胀管工艺

标准中规定强度胀接适用于设计压力设计温度无剧烈振动无过大温度变化及无应力腐蚀的场合强度焊接适用于振动较小和无间隙腐蚀的场合胀焊并用适用于密封性能较高承受振动或疲劳载荷有间隙腐蚀采用复合管板的场合由此可见单纯胀接或强度焊接的连接方式使用条件是有限制的胀焊并用结构由于能有效地阻尼管束振动对焊口的损伤避免间隙腐蚀并且有比单纯胀接或强度焊具有更高的强度和密封性因而得到广泛采用目前对常规的换热管通常采用贴胀强度焊的模式而重要的或使用条件苛刻的换热器则要求采用强度胀密封焊的模式胀焊并用结构按胀接与焊接在工序中的先后次序可分为先胀后焊和先焊后胀两种先胀后焊管子与管板胀接后在管端应留有长的未胀管腔以避免胀接应力与焊接应力的迭加减少焊接应力对胀接的影响的未胀管段与管板孔之间存在一个间隙见图在焊接时由于高温熔化金属的影响间隙内气体被加热而急剧膨胀据国外资料介绍间隙腔内压力在焊接收口时可达到的超高压状态间隙腔的高温高压气体在外泄时对强度胀的密封性能造成致命的损伤且焊缝收口处亦将留下肉眼难以觉察的针孔目前通常采用的机械胀接由于对焊接裂纹气孔等敏感性很强的润滑油渗透进入了这些间隙焊接时产生缺陷的现象就更加严重这些渗透进入间隙的油污很难清除干净所以采用先胀后焊工艺不宜采用机械胀的方式由于贴胀是不耐压的但可以消除管子与管板管孔的间隙所以能有效的阻尼管束振动到管口的焊接部位但是采用常规手工或机械控制的机械胀接无法达到均匀的贴胀要求而采用由电脑控制胀接压力的液袋式胀管机胀接时可方便均匀地实现贴胀要求采用液袋式胀管机胀接时为了使胀接结果达到理想效果胀接前管子与管板孔的尺寸配合在设计制造上必须符合较为严格的要求只有这样对于常规设计的贴胀强度焊可采用先胀后焊的方式而对特殊设计的强度胀强度焊则可采用先贴胀再强度焊最后强度胀的方法先焊后胀在制造过程中一台换热器中有相当数量的换热管其外径与管板管孔孔径之间存在着较大的间隙且每根换热管其外径与管板管孔间隙沿轴向是不均匀的见图当焊接完成后胀接时管子中心线必须与管板管孔中心线相重合当间隙很小时上端的未胀管段将可以减轻胀接变形对焊接的影响当间隙较大时由于管子的刚性较大过大的胀接变形将越过未胀区的缓冲而对焊接接头产生损伤甚至造成焊口脱焊所以对于先焊后胀工艺控制管子与管板孔的精度及其配合为首要的问题当管子与管板腔的间隙小到一定值后胀接过程将不至于损伤到焊接接头的质量有关资料显示管口的焊接接头承受轴向力的能力是相当大的即使是密封焊焊接接头在做静态拉脱试验时管子拉断了焊口将不会拉脱然而焊口承受切向剪力的能力相对较差所以强度焊后由于控制达不到要求可能造成过胀失效或胀接对焊接接头的损伤合理的制造工艺管子与管孔的公差控制换热管在采购换热管时要求每台换热器所使用的换热管在冷拔加工时应采用同一坯料炉批次的原料并在同一台经校验试验合格的拉管机上生产这样才能保证每根换热管具有相同的材质规格与精度换热管外径的均匀一致能保证管子与管板管孔的间隙内径的均匀一致能保证与液袋式胀管机胀头的匹配性从而延长胀头的使用寿命一般管子与管板管孔间隙要求控制在范围内而液袋式胀管机胀头外径与管子内径的公差也应控制在范围内管板为使换热器管板管孔与管子外径在同一公差范围内首先必须根据到货换热管外径的实际精度尺寸决定管板管孔的加工精度如上所述管板管孔与已到货换热管实际均匀外径间隙仍应控制