管壳式换热器胀管工艺.pdf

1胀管工艺规程 胀管工艺规程 编 制： 审 核： 编 制： 审 核： 2管子与管板“焊、胀”连接工艺 管子与管板“焊、胀”连接工艺 一、原理及适用条件 本工艺的实施步骤是焊-胀它巧妙地运用胀接过程的超压过载技术， 通过对管与管板的环形焊缝进行复胀， 造成应变递增而应力不增加，即让该区域处于屈服状态，在焊缝的拉伸残余应力场中，留下一个压缩残余应力体系两种残余应力相互叠加的结果，使其拉伸残余应力的峰值大减；二次应变又引起应力的重新分布，结果起到调整和均化应力场的效果，最终将残余应力的峰值削弱到预定限度以下 本工艺适用于管子与管板的胀、焊并用连接型列管式换热器的工厂或现场加工管板厚度范围为 16～100mm，材质为碳钢者，就符合GB150-98 第二章 2.2 条的规定，若采用 16Mn 时，就分别符合 GB3247—88 和 GBI51—99 中的有关规定；换热管束应符合 GB8163、GB9948-88、GB6479-86、GB5310-85 的规定 二、焊、胀工艺 （一）准备工作 1、对换热管和管板的质量检查 （1）管子内外表面不允许有重皮、裂纹、砂眼及凹痕管端头处不得有纵向沟纹，横向沟纹深度不允许大于壁厚的 1/10。

管子端面应与管子轴线垂直，其不垂直度不大于外径的 2% （2）换热管的允许偏差应符合表 1-1 要求 （3）管孔表面粗糙度 Ra 不大于 12.5μm，表面不允许纵向或螺旋状刻痕管孔壁面不得有毛刺、铁屑、油污 （4）管孔的直径允许偏差应符合表 1-2 规定 3换热管的允许偏差换热管的允许偏差 表 1-1 Ⅰ级换热器 Ⅱ级换热器 材料 标准 外径×厚度 （mm） 外径偏差 （mm） 壁厚偏差 （mm） 外径偏差 （mm） 壁厚偏差 （mm） 19×2 25×2 25×2.5 ±0.2 ±0.4 32×3 38×3 45×3 ±0.3 ＋12% －10% ±0.45 ＋15% －10% 碳 钢 GB8163-87 57×3.5 ±0.8% ±10% ±1% ＋12% －10% 抽查区域应不小于管板中心角 60范围内管孔孔径，允许抽查区域内有 4%管孔直径偏差比表 1-2 中数值大 0.15mm 换热管与换热板的管孔允许偏差换热管与换热板的管孔允许偏差 表 1-2 类别 换热器外径（mm） 19 25 32 38 45 57 换热管允许偏差（mm） ±0.2 ±0.2 ±0.3 ±0.3 ±0.3 ±0.45 管孔直径 （mm） 19.25 25.25 32.3538.40 45.40 57.55 Ⅰ 级 换 热 器 管 板 允许偏差 （mm） ＋0.15 0 ＋0.15 0 ＋0.2 0 ＋0.20 0 ＋0.20 0 ＋0.25 0 换热器 允许偏差 （mm） ±0.40±0.40±0.45±0.45±0.45 ±0.57管孔直径 （mm） 19.40 25.40 32.5038.50 45.50 57.70 Ⅱ 级 换 热 器 管 板 允许偏差 （mm） ＋0.20 0 ＋0.2 0 ＋0.30 0 ＋0.30 0 ＋0.40 0 ＋0.40 0 2、对工艺评定的要求 实施本工艺时，必须按照正确方法完成下列工艺评定： （1）换热器与管板接头焊接工艺评定。

（2）换热器与管板接头贴胀工艺评定 3、对管子与管板结合部位的清理 4（1）换热管管身应清理干净，保证在穿管时不污损管孔壁面 换热管管端外表面应除锈至呈金属光泽（但不得出现棱角） ，其长度不小于二倍管板厚度 （2）管板孔壁应清除干净，不得有油渍、污物，并将管孔壁除锈至呈金属光泽必要时可用有机容剂清洗管板孔壁 4、对工具、机械的要求 （1）使用的电子扭矩搬手应调走在规定的扭矩值上，并经标准测力计校核 （2）胀管器应选用前进式不带翻边胀珠的直边胀管器胀管器尺寸与管板厚度和管子内径相适应 （3）胀管器胀杆和胀珠的直度；胀杆和胀珠圆锥度配合；胀珠在巢孔中的间隙；测量胀珠的位移应符合其说明书的要求 （二）工艺程序（见图 1-1） 图 1-1 工艺程序图 52、穿管和贴胀 不论是采用边穿边贴胀，还是穿完全部管子后再贴胀，都要预先设计贴胀的顺序，以防止管子由于轴向积累伸长而引起管板变形 贴胀顺序设计的原则是：轴向对称，分区定点，定距定心，区内反阶，间隔跳动管子与管板放射式胀接程序见图 1-2. 对于管板较大的换热器 首先应按上述原则， 按板中心二条互相垂直的轴线，并沿轴线把管板划分为若干个小区，这些小区一定要以中心轴线对称。

