换热器管板孔内不开槽的强度胀接

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，是一个比较重要的结构部分。

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。

Ol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，存在着残余应力，随着温度的上升，残余应力逐渐消失，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,管端处残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°Co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，若太光滑则易拉脱，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。

期炸既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50m∏b胀接深度e一般取50 mm,管端伸出长度2~3 mmo 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，则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。

三管板换热器的深孔胀接技术三管板换热器的深孔胀接技术三管板换热器是一种被广泛应用的换热器，它广泛运用在化工、石油、船舶、制药等各个领域中。

深孔胀接技术是三管板换热器制造中的一项核心技术，它的应用可以解决板与管胀接不牢固、密封不严的问题，保证了三管板换热器的高效运转。

本文旨在介绍三管板换热器的深孔胀接技术，包括其原理、制造过程、加工方法等。

一、深孔胀接技术原理深孔胀接技术是一种利用材料的可塑性和塑性变形的技术，在三管板换热器制造中，大量使用该技术以实现板与管的紧密连接。

材料的可塑性是指材料受力呈塑性变形的能力，而塑性变形则是指材料受外力作用后发生永久形变的能力。

深孔胀接技术是将一定长度的管子或凸起加工成锥形或倒角，再套入孔内，然后通过塑性变形，将管子或凸起胀大，最终获得紧密的结合。

二、深孔胀接技术的制造过程（一）孔的加工首先，需要对三管板换热器板上需要胀接的孔进行加工，孔的加工应该保证板的表面质量和孔的准确度。

加工孔的方式并不固定，可以采用数控机床和模具等工具在板上加工。

在加工孔时，需要根据预设的尺寸留下一定的余量，使得胀接的管和孔的配合能够得到保证。

（二）管的加工接下来，需要对管子进行加工，即将其加工成锥形或倒角。

管的加工过程中，需要考虑到管的长度和直径，确定其加工方法。

加工好的管子需要保证其表面质量和准确性，在加工时也需要留出一定的余量，以保证套入孔内时配合的紧密。

（三）胀接过程在胀接时，需要将加工好的管子或凸起套入加工好的孔内，保证两者的配合紧密。

接下来，需要使用胀接机具，通过塑性变形将管子或凸起胀大，以达到紧密结合的目的。

胀接时应保证力度的均匀和稳定，以免出现变形和损坏。

三、深孔胀接技术的加工方法深孔胀接技术加工方法的选择需要结合具体的工作需求和工艺情况，不同的加工方法也会影响到加工成本、胀接效果及工艺难度。

以下是常用的深孔胀接技术的加工方法：（一）传统胀接法传统胀接法是最常见的深孔胀接技术，但相对比其他胀接法耗费时间较多，效率会有所降低。

换热管与管板的连接方式浅析一、强度胀接—系指为保证换热器与管板连接的密封性能及抗拉强度的胀接；1.适用范畴：1.1设计压力小于等于4Mpa；1.2设计温度小于等于300℃；1.3操作中无剧烈的振动，无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀。

1.4换热管的硬度值一样要求低于管板的硬度值；1.5有应力腐蚀时，不应采纳管端局部退火的方式来降低换热管的硬度；1.6强度胀接的最小胀接长度应取管板的名义厚度减去3㎜或50㎜二者的最小值。

1.7当有要求时，管板的名义厚度减去3㎜或50㎜之间的差值可采纳贴胀；或管板名义厚度减去3㎜全长胀接。

二、强度焊—系指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉强度的焊接。

1.适用范畴：1.1可适用于本标准（GB151）规定的设计压力，但不适用于有较大振动及有间隙腐蚀的场合。

三、胀焊并用--强度胀加密封焊（系指保证换热管与管板连接密封性能的焊接）、强度焊加贴胀（系指为排除换热管与管孔之间缝隙的轻度胀接）两种方法；1.适用范畴：1.1密封性能要求较高的场合；1.2承担振动或疲劳载荷的场合；1.3有间隙腐蚀的场合；1.4采纳复合管板的场合。

