CN102967169B - 一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构 - Google Patents
一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其中,所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,所述换热管***所述管孔、并通过胀接和/或焊接与所述管板连接。本发明在管板的壳程侧选择合理的结构,防止腐蚀介质渗入管板与换热管之间的间隙,达到防止间隙腐蚀的目的。与现有技术相比,本发明使用后,可以更好地提高列管式换热器管束的耐腐蚀性能,延长设备的使用寿命,同时还具有结构简单,成本低、制造容易的特点。
Description
技术领域
本发明涉及空调、煤化工、石油化工行业中换热设备领域,特别涉及一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构。
背景技术
所谓间隙腐蚀是那些流体在不流动的死角容易腐蚀,间隙腐蚀是局部腐蚀的一种形式,它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成。在化工设备制作中,应尽量避免如上所述的间隙或死角的存在,或者采取措施封堵间隙和死角以避免间隙腐蚀的情况。
在化工换热器中,经常遇到腐蚀性环境,特别是腐蚀性强的介质,这样与此类介质接触的一侧就需要采用耐腐蚀的材质,其中使用不锈钢的情况比较多,对于大厚度的管板,从成本和强度方面考虑,一般会使用堆焊不锈钢防腐层的结构。
换热管与管板的连接质量是决定换热器质量好坏的最重要标志之一,管壳式换热器主要失效形式为管板与换热器的连接失效。对于压力高、直径大、管束长的重型换热器,一旦出现泄漏,对其产生的直接或间接损失将会更为严重,因此,换热管与管板的连接形式是换热器制造的关键技术。
现有技术中,换热管与管板的连接分为胀接、焊接以及胀焊结合的形式。在石油、化工的生产中,胀焊结合常常被使用。由于结构的原因,换热器的管程侧容易通过胀接和焊接实现密封,而壳程侧较难实现密封,通常是通过胀接进行,但普通的贴胀方式在换热管与管板之间仍然存在间隙,壳程介质能浸入间隙之中,积聚起来腐蚀管板管孔内壁,容易造成管头脱落,这在大型堆焊管板中影响尤其明显。
为了防止壳程介质通过换热管与管板孔之间的胀接间隙进入管板内,腐蚀管板,研发一种采用合适的换热管与管板的连接方案和结构以有效防止间隙腐蚀的技术显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种有效防止间隙腐蚀,延长设备使用寿命的防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
提供了一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其中,所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,所述换热管***所述管孔、并通过胀接和/或焊接与所述管板连接。
提供了一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其中,所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,所述管孔为阶梯孔,所述阶梯孔的大孔端设置于所述壳程侧,所述换热管***所述大孔端,所述管孔与所述换热管通过内部对焊焊接,焊缝位置设在所述管板本体距离所述熔合面15-20mm处,所述堆焊层上设置有与所述管孔相通的胀管凹槽,所述换热管通过所述胀管凹槽与所述管板胀接。
提供了一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其中,所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,所述管孔为阶梯孔,所述阶梯孔的大孔端设置于所述壳程侧,所述换热管***所述大孔端,所述管孔与所述换热管通过内部对焊焊接,焊缝位置设于所述熔合面。
提供了一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其中,所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,所述换热管***所述管孔,所述管孔与所述换热管通过内部搭焊焊接,焊缝位置设于所述熔合面。
提供了一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其中,所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,所述换热管***所述管孔,所述换热管与所述管板通过角焊焊接,焊缝位置设在所述管孔的管程侧的外表面与所述换热管的外圆处,所述堆焊层上设置有胀管凹槽,所述换热管通过所述胀管凹槽与所述管板胀接。
提供了一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其中,所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,所述换热管***所述管孔,所述换热管与所述管板通过搭接焊接,焊缝位置设在所述管孔的管程侧的内表面与所述换热管的端面处,所述堆焊层上设置有胀管凹槽,所述换热管通过所述胀管凹槽与所述管板胀接。
