换热器制作工艺规程

换热器制作工艺规程（精选6篇）

换热器制作工艺规程 第1篇

换热器制作工艺规程

换热器是压力容器中比较常见的换热设备，在制造过程中应严格执行《压力容器安全技术监察规程》和GB151《管壳式换热器》及相关标准的规定。另外，还应按照以下工艺要求进行换热器的制造、检验、验收。

1、壳体

1.1用钢板卷制时，内直径允许偏差可通过外圆周长加以控制，其外圆周长允许上偏差为10mm，下偏差为零。

1.2 筒体同一断面上，最大直径与最小直径之差为e≤0.5%DN。且：当DN≤1200mm时，其值不大于5mm；

当DN＞1200mm时，其值不大于7mm 1.3 筒体直线度允许偏差为L/1000（L为筒体总长）且：当L≤6000mm时，其值不大于4.5mm；

当L＞6000mm时，其值不大于8mm 直线度检查应通过中心线的水平和垂直面，即沿圆周0°90°180°270°四个部位测量。

1.4 壳体内壁凡有影响管束顺利装入或抽出的焊缝均应磨至与母材表面平齐。

1.5 在壳体上设置接管或其他附件而导致壳体变形较大，影响管束顺利安装时，应采取防止变形措施。

1.6 插入式接管，管接头除图样有规定外，不应伸出管箱、壳体的内表面，而且在穿管前应将内侧角焊缝先焊，为防止筒体变形，外侧角焊缝待组装管束后再施焊。

2、换热管

2.1 换热管管端外表面应除锈、去污。用于焊接时，管端清理长度应不小于管外径，且不小于25mm；用于胀接时，管端应呈现金属光泽，其长度不应小于2倍的管板厚度。

2.2 换热管拼接时应符合以下要求：

2.2.1 对接接头应作焊接工艺评定，试件的数量、尺寸、试验方法应符合JB4708的规定：

2.2.2 同一根换热管的对接焊缝，直管不得超过一条；U型管不得超过二条；最短管长不应小于300mm，包括至少50mm直管段的U型弯管段范围内不得有拼接焊缝；

2.2.3 管端坡口应采用机械方法加工，焊前应清洗干净；

2.2.4 对口错边量应不超过换热管壁厚的15%，且不大于0.5mm；直线度偏差以不影响顺利穿管为限；

2.2.5 对接后应先取相应钢球直径（d≤25 钢球直径0.75di；25＜d≤40 钢球直径0.8di；d＞40 钢球直径 0.85di；di为管子内径＝

2.2.6 对接接头应进行射线检测，抽查数量应不少于接头总数的10%，且不少于一条，以JB/T4730的Ⅲ级为合格；如有一条不合格时，应加倍抽查；再出现不合格时，应100%检查；

2.2.7 对接后的换热管，应逐根进行液压试验，试验压力为设计压力的2倍。

2.3 U型管的弯制：U型管弯管段的圆度偏差，应不大于换热管名义外径的10%；但弯曲半径小于2.5倍换热管名义外径的U形弯管段可按15% 验收。

3、管板：

3.1 拼接管板的对接接头应进行100%射线或超声检测，按JB/T4730射线检测不低于Ⅱ级，或超声检测中的Ⅰ级为合格；

3.2 除不锈钢外，拼接后管板应作消除应力热处理。3.3 堆焊复合管板

3.3.1 堆焊前应作堆焊工艺评定；

3.3.2 基层材料的待堆焊面和复层材料加工后（钻孔前）的表面，应按JB/T4730进行表面检测；检测结果不得有裂纹，成排气孔，并应符合Ⅱ级缺陷显示；

3.3.3 不得采用换热管与管板焊接加桥间空隙补焊的方法进行管板堆焊。

3.4 管板中管孔表面粗糙度

3.4.1 当换热管与管板焊接连接时，管孔表面粗糙度Ra值不大于25mm；

3.4.2 当换热管与管板胀接连接时，管孔表面粗糙度Ra值不大于12.5mm；

3.5 换热管与管板胀接连接时，管孔不应有影响胀接紧密性的缺陷，如贯通的纵向或螺旋状刻痕等。

3.6 管板隔板槽密封面应与环形密封面平齐，或略低于环形密封面（控制在0.5mm以内），保证管箱与管板密封时，不至于因隔板与隔板槽硬碰硬而影响密封。

4、换热管与管板的连接

4.1 连接部位的换热管和管板孔表面应清理干净，不应留有影响胀接或焊接连接质量的毛刺、铁屑、锈斑、油污等；

4.2 胀接连接时，其胀接长度，不应伸出管板背面（壳程侧），换热管的胀接部分与非胀接部分应圆滑过渡，不应有急剧的棱角。

4.3 焊接连接时，焊渣及凸出于换热管内壁的焊瘤均应清除。管头焊接工艺应优先采用自动氩弧焊、手工氩弧焊、手工电弧焊，但不论采用哪种焊接方法，均要求施焊两遍，以消除一遍施焊时焊肉上的气孔及收口处缺陷，保证管头焊接的质量。焊缝缺陷的返修，应清除缺陷后焊补。

