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浅谈换热容器钢管胀接施工工艺摘要：胀接是换热器管子与管板连接的重要方法之一，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。
本文对管壳式换热容器铜管板与换热管连接施工进行了分析。
关键词：换热容器；钢管；胀接施工；质量要求1、工程概况有两台换热面积为40m2的加热室和脱氧加热室是生产食用盐的工艺设备，设计压力为0.6mpa，管程介质为卤水，壳程介质为蒸汽，属第ⅰ类压力容器。
其主要受压元件管板和换热管材质分别为hsn62-1锡黄铜和t2紫铜，管板直径φ715mm，厚度32mm，上下管板之间分布一定数量的换热管，管子规格为φ45×3mm，管长5000mm。
管板与换热管的连接采用胀管连接，接头形式为开槽孔翻边胀管接头。
2、胀接工艺原理管子胀接端插入管孔后，在冷态下，利用胀管器对管子内壁进行旋转碾压扩胀，使管子和管孔分别产生塑性变形和弹性变形。
由于管径扩大产生的塑性变形，使管子与管孔之间的间隙消除，同时管孔扩大产生的弹性变形，使管孔具有恢复原有形状尺寸的趋势，对管子外壁产生一定的夹紧力，从而在管子与管孔之间形成具有一定强度和严密性的胀接接头。
翻边胀接是利用翻边胀管器将管子扩大，并使管端形成喇叭口，以减小流体介质对管口的冲刷及腐蚀。
3、胀接施工工艺流程及工艺要点3.1 施工工艺流程（见图1）图1 胀接施工工艺流程图3.2 施工工艺要点3.2.1 胀管率的选择胀管率是保证胀接强度和严密性的一个重要参数。
胀管率h用公式表示如下：式中：d1—胀管完成后的管内径（mm）；d2—未胀时的管内径（mm）；d3—未胀时的管孔直径（mm）；δ—未胀前管孔直径与管子外径之差（mm）。
若胀管率选择不当，将造成过胀或欠胀。
过胀即胀管率超过2.1%后仍然对胀接口扩胀，管端和管孔将继续扩大，管壁厚度减薄量增大，管内壁产生冷加工脆化，管孔边缘金属发生塑性变形失去弹性，此时取出胀管器，则管孔壁对管端的径向压力减弱，胀口的连接强度和严密性下降，同样欠胀也会造成泄漏或拉脱等问题。
换热器管子与管板胀接工艺分析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。
2胀接新工艺2.1 液压胀管工艺液压胀管工艺又称软胀接,一次可以胀接较多的管接头。
液压胀管是一种新的胀接技术,它是通过对管子内表面施加高的液压力,使管子塑性变形而胀接于板孔内表面的。
1 胀管工艺规程编制审核2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16100mm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 ?诤衿 頼m 外径偏差mm 壁厚偏差mm19×2 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。
胀接通用工艺守则1.目的为了确保各种换热器、油冷却器在使用过程中不发生泄露现象。
2.适用范围2.1本守则规定了各种换热器、油冷却器管子与管板的胀接方法和技术要求。
2.2本守则适用于本公司制造的换热器、油冷却器在装备过程中的胀接。
3. 胀接操作人员3.1胀接操作人员应经过有关部门技术培训，考试合格后方能上岗。
3.2胀接人员连续脱岗半年，应重新进行技术培训，经考试合格后，方可回岗工作。
3.3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。
3.4胀接操作人员应认真做好胀接场地的管理工作，对所用的工、量、检具能正确使用和妥善保管。
