在彎管處進(jìn)行電流短路，使彎管處瞬間達(dá)到1050℃高溫。然后向管內(nèi)通入冷卻水，使管束極冷，瞬間冷卻。從而達(dá)到消除彎曲所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，恢復(fù)材料本身的性能，同時保證換熱管的彎曲半徑，不回彈的目的。固溶處理換熱管管頭除銹

為保證管頭焊接質(zhì)量換熱管安裝前要對管頭進(jìn)行除銹處理管束組裝過程利用工裝固定管板——穿拉桿、定距管——將折流板、定距管依次固定于拉桿上——穿管穿管防沖擋板、滑道、旁路擋板、密封帶組裝于管束之上固定管板式換熱器將管束套入殼體組裝另一端管板用丙酮清洗管板孔：清除管板上殘留油污及其他污漬，防止管頭焊接出現(xiàn)缺陷。

劃管

通過移動式車床或鉆床將管頭修整平齊，管頭露出管板3-5mm為宜管頭焊接焊接接頭：包括焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)焊縫：由熔池的液態(tài)金屬凝固結(jié)晶而成，通常有填充金屬與部分母材組成。熔合區(qū)：其加熱溫度在合金的固相和液相線之間，化學(xué)成分和組織性能不均勻。因而較薄弱易產(chǎn)生焊接裂紋。熱影響區(qū)：焊縫兩側(cè)母材，因焊接熱作用發(fā)生金相組織和力學(xué)性能變化的區(qū)域。

用手工氬弧焊或旋弧自動焊進(jìn)行兩次方向相反的焊接管頭脹接

利用脹管器擠壓伸入管板孔中的管子端部，使管端發(fā)生塑性變形，管板孔同時產(chǎn)生彈性變形，取去脹管器后，管板與管子產(chǎn)生一定的擠壓力，貼在一起達(dá)到密封緊固連接的目的。

脹管前脹管后脹管方法：機械脹、液壓脹機械脹：液壓脹：管頭無損檢測

滲透檢測:一般探測出的缺陷深度約0.02mm，寬度約0.001mm，利用帶有熒光染料或紅色染料的滲透劑的滲透作用，經(jīng)過滲透、清洗、顯示處理后用目視法觀察。又稱著色檢測。檢測過程：清洗（噴清洗劑）

將管頭管板表面清洗干凈，防止油污等污垢影響實驗效果噴滲透劑（紅色）清洗表面滲透劑噴顯像劑（白色）管頭焊接缺陷缺陷處探傷劑七、管箱制造法蘭、封頭與筒節(jié)組對環(huán)縫焊接：采用埋弧自動焊焊接，焊前預(yù)熱處理。環(huán)縫無損檢測：采用射線檢測，根據(jù)圖紙要求進(jìn)行20％或100％檢測。劃開孔線切割接管孔接管法蘭及補強圈與殼體組焊補強圈信號孔通壓縮空氣檢漏組焊隔板消除應(yīng)力熱處理

熱處理：是將焊接裝備的整體或局部均勻加熱至金屬材料變相點一下的溫度范圍內(nèi)，保持一定的時間然后降溫的過程。局部熱處理熱處理規(guī)范管箱法蘭面二次加工由于管箱法蘭面在與管箱焊接過程中產(chǎn)生熱變形，造成法蘭面密封性能降低，所以利用車床對管箱法蘭面進(jìn)行二次加工。八、整體組裝九、耐壓試驗?zāi)蛪涸囼灥哪康模涸诔O(shè)計壓力下，考核缺陷是否會發(fā)生快速擴展造成破壞或開裂造成泄漏，檢驗密封結(jié)構(gòu)的密封性能。耐壓試驗分類：液壓試驗、氣壓試驗、氣液組合壓力試驗。氣密試驗?zāi)康模簹饷茉囼灥哪康氖菣z驗容器的致密性。由于氣體的滲透能力比液體強，所以對于盛裝毒性程度極度和高度危害的容器和設(shè)計要求不允許有微量泄漏的容器，在液壓試驗合格后，必須進(jìn)行氣密試驗。液壓試壓程序及步驟

容器內(nèi)的氣體應(yīng)當(dāng)排凈并充滿液體，試驗過程中保持容器觀察表面的干燥。當(dāng)試驗容器器壁金屬溫度與液體溫度接近時，方可緩慢升壓至設(shè)計壓力，確認(rèn)無泄漏后繼續(xù)升壓至規(guī)定的試驗壓力，保壓時間一般不少于30分鐘，然后降至設(shè)計壓力，保壓足夠時間進(jìn)行檢查，檢查期間壓力應(yīng)保持不變。液壓試驗過程示意圖浮頭式換熱器試驗過程：

紅色為第一次試驗測試位置藍(lán)色為第二次試驗測試位置綠色為第三次試驗測試位置1.第一次試壓：管束和殼體組裝好，使用工裝將勾圈側(cè)管板與殼體密封好，殼程水壓檢測管頭（紅色線表示區(qū)）。2.第二次試壓：管箱、管束、殼體、浮頭蓋組裝好，管程水壓檢測管箱及浮頭蓋（藍(lán)色線表示區(qū)）。3.第三次試壓：設(shè)備組裝好。殼程水壓檢測外頭蓋（綠色線表示區(qū)）。U型管換熱器試壓過程

紅色為第一次試驗測試位置

藍(lán)色為第二次試驗測試位置1.第一次打壓：檢查U型換熱管與管板的連接強度和密封可靠性（紅色線表示區(qū)）2.第二次打壓：按總圖裝配后，對殼體和管程同時加壓，