5、折流板、支持板

5.1 折流板、支持板外圆表面粗糙度Ra值不大于25mm，外圆面两侧的尖角应倒钝。

5.2 折流板、支持板上的任何毛刺，由容器车间在组装管束前由铆工来打磨清理。

6、管束的组装

6.1 折流板应按照序号及排序进行分布，切记勿将顺序打乱，给穿管造成困难；

6.2 拉杆端部的螺母应拧紧、以免在装入或抽出管束时，因折流板窜动而损伤换热管。每层折流板间的定距管尺寸应一致，个别尺寸小造成松动的定距管，应采取将其点焊在折流板上的措施，避免换热器使用过程中因气流冲击形成定距管的振动。

6.3 穿管时不应用铁锤进行敲打管端面，个别不宜穿的管子应用木锤 及铜锤进行敲打，但应保证管端面不应出现凹陷及划伤。

6.4 除换热管与管板间焊接连接外，其它任何零件均不准与换热管相焊。

7、管箱制作

7.1 壳体及管箱上划线开孔时，一定要注意管板上隔板槽的方位与管箱上的隔板一致（或管箱上设备法兰螺孔布置与管板的螺孔布置应一致，一般为跨中布置）；

7.2 碳钢、低合金钢制的焊有分程隔板的管箱和管箱的侧向开孔超过1/3圆筒内径的管箱，在施焊后均应做消除应力的热处理，设备法兰密封面应在热处理后加工。

8、釜式重沸器

8.1 支撑导轨上有碍滑道通过的焊接头应修磨齐平；

8.2 支撑导轨应与设备纵向中心线保持平行，其平行度偏差应不超过2/1000，且不大于5mm；

8.3 溢流板的上端面应水平，其倾斜度不应大于3mm。

9、换热器的密封面应予以保护，不得因磕碰划伤、电弧损伤、焊瘤、飞溅等而损坏密封面。密封面机加工后其表面均应涂黄油，以防止其生锈。

10、密封垫片应为整体垫片，特殊情况下允许拼接，但垫片拼接接头不得影响密封性能。

11、补强圈的信号孔，应在压力试验前通入0.4~0.5Mpa的压缩空气检查焊接接头质量。

12、重叠换热器须在制造时应进行重叠预组装，重叠支座间的调整板 应在压力试验合格后点焊于下台换热器的重叠支座上，并在重叠支座和调整板的外侧标有永久性标记，以备到用户现场组装对中。

13、换热器组装

13.1 换热器零部件在组装前应认真检查和清扫，不应留有焊疤、焊接飞溅物、浮锈及其他杂物等；

13.2 吊管束时，应防止管束变形和损伤换热管，并注意防护管头焊缝，以防拉脱，特别是浮头式换热器更应引起注意。

13.3 螺栓的坚固至少应分为三遍进行，每遍的起点应相互错开120°，紧固顺利可按下图进行。

14、压力试验

14.1 固定管板换热器压力试验顺序：a、壳程试压，同时检查换热器管与管板连接接头；b、管程试压；

14.2 U型管换热器、填料函式换热器压力试验顺序： a、用试验压环进行壳程试验，同时检查接头焊缝； b、管程试压； 14.3 浮头式换热器、釜式重沸器压力试验顺序：

a、用试验压环和浮头专用试压工具进行管头试压。对釜式重沸器尚应配备管头试压专用壳体；

b、管程试压；c、壳程试压 14.4 按压差设计的换热器：

a、接头试压（按图样规定的最大试验压力差）

b、管程和壳程步进试压（按图样规定的试验压力和步进程序）14.5 换热器介质为氯气、液氯等特殊介质的换热器，试压时应增加氨渗透方法来检查管头焊缝的焊接质量。

换热器制作工艺规程 第2篇

金属基覆铜箔层压板 (Metal Base Copper Clad Laminates) 是由金属层 (铝、铜等金属薄板) 、绝缘介质层 (环氧树脂, 陶瓷粉等) 和铜箔 (电解铜箔、压延铜箔等) 三位一体复合制成的印制电路板 (PCB) 用特殊基板材料。

1963年美国Ves Ierm Electrico公司首创了铁基夹芯印制板及基板材料, 并在继电器上得到应用。美国贝格斯公司 (Bergquist) 在20世纪60年代初成为了世界最早制作铝基覆铜板的企业。随后, 日本的住友金属、松下电工等公司也推出了商品化的金属基覆铜板。

目前, 国内外LED功率器散热及电子线路板散热普遍采用铝基覆铜箔层压板作为线路板基材, 由于用铝板替代了普通的印制线路板中的非金属增强材料, 使得整个线路板成为一个巨大的散热器, 这样既加快了电路工作产生的热量的散发, 又免去了在电路中加装散热器, 减小了印制电路组装板的安装空间。同时, 铝具有比重小、导热性高、良好的延展性等特性, 因此, 铝基覆铜箔层压板的研制成功是印制线路板发展的一次重大革命, 成为大功率电源板 (模块) 、LED光电板 (模块) 的抢手材料, 一问世就赢得了广泛的市场需求。

1 金属覆铜箔层压板的结构与工作原理

金属基覆铜箔层压板结构一般是由金属基层 (铝、铜等金属薄板) 、绝缘导热层 (环氧树脂, 陶瓷粉等) 和铜箔 (电解铜箔、压延铜箔等) 组成。目前, 应用最广的是铝基覆铜箔层压板, 其结构如图1所示。

