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產(chǎn)品知識 專(zhuān)業(yè)從事能源電力，石油化工，冶金機械，制冷空調等行業(yè)的設備制造，檢修安裝機具的研發(fā)制造。
脹管機標準及注意事項
2010-05-21 瀏覽：次
       GB151－1999標準中規定，強度脹接適用于設計壓力≤4MPa、設計溫度≤300℃、無(wú)劇烈振動(dòng)、無(wú)過(guò)大溫度變化及無(wú)應力腐蝕的場(chǎng)合；強度焊接適用于振動(dòng)較小和無(wú)間隙腐蝕的場(chǎng)合；脹、焊并用適用于密封性能較高、承受振動(dòng)或疲勞載荷、有間隙腐蝕、采用復合管板的場(chǎng)合。由此可見(jiàn)，單純脹接或強度焊接的連接方式使用條件是有限制的。脹、焊并用結構由于能有效地阻尼管束振動(dòng)對焊口的損傷，避免間隙腐蝕，并且有比單純脹接或強度焊具有更高的強度和密封性，因而得到廣泛采用。目前對常規的換熱管通常采用“貼脹＋強度焊”的模式；而重要的或使用條件苛刻的換熱器則要求采用“強度脹＋密封焊”的模式。脹、焊并用結構按脹接與焊接在工序中的先后次序可分為先脹后焊和先焊后脹兩種。
1、先脹后焊
       管子與管板脹接后，在管端應留有15mm長(cháng)的未脹管腔，以避免脹接應力與焊接應力的迭加，減少焊接應力對脹接的影響，15mm的未脹管段與管板孔之間存在一個(gè)間隙(見(jiàn)圖1)。在焊接時(shí)，由于高溫熔化金屬的影響，間隙內氣體被加熱而急劇膨脹。據國外資料介紹，間隙腔內壓力在焊接收口時(shí)可達到200～300MPa的高壓狀態(tài)。間隙腔的高溫高壓氣體在外泄時(shí)對強度脹的密封性能造成致命的損傷，且焊縫收口處亦將留下肉眼難以覺(jué)察的針孔。目前通常采用的機械脹接，由于對焊接裂紋、氣孔等敏感性很強的潤滑油滲透進(jìn)入了這些間隙，焊接時(shí)產(chǎn)生缺陷的現象就更加嚴重。這些滲透進(jìn)入間隙的油污很難清除干凈，所以采用先脹后焊工藝，不宜采用機械脹的方式。由于貼脹是不耐壓的，但可以消除管子與管板管孔的間隙，所以能有效的阻尼管束振動(dòng)到管口的焊接部位。但是采用常規手工或機械控制的機械脹接無(wú)法達到均勻的貼脹要求，而采用由電腦控制脹接壓力的液袋式脹管機脹接時(shí)可方便、均勻地實(shí)現貼脹要求。采用液袋式脹管機脹接時(shí)，為了使脹接結果達到理想效果，脹接前管子與管板孔的尺寸配合在設計制造上必須符合較為嚴格的要求。這樣對于常規設計的“貼脹＋強度焊”可采用先脹后焊的方式，而對特殊設計的“強度脹＋強度焊”則可采用先貼脹，再強度焊，最后強度脹的方法。
2、先焊后脹
       在制造過(guò)程中，一臺換熱器中有相當數量的換熱管，其外徑與管板管孔孔徑之間存在著(zhù)較大的間隙，且每根換熱管其外徑與管板管孔間隙沿軸向是不均勻的(見(jiàn)圖2)。當焊接完成后脹接時(shí)，管子中心線(xiàn)必須與管板管孔中心線(xiàn)相重合。當間隙很小時(shí)，上端15mm的未脹管段將可以減輕脹接變形對焊接的影響。當間隙較大時(shí)，由于管子的剛性較大，過(guò)大的脹接變形將越過(guò)15mm未脹區的緩沖而對焊接接頭產(chǎn)生損傷，甚至造成焊口脫焊。所以對于先焊后脹工藝，控制管子與管板孔的精度及其配合為首要的問(wèn)題。當管子與管板腔的間隙小到一定值后，脹接過(guò)程將不至于損傷到焊接接頭的質(zhì)量。有關(guān)資料顯示，管口的焊接接頭承受軸向力的能力是相當大的，即使是密封焊，焊接接頭在做靜態(tài)拉脫試驗時(shí)，管子拉斷了，焊口將不會(huì )拉脫。然而焊口承受切向剪力的能力相對較差，所以強度焊后，由于控制達不到要求，可能造成過(guò)脹失效或脹接對焊接接頭的損傷。
合理的制造工藝
1、管子與管孔的公差控制
(1)換熱管
