[摘要]新疆换热机组的板式换热器的内孔焊技术技术。在化工、石油、医药、原子能和核工业中,换热器的应用十分广泛,其类型与结构也很多。
的板式换热器的内孔焊技术技术。在化工、石油、医药、原子能和核工业中,换热器的应用十分广泛,其类型与结构也很多。其中管壳式换热器是使用最普遍的。在管壳式换热器的设计、制造过程中,换热管与管板之间的连接问题直接影响工艺操作的正常进行,也是整个生产制造的重点之一。因此,换热器管子与管板的接头型式的技术研究一直是国内外技术人员关注的焦点。强度胀接是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。利用胀管器插入管口旋转,将穿入管板孔内的管端部胀大,使管子达到塑性变形,同时管板孔被胀大,产生弹性变形。胀管器退出后,管板弹性恢复,管子与管板的接触表面产生很大的挤压力,使管子与管板牢固地结合在一起,达到既密封又能抗拉脱力两个目的。管板上的管孔,有孔壁开槽和孔壁不开槽2种。目前采用的胀管工艺主要有滚压、水压胀接、爆炸胀接3种。
内孔焊将换热管与管板的端部焊接改为管束内孔焊接。国外在20世纪60年代末开始研究内孔焊,并于20世纪70年代开始应用于核设备上。国内在20世纪70年代中期开始对内孔焊进行试验研究,并于70年代末期开始应用于核设备、电站设备上。内孔焊的接头型式大致分为两类:一类是对接式,一类是搭接式。
1、内孔焊的主要优点
(1)消除了端部焊的缝隙,提高了抗间隙腐蚀和抗应力腐蚀能力; (2)是一种全焊透的接头型式,其抗振动疲劳强度高,能承受高温、高压; (3)对接内孔焊的管板孔径可以比端部焊的孔径小,从而增加了管板刚度; (4)接头开孔处应力集中小,不易产生接头根部裂纹; (5)对接接头可以进行内部无损探伤,焊缝内部质量可得到监督和控制,提高了焊缝的可靠性; (6)内孔焊的施焊空间虽然很小,但易于实现自动化。(7)适合于换热器的管子与管板的各种材料的焊接。如碳钢、低合金钢、不锈钢和镍基合金等。
2、内孔焊技术的应用
国际上,以日本和欧洲为代表。在压力容器焊接方面,主要以容器大型化为目标。开发新材料、新钢种等相关的焊接技术,得到越来越广泛的应用。提高焊接质量,无论是工艺设备还是焊接材料的研制方面,都取得了长足的进步。
国内,目前内孔焊接技术主要应用于核工业、电力工业,化工行业也已经开始使用。例如: (1)西安核设备有限公司换热器管束与管板的接头采用内孔焊技术,提高了设备的使用寿命; (2)上海电站辅机厂采用上海华东电焊机厂制造的脉冲钨极氩弧焊机及焊接机头,在高压加热管与管板的焊接上实现了内孔焊接; (3)哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂先后将内孔焊接推广、应用于锅炉联箱和锅炉汽包管座接头的内孔封底焊,保证了管座接头完全焊透,消除了原来手工弧焊焊缝根部未焊透和夹渣等缺陷,并有可能取消水压试验; (4)哈尔滨焊接研究所研究了内孔等离子弧焊工艺,为内孔焊增添了一种新的焊接工艺。(5)化学工业第二设计院给某项目设计的低压反应水冷器也应用了内孔焊。
焊接接头需要进行外观检查、着色检测、压力试验、氮气检漏、射线探伤、超声波探伤、涡流探伤等无损检验。此外,还要进行金相检查、机械性能和腐蚀试验。国外已研制出射线、超声波探伤的相应设备,并已掌握了上述检验技术。国内还未解决内孔焊接头的射线探伤和超声波探伤的关键问题。主要依靠严格控制焊接规范参数,保证焊接装配精度,以及外观检查、着色、萤光探伤、水压试验、气密性试验和试样性能试验来保证焊缝质量。
随着石油、化工工业及其他领域的工艺技术不断进步,换热器将向高温、高压和大型化发展,对其制造质量的要求也会越来越高,内孔焊技术将会在这些行业中得到更加广泛的应用。
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