提供了一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其中,所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,所述堆焊层上加工有向外延伸的对焊凸台,所述对焊凸台与所述换热管对焊焊接。
提供了一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其中,所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,所述换热管***所述管孔,所述管孔与所述换热管通过内部搭焊焊接,焊缝位置设在所述管板本体距离所述熔合面15-20mm处。
提供了一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其中,所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,所述换热管***所述管孔,所述管孔与所述换热管通过内部搭焊焊接,焊缝位置设在所述堆焊层的中间位置。
提供了一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其中,所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔;所述换热管***所述管孔,所述换热管与所述管板通过角焊焊接,焊缝位置设在所述管孔的管程侧的外表面与所述换热管的外圆处,所述管板设置有胀管凹槽,所述换热管通过所述胀管凹槽与所述管板胀接;或者,所述换热管***所述管孔,所述换热管与所述管板通过搭接焊接,焊缝位置设在所述管孔的管程侧的内表面与所述换热管的端面处,所述管板设置有胀管凹槽,所述换热管通过所述胀管凹槽与所述管板胀接。
本发明的有益效果:
本发明的一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其中,所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,所述换热管***所述管孔、并通过胀接和/或焊接与所述管板连接。本发明在管板的壳程侧选择合理的不同结构,均可防止腐蚀介质渗入管板与换热管之间的间隙,达到防止间隙腐蚀的目的。与现有技术相比,本发明使用后,可以更好地提高列管式换热器管束的耐腐蚀性能,延长设备的使用寿命,同时还具有结构简单,成本低、制造容易的特点。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的实施例1的结构示意图。
图2为本发明的一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的实施例2的结构示意图。
图3为本发明的一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的实施例3的结构示意图。
图4为本发明的一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的实施例4的结构示意图。
图5为本发明的一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的实施例5的结构示意图。
图6为本发明的一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的实施例6的结构示意图。
图7为本发明的一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的实施例7的结构示意图。
图8为本发明的一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的实施例8的结构示意图。
图9为本发明的一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的实施例9的结构示意图。
图10为本发明的一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的实施例10的结构示意图。
附图标记:
管板本体1、管孔2、焊缝3、堆焊层4、换热管5、胀管凹槽6。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例
1
本发明的一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的具体实施方式之一,参见图1所示,包括有管板和换热管5,其中,所述管板包括有管板本体1和堆焊层4,所述管板本体1的一侧为管程侧,所述管板本体1的另一侧为壳程侧,所述管板本体1的壳程侧设置有堆焊层4,所述堆焊层4与所述管板本体1之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔2,所述换热管5***所述管孔2、并通过胀接和/或焊接与所述管板连接。管板本体1与换热管5在焊缝3处焊接,也可根据使用条件选择是否应用胀接结构,在有必要时,胀管凹槽6设在管孔2的壳程侧堆焊层4上,换热管5***管孔2,与管板本体1,堆焊层4胀接。管孔2和胀管凹槽6均使用专用刀具进行加工,胀管时根据实际情况,可以选择机械胀接或者液压胀接,并经过试验确定相关参数。
