[全焊接板式換熱器的制造工藝和簡介]焊接板式換熱器原理

1、全焊接板式換熱器的制造工藝和簡介焊接板式 換熱器原理全焊接板式換熱器的制造工藝和簡介晨怡熱管(1.青海大學(xué)化機系,青海西寧810016;2.蘭州蘭石換熱 設(shè)備有限責(zé)任公司，甘肅蘭州7300501.祁玉紅2.李治國2008-6- 2918:21:18摘要:簡要介紹了全焊接板式換熱器的芯體和外殼的制 造工藝以及在制造過程中所采用的焊接技術(shù)。通過介紹可知,全焊接 板式換熱器是一種傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊獨特的新一代換熱設(shè)備。關(guān)鍵詞:全焊接板式換熱器;制造工藝;結(jié)構(gòu)設(shè)計號:1005-2895(2007)03-0124-030前言經(jīng)應(yīng)用證實全焊接板式換熱器其有以下優(yōu)點：(1)適用溫度為-200900c,壓力

2、變化范圍為真空6. ompa,最大 組裝面積可達(dá)6000m2o(2)傳熱效率高，板片表而幾乎都參與了熱交換。(3)由于板片熱交換充分、均勻,波紋深度變化范圍大,不論流體 在板間或管間流道,流動均順暢,沒有死區(qū)，阻力損失小。(4)占地面積小，與可拆卸式相當(dāng)。緊湊的結(jié)構(gòu)可達(dá)到250m2/m3o(5)重量輕，僅為相同換熱面積管殼式換熱器的1/51/4。(6)同一種流體在列管式換熱器內(nèi)當(dāng)雷諾數(shù)為4000-6000時,才 能達(dá)到湍流狀態(tài),而在全焊接板式換熱器內(nèi)當(dāng)雷諾數(shù)為100300時， 就可達(dá)到湍流狀態(tài)。(7)板片在四周交錯焊接后，在運行過程中由于熱脹冷縮現(xiàn)象，板 片內(nèi)應(yīng)力釋放,會使板片表面污垢自動脫落

3、下來。通常污垢熱阻僅為列管式換熱器污垢熱阻的1/51/4。1全焊接板式換熱器的主要制 造工藝1.1全焊接板式換熱器的芯體結(jié)構(gòu)制造全焊接板式換熱器的板片生產(chǎn)利用了板片成型自動化生產(chǎn)線。利 用接刀、定位與找正技術(shù),采用整板分次連續(xù)壓制成型，其板片形式 主要有水平平直波紋板片、窩形波紋板片、或平板板片等。通過改 變換熱板片的長度和疊加厚度來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的變換。單個板片兩兩正反通過翼邊組焊成一束,板片四周交錯焊接,這種 獨特的結(jié)構(gòu)可以使傳熱板片通過翼邊焊接形成另一流體的通道。因 此多個板束通過焊接聯(lián)系起來就形成了 2個流體通道，即板間流道和 管間流道（見圖1,圖2） 2組成了全焊接板式換熱器的芯體結(jié)構(gòu)。1

4、. 2全焊接板式換熱器的連接板的設(shè)計眾所周知鋼板越薄，傳熱效果就越好,但是鋼板太薄會給制造加工 帶來很大的困難,尤其是在焊接時,薄板的對接焊縫易燒穿,無法成型。 在全焊接板式換熱器當(dāng)中就存在這樣的問題。在全焊接板式換熱器中由于管側(cè)端板為6 =20mm的0crl8ni9的 鋼板,而換熱器板片的板厚僅為0. 41. 0mm,因此管側(cè)端板母材焊接 加熱溫度達(dá)到熔化點時，傳熱板片已熔化掉了一大片,根本無法進(jìn)行 焊接。如果將傳熱板片的板厚加厚（如改為1. 2mm以上），則不存在上 述困難，但是為了獲得良好的傳熱效果，決定不改變板厚，而是在管側(cè) 端板和板束之間加焊了 1層6=34mm的連接板解決了上述問題

5、，具 體實施方法:按板束翼端連接處實際形狀制造1塊3 =34mm的連接 板,如圖3所示。先將連接板與板束端部吻合部分用脈沖筑弧焊進(jìn)行 單面焊雙面成形,并做煤油滲漏試驗，以不滲漏為合格,然后用手弧焊 直接將連接板搭焊于管側(cè)端板之上,最后再將板側(cè)端板焊接于管側(cè)端 板上。接下來就是將管側(cè)端板和板側(cè)端板分別與管側(cè)殼體和板側(cè)殼 體相焊接形成全焊接板式換熱器的外殼。1. 3全焊接板式換熱器的焊接工藝全焊接板式換熱器是將全部板片通過焊接聯(lián)系起來,取代了傳統(tǒng) 板式換熱器中的橡膠密封墊片，防止了在高溫下墊片變形失效而造成 介質(zhì)的泄漏。因此焊接工藝在全焊接板式換熱器當(dāng)中是重點也是難 點。焊接6在板片兩兩正反通過翼

6、邊焊接時，因不銹鋼薄板散熱慢,溫度高， 易發(fā)生氧化。因此在焊接的同時在背面焊縫處要設(shè)置氫:氣凹槽保護(hù) 裝置,通人少量氤氣,大大提高了保護(hù)效果,避免了焊縫背后嚴(yán)重的氧 化現(xiàn)象，使焊縫正反兩面均呈現(xiàn)金黃色,即實現(xiàn)了單面焊雙面成形。在全焊接板式換熱器的芯體焊接時,采用了全自動芯體氤弧焊。 如焊接速度太快,氣體保護(hù)效果不好，焊縫金屬容易被氧化;焊接速度 太慢，又可能出現(xiàn)咬邊燒穿等缺陷。因此在焊接過程中，電弧要短,焊 速要保持均勻，使上下板能很好熔合。熄弧時應(yīng)填加少許焊絲，使弧 坑填滿,可以避免弧坑開裂3-6 o在板束和連接板的焊接工藝中采用了脈沖氨弧焊焊接。因為板束 角焊縫和管側(cè)端板直接焊無法熔合,如

7、果改為搭接焊,焊槍無法伸入 根部,根部焊不牢,密封就成了問題。而使用連接板時,連接板與板束 變?yōu)榱藢雍缚p,從而徹底解決了角焊縫熔合不上的難題。由于采用了合理的焊接順序及合理的焊接工藝，使焊接變形不明 顯。雖有局部小范圍起包，經(jīng)錘擊矯正均可達(dá)到質(zhì)量要求。錘擊矯正 禁止使用碳鋼螂頭錘擊,要采用木錘。2小結(jié)全焊接板式換熱器的板型結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，使傳熱與流體阻力特性 匹配合理，故傳熱效率高、壓降低、綜合性能較佳，消除了管殼式換 熱器和可拆卸板式換熱器存在的死區(qū)現(xiàn)象。采用周邊組焊的板束形 式，取消了密封墊片，故耐熱、耐壓性能優(yōu)于可拆卸板式換熱器。板 片系模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)不同的工藝要求改變流程形式和流道面積的 大小。全焊接板式換熱器是集板式換熱器和管殼式換熱器優(yōu)點于一身的 新一代高效換熱設(shè)備,適用于傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊和壓降小的氣-氣、氣-液及液-液換熱場合,是一些特殊熱交換工藝中替代管殼式換 熱器的最理想設(shè)備。1王玉成,鄭美麗.hb01全焊式板式換熱器研制j.石油化工設(shè)備，1998,27(4) :8-10.2李宗會.超薄板換熱器的研制j.壓力容器，1998, 4:51-53.3馬黎陽，丁月