铝基覆铜箔层压板的工作原理:LED功率器件表面贴装在印制电路层, 如图2所示, LED功率器件运行时所产生的热量通过绝缘层快速传导到金属 (铝) 基层, 然后由金属 (铝) 基层将热量传递给散热器将热量散出去, 从而实现对LED功率器件的散热, 与传统的FR-4覆铜板相比, 铝基覆铜箔层压板能够将热阻降至最低, 铝基覆铜箔层压板具有极好的热传导性能;与陶瓷基板相比, 它具有良好的机械性能。

2 大功率LED散热器基覆铜箔印制电路层压板前处理工艺

2.1 原料与试剂的选择

选择氢氧化钠、硫酸、二甲基甲酰胺、氢氧化铝、双氢胺、丙酮、铝型材板、固化剂、促进剂。

2.2 铝型材散热器基板表面阳极氧化处理

用氢氧化钠处理铝型材散热器基板直至油污除尽, 清洗干净后进行氧化, 氧化时采用硫酸溶液, 至氧化膜适当厚度, 洗净备用。

2.3 绝缘导热胶膜制备

氢氧化铝和环氧树脂混合, 放入烘箱加温, 冷却后加入反应釜, 再加入丙酮搅拌均匀后加入适量的固化剂, 促进剂至反应完全备用。

2.4 铝型材散热器基板涂覆有机绝缘导热胶膜

把制备好的有机绝缘导热胶膜均匀的涂覆在处理好的铝型材散热器基板上, 进烘道烘干至半固化状态.涂覆适当厚度的有机介质。

2.5 层压

在涂覆有机绝缘导热胶膜的铝型材散热器基板覆盖0.035mm的铜箔, 经真空压机热压压合。

3 大功率LED散热器基覆铜箔印制电路层压板的制作工艺流程

通过采用三氧化二铝与环氧树脂混合成机绝缘导热胶膜, 解决了绝缘介质—环氧树脂的导热性差的技术难题, 由于环氧树脂具有良好的绝缘性能和粘合性能, 但导热性差, 而三氧化二铝既具有良好绝缘性能又具有良好的导热性能, 因此两者的结合, 既解决了粘合性能, 又解决了提高导热性能, 同时未降低绝缘性能, 经适当的热压处理后, 实现了散热器与铜箔印制电路板的无缝连接。其制作工艺流程:

首先, 将铜箔板、高导热绝缘层、散热器基板, 通过高温高压的方式压合在一起做成散热器板→散热器基板浸暗→散热器基板阳极氧化→涂覆有机胶膜→烘干→配模→层压→脱模→剪切→贴膜。

最后, 再把散热器基覆铜板加工成散热器基印制板, 真正实现了散热器与铜箔印制电路板的无缝连接, 大大降低了散热阻抗 (热阻:≤0.25℃/W) , 提高了大功率LED器件的散热效果, 工艺流程图如图3所示。

4 项目的特色和创新之处

4.1 将普通的金属基板换成散热器形成散热器基板, 真正实现了散热器与铜箔印制电路板的无缝连接, 大大降低了散热阻抗 (热阻:≤0.25℃/W) , 是普通铝基覆铜箔层压板 (热阻:≥2℃/W) 散热能力的8倍。

4.2 自主开发高导热绝缘介质材料, 在环氧树脂中添加纳米三氧化二铝、纳米氮化铝高导热材料混合成性能优异的有机胶膜, 在不降低铝基覆铜箔层压板的机械、电气性能、化学性能和环境性能的情况下, 将散热阻抗降低到0.25℃/W以下。

4.3 用铝型材直接作为散热器基板, 大大降低了散热器基板加工制造成本。

5 结束语

大功率LED散热器基覆铜箔印制电路层压板的研制开发成功, 将为LED照明大规模、宽领域推广应用奠定了技术基础, 其绝缘电阻、击穿电压和耐热冲击能力等各项关键技术指标均符合国家军用产品标准并超过了日本NRK同类产品指标, 达到国际先进水平。

超长换热器管束的制造工艺 第3篇

关键词： 管束装配；吊装；胀接工艺；导流筒

中图分类号： TG421

Abstract： This article mainly introduces the assembly hoisting and expanding method of the import and export heat exchanger of synthetic tower. The special auxiliary tooling of assembly and hoisting that are used in the exchanger’s manufacturing process were mainly expounded. The specific expanding process were determined experimentally. Then， the assembly of ultra long tube bundle and hydrostatic testing were successfully complete based on the rational use of guide cylinder.