4. 胀接设备和掌管器4.1胀接设备于胀管器应能满足胀接技术条件及有关标准要求。
4.2掌管设备一般有如下几种：a）无自动控制胀管装置的机械式胀管机;b)液压驱动扭矩自动控制胀管率的胀管机；c）微机控制胀管率的机械式胀管机；d）液压橡胶柔性胀管机。
4.3胀管器可与相应胀接设备一同使用或直接用于手工胀接。
4.3.1胀管器按用途一般分为：a）12°~15°扳边胀管器；b）90°扳边胀管器；c）无扳边胀管器。
4.3.2胀管器按胀柱数量一般分为：a）3个胀柱一个翻边柱胀管器；b)4个胀柱2个翻边胀管器。
应优先选用4胀柱胀管器。
4.3.3 90°扳边胀管器一般有普通90°扳边工具与90°无声扳边胀管器之分。
应优先选用无声扳边胀管器。
5. 胀接管子技术要求5.1胀接管子应符合GB8890、GB14976、GB/T8163的规定，必须经涡流检测合格的管子。
5.2胀接管子的外表不应有重皮、裂纹、压扁等缺陷，胀管端不应有纵向裂纹，如有纵向刻痕、麻点等缺陷式，缺陷深度不应超过管子公称壁厚的10%。
5.3胀接管子的制造偏差应符合相关要求。
5.4胀接管子的断面倾斜度Δf应不大于管子公称外径的1.5%，且最大不大于1mm（见图1）5.5管端硬度应低于管板硬度，若管端硬度大于管板，应进行退火处理。
换热器管子与管板胀接工艺分析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。
2胀接新工艺2.1 液压胀管工艺液压胀管工艺又称软胀接,一次可以胀接较多的管接头。
液压胀管是一种新的胀接技术,它是通过对管子内表面施加高的液压力,使管子塑性变形而胀接于板孔内表面的。
胀接通用工艺1. 总则：本通用工艺适用于管壳式换热器管板与管子的胀接。
2 胀管前准备2.1 管端及管板必须清理干净，不得有油渍污物、毛刺、铁屑、锈蚀等杂物；管孔表面不得有影响紧密性的缺陷，如贯通的纵向或螺旋状刻痕等。
2.2 测量管板厚度，检查所领的胀管器是否符合要求。
2.3 准备润滑油及冷却用油。
3 胀管长度3.1 胀接连接时，其胀接长度不得伸出管板背面（壳程侧），换热管的胀接部分与非胀接部分应圆滑过渡，不得有急剧的棱角。
4 胀管率ρ对于钢管和钢管板，ρ=12~18%为强度胀接；ρ=7~10%为紧密胀接；ρ=3~7%为贴合胀接，不能保证联接强度和严密度。
过大的ρ会使管壁加工硬化严重，甚至发生裂纹，胀接强度也会降低。
如果管子直径较大，管子的金属材料较软，且管板的金属材料较硬时，则选取较大的胀管率。
其值可按下式计算：ρ=(d K-d N-e)/Do×100%式中：d K——管子胀接后的内径d N——管子胀接前的内径e—胀接前管子与管板的间隙（即管子胀前外径）Do—胀接前管板孔径5 胀接过程5.1 为减少管板胀后变形，推荐按梅花状的顺序定位胀。
5.2 对大直径，（D N＞1000）特别是薄管板，为避免胀后变形，在定位胀前，将两管板保持与管子垂直，测量四点，其中两管板间距之差不得超过：D N＜1000时2mm；D N≥1000时3mm。
两管板按上述要求调好后，靠近中心处临时用拉杆若干根将两管板拉紧，再按上述步骤胀接。
5.3 胀接过程中允许施用润滑油，但一定要防止润滑油带入管板孔内。
5.4 胀管时，一旦过胀，发现管子胀裂，需更换管子，管子抽出后，修磨管板孔。
管孔最大直径应不大于Do+1㎜。
5.5 管子全部胀完后，应逐根检查管口是否有漏胀。
如果管头超差应用钻头锪到允许范围，见下表6 胀管质量要求：6.1 胀口内壁光滑平整，无凹陷擦伤、重皮、起毛。
6.2 胀口扩大部分的过渡区应无明显棱角，不准出现裂纹。
