換熱器通用脹接工藝

1、脹管通用工藝規(guī)程一、脹接說明1 脹接脹接是換熱管與管板的主要聯(lián)接形式之一，它是利用脹管器伸入換熱管管頭內(nèi)，擠壓管子端部，使管端直徑擴(kuò)大產(chǎn)生塑性變形，同時(shí)保持管板處在彈性變形范圍內(nèi)。當(dāng)取出脹管器后，管板孔彈性變形，管板對(duì)管子產(chǎn)生一定的擠緊壓力，使管子與管板孔周邊緊緊地貼合在一起，達(dá)到密封和固定連接的目的。由于管板與管子的脹接消除了彈性板與塑性管頭之間的間隙，可有效地防止殼程介質(zhì)的進(jìn)入而造成的縫隙腐蝕。當(dāng)使用溫度高于300時(shí)，材料的蠕變會(huì)使擠壓殘余應(yīng)力逐漸消失，連接的可靠性難以保證。因此，在這種工況下，或預(yù)計(jì)拉脫力較大時(shí)，可采用管板孔開槽的強(qiáng)度脹接。脹接又分為貼脹和強(qiáng)度脹。2 脹管率脹管率是換熱管

2、脹接后，管子直徑擴(kuò)大比率。貼脹與強(qiáng)度脹的主要區(qū)別在于對(duì)管子脹管率（ 管子直徑擴(kuò)大比率） 的控制不同，對(duì)冷換設(shè)備換熱管來說，強(qiáng)度脹要求的脹管率 H為12.1%,而貼脹要求的脹管率 H為 0.3 0.7%。3 貼脹貼脹是輕度脹接的俗稱，貼脹是為消除換熱管與管板孔之間的縫隙， 以防止殼程介質(zhì)進(jìn)入縫隙而造成的間隙腐蝕。由于貼脹時(shí)脹管器給管子的脹緊力較小，管子徑向變形量也就比較小。因此換熱管與管板孔之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦力就比較小，所以它不能承受較大的拉脫力，且不能保證連接的可靠性，僅起密封作用。貼脹時(shí)，管孔不需要開槽。4 強(qiáng)度脹強(qiáng)度脹是指管板與換熱管連接處的密封性和抗拉脫強(qiáng)度均由脹接接頭來保證的連接方式

3、。強(qiáng)度脹接的管板孔要求開脹管槽，一般開兩道脹管槽。以使管子材料在脹接時(shí)嵌入脹管槽內(nèi)，由此來增加其拉脫力。特別是當(dāng)使用溫度高于300時(shí)，材料的蠕變會(huì)使擠壓殘余應(yīng)力逐漸消失，連接的可靠性下降，甚至發(fā)生管子與管板松脫，這時(shí)采用強(qiáng)度脹接，其抗拉脫力就比貼脹要大得多。脹管前應(yīng)用砂輪磨掉表面污物和銹皮，直至呈現(xiàn)金屬光澤，清理銹蝕長度應(yīng)不小于管板厚度的2 倍。 管板硬度應(yīng)比管子硬度高HB2330,以免脹接時(shí)管板孔產(chǎn)生塑性變形，影響脹 接的緊密性。為保證脹接質(zhì)量，當(dāng)達(dá)不到這個(gè)要求時(shí)，可將管端進(jìn)行退火處理，降低硬度后再進(jìn)行脹接。強(qiáng)度脹接的適用范圍是：設(shè)計(jì)壓力小于等于4Mpa設(shè)計(jì)溫度小于等于300；操作中無劇烈振

4、動(dòng)，無過大的溫度變化及無嚴(yán)重應(yīng)力腐蝕的場合。 有應(yīng)力腐蝕時(shí)，不應(yīng)采用管頭局部退火的方式來降低換熱管的硬度。由于脹管器脹頭的尺寸限制，外徑小于14mm勺換熱管與管板的連接不能采用脹接；由于高溫使管子與管板產(chǎn)生蠕變，脹接應(yīng)力松馳，繼而引起連接處的泄漏，所以當(dāng)操作溫度高于350時(shí)，不宜單獨(dú)采用焊接或是脹接，而應(yīng)采用脹焊組合的方法。5 脹焊組合脹焊組合旨在使脹接和焊接的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。高溫、 高壓換熱器換熱管與管板間的連接接頭，在操作中受到反復(fù)熱變形、熱沖擊、 腐蝕及介質(zhì)壓力的作用，容易發(fā)生泄漏。操作苛刻時(shí)，甚至發(fā)生破壞。這時(shí)，無論單獨(dú)采用焊接或是脹接，都難以保證連接的可靠性。此時(shí)就應(yīng)采用脹焊組合的方法。它