Key words： assemble of tube bundle； hoisting； expanding process； guide cylinder

0 前言

某煤化工项目中的合成塔进出口换热器，外形尺寸1 600 mm/1 300 mm×110 mm/80 mm×21 692 mm，净重120.167 t，筒体材料14Cr1MoR厚度80 mm，100 mm及110 mm；管板材料14Cr1MoⅣ，厚度150 mm；换热管材料15CrMo，规格14 mm×2 mm×18 000 mm。

该产品由于管束太长、换热管规格较小、管束的重量达到50 t，给生产制造带来非常大的困难，其中制造中存在的难点主要有管束装配，管束起吊、穿入壳程筒体，需要制定合理的施工方案才能保证18 m长的管束顺利进入筒体。

1 换热器管束关键制造工艺

1.1 管束装配

将折流板上因钻孔产生的毛刺用手提砂轮机打磨去除，同时用砂轮机将折流板外圆两侧打磨成R2～3 mm圆角。管束总长18 m，装配时要充分考虑到穿管束的场地和管束进筒体的场地，保证装配穿管后的管束不得翻身、不得掉头。

穿管束前搭花架，固定管板装配拉杆，紧固拉杆螺母，中间折流板下面用特殊槽钢支撑，两侧折流板底下垫角钢与地面支撑，起支撑作用的两侧角钢之间用角钢连接。

在两侧折流板层与层之间加筋板，筋板与折流板之间采用连续焊。如图1所示。利用行车勾住横梁吊装工装吊起整个管束，在管束底部加支撑，焊接中间折流板下部的滑道，在焊接滑道的过程中行车上的起吊工装仍需处于稳定状态。滑轨高出拆流板1 mm，滑轨侧面组装前用砂轮机磨成圆弧状，滑轨与中间拆流板两侧连接采用连续焊。滑道和筋板与折流板组焊完毕后，在换热管外侧包一整圈的扁钢，扁钢外侧用钢丝扎紧。

1.2 壳程筒体与内部导流筒的处理

管束进筒体前，先检验筒体长度（最后一节筒节与筒体相配，确保组焊后整个筒体长度达到要求，能满足管头有足够的管板伸出）。

导流筒与筒体组焊前，检验导流筒的椭圆度，要求导流筒的椭圆度符合GB 151—1999《管壳式换热器》的要求，在导流筒的穿入管束一侧打磨出10 mm钝边60°内倒角，先将导流筒与筒体定位焊，定位焊后检验导流筒与筒体中轴线是否在同一条直线上，最后组焊。

筒体与导流筒内纵、环缝余高用砂轮机打磨与筒体母材平齐，用双层通板检验筒体圆度，双层通板必须顺利通过。管束进筒体前在管束滑道、折流板可能与筒体接触的折流板外沿涂黄油，减小滑道及折流板与筒体间的摩擦力。将鞍座与筒体按图纸要求焊接牢固，鞍座朝下将筒体摆放在滚轮架上，滚轮架下加垫铁，使筒体上的大接管离地面距离有100 mm左右，滚轮架的摆放在合适的位置。

1.3 管束起吊

在中间弓形折流板顶端焊接吊耳，在同一层的两侧折流之间板顶部焊接加强筋，加强筋与吊耳之间用槽钢连接。用专用横梁起吊工装吊起管束，专用横梁起吊工装由钢管（219 mm×8 mm）和条状钢板（厚度24 mm，宽度200 mm）组焊而成，钢板上设置卡环螺栓可穿过的孔。手拉葫芦、吊管束的钢丝绳和起吊工装之间用卡环连接，用行车通过专用横梁起吊工装吊起管束。

管束起吊前，要进行试吊，试吊前检查钢丝绳、滑轮、卡环和葫芦的受力零部件，确保起吊安全。

1.4 管束进筒体

管束起吊过程中，当挂钩就位、钢丝绳张紧时，拆除对两侧折流板起支撑作用的钢管和槽钢。管束进筒体时，吊管束的行车同时移动，使管束的一端送入筒体，管束一端进入筒体后，管束的进入端不可以放置在导流筒上（防止导流筒变形），至少进入长度不小于3 000 mm，即第6块折流板进入筒体。然后将行车下横梁起吊工装卸下，行车吊钢丝绳，通过钢丝绳与滑轮的配合产生使管束进入筒体的轴向力。

随着管束的进入依次拆除吊耳、加强筋和包在管束外面的钢条和钢丝，在拆除过程中，要采用在气割下方垫石棉的方法，防止割渣掉落到管束中，对折流板上割除吊耳处打磨干净。

1.5 换热管与管板胀接工艺

为了确定合适的实际要采用的机械胀管压力值，需要进行模拟胀接试验，为此制作了一块模拟试板，厚度150 mm，钻了19个管孔，并且在管孔内开宽度为4 mm，深度为0.5 mm的双槽，胀接试验如图2所示。

模拟试件胀接完毕后，通过线切割取中间部位的3组试件进行拉脱力试验，并计算其机械胀接力，均可满足标准规范的要求（大于4 MPa）。

[HS2][HT4SS]2 [JP4]管束穿入筒体时的风险分析及防范措施

在管束起吊和管束进筒体的过程中，不排除会有停电、钢丝绳断裂等极端情况发生。管束起吊、进筒体前采取必要的防范措施，防止在施工过程中发生安全事故。需要采取的防范措施如下。