管壳式换热器的胀接工艺管板和换热管都是换热器的主要受压元件，两者之间的连接处是换热器的关键部位。
胀接是实现换热管与管板连接的一种方法，胀接质量的好坏对换热器的正常运行起着关键的作用。
因此，换热管与管板之间的胀接工艺技术就显得非常重要。
1胀接形式及胀接方法胀接形式按胀紧度可分为贴胀和强度胀。
贴胀是为消除换热管与管板孔之间缝隙的轻度胀接，其作用是可以消除缝隙腐蚀和提高焊缝的抗疲劳性能。
强度胀是为保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的胀接。
贴胀后胀接接头的抗拉脱力应达到1MPa以上，强度胀后胀接接头的抗拉脱力应达到4MPa以上。
胀接方法按胀接工艺的不同可分为机械胀、爆炸胀、液压胀和脉冲胀等。
机械胀是用滚珠进行胀管的，具有操作简单方便、制造成本低等优点，因而得到了广泛应用。
2胀管器的选用胀管器的种类，有三槽直筒式、五槽直筒式、轴承式、调节式、翻边式。
它的选用主要根据换热管的内径、管板厚度、胀接长度及胀接特点而确定。
3换热管与管板硬度的测定换热管与管板材料应有适当的硬度差，管板硬度应当大于换热管的硬度，其差值最好达到HB30以上，否则胀接后管子的回弹量接近或大于管板的回弹量而造成胀接接头不紧。
胀接的原理是胀接时硬度较低的管子产生塑性变形，而硬度较高的管板产生弹性变形，胀接后塑性变形的管子受到弹性回复的管板孔壁的挤压而使管子和管板紧密地结合在一起。
因此在胀管之前应首先测定管子与管板的硬度差是否匹配。
如果两者硬度值相差很小时应对管子端部进行退火热处理。
管子端部退火热处理长度一般为管板厚度加100mm。
4试胀正式胀接之前应进行试胀。
试胀的目的是验证胀管器质量的好坏，验证预定的管子与管板孔的结构是否合理，检验胀接部位的外观质量及接头的紧密性能，测试胀接接头的抗拉脱力，寻找合适的胀管率，以便制定出合理的产品胀接工艺。
试胀应在试胀工艺试板上进行。
试板应与产品管板的材料、厚度、管孔大小一致，试板上孔的数量应不少于5个，其管孔的排列形式见图1所示。
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。
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）。
引言概述换热器通用胀接工艺是一种常用的换热器连接工艺，用于将换热器管束与壳体有效连接，确保换热器的正常运行。
本文将对换热器通用胀接工艺进行详细介绍，包括工艺原理、工艺步骤、工艺优点及适用范围。
正文内容1.工艺原理1.1胀接原理换热器通用胀接工艺是通过利用金属材料的可塑性，在管束与壳体之间形成一定的力学连接，实现换热器部件之间的良好密封和传热效果。
胀接工艺利用管束内放置胀接管，通过在管束两端施加一定的胀接力，使得管束与壳体之间产生形变，从而实现紧密连接。
1.2胀接原理的基本要求胀接工艺的基本要求是确保换热器的密封性、传热效果以及结构强度。
在进行胀接前，需要进行严格的材料选择和设计计算。
一方面，胀接材料需要具备较好的抗腐蚀性能和耐高温性能，以适应不同工况下的换热器应用。
另一方面，根据换热器的工作压力和温度等参数，合理设计胀接力的大小，确保胀接的牢固性和可靠性。
2.工艺步骤2.1前期准备换热器通用胀接工艺需要进行一系列的前期准备工作。
首先是对换热器的设计进行分析和评估，确定胀接的适用性和可行性。
其次是根据设计要求选取合适的胀接材料，并对材料进行检测和验收。
然后进行胀接工艺的参数计算和工艺方案设计。
最后是制定胀接施工方案，并准备必要的工艺设备和工具。
2.2胀接施工在施工过程中，首先需要对换热器进行清洗和检查，确保管束表面光洁无污染。
