换热器管子与管板的5种连接结构形式.docx

换热器管子与管板的5种连接结构形式管子与管板的连接，在管壳式换热器的设计中，是一个比拟重 要的结构局部它不仅加工工作量大，而且必须使每一个连接处在设 备的运行中，保证介质无泄漏及承受介质压力能力对于管子与管板的连接结构形式，主要有以下三种，（1）胀接,（2）焊接，（3）胀焊结合这几种形式除本身结构所固有的特点外, 在加工中，对生产条件，操作技术都有一定的关系01胀接用于管壳之间介质渗漏不会引起不良后果的情况下，胀接结构简单，管子修补容易由于胀接管端处在胀接时产生塑性变形，存在着剩余应力，随着温度的上升，剩余应力逐渐消失，这样使管端处降低 密封和结合力的作用所以此胀接结构，受到压力和温度的一定限制 一般适用压力P0<4MPa,管端处剩余应力消失的极限温度，随材料 不同而异，对碳钢、低合金钢当操作压力不高时，其操作温度可用到 300℃o为了提高胀管质量，管板材料的硬度要求高于管子端的硬度, 这样才能保证胀接强度和紧密性对于结合面的粗糙度，管孔与管子间的孔隙大小，对胀管质量也 有一定的影响，如结合面粗糙，可以产生较大的摩擦力，胀接后不易 拉脱，假设太光滑那么易拉脱，但不易产生泄漏，一般粗糙度要求为 Ral2.5o为了保证结合面不产生泄漏现象，在结合面上不允许存在纵 向的槽痕。

管板用I 滚忖北管管板饵炸账接管孔有光孔和带环形槽孔两种，管孔的形式和胀接强度有关，在 胀口所受拉脱力较小时，可采用光孔，在拉脱力较大时可采用带环形 槽的结构光孔结构用于物料性质较好的换热器，胀管深度为管板厚度减 3mm,当管板厚度大于50mni,胀接深度e一般取50 mm,管端伸出长 度2〜3 mm当胀接时，将管端胀成圆锥形，由于翻边的作用，可使管子与管 板结合得更为牢固，抗拉脱力的能力更高当管束承受压应力时，那么 不采用翻边的结构形式管孔开槽的目的，与管口翻边相似，主要是提高抗拉脱力及增强 密封性其结构形式是在管孔中开一环形小槽，槽深一般为0. 4~0. 5 mm,当胀管时，管子材料被挤入槽内，所以介质不易外泄在管孔中 开槽数根据管板厚度而定，当管板小于30 nlm时、开一个槽，管板厚 度》30 mm时，开二个槽胀接深度按全胀型与不胀型决定，对于管板采用不全胀型时，当 管板厚度大于50 mm,其胀接深度仍采用50 mm管板为复合钢板，开槽位置分两种情况，覆层较薄时，开槽位置 均在基层上，如覆层较厚时，那么一个槽可开在复层上，但不允许将槽 开在覆层与基层之间02焊接管子与管板的焊接，目前应用较为广泛，由于管孔不需开槽，而 且管孔的粗糙度要求不高，管子端部不需退火和磨光，因此制造加工 简便。

焊接结构强度高，抗拉脱力强，当焊接局部渗漏时，可以补焊, 如须调换管子，可采用专用刀具拆卸焊接破漏管，反而比拆卸胀管方 便管子与管板的焊接，其焊缝的剪切断面应不低于管子断面的1.25 倍不锈钢管与管板，一般采用焊接结构，不管其压力大小，温度高 低为了在停车后，防止管板上有流体停滞，并补偿管子入口处压力 损失的特殊情况,减少管口阻力，可将管子缩在管板孔内部一定位置, 但这种结构焊接技术要求较高，一般需用自动筑弧焊机，质量才能得 到保证，在焊接过程中管口易堵死，尤其对于小直径的管子，在焊接 时应引起注意有时为了减小焊接应力，可以在管板孔口处向下加工 出凹形槽面，该结构一般都用于不锈钢和管板的焊接在管孔周围开 沟槽，加工麻烦，工作量大，在目前施工中已将沟槽革除03胀焊结合对于压力高、渗透性强，或在一侧有腐蚀性的介质，为保证不致 泄漏后污染另一侧物料，这就要求管子与管板的连接处绝对不漏，或 为了防止在装运及操作过程中的振动对焊缝的影响，或防止缝隙腐蚀 的可能性等胀焊结合的结构，从加工工艺过程来看，有先胀后焊，先焊后胀, 焊后胀接及贴胀等几种形式先胀后焊，在施焊前先胀管，可以提高焊缝抗疲劳的性能，因胀管后使管避紧贴于管板孔壁上，可以防止在焊接时产生裂纹。