本发明在管板的壳程侧选择合理的结构,防止腐蚀介质渗入管板与换热管5之间的间隙,达到防止间隙腐蚀的目的。与现有技术相比,本发明使用后,可以更好地提高列管式换热器管束的耐腐蚀性能,延长设备的使用寿命,同时还具有结构简单,成本低、制造容易的特点。
参见图1所示,所述管孔2为阶梯孔,所述阶梯孔的大孔端设置于所述壳程侧,所述换热管5***所述大孔端,所述管孔2与所述换热管5通过内部对焊焊接,焊缝3位置设在所述管板本体1距离所述熔合面15-20mm处,所述堆焊层4上设置有与所述管孔2相通的胀管凹槽6,所述换热管5通过所述胀管凹槽6与所述管板胀接。
上述焊缝3距离熔合面15mm位置不胀,壳程侧往里的3mm不胀接,在焊缝3与壳程侧之间的其它部分采用贴胀。
实施例
2
一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的具体实施方式之二,如图2所示,包括有管板和换热管5,其中,所述管板包括有管板本体1和堆焊层4,所述管板本体1的一侧为管程侧,所述管板本体1的另一侧为壳程侧,所述管板本体1的壳程侧设置有堆焊层4,所述堆焊层4与所述管板本体1之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔2,所述管孔2为阶梯孔,所述阶梯孔的大孔端设置于所述壳程侧,所述换热管5***所述大孔端,所述管孔2与所述换热管5通过内部对焊焊接,焊缝3位置设于所述熔合面。
实施例
3
一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的具体实施方式之三,如图3所示,包括有管板和换热管5,其中,所述管板包括有管板本体1和堆焊层4,所述管板本体1的一侧为管程侧,所述管板本体1的另一侧为壳程侧,所述管板本体1的壳程侧设置有堆焊层4,所述堆焊层4与所述管板本体1之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔2,所述换热管5***所述管孔2,所述管孔2与所述换热管5通过内部搭焊焊接,焊缝3位置设于所述熔合面。
实施例
4
一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的具体实施方式之四,如图4所示,包括有管板和换热管5,其中,所述管板包括有管板本体1和堆焊层4,所述管板本体1的一侧为管程侧,所述管板本体1的另一侧为壳程侧,所述管板本体1的壳程侧设置有堆焊层4,所述堆焊层4与所述管板本体1之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔2,所述换热管5***所述管孔2,所述换热管5与所述管板通过角焊焊接,焊缝3位置设在所述管孔2的管程侧的外表面与所述换热管5的外圆处,所述堆焊层4上设置有胀管凹槽6,所述换热管5通过所述胀管凹槽6与所述管板胀接。
上述管程侧往里的15mm不胀接,上述壳程侧往里的3mm不胀接,在管程侧和壳程侧之间的其它部分采用贴胀。
实施例
5
一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的具体实施方式之五,如图5所示,包括有管板和换热管5,其中,所述管板包括有管板本体1和堆焊层4,所述管板本体1的一侧为管程侧,所述管板本体1的另一侧为壳程侧,所述管板本体1的壳程侧设置有堆焊层4,所述堆焊层4与所述管板本体1之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔2,所述换热管5***所述管孔2,所述换热管5与所述管板通过搭接焊接,焊缝3位置设在所述管孔2的管程侧的内表面与所述换热管5的端面处,所述堆焊层4上设置有胀管凹槽6,所述换热管5通过所述胀管凹槽6与所述管板胀接。
上述管程侧往里的15mm不胀接,上述壳程侧往里的3mm不胀接,在管程侧和壳程侧之间的其它部分采用贴胀。
实施例
6
一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的具体实施方式之六,如图6所示,包括有管板和换热管5,其中,所述管板包括有管板本体1和堆焊层4,所述管板本体1的一侧为管程侧,所述管板本体1的另一侧为壳程侧,所述管板本体1的壳程侧设置有堆焊层4,所述堆焊层4与所述管板本体1之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔2,所述堆焊层4上加工有向外延伸的对焊凸台,所述对焊凸台与所述换热管5对焊焊接。
实施例
7
一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的具体实施方式之七,如图7所示,包括有管板和换热管5,其中,所述管板包括有管板本体1和堆焊层4,所述管板本体1的一侧为管程侧,所述管板本体1的另一侧为壳程侧,所述管板本体1的壳程侧设置有堆焊层4,所述堆焊层4与所述管板本体1之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔2,所述换热管5***所述管孔2,所述管孔2与所述换热管5通过内部搭焊焊接,焊缝3位置设在所述管板本体1距离所述熔合面15-20mm处。优选的,焊缝3位置设在所述管板本体1距离所述熔合面20mm处。
实施例
8