接下来将胀接管按照设计要求放置于管束两端，并进行包封和固定。
然后通过工艺设备施加一定的胀接力，使得胀接管与管束和壳体发生变形，实现胀接连接。
胀接力的施加需要控制力量和速度，避免过度胀接导致破裂或松动。
2.3检测和验收胀接施工完成后，需要进行严格的检测和验收。
主要包括外观检查、胀接质量检测和尺寸测量。
外观检查主要是检查管束与壳体之间的连接是否紧密，无裂纹、变形等缺陷。
胀接质量检测可采用无损检测方法，如超声波、放射线等，检测胀接处的内部质量。
尺寸测量则是对管束直径、壳体孔径等尺寸进行测量，确保符合设计要求。
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。
常用胀接方法与工艺要点（二）引言概述：本文旨在介绍常用的胀接方法及其工艺要点，以帮助读者更好地理解和应用这些方法。
在前一篇文章中，我们已经介绍了几种常用的胀接方法及其应用场景。
本文将继续介绍其他常用的胀接方法，并着重讨论每种方法的工艺要点。
正文内容：I. 胀接方法一：热胀接热胀接是一种常用的胀接方法，适用于许多材料，特别是金属材料。
以下是热胀接的工艺要点：1. 温度控制：热胀接需要根据不同材料的熔点或相变温度来确定合适的温度。
温度过高或过低都会影响胀接效果。
2. 加热时间：加热时间应根据材料的热导率、形状和尺寸来确定。
过长或过短的加热时间都会导致胀接效果不理想。
3. 加热方式：常用的加热方式包括火炬加热、电阻加热和感应加热。
选择合适的加热方式可以提高胀接的效率和质量。
4. 压力控制：在热胀接过程中，适当的压力可以保证金属材料的完全接触，从而提高胀接的质量。
5. 冷却方式：胀接完成后，要选择合适的冷却方式，以避免材料的变形或质量的下降。
II. 胀接方法二：冷胀接冷胀接是一种常用的胀接方法，适用于许多材料，特别是塑料材料。
以下是冷胀接的工艺要点：1. 材料选择：冷胀接要求材料具有一定的弹性和塑性，以便在胀接过程中能够适当变形。
2. 压力控制：在冷胀接过程中，适当的压力可以保证材料的完全接触，从而提高胀接的质量。
3. 胀接温度：冷胀接通常需要在低温条件下进行，以避免材料熔化或变质。
4. 胀接速度：胀接速度应根据材料的弹性和塑性来确定。
过快或过慢的胀接速度都会导致胀接效果不理想。
5. 胀接力度：胀接力度应根据材料的强度和硬度来确定。
过大的胀接力度可能导致材料的破裂。
III. 胀接方法三：液压胀接液压胀接是一种常用的胀接方法，广泛应用于管道和容器的连接。
以下是液压胀接的工艺要点：1. 胀接液选择：液压胀接需要选择合适的胀接液，常用的液体包括水、油和液氮等。
胀接液的选择受到胀接材料和环境条件的影响。
2. 胀接压力：液压胀接需要根据管道或容器的材料和尺寸来确定合适的胀接压力。
换热器通用胀接工艺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。
浅谈换热器管口胀焊工艺【摘要】目前，换热器的应用领域已经非常广泛，而换热管与管板的连接是管壳式换热器生产的一个重要的工序之一。
这个工序耗时耗力，也是故障频发的部位。
因此，需要高效率、高质量的生产方式，各个制造厂家也在不断的摸索、改进。
【关键词】换热器胀焊工艺根据换热器的形式及设计条件不同，管子与管板的连接方式无外乎：胀接、焊接及胀焊结合三种。
胀接是国、内外目前最为常用的方法。
随着胀接技术的发展：滚柱胀管、爆炸胀管及液压、液袋和橡胶胀管等新工艺相继出现，由于胀接能承受较高的压力，这些胀接形式各适应于不同形式的材料，特别针对那些可焊性差及密封要求不高的情况。
以上几种胀接形式已在生产中普遍应用，并发展成熟。
