CN104028879A - 一种列管式换热器管板接头焊接工艺 - Google Patents

一种列管式换热器管板接头焊接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种列管式换热器管板接头焊接工艺，包括顺序进行的以下步骤：A）换热管与管板的准备；B）换热管与管板的连接；C）连接质量检测；所述步骤B）包括管板与换热管的配管和焊接，所述配管包括顺序进行的换热管穿设和换热管初步连接，换热管穿设工序中，换热管自由端相对于管板凸出，且凸出长度为4-7mm，所述换热管初步连接工序为采用强度胀接实现换热管与管板的初步固定。本工艺方法简单，大大延长了列管式换热器的使用寿命和减小了列管式换热器的维护成本。

Description

一种列管式换热器管板接头焊接工艺
技术领域
本发明涉及换热器的制造工艺，特别是涉及一种列管式换热器管板接头焊接工艺。
背景技术
换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是石油工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位，列管式换热器作为换热器的一个分支，被广泛运用于石化行业中。
列管式换热器中管子与管板的接头在换热器使用过程中受到应力和介质腐蚀的共同作用，为列管式换热器中最易出现的故障点，以上接头破损失效后，冷热流体相互混合，导致传热质量和产品质量下降，影响正常生产。
发明内容
针对上述现有技术中管子与管板的接头为列管式换热器中最易出现的故障点，以上接头破损失效后，冷热流体相互混合，导致传热质量和产品质量下降，影响正常生产的问题，本发明提供了一种列管式换热器管板接头焊接工艺。
针对上述问题，本发明提供的一种列管式换热器管板接头焊接工艺通过以下技术要点来解决问题：一种列管式换热器管板接头焊接工艺，包括顺序进行的以下步骤：
A）换热管与管板的准备；
B）换热管与管板的连接；
C）连接质量检测；
所述步骤B）包括管板与换热管的配管和焊接，所述配管包括顺序进行的换热管穿设和换热管初步连接，换热管穿设工序中，换热管自由端相对于管板凸出，且凸出长度为4-7mm，所述换热管初步连接工序为采用强度胀接实现换热管与管板的初步固定。
更进一步的技术方案为：
所述步骤B）中换热管的焊接工序为：首先从管板中心处的换热管接头处施焊，再逐步向管板外缘扩展，且以上过程同一换热管两端的管板焊接同时进行。
所述换热管接头处施焊的焊接形式采用多层施焊的方式，即将所有接头处完成一次施焊操作后，再一次进行下一次施焊，直至达到要求的焊缝形式。
所述步骤A）中换热管的准备包括依次进行的原料准备、拉管机成形和定管长切管；
管板的准备包括钻制用于换热管穿设的管孔，所述管孔的管径大于换热管管径的数值范围在0.1-0.15mm范围内。
所述步骤A）中还包括折流板的准备，所述折流板的准备包括钻制用于换热管穿设的折流板孔，所述折流板孔的钻制采用将折流板与管板重叠钻孔，管孔与折流板孔同步钻制的加工方式予以实现。
所述步骤A）中管板的准备还包括管孔精度控制步骤，所述管孔精度控制步骤包括：设置一个直径与管孔直径下限相等的通规，设置一个直径与管孔直径上限相等的止规，通过通规和止规测量管孔的孔径检查出不符合加工要求的管孔；对所述不符合加工要求的管孔进行补焊或打磨处理。
所述步骤B）中，焊接方式为填丝氩弧焊，且焊接完成后焊缝高度不小于管壁厚度的1.4倍。
所述填丝氩弧焊为双层氩弧焊，且第二层焊道起弧处偏离第一层焊道起弧点的角度不小易15°。
所述步骤C）包括盛水试漏、压力试验、水压试验中的至少一个。
本发明具有以下有益效果：
本发明工艺简单，通过在焊接之前采用强度胀接的方式实现换热管与管板的初步固定后再进行焊接，且采用换热管自由端相对于管板凸出，凸出长度为4-7mm的装配工艺要求，使得换热管与管板的接头稳定可靠，相对于现有技术中采用的换热管与管板齐平的结构形式，使得换热管与管板接头的使用寿命提高了三倍以上，大大延长了列管式换热器的使用寿命和减小了列管式换热器的维护成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。
实施例1：
一种列管式换热器管板接头焊接工艺，包括顺序进行的以下步骤：
A）换热管与管板的准备；
B）换热管与管板的连接；
C）连接质量检测；
所述步骤B）包括管板与换热管的配管和焊接，所述配管包括顺序进行的换热管穿设和换热管初步连接，换热管穿设工序中，换热管自由端相对于管板凸出，且凸出长度为4-7mm，所述换热管初步连接工序为采用强度胀接实现换热管与管板的初步固定。