四、强度焊、强度胀、强度焊+贴胀、强度胀+密封焊。

这四种连接型式的差异要紧反映在管孔是否开槽和焊接坡口及管子伸出长度（见151第69页表33的规定）等方面。

1.1焊接。

当焊缝H值大于或等于2/3管壁厚时，称强度焊，否则为密封焊。

即强度焊必须是填丝的氩弧焊，而不填丝的熔化焊最多只能作为密封焊。

1.2强度焊适用于压力较高的工况，形成焊缝强度较大又不损害管头。

但这种焊接难度较大，手工氩弧焊时较慢，且一样不用于立式换热器的上管板。

1.3胀接。

换热管与管板的胀接有非平均胀接（机械滚珠胀）和平均胀接（液压胀接、液袋胀接、橡胶胀接、爆炸胀接）两大类。

1.4机械胀接是最早的胀接方法，也是目前使用最广泛的胀接方法。

这种方法简捷方便，需使用油润滑，油的污染使胀后的焊接质量得不到保证；且该方法使管径扩大产生较大的冷作应力，不适用于应力腐蚀场合。

管子与管板“胀、焊、胀”连接工法YJGF25—94作者：李念慈（四川省工业设备安装公司）摘要：管子与管板的连接方式有数种，如焊接、胀接和胀、焊并用连接等。

尽管它们各具优点，但对运行条件苛刻的大型换热器来讲，若采用上述管、板连接方法，则会因连接处难以避免和处理的应力腐蚀，疲劳断裂，脆性断裂等致命缺陷，无法保证其使用寿命和安全运行。

管、板胀、焊、胀连接工艺就是为了获得理想的低应力接头而进行研究的课题。

此项成果已成功地应用于我国第一套高空台排气冷却装置的大型薄板换热器的现场加工上，1990 年11 月被建设部评为全国施工新技术优秀项目含胀、焊、胀工艺技术在内的大型压力容器现场组装技术获四川省1990 年度科技进步一等奖；1991 年又被评为全国安装行业科技进步一等奖。

一、原理及适用条件本工艺的实施步骤是胀-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。

本工法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16～50mm，材质为碳钢者，应符合GB150-89 第二章2.2 条的规定；若采用16Mn 时，应分别符合GB3274-88 和GBI591-79 中的有关规定；换热管束应符合GB8163-87、GB9948-88、GB6479-86、GB5310-85 的规定。

二、胀、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％。

xxxxxx有限公司换热器管板与换热管机械胀接工艺规程1、主题内容与适用范围本工艺规定了“管板”“折流板”“管子”的胀前预处理、胀接方法和胀接密封效果的检验及泄漏处理以及胀后清理的工艺方法。

本工艺适用于管壳式换热器中钢制管板和铜制换热管的机械强度胀接。

2、胀前预处理2.1管板、折流板、换热管胀前应用钢玉砂布清除孔口周边及管口内外边缘的锐边和毛刺。

2.2管板、折流板表面和有油迹的管子应做脱脂处理，对油脂浓重部位，用丙酮或四氯化碳喷射或刷洗，然后用无油压缩气体吹干。

2.3孔内和胀槽边缘有毛刺的管板孔，须用相应尺寸的铰刀铰光，然后用无油压缩气体吹净切削。

2.45钢制折流板、拉杆、定距管应喷砂去除表面氧化层或用钢玉砂布除锈，也可用HP-2金属清洗剂作化学除锈钝化处理。

有色材料折流板脱脂用四氯化碳或洗涤剂溶液进行清洗晾干。

2.5凡经加工的管件，如翅片管、U形管、螺旋管应按图纸要求逐根进行压力试验，不漏为合格。

2.6管件长度要按设计或工艺尺寸下料，不留余量，锯口用专用刀具或锉刀去毛刺、倒角。

2.7管子两端即按设计及工艺文件要求范围内应用管端磨光机或180目以上细钢玉砂布做抛光处理，然后用无油压缩气体吹除磨料粉末。

2.8管板、管子在预处理过程中应用木质工位器具保护，避免磕碰划伤。

2.9所有经预处理后的零件，均用塑料布覆盖防尘。

3、胀接方法3.1接管应尽量采用带有扭矩控制仪的电动或风动胀管机。

3.2按管子规格和管板厚度选择合适规格的胀管器。

胀接中一般用洗涤剂溶液润滑，胀后及时清洗掉管子材质的颗粒物以减少胀管工具的损坏，并注意检查胀针和胀杆的磨损情况，必要时及时调换。

若发生断杆卡壳情况，应慎重从胀接前端用笔管径小一定尺寸的、硬度合适的圆钢通入管内将断杆和胀套、胀针一起打出，切忌损伤管内壁，造成内漏的质量事故。

3.3为了避免管端和管孔的抛光面再次被氧化，施胀与清理的时间间隔不得超过24小时。

3.4先胀4~5根管子掌握适当胀大量（参看3.5）。

强度胀接工艺规程文件编号：HN/ZQM-7-15本规程适用于换热管与管板的连接，保证换热管与管板的密封性能和抗拉脱强度。

引用标准GB151-1999一、适用范围设计压力小于等于4MPa设计温度小于等于300℃操作中应无剧烈的振动，无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀。

二、结构型是及尺寸结构型式按下图胀贴用于≤ 用于≥用于厚管板及避免间隙腐蚀的场合结构尺寸按下表≤1416～2530～38 45～57换热管外径d伸出长度L 3＋2 4＋25＋2槽深K 不开槽0.5 0.6 0.8三、一般要求1、最小胀接长度应取下列二者的最小值1.1管板名义厚度减去3mm1.2 50mm2、当有要求时，管板名义厚度减去3mm与50mm之间的差值可采用贴胀；或管板名义厚度减去3mm的全长胀接。