而常规换热器则通常采用“贴胀+强度焊”的模式，如重要的或使用条件苛刻的换热器则需要采用“强度胀+密封焊”的模式。
胀、焊并用结构，需按胀接与焊接在生产工序中的先后次序，可分为：先胀后焊和先焊后胀两种情况。
在gb151-1999中规定：强度胀接适应于设计压力≤4mpa、设计温度≤300℃、操作中无剧烈振动、无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀的条件；强度焊不适用于振动较大及有间隙腐蚀的场合；胀、焊并用适用于密封性能要求较高、承受振动或疲劳载荷、有间隙腐蚀、采用复合管板的场合。
因此，单纯的胀接或者强度焊接的运用是有条件限制的。
胀焊并用，由于能有效的应对管束的振动对焊接部位的损伤，也有效的避免了间隙腐蚀，且比单纯的胀接或者强度焊接具有更高的强度及密封性，并得到广泛的应用。
针对胀焊的两种情况，经过反复的生产实践，总结出几个关键控制点：1 合理控制管板孔的开孔间隙现各制造厂常用的胀接方式：薄壁换热管采用手持胀管器，稍厚一点换热管采用液压涨等，都能满足各厂的生产需要。
需要注意的是，管板的开孔尺寸及各管孔的倒角问题，各厂有各厂的执行工艺。
经过我厂反复实践得出：换热管与管板孔间隙的尺寸公差控制在0.3±0.05mm为最佳开孔尺寸。
常用胀接方法与工艺要点无论采用何种方法的胀接工艺，必须做到：尺寸准确、结构牢固、对接严密、胀缩自由、内部清洁、外形美观。
一、胀管前的准备：1、管孔清洗、检查、编号首先应将管孔上的尘土、水分、油污、铁锈等用清洗剂或汽油擦干净，露出金属光泽。
管孔的表面光洁度应不低于12.5μm，边缘不得有毛刺，管孔不得有裂纹和纵向划痕。
允许有个别管孔存在一条螺旋向或环形划痕，但不得超过5mm。
划痕至管孔边缘距离不小于5mm。
管孔的几何形状和尺寸偏差应符合JB1622《锅炉章节管孔尺寸及管端伸出长度》的规定。
用经计量合格的内径千分表测量管孔的直径偏差、椭圆度、不柱度。
并将测量的数值，填写在胀管记录表中或管孔展开图上，做到清楚、正确，以便选配胀管间隙。
2、换热管的准备管子必须有材质证明书，其钢号与图样要求一致。
擦去表面污物，检查外表面不应有重皮、裂纹、压扁、严重锈蚀等缺陷。
如有缺陷，缺陷深度不得超过该标准厚度负偏差规定。
内表面也不得有严重缺陷。
检查管端外径偏差在标准范围内；检查管端壁厚偏差在标准范围内。
3退火一般要求管孔硬度大于管子硬度50HB左右，管板硬度与管子硬度不匹配时，应对管端进行“退火”，使其硬度降低。
3、清理胀管前，应对已经退火的管端打磨干净，露出金属光泽。
打磨长度应比管板厚度长50mm。
打磨应用磨光机打磨或手工打磨。
打磨后，外圆要保持圆形，外表面不得有起皮、棱角、凹痕、夹渣、麻点、裂纹和纵向沟纹。
打磨掉的壁厚不宜超过0.2mm。
打磨好的管端应用经校验过的卡尺测量其直径偏差、圆度、壁厚。
并做好记录和分组。
4、管孔和管子的选配按照管孔和管子的记录表，将管孔和管子选配，打孔配大管，小孔配小管。
力求管孔与管壁间的间隙适中，以利于胀管和控制胀管率。
经过选配后的管子应进行编号，以便胀管时“对号入座”，避免混装。
管子与管孔间的允许间隙5、试胀鉴定试胀是胀管工序的关键。
通过试胀可以掌握胀管器的性能了解所胀材质的胀接性能，确定合适的胀管率和控制胀管率的方法。
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。
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。
为保证胀接质量，当达不到这个要求时，可将管端进行退火处理，降低硬度后再进行胀接。
