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列管式换热器管板接头焊接工艺改进
齐化化工有限责任公司孙立

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列管式换热器是乙炔法生产聚氯乙烯的关键设备，其中的管子 -管板接头在支行中由于应力和介质腐蚀的共同作用，导致接头破损失效，影响了正常生产，针对这一问题，对结构设计和制造工艺、焊接工艺诸方面，进行了相应的改进。 1换热器基本结构及工况条件列管式换热器的材质为16MnR，外形尺寸为φ2400mm3000mm;换热管为φ57mm3.5mm。换热器壳体内装三块折流板，分上下两层冷却。冷却介质软水，温度为90--100℃，工作压力为0.294MPa左右，管内介质为氯气、乙烯氯化氢，管内压力0.049MPa，温度为180~220℃。 2 管板接头及其破损分析列管式换热器管子-连接通常采用胀管方法或焊接方法，有的设备只采取用机械胀管或液压胀管方法。机械胀管方法易使胀接不匀，一旦管子-管板连接失效，再用胀管来修复就十分困难。液压胀管时，换热管不容吻产生“过胀”，也不会产生“窜动”，所以连接区内应力分布均匀。连接的可靠性较机械胀接要好。液压胀接对加工精度要求严格。对于密布的接头，要保证100%胀接成功，也有一定的困难，如果失效，再胀接修复也较为因难。管子-管板焊接连接是高准备而可靠的工艺方法。焊接时焊缝不易出现裂纹、气孔及夹渣等缺陷，接头具有足够的强度、塑性和良好的密封性、耐蚀性，通常出现失效几率很小。因此，焊接方法在管子-管板制造中得到广泛应用。采用管子-笑容可掬以胀管工艺和焊接新工艺，使接头性能更加可靠。 3 结构设计改进通常根椐材质、制造工艺及产品的技术条件，管子-管板连接选用不同的接头形式。常用的接头形式见图1：（图片）当管板比较薄时，多采用1a形式，连接焊缝呈环状；当管板较厚板时，采用1b形式，连接焊缝呈环形角焊缝；而对于厚板及导热较好的铝、铜及其合金管子-管板，则多采用1c形式。本换热器管采用b形式接头。在满足产品技术条件前提下，选用了手工电弧焊方法。严格控制装配尺寸及焊角尺寸。 4 管子-管板接头焊接工艺（1）管孔加工根据CB151规定进行，确保管孔加工尺寸的公差与精度；（2）折流板与管板组装先将折流板与管板固在一起进行加工，再将它们拆开。管板进行一次扩孔、倒角，并可证全部管孔的同心度。（3）管子检验20钢管需经退火处理。管子两端面磨平除锈，去除氧化层。所有管子长度保持一致。（4）穿管装配将管子穿入管板的管孔中，管子高出管板5~6mm。（5）机械胀管使管子-管板达到初步连接。（6）焊接先用J506焊条，焊接工艺参数见表1。焊接时要选择合理的焊接顺序。首先从管板中心管子-管板接头施焊，逐步向管板外缘，直至边缘接头。两焊工同进进行对称位置施焊。焊完管板半圆上的接头，稍停0.5~1h，待工件冷却至室瘟，再焊余下半圆上的接头。整个管板接头焊完第一层后，再施焊第二层焊缝，焊接顺序与第一层相同。（图片）（7）接头检验管子-管板接头焊缝经过宏观检验和水压试验，无焊接缺陷、不渗漏，检验结果合格。 5 结果实践证明，改进措施可行，使用效果良好，产品寿命提高三倍以上，生产的多台换热器运行下常，管子-管板接头稳定可靠，保证了换热器的生产能力，并为今衙生产同类产品积累了经验。 11/13/2004


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