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，擠壓管子端部，使管端直徑擴大產生塑性變形，同時保持管板處在彈性變形范圍內。當取出脹管器后，管板孔彈性變形，管板對管子產生一定的擠緊壓力，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的進入而造成的縫隙腐蝕。當使用溫度高于300時，材料的蠕變會使擠壓殘余應力逐漸消失，連接的可靠性難以保證。因此，在這種工況下，或預計拉脫力較大時，可采用管板孔開槽的強度脹接。脹接又分為貼脹和強度脹。2 脹管率脹管率是換熱管

2、脹接后，管子直徑擴大比率。貼脹與強度脹的主要區(qū)別在于對管子脹管率（ 管子直徑擴大比率） 的控制不同，對冷換設備換熱管來說，強度脹要求的脹管率 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， 以防止殼程介質進入縫隙而造成的間隙腐蝕。由于貼脹時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運動的摩擦力就比較小，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，管孔不需要開槽。4 強度脹強度脹是指管板與換熱管連接處的密封性和抗拉脫強度均由脹接接頭來保證的連接方式

3、。強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嵌入脹管槽內，由此來增加其拉脫力。特別是當使用溫度高于300時，材料的蠕變會使擠壓殘余應力逐漸消失，連接的可靠性下降，甚至發(fā)生管子與管板松脫，這時采用強度脹接，其抗拉脫力就比貼脹要大得多。脹管前應用砂輪磨掉表面污物和銹皮，直至呈現(xiàn)金屬光澤，清理銹蝕長度應不小于管板厚度的2 倍。 管板硬度應比管子硬度高HB2330,以免脹接時管板孔產生塑性變形，影響脹 接的緊密性。為保證脹接質量，當達不到這個要求時，可將管端進行退火處理，降低硬度后再進行脹接。強度脹接的適用范圍是：設計壓力小于等于4Mpa設計溫度小于等于300；操作中無劇烈振

4、動，無過大的溫度變化及無嚴重應力腐蝕的場合。 有應力腐蝕時，不應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生蠕變，脹接應力松馳，繼而引起連接處的泄漏，所以當操作溫度高于350時，不宜單獨采用焊接或是脹接，而應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)勢互補。高溫、 高壓換熱器換熱管與管板間的連接接頭，在操作中受到反復熱變形、熱沖擊、 腐蝕及介質壓力的作用，容易發(fā)生泄漏。操作苛刻時，甚至發(fā)生破壞。這時，無論單獨采用焊接或是脹接，都難以保證連接的可靠性。此時就應采用脹焊組合的方法。它

5、既能夠提高接頭的抗疲勞性能，還可以消除應力腐蝕開裂和縫隙腐蝕，使換熱器的壽命比單用焊或脹時長得多。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。采用先脹后焊的工序時，脹管器留下的潤滑油污會影響隨后的焊接質量。而采用先焊后脹工序，焊后的脹接會使前面的焊接接頭產生松動或裂紋，影響焊接質量。當在先脹后焊工序中采用硫化鉬 作為脹接潤滑劑時，就不會影響焊接質量，或將管板的脹接位置遠離焊口，亦不會影響以前的焊接質量。脹焊并用適用于密封性能要求較高的場合、承受振動和疲勞載荷的場合、 有縫隙腐蝕和采用復合管板的場合。一般地說，強度焊加貼脹適用的溫度和壓力高于強度脹加密封焊。尤其適用于殼

6、程有縫隙腐蝕和復合管板的場合。而強度脹加密封焊多用于設計壓力3.5Mpa 以下和介質極易滲漏或對介質要求極嚴的情況。二、被脹接材料、脹接工具及環(huán)境1 換熱管1.1 換熱管應符合圖紙規(guī)定的相應材料標準，質量證明書填寫內容齊全。1.2 換熱管的檢驗與清理1.2.1 換熱管入廠檢驗時，規(guī)格尺寸應正確，管子的內外表面不得有裂紋、壓扁等缺陷，端頭不得有縱向裂紋、刻痕、麻點等缺陷。1.2.2 管子端頭外表面應均勻地進行打磨除銹，呈現(xiàn)金屬光澤。打磨長度應為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

7、逐根進行水壓試驗，試驗壓力應為設計壓力的2倍。1.2.4 管子端面應垂直于管子軸線，端面及內外表面應無毛刺、污垢、 油污和影響脹接性能的雜物存在。1.2.5 穿管束之前，應對換熱管的外徑、內徑進行尺寸測量，做好記錄。1.3 穿換熱管時，不應用鐵錘猛擊打管子，以免損傷管子端面。操作者應檢查管子在管板表面的伸出長度符合圖紙要求。管頭點焊時應選擇管子與管孔無間隙處或間隙最小處點焊并只點焊一點。2 管板2.1 管板在鉆孔過程中，管孔表面不準許有縱向刻痕，但個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鉆孔結束后徹底清 理

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

9、4 脹管動力4.1 脹管器所采用的動力為手提式電動工具。4.2 手提式電動工具應專人使用，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驗及脹接手力來控制，并對初始脹接的約前 5 個管頭，應經檢查人員檢測合格后，方可正式進行脹接。5脹管工作不能在環(huán)境溫度低于 10 c的條件下進行，以免產生冷脆現(xiàn) 象。如果環(huán)境溫度低于10c時，管板表面應在脹接前進行預熱，然后 再進行脹接。三、脹管工藝規(guī)程1脹管器投入使用前，必須熟悉脹管器結構和使用方法。2脹管器應涂以潤滑油，保證脹管器在潤滑狀態(tài)下使用。3將脹管器穿入管子內孔中，緊靠管子端面定位。4將手提式電動工具與脹管器聯(lián)接。5進行脹管作業(yè)5.1

10、按下電動工具的按鈕，進行管頭的脹接（貼脹或強度脹），操作者 憑經驗操作，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 每臺產品的管束在正式脹接前，應在管板上進行 5個管頭的試脹， 并向檢查人員進行報檢，經檢查人員對試脹管頭檢測合格后， 再進行管 頭的正式脹接，并在正式脹接過程中，操作者及檢查人員應隨時抽檢脹接尺寸符合要求，否則應隨時進行調整。6檢查人員管頭檢測時，應按脹接后管子實際內徑擴大量或管子脹接后 的實際內徑尺寸進行檢測。(Dn!-Dn )-( D0-Dw )x 100%7管子實際內徑擴大量或管子脹接后的實際內徑尺寸按下列

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

12、 mm, 管子實測外徑的平均值為019.05 mm,管子實測內徑的平均值為015mm貼脹為消除管孔與管子的間隙，脹管率應為0.30.7%。按上式 ( 2 ) 公式，貼脹后管子內徑的尺寸擴大量:(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，貼脹后管子內徑的實測值:Dn! = (0.458 0.536) +15 =(15.458 15.536) mm0 19管子貼脹后內徑的實測值在(15.45815.536) mn間為貼脹合格；A.2 強度脹管頭的計算已知換熱管為© 25x2.5 mm管板孔檢測實際平均值為© 25.45 mm 管子實測外徑的平均值為0 25.1 mm管子實測內徑的平均值為d 20 mm 脹管率應為12.1%。按上式 ( 2 ) 公式，脹接后管子內徑的尺寸擴大量:(Dn ! Dn)=(1 2.1) X 25.45 / 100 +(25.4525.1)=(0.6