在土范围内换热管与管板的加工及验收换热管按要求采购进厂的换热管入库前应按相关标准逐项验收精确测量内外径及其公差范围换热管穿管前按实际测量壳程长度一次性切好换热管避免穿管后用脚向砂轮机修磨当采用砂轮机修磨时砂轮磨粒易溅入管子与管板管孔的间隙中硅酸盐磨粒在焊接时将会产生夹渣给焊接接头造成隐患换热管穿管前胀接范围内管区应进行除锈处理管端除去内外毛刺这对采用液袋式胀头时尤为重要管板管板应是合格的锻件内部材质应均匀胀接面上无影响胀接质量的缺陷对于装置中关键的换热器尽量采用高级别锻件锻件除按相关标准验收后应做超声波复查管板与折流板上管孔加工必须保证同轴度采用同一块模板钻孔确保每根换热管所通过的管板与折流板上的管孔在同一中心线上否则将使穿管发生很大的困难管板的钻削加工粗糙度管板的管桥宽度均按级要求验收管孔精度以自制的通规和止规来检验并作记录如要求钻孔土即选为止规为通规可以逐孔检查对于超差孔应作出标记以便采取特殊措施予以弥补如为强度胀胀槽深度应确保土范围对于液袋式胀接的方式根据目前科研试验的结果建议槽宽为槽间距为通常采用双槽结构胀接前应严格清洁管孔除去槽边毛刺不允许有影响胀接紧密性的杂质存在管子与管板的连接胀接推荐采用液袋式液压胀接方式以保证胀接紧密程度均匀一致因为液袋式胀管机其胀接压力是由人工设定电脑控制操作的精度较高如令的碳钢换热管其贴胀压力通常为强度胀压力为当采用特殊规格换热管时可以先理论计算然后通过模拟试验确认其贴胀及强度胀的适宜液压范围以保证胀接连接的可靠性焊接一般采用填丝氩弧焊焊缝高度确保不小于管壁厚度的倍采用双层氩弧焊且第二层焊道起弧处至少要偏离第一层焊道起弧点以消除第一层焊道中特别是起弧和收弧点处可能产生的缺陷连接方式图纸设计为贴胀强度焊时可采用如下两种方式贴胀盛水试漏强度焊水压试验强度焊压力试验贴胀水压试验当管板孔超标时应先贴胀再焊接以免胀接时影响焊缝质量图纸设计为强度胀密封焊时建议采用如下方式胀管率其计算公式式中胀管率胀完后的管子内径毫米未胀时的管子内径毫米未胀时的管孔直径毫米胀管前管孔直径与管子外径之差毫米胀管技术转贴胀管技术换热器是石油化工装置中最为常见的设备每台换热器都有数百乃至数千个换热管与管板的连接接头目前换热管与管板主要有胀接焊接和胀焊并用等几种连接方法胀接主要有机械液压两种机械胀接是国内外目前最为常用的方法该方法除了具有劳动强度高和工作效率低等缺点外还难以对管板厚度超过毫米以上的换热器实行全厚度胀接而现代化工装置都在高参数下运行换热器的管板厚度越来越厚管板厚度超过毫米的换热器已不鲜见用传统的机械胀接技术已无法对这种厚管板换热器进行全厚度胀接使得换热管和管板之间的间隙难以消除留下间隙腐蚀的隐患液压胀接是近几十年来发展起来的新型胀接技术它包括两种方法一种是形环法这种方法以形圈作为密封元件对管子内壁的尺寸精度和粗糙度要求较高另一种是液袋式液压胀接技术可对各种规格和各种材料的换热管进行可靠的全程胀接特别适用于对厚管板换热器和大口径管的胀接液袋式液压胀管机是换热器及锅炉制造和维修过程中连接管子与管板的专用胀接设备液袋式液压胀管技术具有以下特点劳动强度低生产效率高胀接质量均匀可靠胀管介质对接头无污染胀后管子残余应力低对换热管的尺寸精度要求低可对任意管板厚度的换热器进行全程胀接这种液袋式液压胀管机己于年月日通过了中国石化总公司的鉴定该技术与