在对称的小区中先选有代表性的点（即在管板上均布的点）先在那里完成胀接固定， 实现二个管板间的走距和定心， 在这些点进行胀接时，可以由内向外，或由外向内，原点向四周放射，但一走要按原点对称进行 图 1-2 管子与管板放射式胀焊程序 6管板在定距定心后，即可开展大在面积的胀接作业时，分成若干组（按作业大小而定） ，同时在相互对称的小区内作业，小区内则应按反阶式顺序进行 3、焊接 （1）焊接要求的环境条件； 环境气温应符合设计要求，如设计无规定时，其环境气温不低于 5℃手工焊时，其环境风速应小于 10m/S,相对湿度小于 90%，且无雨雪侵袭 如上述条件不能满足时，应采取措施，否则应停止作业 （2）焊工必须有锅炉压力容器焊工考试合格证其合格项目应与实际位置相符，并应按本工艺的工艺评定试验考试合格，方可上岗 （3）焊接前应确认贴胀已完成焊区内的一切浮锈、抽污、杂物已清除干净 （4）焊接顺序应与贴胀顺序相同但在每个小区内直按照反阶式顺序间隔跳动进行手工焊时，若管桥间距较小，应考虑将相邻二管口焊缝的起弧和收弧点错开不允许在坡口外引弧 （5）焊渣及突出于管内壁的焊瘤和飞溅物应清除干净 （6）焊缝返修应按返修工艺评定进行。

4、贴胀 （1）贴胀要求的环境条件：环境气温不应低于 5℃， ，不应受雨、雪侵袭 （2）将电子扭矩搬手走在规定的扭矩值上，并予以锁定电子扭矩搬手在规定的校验期内使用 （3）作业人员应注意搬手有声光报警，报警后应立即停止作业 三、质量控制、标准及主要措施 7（一）主要质量控制流程（见表 1-3） （二）主要的质量标准 1.外观检查 （1）换热管的胀接部位和非胀接部位手感检查应过渡圆滑，不得有棱角 （2）胀接长度应符合图纸要求 （3）用 10 倍放大镜检查焊缝外观，应符合下列要求： a、焊缝尺寸应符合图纸及规范要求 b、表面不允许有裂纹、气孔、弧坑、夹渣等缺陷，并不得保留有熔渣和飞溅物 c、 在图纸对咬边缺陷无特殊规定时咬边深度不大于 0.5㎜， 咬边总长度不大于焊缝总长的 10% d、焊缝应向母材圆滑过渡如设计需要打磨焊缝时，不得损伤管板母材，且打磨处不得凹陷，局部凹陷不允许超过管板厚度的负偏差 e、管板的最终不平度应符合设计要求 2、无损探伤 1)完成焊接 24h 后，用 PT（MT）探伤进行检查，无裂纹为合格 2)贴胀完成后应进行 PT 或 MT 探伤，合格要求同焊后探伤 3)如有必要，可以在水压试验完成后再进行一次抽查性 PT 或 MT 探伤，标准同前。

抽查部位由设计部门指定，无裂纹为合格若发现裂纹，应全部进行 PT 或 MT 探伤 8主要质量控制流程 施工准备 施工过程 验收 竣工 一、技术准备 1.图纸会审 2.方案编制 3.技术交底 二、工艺评定及考核 1. 焊接工艺评定 2. 贴胀工艺评定 3.焊工合格证复验 5.焊工技能评定考核 6.焊工适应性训练 三、 管子、 管板检查验收 1.管子质量检查验收 2.管板质量检查验收 四、焊材管理 1.焊材合格证检查 2.焊材质量检查 3.焊材发放管理 五、工具量具检查效验 1.胀管器检查 2.扭矩扳手效验 一、 管子、 管板结合面清洁 二、穿管工艺 三、焊接 1.焊条烘焙 2.焊接环境条件 3.焊接工艺参数 4.焊接顺序控制 5.焊接表面质量 6.焊后 UT、 PT 或MT 四、贴胀 1.贴胀环境条件 2.贴胀顺序和参数 3.贴胀质量 4.贴胀不平度控制 水压试验 （含煤油渗漏试验） 质 量 评 定资料 三、控制质量的主要措施 1.考试合格的焊工在作业之前应进行适应性训练，训练时的管板孔几何尺寸（不含厚度尺寸）及管子直径，壁厚应与实物相同 2.管板背面一侧孔口，宜倒棱圆滑，倒棱尺寸为 0.5×0.5㎜，以为提高抗疲劳能力。