5、既能夠提高接頭的抗疲勞性能，還可以消除應(yīng)力腐蝕開裂和縫隙腐蝕，使換熱器的壽命比單用焊或脹時(shí)長得多。脹焊組合的制造一般有兩種，先脹后焊和先焊后脹。不同的工序各有其優(yōu)缺點(diǎn)。采用先脹后焊的工序時(shí)，脹管器留下的潤滑油污會(huì)影響隨后的焊接質(zhì)量。而采用先焊后脹工序，焊后的脹接會(huì)使前面的焊接接頭產(chǎn)生松動(dòng)或裂紋，影響焊接質(zhì)量。當(dāng)在先脹后焊工序中采用硫化鉬 作為脹接潤滑劑時(shí)，就不會(huì)影響焊接質(zhì)量，或?qū)⒐馨宓拿浗游恢眠h(yuǎn)離焊口，亦不會(huì)影響以前的焊接質(zhì)量。脹焊并用適用于密封性能要求較高的場合、承受振動(dòng)和疲勞載荷的場合、 有縫隙腐蝕和采用復(fù)合管板的場合。一般地說，強(qiáng)度焊加貼脹適用的溫度和壓力高于強(qiáng)度脹加密封焊。尤其適用于殼

6、程有縫隙腐蝕和復(fù)合管板的場合。而強(qiáng)度脹加密封焊多用于設(shè)計(jì)壓力3.5Mpa 以下和介質(zhì)極易滲漏或?qū)橘|(zhì)要求極嚴(yán)的情況。二、被脹接材料、脹接工具及環(huán)境1 換熱管1.1 換熱管應(yīng)符合圖紙規(guī)定的相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量證明書填寫內(nèi)容齊全。1.2 換熱管的檢驗(yàn)與清理1.2.1 換熱管入廠檢驗(yàn)時(shí)，規(guī)格尺寸應(yīng)正確，管子的內(nèi)外表面不得有裂紋、壓扁等缺陷，端頭不得有縱向裂紋、刻痕、麻點(diǎn)等缺陷。1.2.2 管子端頭外表面應(yīng)均勻地進(jìn)行打磨除銹，呈現(xiàn)金屬光澤。打磨長度應(yīng)為2 倍的管板厚度，且打磨后的表面不得有起皮、凹痕及縱向溝槽等缺陷。（注意打磨時(shí)用砂布輪環(huán)向打磨除銹，不得縱向打磨造成表面損傷。1.2.3 U 形管組裝前應(yīng)

7、逐根進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力應(yīng)為設(shè)計(jì)壓力的2倍。1.2.4 管子端面應(yīng)垂直于管子軸線，端面及內(nèi)外表面應(yīng)無毛刺、污垢、 油污和影響脹接性能的雜物存在。1.2.5 穿管束之前，應(yīng)對(duì)換熱管的外徑、內(nèi)徑進(jìn)行尺寸測(cè)量，做好記錄。1.3 穿換熱管時(shí)，不應(yīng)用鐵錘猛擊打管子，以免損傷管子端面。操作者應(yīng)檢查管子在管板表面的伸出長度符合圖紙要求。管頭點(diǎn)焊時(shí)應(yīng)選擇管子與管孔無間隙處或間隙最小處點(diǎn)焊并只點(diǎn)焊一點(diǎn)。2 管板2.1 管板在鉆孔過程中，管孔表面不準(zhǔn)許有縱向刻痕，但個(gè)別管孔允許有一條不貫通螺旋形或環(huán)形刻痕，刻痕深度不得超過 0.2mm寬度不得 超過1mm且刻痕距管孔邊緣的距離不得小于 4mm鉆孔結(jié)束后徹底清 理

8、孔內(nèi)、外部毛刺、油污，待檢查合格后轉(zhuǎn)序。2.2 管孔表面的粗糙度不得大于Ra12.5。2.3 管板硬度應(yīng)比管子硬度高HB20-30,以免脹接時(shí)管板孔產(chǎn)生塑性變形，影響脹接的緊密性。為保證脹接質(zhì)量，當(dāng)達(dá)不到這個(gè)要求時(shí)，可將管端進(jìn)行退火處理，降低硬度后再進(jìn)行脹接。2.4 穿管束之前，應(yīng)對(duì)管板孔直徑進(jìn)行實(shí)際尺寸測(cè)量，做好記錄。3 . 脹管器3.1 脹管器按產(chǎn)品材料定額給定的參數(shù)和規(guī)格尺寸進(jìn)行定購（見附錄B）,脹管器應(yīng)進(jìn)行進(jìn)廠檢驗(yàn)，合格后方可使用。注意檢查脹管器滾柱端頭應(yīng)與柱面圓滑過渡，粗糙度不大于Ra12.5 ，且不允許存在棱角。脹桿、滾柱、脹殼工作表面應(yīng)符合硬度要求，并無刻痕、壓坑、碰傷等缺 陷。