（1）对在管束起吊和管束进筒体过程中使用的行车进行检修。

（2）在试起吊之前就要对所有受力工具进行检查，包括钢丝绳、葫芦、卡环和滑轮等，以防止工作过程中发生失效。

（3）管束进筒体时，为防止停电等意外发生，管束下面放置两个鞍座，鞍座高度比筒体内壁低100 mm左右。

（4）在管束起吊和管束进筒体过程中相关人员要注意安全，无关人员不要靠近。

3 结论

（1）因换热管长且重，换热管与折流板装配过程中一定要采用防护工装支撑，防止装配过程中换热管散架。

（2）筒体及倒流筒的椭圆度控制一定要在标准范围内的下限。

（3）因管束长度为18 m，吊装管束穿入壳程筒体时采用两行车吊装，一定要保证行车吊装行进的同步性。

换热器制作工艺规程 第4篇

换热管自身质量直接关系着换热器运行的实际效果, 为强化列管式换热器质量控制, 需要切实确保换热管质量, 在选择换热管供应企业时, 应选择生产能力强、生产标准与质量控制严格、检测保障措施齐全的企业。换热管采购作业时, 应尽量选择定尺管, 并要求供货企提供相关的打压、涡流探伤等检验报告, 针对应用不锈钢、钛、镍、铜等特殊材料所制作的换热管, 或承担着极度危险介质盛装任务的换热管, 其在组装作业之前需要对每一根换热管进行耐压复验操作, 切实确保换热管自身不存在裂纹问题。此外, 针对特殊材料换热管还应进行一定的光谱复验以确保其材质化学成分合格, 加强换热管管径、长度及壁厚等参数检验。

在进行管板检验时, 考虑到其锻压生产工艺, 需要应用超声检测方式进行管板内部结构检验, 确保管板生产满足设计标准, 避免存在裂纹及夹层等缺陷问题。选择应用数控钻床方式进行钻孔作业, 确保管控排布与垂直度准确性, 在进行折流板钻孔作业之前, 应采取焊接方式进行固定, 选择一次钻透方式进行钻孔作业, 如采取分次钻孔方式, 则需要确保钻孔精准度, 在完成管板与折流板钻孔作业后, 进行管控倒角作业, 确保倒角角度满足设计相关标准, 从而为实现换热管焊接质量提供基础。

2 强化换热管、管板及折流板清理及组装工序以保障列管式换热器制作质量

在进行换热器组装作业之前, 需要采取措施对换热管、管板及折流板等部件存在的浮锈进行清理, 碳钢管则需要对管头15mm以内应用磨光机进行打磨, 以呈现出金属本色为标准。针对不锈钢、钛、镍、铜等特殊材料所制作的换热管, 其应在清洁厂房环境下进行组装作业, 在组装过程中, 应避免出现强力组装现象, 通过应用皮锤或木锤进行敲击, 确保组装到位。组装作业完成后应通过合金刀具进行平头操作, 综合考虑焊接方式, 合理预留热管伸出管板长度。考虑管壁厚度, 换热管点焊采取合理电流, 避免对换热管造成烧穿问题。

3 做好换热管胀接工作以保障列管式换热器制作质量

一般而言, 对于与运转设备相连接的换热器及内部介质具备较强腐蚀性的换热器, 其管板与换热器之间的连接方式多采取胀接与焊接相结合的方式, 制作过程中, 没有对胀接与焊接先后问题进行明确规定, 但依据实践经验, 多采取先胀接后焊接的方式, 从而避免了对焊缝所带来的损伤问题。依据换热管材质差异, 胀接工艺参数不同。在换热管胀接操作之前, 应对其胀接工艺进行相关评估, 科学确定胀接工艺参数, 确保胀接到位, 并避免因胀接力过大对换热管带来的损伤, 在完成胀接后与检验后, 需要对换热管进行气密检验, 确保其合格后方可进行焊接作业。

4 确保换热管焊接质量以保障列管式换热器制作质量

换热管焊接作业主要包括熔头焊接与角焊缝焊接两种形式, 在实际应用中, 需要依据设计标准采取适用的焊接方式, 一般而言, 针对压力较大的换热器, 如其工作压力在10MPa环境下的换热器多不采取熔头焊接方式。在焊接作业之前, 需要采取丙酮或酒精进行换热管及管板清理作业, 焊接位置不得存在油污及浮锈等杂物, 为切实保障焊接强度, 多要求采取两遍焊接, 应用熔头焊时其第一次焊接可采取不加丝自溶方式, 第二次应用加丝焊接方式, 应用角焊接则要求均应用加丝焊接。在完成第一次焊接作业后, 应对其进行气密试验并检查是否存在漏点, 补焊作业后进行二次焊接作业, 确保焊接作业焊缝饱满光滑。进行气密试验、水压及泄露等试验, 以确保列管式换热器制作整体质量。

5 结语

列管式换热器因其结构稳定性及适应性良好, 在工业生产中多作为主要换热设备被广泛应用。然而列管式换热器在制作过程中, 其管板与换热管交接位置需要进行一定的焊接作业, 受换热器工作环境中的温度、压力及介质腐蚀等因素影响, 其焊接位置可能存在着一定的泄露问题从而影响换热效果。为此, 需要从换热管、管板及折流板检验入手, 并强化换热管、管板及折流板清理及组装工序, 确保换热管胀接及焊接作业质量, 切实保障列管式换热器制作质量。

参考文献

[1]吕新春, 孟令霄.列管式换热器制作质量控制要点[J].磷肥与复肥, 2012, 27 (6) :68-68, 72.

[2]张婕, 吴之强, 周人楷等.列管换热器耐蚀堆焊管板制作工艺的研究[J].粮食与食品工业, 2014, 21 (3) :69-71.