强度胀接的适用范围是：设计压力小于等于4Mpa；设计温度小于等于300℃；操作中无剧烈振动，无过大的温度变化及无严重应力腐蚀的场合。
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。
由于胀管器胀头的尺寸限制，外径小于14mm的换热管与管板的连接不能采用胀接；由于高温使管子与管板产生蠕变，胀接应力松驰，继而引起连接处的泄漏，所以当操作温度高于350℃时，不宜单独采用焊接或是胀接，而应采用胀焊组合的方法。
5 胀焊组合胀焊组合旨在使胀接和焊接的优势互补。
高温、高压换热器换热管与管板间的连接接头，在操作中受到反复热变形、热冲击、腐蚀及介质压力的作用，容易发生泄漏。
操作苛刻时，甚至发生破坏。
这时，无论单独采用焊接或是胀接，都难以保证连接的可靠性。
此时就应采用胀焊组合的方法。
它既能够提高接头的抗疲劳性能，还可以消除应力腐蚀开裂和缝隙腐蚀，使换热器的寿命比单用焊或胀时长得多。
胀焊组合的制造一般有两种，先胀后焊和先焊后胀。
不同的工序各有其优缺点。
采用先胀后焊的工序时，胀管器留下的润滑油污会影响随后的焊接质量。
而采用先焊后胀工序，焊后的胀接会使前面的焊接接头产生松动或裂纹，影响焊接质量。
当在先胀后焊工序中采用硫化钼作为胀接润滑剂时，就不会影响焊接质量，或将管板的胀接位置远离焊口，亦不会影响以前的焊接质量。
胀焊并用适用于密封性能要求较高的场合、承受振动和疲劳载荷的场合、有缝隙腐蚀和采用复合管板的场合。
一般地说，强度焊加贴胀适用的温度和压力高于强度胀加密封焊。
尤其适用于壳程有缝隙腐蚀和复合管板的场合。
而强度胀加密封焊多用于设计压力3.5Mpa以下和介质极易渗漏或对介质要求极严的情况。
二、被胀接材料、胀接工具及环境1 换热管1.1 换热管应符合图纸规定的相应材料标准，质量证明书填写内容齐全。
1.2 换热管的检验与清理1.2.1 换热管入厂检验时，规格尺寸应正确，管子的内外表面不得有裂纹、压扁等缺陷，端头不得有纵向裂纹、刻痕、麻点等缺陷。
1.2.2 管子端头外表面应均匀地进行打磨除锈，呈现金属光泽。
打磨长度应为2倍的管板厚度，且打磨后的表面不得有起皮、凹痕及纵向沟槽等缺陷。
（注意打磨时用砂布轮环向打磨除锈，不得纵向打磨造成表面损伤。
1.2.3 U形管组装前应逐根进行水压试验，试验压力应为设计压力的2倍。
1.2.4 管子端面应垂直于管子轴线，端面及内外表面应无毛刺、污垢、油污和影响胀接性能的杂物存在。
1.2.5 穿管束之前，应对换热管的外径、内径进行尺寸测量，做好记录。
1.3穿换热管时，不应用铁锤猛击打管子，以免损伤管子端面。
操作者应检查管子在管板表面的伸出长度符合图纸要求。
管头点焊时应选择管子与管孔无间隙处或间隙最小处点焊并只点焊一点。
2 管板2.1管板在钻孔过程中，管孔表面不准许有纵向刻痕，但个别管孔允许有一条不贯通螺旋形或环形刻痕，刻痕深度不得超过0.2mm，宽度不得超过1mm，且刻痕距管孔边缘的距离不得小于4mm。
钻孔结束后彻底清理孔内、外部毛刺、油污，待检查合格后转序。
2.2 管孔表面的粗糙度不得大于Ra12.5。
2.3 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。
为保证胀接质量，当达不到这个要求时，可将管端进行退火处理，降低硬度后再进行胀接。
2.4 穿管束之前，应对管板孔直径进行实际尺寸测量，做好记录。
3. 胀管器3.1 胀管器按产品材料定额给定的参数和规格尺寸进行定购(见附录B)，胀管器应进行进厂检验，合格后方可使用。
注意检查胀管器滚柱端头应与柱面圆滑过渡，粗糙度不大于Ra12.5 ，且不允许存在棱角。
胀杆、滚柱、胀壳工作表面应符合硬度要求，并无刻痕、压坑、碰伤等缺陷。