具体的，通过在焊接之前采用强度胀接的方式实现换热管与管板的初步固定后再进行焊接，且采用换热管自由端相对于管板凸出，凸出长度为4-7mm的装配工艺要求，使得换热管与管板的接头稳定可靠，相对于现有技术中采用的换热管与管板齐平的结构形式，使得换热管与管板接头的使用寿命提高了三倍以上，大大延长了列管式换热器的使用寿命和减小了列管式换热器的维护成本。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，为防止管板在换热管的焊接过程中积累出过大的热应力、换热管在热应力下相对于管板窜动，影响换热管与两端的管板的配合精度，所述步骤B）中换热管的焊接工序为：首先从管板中心处的换热管接头处施焊，再逐步向管板外缘扩展，且以上过程同一换热管两端的管板焊接同时进行。
为减小因焊接热给管板带来的热变形和减小管板上热影响区的大小，所述换热管接头处施焊的焊接形式采用多层施焊的方式，即将所有接头处完成一次施焊操作后，再一次进行下一次施焊，直至达到要求的焊缝形式。
所述步骤A）中换热管的准备包括依次进行的原料准备、拉管机成形和定管长切管；
管板的准备包括钻制用于换热管穿设的管孔，所述管孔的管径大于换热管管径的数值范围在0.1-0.15mm范围内。
本实施例中，原料准备采用同一炉批次的坯料，拉管机成形采用同一台校验实验合格的拉管机，定管长切管的长度根据壳程长度而定，目的为一次性切割得到满足装配要求的换热管，以减小换热管在安装过程中打磨的可能性或程度，以减小磨粒对换热管与管板配合的精度影响；管孔与换热管的直径差旨在在换热管与管板的初步连接中，得到换热管最佳的膨胀量。
为便于得到支撑良好的换热管或换热充分的换热器，本实施例中为得到管板与折流板上具有良好同心度的用于穿设换热管的管孔或折流板孔提供了一种制造方案：所述步骤A）中还包括折流板的准备，所述折流板的准备包括钻制用于换热管穿设的折流板孔，所述折流板孔的钻制采用将折流板与管板重叠钻孔，管孔与折流板孔同步钻制的加工方式予以实现。
为保证管孔的加工要求和提高管孔的检验效率，所述步骤A）中管板的准备还包括管孔精度控制步骤，所述管孔精度控制步骤包括：设置一个直径与管孔直径下限相等的通规，设置一个直径与管孔直径上限相等的止规，通过通规和止规测量管孔的孔径检查出不符合加工要求的管孔；对所述不符合加工要求的管孔进行补焊或打磨处理。
为减小焊接缺陷，所述步骤B）中，焊接方式为填丝氩弧焊，且焊接完成后焊缝高度不小于管壁厚度的1.4倍。所述填丝氩弧焊为双层氩弧焊，且第二层焊道起弧处偏离第一层焊道起弧点的角度不小易15°。
为保证管板与换热管之间的连接质量，所述步骤C）包括盛水试漏、压力试验、水压试验中的至少一个。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种列管式换热器管板接头焊接工艺，包括顺序进行的以下步骤：
A）换热管与管板的准备；
B）换热管与管板的连接；
C）连接质量检测；
其特征在于，所述步骤B）包括管板与换热管的配管和焊接，所述配管包括顺序进行的换热管穿设和换热管初步连接，换热管穿设工序中，换热管自由端相对于管板凸出，且凸出长度为4-7mm，所述换热管初步连接工序为采用强度胀接实现换热管与管板的初步固定。
2.根据权利要求1所述的一种列管式换热器管板接头焊接工艺，其特征在于，所述步骤B）中换热管的焊接工序为：首先从管板中心处的换热管接头处施焊，再逐步向管板外缘扩展，且以上过程同一换热管两端的管板焊接同时进行。
3.根据权利要求2所述的一种列管式换热器管板接头焊接工艺，其特征在于，所述换热管接头处施焊的焊接形式采用多层施焊的方式，即将所有接头处完成一次施焊操作后，再一次进行下一次施焊，直至达到要求的焊缝形式。
4.根据权利要求1所述的一种列管式换热器管板接头焊接工艺，其特征在于，所述步骤A）中换热管的准备包括依次进行的原料准备、拉管机成形和定管长切管；
管板的准备包括钻制用于换热管穿设的管孔，所述管孔的管径大于换热管管径的数值范围在0.1-0.15mm范围内。
5.根据权利要求4所述的一种列管式换热器管板接头焊接工艺，其特征在于，所述步骤A）中还包括折流板的准备，所述折流板的准备包括钻制用于换热管穿设的折流板孔，所述折流板孔的钻制采用将折流板与管板重叠钻孔，管孔与折流板孔同步钻制的加工方式予以实现。
6.根据权利要求4所述的一种列管式换热器管板接头焊接工艺，其特征在于，所述步骤A）中管板的准备还包括管孔精度控制步骤，所述管孔精度控制步骤包括：设置一个直径与管孔直径下限相等的通规，设置一个直径与管孔直径上限相等的止规，通过通规和止规测量管孔的孔径检查出不符合加工要求的管孔；对所述不符合加工要求的管孔进行补焊或打磨处理。
7.根据权利要求1所述的一种列管式换热器管板接头焊接工艺，其特征在于，所述步骤B）中，焊接方式为填丝氩弧焊，且焊接完成后焊缝高度不小于管壁厚度的1.4倍。
8.根据权利要求7所述的一种列管式换热器管板接头焊接工艺，其特征在于，所述填丝氩弧焊为双层氩弧焊，且第二层焊道起弧处偏离第一层焊道起弧点的角度不小易15°。
9.根据权利要求1至8中任意一个所述的一种列管式换热器管板接头焊接工艺，其特征在于，所述步骤C）包括盛水试漏、压力试验、水压试验中的至少一个。
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