但是在 胀管时由于使用润滑油而进入接头的缝隙中，这些残留的油污存在及 间隙中空气受热膨胀而气化，在焊接接头过程中高温的作用下生成气 体，从焊面逸出，致使焊缝产生气孔，严重影响焊缝质量，所以在焊 接前必须将这些残留的油污清洗掉先焊后胀：采用先焊后胀可消除上述现象，但采用先焊后胀可能 在胀接时使焊缝开裂为防止这一现象的产生，除在胀接时仔细进行 操作控制得当外，在管端，即在第一条槽离管板外表的距离要考虑得 大一些，约16 mm左右，在离管板外表10〜12 mm的范围内不进行胀 接，以防止胀管时损坏焊缝先焊后胀的优点在于不需清理胀管后残 留的油污，但对焊后胀管时的胀管位置要求较高，必须保证在10〜 12 mm的范围内不进行胀接，否那么容易损坏焊缝先胀后焊或先焊后胀，对于焊接局部：有密封焊与强度焊两种焊 接形式的区别，对胀接局部，有强度胀接及贴胀的区别如胀接与密 封焊结合的结构，是以胀接承受作用力，而密封焊那么保证密封性密 封焊的高度一般为1〜2 mm,这样不会影响胀接强度，但在焊接时一 定要清理接头处的油污强度焊与胀接（贴胀）结合的结构，是以焊 接承受作用力，而贴胀的目的只是消除管子与管板之间的间隙，以防 止缝隙受有腐蚀性介质的侵蚀。

焊后胀接及贴胀：焊后胀接及贴胀一般使用于压力较高的换热设 备上，该焊接局部为加强密封焊，焊接腰高采用2.8 mm,胀接局部 承受作用力，当胀接失效时，加强密封焊可起承受作用力的作用，贴 胀局部为消除缝隙腐蚀焊胀结合的结构在什么条件下，采用先焊后胀或先胀后焊，目前 还无统一规定，但一般都趋向于先焊后胀为宜目前，因各制造厂的 加工艺，设备条件的不同，都习惯于本厂的制作方法04内孔焊内孔焊是管孔在壳程侧形成的是对接结构，换热管与其对接焊接, 需要专门的焊接设备内孔焊是管板经过加工与换热管形成对接焊缝 形式，要有特殊的设备，将焊枪从管板侧的管孔深入到焊缝处进行焊 接（从原来的交接接头变成了对接接头），优化了换热管与管板连接 处的应力状态，大大减小了边缘应力对于有应力腐蚀、或间隙腐蚀 介质的换热器非常实用但是内孔焊对焊接技术水平要求高，难度大，出现焊接缺陷后无 法返修，会导致整台换热器的报废为保证焊接合格，需要严格按照 施工工艺参数进行焊接、检测等05爆炸胀接管子与管板连接采用爆炸胀接的方法，在国外已开始采用，这是 近年来开展起来的一项新工艺，由于采用爆炸胀接加密封焊或强度焊 接方法，不但连接强度高，而且胀接效率有很大的提高。

爆炸胀接时 不用润滑油，管端无油污存在，对胀后焊接有很大的好处爆炸胀接是利用炸药，在极短的时间内，管内在高压气体冲击波 的作用下，发生变形，使管避牢固的紧贴在管板孔上爆炸胀接适用 于薄壁管、厚壁小直径管及大厚度管板的胀接爆炸胀接的优点是抗 拉脱力大，管子轴向延伸率和变形小，当管子的管端泄漏后，在不能 用机械胀管修复时，采用爆炸胀接进行修理效果很好。