4 胀管动力4.1 胀管器所采用的动力为手提式电动工具。
4.2 手提式电动工具应专人使用，在无法精确控制胀接扭矩的情况下，凭操作人员多年积累的胀接经验及胀接手力来控制，并对初始胀接的约前5个管头，应经检查人员检测合格后，方可正式进行胀接。
5 胀管工作不能在环境温度低于10℃的条件下进行，以免产生冷脆现象。
如果环境温度低于10℃时，管板表面应在胀接前进行预热，然后再进行胀接。
三、胀管工艺规程1 胀管器投入使用前，必须熟悉胀管器结构和使用方法。
2 胀管器应涂以润滑油，保证胀管器在润滑状态下使用。
3 将胀管器穿入管子内孔中，紧靠管子端面定位。
4 将手提式电动工具与胀管器联接。
5 进行胀管作业5.1 按下电动工具的按钮，进行管头的胀接（贴胀或强度胀），操作者凭经验操作，控制手部力量。
a) 贴胀的目的是消除管子外径与管孔的间隙。
b) 强度胀的目的是通过胀接使管子与管板紧密联接。
5.2 每台产品的管束在正式胀接前，应在管板上进行5个管头的试胀，并向检查人员进行报检，经检查人员对试胀管头检测合格后，再进行管头的正式胀接，并在正式胀接过程中，操作者及检查人员应随时抽检胀接尺寸符合要求，否则应随时进行调整。
6 检查人员管头检测时，应按胀接后管子实际内径扩大量或管子胀接后的实际内径尺寸进行检测。
7 管子实际内径扩大量或管子胀接后的实际内径尺寸按下列公式计算：(后附附录A计算示例)因 H＝( Dn! --Dn ) -- ( D0--Dw )D0×100% ……………………(1)则： (Dn！—Dn)＝H×D0 / 100 + ( D0— DW ) (2)或 Dn！＝H×D0 / 100 + ( D0— DW ) + Dn (3)式中：(Dn！- Dn) —胀接后管子内径的扩大量；H —胀管率。
贴胀胀管率取0.3～0.7%；强度胀胀管率取 1.0～2.1%，最佳值为1.5～1.8%。
Dn！—胀接后实测管子内径尺寸；Dn —胀接前管子内径的算数平均值；D0 —胀接前管孔直径的算数平均值；DW —胀接前管子外径尺寸；附录A：管头胀接的计算示例A.1 管头贴胀时的管子计算已知换热管为φ19x2 mm，管板孔检测实际平均值为φ19.45 mm，管子实测外径的平均值为φ19.05 mm，管子实测内径的平均值为φ15 mm，贴胀为消除管孔与管子的间隙，胀管率应为0.3～0.7%。
按上式( 2 ) 公式，贴胀后管子内径的尺寸扩大量:(Dn！—Dn) =(0.3～0.7)×19.45/100 +（19.45—19.05）＝(0.458～0.536) mm按上式( 3 ) 公式，贴胀后管子内径的实测值:Dn！= (0.458～0.536) +15 =(15.458～15.536) mm φ19管子贴胀后内径的实测值在(15.458～15.536) mm之间为贴胀合格；A.2 强度胀管头的计算已知换热管为φ25x2.5 mm，管板孔检测实际平均值为φ25.45 mm，管子实测外径的平均值为φ25.1 mm，管子实测内径的平均值为φ20 mm，胀管率应为1～2.1%。
按上式( 2 ) 公式，胀接后管子内径的尺寸扩大量:(Dn！— Dn)=(1～2.1)×25.45 / 100 +(25.45—25.1)＝(0.6～0.88)mm；按上式( 3 ) 公式，胀接后管子内径的实测值:Dn！= 20 + ( 0.6～0.88 ) = ( 20.6 ～20.88 ) mm；当为1.5～1.8 %胀管率时，胀接后管子内径的实测值:Dn！= (20.73 ～ 20.8) mmφ25管子强度胀后内径的实测值在(20.6～20.88) mm之间为胀接合格；最佳强度胀后内径的实测值范围在(20.73 ～ 20.8) mm之间。