3、换热器的换热管与管板的胀接可选用柔性胀接方法，如液压胀、橡胶胀、机械胀，选用机械胀接应控制胀管率以保证胀紧度。

4、柔性胀接可分为贴胀和强度胀接，贴胀时管板孔内表面可不开槽。

强度胀接管孔内应开矩形槽。

5、换热管材料的硬度值一般须低于管板的硬度值，有应力腐蚀时，不应采用管头局部退火的方式来降低换热管的硬度。

6、换热管管端外表面应除锈至呈金属光泽，其长度不宜小于二倍的管板厚度，不应有起皮、皱纹裂纹、切口和偏斜等缺陷。

7、换热管与管板胀接时，管孔应严格垂直于管板紧密面，其垂直度允差，按GB1184—80《形状和位置公差》第9级公差等级选取，管孔表面粗糙度Ra值不大于12.5μm，管孔表面不得有影响胀接紧密性的缺陷，如贯通的纵向或螺旋状刻痕等。

8、胀接部位的换热管和管板孔表面，应清理干净不得留有影响胀接连接质量的毛刺、铁屑、锈斑油污。

9、胀接连接时，其胀接长度不得伸出管板背面（壳程侧），换热管的胀接部位与非胀接部分应圆滑过渡，不得有急剧的棱角突变。

四、胀接1、胀管机：检查胀管器及胀珠位置尺寸，应符合图样及工艺要求。

2、换热管穿入管板后，逐根进行胀接。

胀管通用工艺规程一、胀接说明1 胀接胀接是换热管与管板的主要联接形式之一，它是利用胀管器伸入换热管管头内，挤压管子端部，使管端直径扩大产生塑性变形，同时保持管板处在弹性变形范围内。

当取出胀管器后，管板孔弹性变形，管板对管子产生一定的挤紧压力，使管子与管板孔周边紧紧地贴合在一起，达到密封和固定连接的目的。

由于管板与管子的胀接消除了弹性板与塑性管头之间的间隙，可有效地防止壳程介质的进入而造成的缝隙腐蚀。

当使用温度高于300℃时，材料的蠕变会使挤压残余应力逐渐消失，连接的可靠性难以保证。

因此，在这种工况下，或预计拉脱力较大时，可采用管板孔开槽的强度胀接。

胀接又分为贴胀和强度胀。

2 胀管率胀管率是换热管胀接后，管子直径扩大比率。

贴胀与强度胀的主要区别在于对管子胀管率 (管子直径扩大比率) 的控制不同，对冷换设备换热管来说，强度胀要求的胀管率H为1～2.1%，而贴胀要求的胀管率H为0.3～0.7%。

3 贴胀贴胀是轻度胀接的俗称，贴胀是为消除换热管与管板孔之间的缝隙，以防止壳程介质进入缝隙而造成的间隙腐蚀。

由于贴胀时胀管器给管子的胀紧力较小，管子径向变形量也就比较小。

因此换热管与管板孔之间的相对运动的摩擦力就比较小，所以它不能承受较大的拉脱力，且不能保证连接的可靠性，仅起密封作用。

贴胀时，管孔不需要开槽。

4 强度胀强度胀是指管板与换热管连接处的密封性和抗拉脱强度均由胀接接头来保证的连接方式。

强度胀接的管板孔要求开胀管槽，一般开两道胀管槽。

以使管子材料在胀接时嵌入胀管槽内，由此来增加其拉脱力。

特别是当使用温度高于300℃时，材料的蠕变会使挤压残余应力逐渐消失，连接的可靠性下降，甚至发生管子与管板松脱，这时采用强度胀接，其抗拉脱力就比贴胀要大得多。

胀管前应用砂轮磨掉表面污物和锈皮，直至呈现金属光泽，清理锈蚀长度应不小于管板厚度的2倍。

管板硬度应比管子硬度高HB20～30，以免胀接时管板孔产生塑性变形，影响胀接的紧密性。

换热器管子与管板胀接工艺分析管子与管板的连接是管壳式换热器生产中最主要的工序之一。

由于这类工程需耗费大量工时,更重要的是,连接的地方在运行中容易发生故障。

因此,发展高效率、高质量的连接技术已成为制造中的重点研究课题。

根据换热器的使用条件不同,加工条件不同,连接的方法基本上分为胀接、焊接和胀焊结合三种,由于胀接法能承受较高的压力,特别适用于材料可焊性差及制造厂的焊接工作量过大的情况。