在采購換熱管時(shí)要求每臺換熱器所使用的換熱管在冷拔加工時(shí)應采用同一坯料(爐批次)的原料，并在同一臺經(jīng)校驗試驗合格的拉管機上生產(chǎn)，這樣才能保證每根換熱管具有相同的材質(zhì)、規格與精度。換熱管外徑的均勻一致能保證管子與管板管孔的間隙，內徑的均勻一致能保證與液袋式脹管機脹頭的匹配性，從而延長(cháng)脹頭的使用壽命。一般管子與管板管孔間隙要求控制在(0.3±0.05)mm范圍內，而液袋式脹管機脹頭外徑與管子內徑的公差也應控制在(0.3±0.05)mm范圍內。
(2)管板
為使換熱器管板管孔與管子外徑在同一公差范圍內，首先必須根據到貨換熱管外徑的實(shí)際精度尺寸決定管板管孔的加工精度，如上所述，管板管孔與已到貨換熱管實(shí)際均勻外徑間隙仍應控制在(0.3土0.05)mm范圍內。
3.2換熱管與管板的加工及驗收
(1)換熱管
①按要求采購進(jìn)廠(chǎng)的換熱管入庫前應按相關(guān)標準逐項驗收，精確測量?jì)?、外徑及其公差范圍?/span>
②換熱管穿管前按實(shí)際測量殼程長(cháng)度一次性切好換熱管，避免穿管后用腳向砂輪機修磨。當采用砂輪機修磨時(shí)，砂輪磨粒易濺入管子與管板管孔的間隙中，硅酸鹽磨粒在焊接時(shí)將會(huì )產(chǎn)生夾渣，給焊接接頭造成隱患。
③換熱管穿管前脹接范圍內管區應進(jìn)行除銹處理，管端除去內外毛刺，這對采用液袋式脹頭時(shí)尤為重要。
(2)管板
①管板應是合格的鍛件，內部材質(zhì)應均勻，脹接面上無(wú)影響脹接質(zhì)量的缺陷。對于裝置中關(guān)鍵的換熱器，盡量采用高級別鍛件，鍛件除按相關(guān)標準驗收后，應做超聲波復查。
②管板與折流板上管孔加工必須保證同軸度。采用同一塊模板鉆孔，確保每根換熱管所通過(guò)的管板與折流板上的管孔在同一中心線(xiàn)上，否則將使穿管發(fā)生很大的困難。
③管板的鉆削加工粗糙度、管板的管橋寬度均按GB151-1999Ⅰ級要求驗收。
④管孔精度以自制的通規和止規來(lái)檢驗，并作記錄。如要求鉆孔φ(25.4土0.05)mm，即選φ25.45mm為止規，φ25.3mm為通規，可以逐孔檢查，對于超差孔應作出標記，以便采取特殊措施予以彌補。
⑤如為強度脹，脹槽深度應確保(0.5土0.05)mm范圍。對于液袋式脹接的方式，根據目前科研試驗的結果，建議槽寬為8mm，槽間距為8mm，通常采用雙槽結構。
⑥脹接前應嚴格清潔管孔，除去槽邊毛刺，不允許有影響脹接緊密性的雜質(zhì)存在。
3.3 管子與管板的連接
(1)脹接
推薦采用液袋式液壓脹接方式，以保證脹接緊密程度均勻一致。因為液袋式脹管機其脹接壓力是由人工設定，電腦控制操作的，精度較高。如令25×2.5的碳鋼換熱管其貼脹壓力通常為110~120MPa，強度脹壓力為170~180MPa。當采用特殊規格換熱管時(shí)可以先理論計算，然后通過(guò)模擬試驗，確認其貼脹及強度脹的適宜液壓范圍，以保證脹接連接的可靠性。
(2)焊接
一般采用填絲氬弧焊。焊縫高度H確保不小于管壁厚度的1.4倍。采用雙層氬弧焊，且第二層焊道起弧處至少要偏離第一層焊道起弧點(diǎn)15°，以消除第一層焊道中特別是起弧和收弧點(diǎn)處可能產(chǎn)生的缺陷。
(3)連接方式
圖紙設計為“貼脹＋強度焊”時(shí)，可采用如下兩種方式：
①貼脹(盛水試漏)；強度焊(水壓試驗)。
②強度焊(壓力試驗)；貼脹(水壓試驗)。
當管板孔超標時(shí)，應先貼脹，再焊接，以免脹接時(shí)影響焊縫質(zhì)量。圖紙設計為“強度脹＋密封焊”時(shí)，建議采用如下方式：
脹管率其計算公式：
H= (d1-d2-σ)/d3×100%
式中：H—脹管率
d1—脹完后的管子內徑，毫米
d2—未脹時(shí)的管子內徑，毫米
d3—未脹時(shí)的管孔直徑，毫米
σ—脹管前管孔直徑與管子外徑之差，毫米。
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