[3]张志波.关于新型换热器管子管板焊接工艺的探讨[J].价值工程, 2012, 31 (17) :18-19.

换热器U型管束组装制造工艺 第5篇

换热器已经广泛用于工业生产, 其制造工艺研究已经十分成熟, 但对于特殊行业的热交换器的组装制造工艺研究却相对落后。由于特殊行业换热器不仅从材料上要求严格, 对于生产过程中材料的存放, 组织以及焊接等都具有严格的限制, 现行的常规制造工艺往往不能满足生产要求。

对于特种换热器的组装和制造, 其行业标准起到至关重要的作用, 工艺的设计要严格围绕行业标准来设计。如此方能保证产品的加工质量。本文所叙述的制造工艺主要针对某电站容积和硼控系统应急排水冷却器的管束组装, 结合行业标准和相关文献而编制。

1 换热器结构特点和工艺难点

如图1所示, 换热器整体采用不锈钢材料, 为了防止在制造过程中渗入其他金属对不锈钢造成腐蚀, 生产过程要严格执行不锈钢零部件入场到最后的包装的全过程, 都应该严格的做好黑白分离, 保证不锈钢与黑色金属之间不能有一点直接接触。

换热管是换热器直接工作的部件, 其性能直接决定换热器的质量。既要保证其整体性, 管体不允许拼接, 还要要求其光洁度符合行业标准。其中, 光洁度要严格控制, 确保管侧内、外表面满足行业光洁度要求, 如ASME NQA-1标准中B级、ASME NQA-1标准中D级等要求。

管板是直接安装换热管的零部件, 其加工尺寸精度将会直接影响换热管的安装尺寸。为保证其清洁度, 管板加工完毕后, 需要用压缩空气或高压水流及毛刷彻底清理管孔内铁削、油污等, 以及用丙酮清洗管孔内表面, 保证其清洁及表面粗糙度要求。

管板安装有尺寸要求, 其平行度和管孔间距都有公差要求, 为了保证U型管安装精度, 需要设计工装。根据组装工艺设计工装结构。

2 焊接方法的选择

焊接材料都是不锈钢, 在焊接过程中应将填材选择和不锈钢相近或者材料融合较好的焊材, 焊接过程尽量较小的改变焊缝周围的材料特性。根据以上的原则, 焊接方法应采用手工钨极氩弧焊, 焊材选用ER347。

换热管与管板正是焊接前应先进行焊接工艺评定, 评定合格后应按照工艺评定的基础制定相应的焊接工艺规程。并应递交焊接工艺评定报告、焊接工艺规程给设计方审查和认可。

3 工艺措施

内容包括:组装前的准备、清洗、各折流板与管板定位、穿管、胀管、焊接等工序及相应的检验、试验、质量控制等技术要求。

(1) 组装前安排。生产场地和在制品堆放场地须保持清洁, 并应铺设木质橡胶垫板, 并与碳素钢严格隔离。严禁与碳钢件同时间、同场地生产。一般情况下, 人禁止直接踩踏或接触不锈钢表面, 若须在产品表面上工作, 则须铺橡胶、毯子等软质保护物品。

(2) 管束组装工序。将所有部件准备就绪, 确认U型管表面及管板管孔内的清洁度, 焊接部位要重新使用丙酮擦拭, 充分干燥清洁后在进行穿管。

确认U型管直边段是否平行, 避免U型管出现反弹, 导致直边段不平行, 若出现不符合情况, 应立即校正。为了保证平衡度, 在焊接过程中应采用工装固定, 此处需要设计工装。先利用专用胎具将管板固定, 并找正水平度和垂直度。然后将拉杆插入管板拉杆孔内, 并点焊固定。

按照图纸方位顺序依次将折流板穿在拉杆上, 并利用折流板支撑架支撑折流板, 找正折流板的水平度和垂直度与管板一致, 并保持同心度。利用折流板间距调整架调整折流板间距, 将所有折流板的间距调整到图纸要求的间距后再用螺栓将折流板固定牢固, 然后再将折流板与拉杆点焊固定。先在管板和折流板上试穿几根U型管, 保证每块折流板上都能均匀分布4~6根换热管, 这样能够尽量保证管板及折流板的水平度和垂直度, 及管孔的同心度。然后将拉杆与管板和折流板之间焊接牢固。

按照U型管弯管半径由小到大的顺序依次均匀的插入折流板和管板, 注意穿管前先将两个导引头分别穿入U型管的两端换热管内, 并贴近管端, 换热管逐层穿入折流板时导向头首先穿过, 并引导换热管穿入管孔, 能够避免换热管外表面受刮伤, 保证换热管外表面质量。

穿管时不应用铁锤对管面直接敲打, 如有个别不宜穿得管子采用木锤敲击, 且应保证管子表面在整个穿管过程中不应受损出现凹坑、划痕现象。管子穿过后应按图纸余留管子伸出长度, 并先用氩弧焊不填丝点焊固定, 防止管子伸出或后退。