因此该方法在实际生产中运用广泛。

随着技术的不断发展,现已相继开发出滚柱胀管、爆炸胀管及液压、液袋和橡胶胀管等新工艺。

本文拟对这几种胀管工艺进行比较,为实际生产选择合理的胀管工艺提供参考。

1传统胀接工艺1.1 滚柱胀管法该方法是在一个构架上嵌入三个小直径的滚子,中间有一根锥型心轴的胀管器,如图1所示。

胀管时将胀管器的圆柱部分塞入管孔内,利用电动、风动等动力旋转心轴,通过滚子沿心轴周向旋转,使心轴挤入管内面并强迫管子扩大,达到一定的胀紧度,使管子紧紧地胀接于管板的孔上。

胀管操作可分为前进式和后退式两种,前进式是将构架插入管内,旋转心轴,前进挤大,达到所定的紧固程度后电动机反转,由管中拔出完成胀管过程。

反转式和前进式一样旋转心轴前进,达到原定的紧固程度后电动机停止,同时后退装置的离合器啮合反转,滚子和心轴的相对位置保持不变,一边反转一边由该深度到入口处连续均匀地进行平行胀管。

由于这种胀接过程是由里至外,管子的伸长,发生在管板外侧,可以消除管束的受力状态,提高产品质量[2],故用于胀接长度大于60ｃｍ的连接。

1.2 爆炸胀管工艺该方法是利用高能源的炸药,使其在爆炸瞬间(10×10-6～12×10-6ｓ)所产生冲击波的巨大压力,迫使管子产生高速塑性变形,从而把管子与管板胀接在一起,实现管子与管板的连接。

图2为爆炸胀接的示意图,图中柱状炸药放置于管端的中心,为防止冲击波对管壁的损伤,炸药的周围有一管状缓冲填料(粘性物或者塑料),使压力能均匀地传递到管壁上。

欢迎共阅管板与换热管的连接方式主要胀接、焊接、胀焊结合。

胀接分强度胀和贴胀两种，胀接的方法主要有机械滚胀法、液压胀管、爆破胀管，胀接是利用电动或风动等动力使心轴旋转并挤入管内迫使管子扩张产生塑性变形而与管板贴合，为了提高胀管的质量，
采用胀焊结合的方法，不仅能提高连接处的抗疲劳性能，还可消除应力腐蚀和间隙腐蚀，提高使用寿命。

欢迎共阅
采用强度胀+密封焊的结合方式，胀接承受拉脱力，焊接保证紧密性，采用强度焊+贴胀的结合方式，焊接承受拉脱力，胀接消除管子与管板间的间隙。

换热器管子与管板接头胀接工艺守则换热器管子与管板接头胀接工艺守则本守则规定了压力管子与管板的胀接方法和技术要求，适用于GB150、GB151及《固容规》涉及的强度胀、焊后胀，胀后焊结构的产品。

胀接操作人员胀接操作人员必须经过有关部门技术培训，考试合格后方能上岗。

胀接操作人员应掌握所用胀接设备的使用性能，熟悉产品图样、工艺文件及标准要求。

此外，胀接操作人员应认真做好胀接场地的管理工作，对所用工、量、检具能正确使用和妥善保管。

胀接设备与胀管器胀接设备与胀管器应能满足胀接技术条件及有关标准要求。

胀接设备一般有如下几种：无自动控制胀管率装置的机械式胀管机、液压驱动扭矩自动控制胀管率的胀管机、微机控制胀管率的机械式胀管机和液压橡胶柔性胀管机。

上述胀接设备可视产品情况选择使用。

胀管器按用途一般分为12°～15°扳边胀管器、90°扳边胀管器和无扳边胀管器。

胀管器按胀柱数量一般分为3个胀柱胀管器和5个胀柱胀管器，应优先选用5胀柱胀管器。

90°扳边胀管器一般有普通90°扳边胀管器与90°无声扳边胀管器之分，应优先选用无声扳边胀管器。

胀接管子的技术要求胀接管子的外表面不得有重皮、裂纹、压扁等缺陷，胀接管端不得有纵向刻痕。

如有横向刻痕、麻点等缺陷时，缺陷深度不得超过管子公称壁厚的5%。

胀接管子的端面倾斜度△f 应不大于管子公称外径的1.5%，且最大不超过1mm。

管端硬度宜低于管板硬度，若管端硬度大于管板硬度时，应进行退火处理。

硬度检查应符合下列规定：用于胀接的管子按每个炉批号管子总数的1%取样，且不少于3个；用于管板的钢板，每个炉批号取1个试样；样坯切取位置及方向应符合GB2975的规定；硬度测试可在切取的试样上进行，亦可在管板和胀接管端上直接进行；测试前，应将测点处的氧化皮、锈蚀、油污清除掉，使之露出金属光泽；当在试样上进行时，试验方法、试样尺寸及表面要求应符合GB231的规定。