形环胀接技术的最大差别在于液袋式液压胀接技术对换热管的尺寸精度要求不高胀接过程对换热管内表面无污染是一种符合我国国情的新型胀接技术可望取代原有的机械滚胀工艺目前液袋式液压胀管技术已在扬子石化仪征化纤镇海炼化齐鲁石化抚顺机械厂吉林化学工业公司等十多个国家特大型企业得到推广应用已累计胀接换热器近台胀接管口万多个其中管板最厚达毫米本技术已经取得了国家专利并获中石化总公司年科技进步三等奖胀管机工作原理图油箱高压油泵换向阀增压缸增压活塞高压软管操作手柄及液袋胀头换热管管板溢流阀压力表本技术利用液袋封闭胀管介质可防止胀接过程中胀管介质对接头的污染有利于避免焊接缺陷由于国产管内径尺寸偏差较大胀头的外径尺寸可以在工作现场根据管子的孔径通过磨削加工进行调整胀接加工过程极其简单管子与管板进行组装完毕后将胀头插入管孔中按下胀接按钮胀管机即可自动根据设定的胀接压力完成胀接的加压和卸压操作过程由于这种胀接过程对胀接接头无污染胀后对管口不必进行清洗就可直接焊接一般对于贴胀管板可以不开槽对于强度胀或密封胀则要求对管板进行开槽槽深为毫米其开槽宽度应根据管子的壁厚和半径确定对于换热器制造厂应用液压胀管技术的投资主要为液压胀管机的设备投资约万元左右在应用过程中还须根据所胀换热器管子的规格管板的厚度定制相应规格的胀头由于劳动强度低胀接时只要单人操作平均每小时可胀多个管口包括辅助时间而机械胀接时加上铺助工作约需人最快时也只能胀接个左右液压胀接技术的人均工作效率比机械胀接提高工效倍光节约的人工费用一年即可收回投资由于制造周期大为缩短采用本技术可以在不增加其他设备的情况下大大提高换热器制造工厂的制造能力换热器是石化企业最易发生故障的设备之一其平均寿命为年左右由于液压胀接质量均匀可靠胀后管子残余应力低可有效的消除间隙腐蚀用该方法制造的换热器比用机械胀接所制造的换热器具有较长的使用寿命如果采用液压胀管使每台换热器使用寿命平均提高年即相当于节约换热器成本的十分之一以上若一台胀管机每年制造台换热器每台换热器以万元计每年每台胀管机即可减少换热器使用厂家万元的设备开支一般说来换热器占石化装置总投资的左右如果整套装置的投资为亿元人民币则换热设备的投资约亿元若全部采用本技术制造共平均寿命提高每年每套装置可节约开支千万元如该技术在中国石化集团公司推广每年可为集团公司减少开支数亿元同时由于本技术胀接速度快在大型化工装置检修时采用本技术制造和修复换热器可大大缩短工期减少化工装置的停产损失具有很高的经济效益和社会效益抱歉图贴不上希望对你有帮助软介质胀管工艺及装置软介质胀管工艺及装置项目名称软介质胀管工艺及装置主要承担单位太原重型机械学院主要完成人王卫卫宋建丽等项目介绍本项目采用橡胶等软体介质作为传压介质以液压力为动力进行胀接可用于锅炉换热器制造在修等生产中且具有如下特点大大提高生产率和胀接质量胀一个接头仅需秒左右较传统的机械滚胀法提高效率数十倍且胀接参数可事先准确算出并由胀接装置精确控制实现均匀胀接改善工人劳动条件降低劳动强度投资少使用范围宽一套胀管装置可使用数年至数十年能胀接多种规格的管子可同时多年操作即一套装置带多个胀头同时工作从而大大加快生产进度成果形式工艺计算方法胀接装置设计适用范围锅炉化工设备压力容器的制造大修推广形式提供工艺计算方法胀接装置设计或胀接装置预期经济效益可提高工效数十倍可大幅度降低胀次数