一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的具体实施方式之八,如图8所示,包括有管板和换热管5,其中,所述管板包括有管板本体1和堆焊层4,所述管板本体1的一侧为管程侧,所述管板本体1的另一侧为壳程侧,所述管板本体1的壳程侧设置有堆焊层4,所述堆焊层4与所述管板本体1之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔2,所述换热管5***所述管孔2,所述管孔2与所述换热管5通过内部搭焊焊接,焊缝3位置设在所述堆焊层4的中间位置。
实施例
9
一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的具体实施方式之九,如图9所示,包括有管板和换热管5,其中,所述管板包括有管板本体1和堆焊层4,所述管板本体1的一侧为管程侧,所述管板本体1的另一侧为壳程侧,所述管板本体1的壳程侧设置有堆焊层4,所述堆焊层4与所述管板本体1之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔2,所述换热管5***所述管孔2,所述换热管5与所述管板通过角焊焊接,焊缝3位置设在所述管孔2的管程侧的外表面与所述换热管5的外圆处,所述管板设置有胀管凹槽6,所述换热管5通过所述胀管凹槽6与所述管板胀接。
上述管程侧往里的15mm不胀接,上述壳程侧往里的3mm不胀接,在管程侧和壳程侧之间的其它部分采用贴胀。
实施例
10
一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构的具体实施方式之十,如图10所示,包括有管板和换热管5,其中,所述管板包括有管板本体1和堆焊层4,所述管板本体1的一侧为管程侧,所述管板本体1的另一侧为壳程侧,所述管板本体1的壳程侧设置有堆焊层4,所述堆焊层4与所述管板本体1之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔2,所述换热管5***所述管孔2,所述换热管5与所述管板通过搭接焊接,焊缝3位置设在所述管孔2的管程侧的内表面与所述换热管5的端面处,所述管板设置有胀管凹槽6,所述换热管5通过所述胀管凹槽6与所述管板胀接。
上述管程侧往里的15mm不胀接,上述壳程侧往里的3mm不胀接,在管程侧和壳程侧之间的其它部分采用贴胀。
需要说明的是:上述胀管凹槽6的开槽尺寸以及槽数参照GB151-1999规定,并进行试验确定。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (5)
1.一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,所述管板包括有管板本体,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,其特征在于:所述管板还包括有堆焊层,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有阶梯孔,所述阶梯孔的大孔端设置于所述壳程侧,所述换热管***所述大孔端,所述管孔与所述换热管通过内部对焊焊接,焊缝位置设在所述管板本体距离所述熔合面15-20mm处,所述堆焊层上设置有与所述管孔相通的胀管凹槽,所述换热管通过所述胀管凹槽与所述管板胀接,焊接的焊缝距离熔合面15mm位置不胀,壳程侧往里的3mm不胀接,在焊缝与壳程侧之间的其它部分采用贴胀。
2.一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,所述管板包括有管板本体,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,其特征在于:所述管板还包括有堆焊层,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,胀管凹槽设在管孔的壳程侧堆焊层上,换热管***管孔,与管板本体,堆焊层胀接。
3.一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其特征在于:所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,所述管孔为阶梯孔,所述阶梯孔的大孔端设置于所述壳程侧,所述换热管***所述大孔端,所述管孔与所述换热管通过内部对焊焊接,焊缝位置设在所述管板本体距离所述熔合面15-20mm处,所述堆焊层上设置有与所述管孔相通的胀管凹槽,所述换热管通过所述胀管凹槽与所述管板胀接。
4.一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其特征在于:所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,所述换热管***所述管孔,所述换热管与所述管板通过角焊焊接,焊缝位置设在所述管孔的管程侧的外表面与所述换热管的外圆处,所述堆焊层上设置有胀管凹槽,所述换热管通过所述胀管凹槽与所述管板胀接。
5.一种防止壳程侧间隙腐蚀的换热管与管板连接结构,包括有管板和换热管,其特征在于:所述管板包括有管板本体和堆焊层,所述管板本体的一侧为管程侧,所述管板本体的另一侧为壳程侧,所述管板本体的壳程侧设置有堆焊层,所述堆焊层与所述管板本体之间堆焊形成熔合面;所述管板设置有管孔,所述换热管***所述管孔,所述换热管与所述管板通过搭接焊接,焊缝位置设在所述管孔的管程侧的内表面与所述换热管的端面处,所述堆焊层上设置有胀管凹槽,所述换热管通过所述胀管凹槽与所述管板胀接。
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