(3) 换热管与管板的连接。换热管与管板之间的连接按照设备安装要求应采用强度焊+全深度液压胀接方式。焊接为整个组装过程的关键, 对于不锈钢而言, 填充焊丝焊接接头的耐晶间腐蚀性能随着电流的增大而增强[1]。所以, 焊接应有专业的焊接人员操作。换热管与管板正式焊接前应先进行焊接工艺评定, 评定合格后应按照工艺评定的基础制定相应的焊接工艺规程。并应递交焊接工艺评定报告、焊接工艺规程给设计方审查和认可。按照评定合格并由设计方审查合格的焊接工艺规程进行管板与换热管之间的焊接。焊接方法应采用手工钨极氩弧焊, 焊材选用ER347。焊接前应进行焊接样本试验, 以便保证焊接的质量[2]。施焊期间, 应避免烧穿U型管壁, 避免在U型管的内壁上出现焊珠, 避免焊接飞溅落到管板和U型管上[3,4]。

换热管与管板连接应设置构件, 由10个换热管与管板组成。模拟试样管办的厚度应取50mm。试样管板上管孔排列和管孔尺寸应与产品相同。管子的材料、外径和壁厚应与产品相同, 长度≥80mm。试验组件应按ND-5274的要求, 用液体渗透检测, 并应满足国家验收标准。然后进行试样切割, 做宏观金相, 目视检测无裂纹为合格。并保证收件焊缝深度H值应不小于管壁厚度的1.4倍, 且用10倍放大镜进行观察, 焊缝及热影响区不得有裂纹、未熔合和未焊透等缺陷存在[3]。

(4) 胀接。胀接应在焊接完成, 经过焊缝目视、尺寸检测、渗透检测完成, 装入壳体并进行氦检漏合格后, 方可进行。换热管与管板正式胀接前应先进行胀接工艺评定, 以确定合适胀管率、胀力和胀接长度。评定合格后应按照工艺评定的基础制定相应的胀接工艺规程, 并应递交胀接工艺评定报告、胀接工艺规程给设计方审查和认可[5]。

按照评定合格并由设计方审查合格的胀接工艺规程进行管板与换热管之间的胀接, 胀接方法应采用全深度液压胀接。胀接工艺应仔细控制U型管的残余应力。胀接过渡区应圆滑过渡, 不应有急剧的棱角, 坚决不允许出现过胀现象。胀接时应严格记录胀接顺序, 以免出现漏胀现象。

(5) 无损检测。无损检测人员必须经过培训考核, 并取得相应等级的资格证书, 且在有效期内持证上岗。无损检测前应编制满足相关标准和相关文件要求的无损检测规程。

换热管弯管前应进行100%超声检测及100%涡流检测。在弯管后要用校准球对管的内径进行尺寸检查。此工作由U形管供应商完成, 并出具检测报告。

换热管与管板焊接完毕之后胀管之前应先进行目视检测 (VT) , 检测合格后先对焊缝进行氦检漏试验, 已验证焊缝的密封性, 氦气泄漏率10-7Pam3/S。然后再进行100%渗透检测 (PT) , 按照ASME-III-ND要求验收。

(6) 水压试验。管束水压试验应在管束、壳体及管箱组装完毕后与管程水压试验一起进行, 试验压力为27.4Mpa。水压试验时, 水压试验温度不应低于15℃, 充水时应将容器内气体排尽。压力应均匀缓慢的逐级上升, 每级最大为2MPa, 每升一级须保压不少于2分钟。升至20.5MPa时保压不少于10分钟, 然后再升至试验压力并保压不少于30分钟, 然后缓慢降至17.6MPa并保压不少于3小时对所有焊缝和连接部位进行检查。压力表读数不应由泄露而引起变化, 换热管不得有任何泄漏、异常变形或鼓泡。

(7) 清洁度要求。严格按照编制认可的清洁度控制规程控制管束表面清洁度, 并确保管束管侧内表面满足标准ASME NQA-1中B级要求。换热管与管板焊接完毕并经渗透检测合格后, 应立即用清水 (满足A级水质) 和脱脂无毛白布对管头表面残留的检测液等杂质进行清理, 干燥后再借助丙酮再次对管头表面进行清理, 保证清洁度要求。管束胀管之前应对换热管内表面用浸过丙酮或酒精的清洁羊毛毡塞从换热管一端吹过, 以检查清洁度, 羊毛毡塞基本不变色为止。

4 工装制定

(1) 支撑架 (支撑管束用) 。支撑架用于在管束组装时支撑折流板, 保证所有折流板及相应管孔在同一条直线上, 以确保穿管时较容易穿入管孔, 如图2所示。

(2) 导引头。导引头用于在穿管时起导向作用, 结构如图3所示。穿管时先将两个导引头分别穿入U型管的两端换热管内, 并贴近管端, 换热管逐层穿入折流板时导向头首先穿过, 并引导换热管穿入管孔, 能够避免换热管外表面受刮伤, 保证换热管外表面质量。

(3) 间距调整架。调整架用于调整两侧边折流板间距, 将边折流板之间的间距调整到图纸要求的间距后再用螺栓将折流板固定牢固, 然后再将折流板与拉杆焊接固定, 结构如图4所示。

在组装U型换热管时, 采用三个间距调整器以固定U型换热管和管板的安装尺寸。整体结构如图5所示。

5 结论

(1) 生产管理要严格执行生产标准, 从不锈钢零部件入场到最后的包装全过程, 都应该严格的做好黑白分离, 防止不锈钢与黑色金属之间直接接触。

(2) 在加工区域内要做好一切防护, 专门加工制造不锈钢容器的区域, 区域内应采用相关隔板加角钢来支持封闭围墙, 在各区域内应铺设橡胶垫板或木方, 整个产品的加工区必须加强定置管理, 做到文明生产, 黑白分离作业现场所有各类工具。

参考文献

[1]英若采.熔焊原理及金属材料焊接[M].北京:机械工业出版社, 2008.

