换热管与管板的连接方式

原创 胡伟明  2020-10-27 20:56:00  阅读 55 次 评论 0 条
摘要:

连接方式换热管与管板的连接,工程生产中主要有胀接、焊接、胀焊并用等几种形式。强度胀接系指为保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的胀接;贴胀系指为消除换热管与管孔之间缝隙的轻度胀接;强度焊系指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的焊接;密封焊系指保证换热管与管板连接密封性能的焊接。强度胀强度胀靠管端的塑性变形承受拉脱力,胀管后的残余应力会在温度升高时逐渐减弱,使管子与管板的连接处密封性能及强度下降,因此强度胀适用于设计压力小于或等于4MPa、设计温度小于或等于300℃的场合。如操作中有

连接方式

换热管与管板的连接,工程生产中主要有胀接、焊接、胀焊并用等几种形式。强度胀接系指为保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的胀接;贴胀系指为消除换热管与管孔之间缝隙的轻度胀接;强度焊系指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的焊接;密封焊系指保证换热管与管板连接密封性能的焊接。

强度胀

强度胀靠管端的塑性变形承受拉脱力,胀管后的残余应力会在温度升高时逐渐减弱,使管子与管板的连接处密封性能及强度下降,因此强度胀适用于设计压力小于或等于4MPa、设计温度小于或等于300℃的场合。如操作中有剧烈振动、较大温差或明显的应力腐蚀情况时,不宜采用强度胀。

胀管时,要求管子的硬度要低于管板的硬度。管孔与管子的间隙以及管孔的光滑程度对胀管质量都有一定的影响。管孔与管子的间隙通常有标准可循。管孔表面粗糙,可产生较大的摩擦力,不易拉脱,但易产生泄漏,管孔表面严禁有纵向贯通的沟槽。管孔表面光滑,不易泄漏,但易拉脱。一般要求表面粗糙度小于或等于12.5μm,管孔有光孔和带环形槽两种,前者如下图(a)所示,后者如下图(b)、(c)所示。开槽后,胀管时管子被挤入槽内,能提高抗拉脱能力及增强密封性能。管孔中环形槽数视管板的厚度而定,一般来说,厚度小于25mm时开一个槽,厚度大于25mm时开两个槽。

当管板较厚或避免间隙腐蚀的场合,可采用下图(d)所示的结构,复合管板与换热管也可采用胀接,当复层大于或等于8mm时,应在复层管孔上开槽,结构如下图(e)所示。

强度胀.png

强度焊

强度焊是目前应用最为广泛的管子与管板的连接方式。强度焊制造加工简单,抗拉脱能力强,等焊接部分失效时,可二次补焊。更换换热管也比较方便。强度焊的使用不受压力和温度的限制,但振动较大或有间隙腐蚀的场合不宜采用。

强度焊的一般形式如下图(a),立式换热器在停车时,为避免管端周围积液,常采用下图(b)所示的结构。下图(c)所示的结构形式一般用于管板为不锈钢的场合。

强度焊.png

胀焊结合

管子与管板连接处的密封性能要求较高,或存在间隙腐蚀、承受剧烈振动等场合,单一的胀接或焊接已不能满足要求,将两者结合,既能提供足够的强度,又有良好的密封性能。胀焊结合按胀焊顺序分为两种:先胀后焊和先焊后胀。

一般的胀接方法,不可避免地会在接头缝隙中存有油污,胀后施焊,这些油污及间隙中空气的存在会降低焊缝质量。如先焊后胀,胀管时会对焊缝造成破坏。两种顺序的选择目前还无统一的规定。工程上,如先胀后焊,在焊前应将油污清洗干净;如先焊后胀,应对管端的胀接位置作一限定,一般要控制离管板表面15mm以上范围内不进行胀接。

先胀后焊一般采用强度胀加密封焊的形式,强度胀保证管子与管板的密封性能,提供足够的抗拉强度,密封焊进一步保证管子与管板的密封性能,结构见下图(a)。

先焊后胀一般采用强度焊加贴胀的形式,强度焊保证管子与管板的密封性能,提供足够的抗拉强度,贴胀消除管子和管孔之间的间隙,保证密封性能,结构见下图(b)。复合管板结构形式及尺寸如下图(c)、(d)所示。

胀焊结合.png

爆炸胀接

爆炸胀接本质上也属于强度胀接,后者通常采用滚柱胀管器胀接,而爆炸胀接是利用炸药极短时间内的爆炸产生高压气体冲击波使管子牢固地贴于管孔上。爆炸胀接效率高,在胀接时不用润滑油,胀后容易焊接,抗拉脱力大,管子轴向伸长率和变形小。爆炸胀接适用于薄壁管、小直径管及大厚度管板的胀接,换热管的管端泄漏、机械胀管修复困难时,采用爆炸胀接是一种比较好的选择。


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