9、4 脹管動(dòng)力4.1 脹管器所采用的動(dòng)力為手提式電動(dòng)工具。4.2 手提式電動(dòng)工具應(yīng)專人使用，在無法精確控制脹接扭矩的情況下，憑操作人員多年積累的脹接經(jīng)驗(yàn)及脹接手力來控制，并對(duì)初始脹接的約前 5 個(gè)管頭，應(yīng)經(jīng)檢查人員檢測(cè)合格后，方可正式進(jìn)行脹接。5脹管工作不能在環(huán)境溫度低于 10 c的條件下進(jìn)行，以免產(chǎn)生冷脆現(xiàn) 象。如果環(huán)境溫度低于10c時(shí)，管板表面應(yīng)在脹接前進(jìn)行預(yù)熱，然后 再進(jìn)行脹接。三、脹管工藝規(guī)程1脹管器投入使用前，必須熟悉脹管器結(jié)構(gòu)和使用方法。2脹管器應(yīng)涂以潤滑油，保證脹管器在潤滑狀態(tài)下使用。3將脹管器穿入管子內(nèi)孔中，緊靠管子端面定位。4將手提式電動(dòng)工具與脹管器聯(lián)接。5進(jìn)行脹管作業(yè)5.1

10、按下電動(dòng)工具的按鈕，進(jìn)行管頭的脹接（貼脹或強(qiáng)度脹），操作者 憑經(jīng)驗(yàn)操作，控制手部力量。a）貼脹的目的是消除管子外徑與管孔的間隙。b）強(qiáng)度脹的目的是通過脹接使管子與管板緊密聯(lián)接。5.2 每臺(tái)產(chǎn)品的管束在正式脹接前，應(yīng)在管板上進(jìn)行 5個(gè)管頭的試脹， 并向檢查人員進(jìn)行報(bào)檢，經(jīng)檢查人員對(duì)試脹管頭檢測(cè)合格后， 再進(jìn)行管 頭的正式脹接，并在正式脹接過程中，操作者及檢查人員應(yīng)隨時(shí)抽檢脹接尺寸符合要求，否則應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。6檢查人員管頭檢測(cè)時(shí)，應(yīng)按脹接后管子實(shí)際內(nèi)徑擴(kuò)大量或管子脹接后 的實(shí)際內(nèi)徑尺寸進(jìn)行檢測(cè)。(Dn!-Dn )-( D0-Dw )x 100%7管子實(shí)際內(nèi)徑擴(kuò)大量或管子脹接后的實(shí)際內(nèi)徑尺寸按下列

11、公式計(jì)算： （后附附錄A計(jì)算示例）D0(1)則：(Dn ! Dn)=HX D0 / 100 + ( D0- DW) (2)或 Dn ! = HX D0 / 100 + ( D0 DW ) + Dn (3)式中：（Dn! - Dn）一脹接后管子內(nèi)徑的擴(kuò)大量；H 一脹管率。貼脹脹管率取 0.30.7%;強(qiáng)度脹月管率取1.02.1%,最佳值為1.51.8%。Dn!一脹接后實(shí)測(cè)管子內(nèi)徑尺寸；Dn 脹接前管子內(nèi)徑的算數(shù)平均值；D0 脹接前管孔直徑的算數(shù)平均值；DW 脹接前管子外徑尺寸；附錄A:管頭脹接的計(jì)算示例A.1 管頭貼脹時(shí)的管子計(jì)算已知換熱管為0 19x2 mm管板孔檢測(cè)實(shí)際平均值為0 19.45

12、 mm, 管子實(shí)測(cè)外徑的平均值為019.05 mm,管子實(shí)測(cè)內(nèi)徑的平均值為015mm貼脹為消除管孔與管子的間隙，脹管率應(yīng)為0.30.7%。按上式 ( 2 ) 公式，貼脹后管子內(nèi)徑的尺寸擴(kuò)大量:(Dn! Dn) =(0.3 0.7) X 19.45/100 + (19.45 19.05) = (0.458 0.536) mm按上式 ( 3 ) 公式，貼脹后管子內(nèi)徑的實(shí)測(cè)值:Dn! = (0.458 0.536) +15 =(15.458 15.536) mm0 19管子貼脹后內(nèi)徑的實(shí)測(cè)值在(15.45815.536) mn間為貼脹合格；A.2 強(qiáng)度脹管頭的計(jì)算已知換熱管為© 25x2.5 mm管板孔檢測(cè)實(shí)際平均值為© 25.45 mm 管子實(shí)測(cè)外徑的平均值為0 25.1 mm管子實(shí)測(cè)內(nèi)徑的平均值為d 20 mm 脹管率應(yīng)為12.1%。按上式 ( 2 ) 公式，脹接后管子內(nèi)徑的尺寸擴(kuò)大量:(Dn ! Dn)=(1 2.1) X 25.45 / 100 +(25.4525.1)=(0.6