[2]王洪艳.薄壁大直径不锈钢筒体的焊接工艺设计[J].煤矿机械, 2011, 3 (32) :124-125.

[3]姜爱华, 陈亮, 丁毅, 等.焊接工艺对304不锈钢焊接接头耐晶间腐蚀性能的影响[J].铸造技术.2012, 9 (33) :1097-1098.

[4]马天凤, 崔国明, 李兴霞.13Mn Ni Mo Nb R高压锅炉的壳体焊接工艺设计[J], 河南机电高等专科学校学报.2012, 1 (20) :15-17.

急冷水换热器吊装抽芯改进工艺 第6篇

关键词：KATO NK-1600汽车吊,换热器,平衡梁,吊装,索具,吊耳

大庆石化分公司化工一厂系统车间的冷却水中杂质较多,容易堵塞换热器管程,致使换热效果不好,容易影响生产,造成经济损失。经过研究决定进行抽芯子检查。但是现场情况特殊,需要改进吊装抽芯工艺。

以下对吊车的选择、吊车站位、地面处理、吊装平衡梁及吊装索具选择进行分析论证。

1 吊装工艺概述

1.1 吊装流程

现场勘查场地平整160吨吊车进场站位加拆盲板吊装抽芯机抽芯清理换热器芯子回装芯子试压恢复现场。

1.2 吊车选择

根据原设计给出的数据急冷水换热器的整体重量为24.197吨,芯子重量为24.1974.689=19.508吨,为了保证安全和吊装的半径选择KATO NK-1600汽车吊(俯仰运动式重型付杆)

2 具体吊装过程

2.1 平衡梁预制

根据现场的的实际情况使用HW150型钢进行预制平衡梁,长宽为7米*1.2米连接为焊接,焊接形式采用V型破口满焊。吊耳使用δ=10mm钢板制作。

2.2 吊车站位及地面处理

现场吊车站位处地面虽然为混凝土地面但是地基不实,现使用2张δ=20mm钢板进行铺设地面使地面能承受相应压力。

2.3 地耐力强度验算

为保证吊车作业安全,进行施工时,吊车站位位置及吊车行车路线上的地耐力必须满足安全要求;需对吊装场地进行地耐力强度核算。

NK-1600汽车吊压力为:

G1吊车自重,G1=70000KG G2吊车配重G2=37000KG

G2芯子及附件重量G2=25000KG

钢板规格为11m2m0.02m,共2块钢板,则吊车对地面的压力为:

取1.6倍的安全系数,则吊车站位处的地面经过平整、夯实处理后的地耐力完全复合要求。

2.4 钢丝绳索具载荷计算

主吊钢丝绳索两根4分支使用,钢丝绳与平面夹角按60度计算,则计算公式如下

(G-吊装件重量n-安全系数小于50吨安全系数选8吨)

综合考虑折减等选φ34mm钢丝绳索一对。

3 保证质量及安全措施

3.1 质量措施

(1)吊装作业遵守有关吊装作业的安全作业规程。吊装作业区必须用警戒绳标示出,并有专人看守,非作业人员及车辆严禁入内。

(2)平衡梁制作质量保证措施

(1)焊接前对型钢进行外观检查,钢材表面或断面上不得有裂纹、结疤、折叠、气泡、夹杂和分层.表面锈蚀、麻点或划痕等缺陷深度不应超过产品相应标准允许的壁厚负偏差。

(2)焊接平衡梁时,焊工应遵守焊接工艺文件的规定,不得随意施焊。

(3)焊缝两侧20m m的污物必须清理干净。多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后及时清理检查,清除缺陷后再焊。

(4)焊成凹型的角焊缝,焊缝金属与母材间平缓过渡。

(5)焊接采用手工电弧焊,焊材为:Q235-B(20#)与Q235-B构件之间焊接用E43或E50系列,φ3.2mm、φ4.0mm。

3.2 安全措施

(1)吊装前要进行施工技术交底,人员分工要分清。

(2)指挥人员与上部施工作业人员必须使用无线电进行联系。

(3)设置警戒线,严禁非工作人员入内。

(4)正式吊装前必须进行试吊,确保无问题后方可进行正式吊装。

(5)六级风以上或雨天禁止施工作业。

4 结束语

通过本次施工工艺的改进,使大庆石化分公司化工一厂系统车间的急冷水换热器能够进行换热芯子的彻底清洗工作。为以后有类似情况的现场换热器吊装抽芯子施工做了一个参考特例。

在本次施工中对地面载荷的核算,过于保守,我大庆石化分公司化建公司检修团队将对此次的施工过程再进行一些细致的分析与讨论,力争在以后的施工中能达到更好的效果。

参考文献

[1]建筑钢结构焊接技术规程.JGJ81-2002[1]建筑钢结构焊接技术规程.JGJ81-2002