管壳式换热器胀焊并用时胀焊顺序

过程设备设计复习题及答案换热设备6.1根据结构来分，下面各项中那个不属于管壳式换热器：（B ）A.固定管板式换热器B.蓄热式换热器C.浮头式换热器D.U形管式换热器6.2常见的管壳式换热器和板式换热器属于以下哪种类型的换热器：（C ）A.直接接触式换热器B.蓄热式换热器C.间壁式换热器D.中间载热体式换热器6.3下面那种类型的换热器不是利用管程和壳程来进行传热的：（B ）A.蛇管式换热器B.套管式换热器C.管壳式换热器D.缠绕管式换热器6.4下列关于管式换热器的描述中，错误的是：（C ）A.在高温、高压和大型换热器中，管式换热器仍占绝对优势，是目前使用最广泛的一类换热器。

B.蛇管式换热器是管式换热器的一种，它由金属或者非金属的管子组成，按需要弯曲成所需的形状。

C.套管式换热器单位传热面的金属消耗量小，检测、清洗和拆卸都较为容易。

D.套管式换热器一般适用于高温、高压、小流量流体和所需要的传热面积不大的场合。

6.5下列措施中，不能起到换热器的防振效果的有：（A）A.增加壳程数量或降低横流速度。

B.改变管子的固有频率。

C.在壳程插入平行于管子轴线的纵向隔板或多孔板。

D.在管子的外边面沿周向缠绕金属丝或沿轴向安装金属条。

6.1??按照换热设备热传递原理或传递方式进行分类可以分为以下几种主要形式：（ABC）A. 直接接触式换热器B. 蓄热式换热器C. 间壁式换热器D. 管式换热器6.2 下面属于管壳式换热器结构的有：（ABCD）A. 换热管B. 管板C. 管箱D. 壳体6.3 引起流体诱导振动的原因有：（ACD）A. 卡曼漩涡B. 流体密度过大C. 流体弹性扰动D. 流体流速过快6.4 传热强化的措施有：（BCD）A. 提高流量B. 增加平均传热温差C. 扩大传热面积D. 提高传热系数6.5 下列关于管壳式换热器的描述中，错误的是：（CD）A.管壳式换热器结构简单、紧凑、能承受较高的压力。

B.管壳式换热器适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行清洗的场合。

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。

相同 ， 而贴胀仅仅消除管子管孔间的间隙 ， 目的是为了防止间隙腐蚀 。
１ 管 子与管板 的连接 形式
管子与管板的连接处应 保证良好 的紧密性 ，防止发生连接处泄漏 ， 造成热量与产品的损失， 甚至危及人 身与设 备 的安全 ； 同时应保证能 承
２ 失效形 式
腐蚀是换热器的主要失效形式 。最常见的腐蚀 部位是管子， 主要腐 蚀形式有 ： 管壳程介 质本身 的酸碱 性具 有腐蚀 性 ， 壳体或管子存在拉应 力， 管子与管板之间存在缝 隙等， 这些都会加速腐蚀 ， 进而引起换热器失
残余 热应力 与应力集中 ， 可能引起应力腐蚀与疲劳损坏 ， 使管子 与管板 连接处失效泄漏。 因此施焊时需打磨管端 ， 清理焊接区域的污物 ， 以防止
节点 污染 。
２３ －
间有间隙， 且焊缝受 到高温腐蚀性流体 的正面 冲刷作用 ， 很容易腐蚀 开 裂， 极大地降低 了设备的使用寿命 。预防缝 隙腐蚀 的措施主要是减小或
流体 为腐蚀性介质 ， 以及介质 中溶解一定浓度的氮、 氢 、 氧、 硫等 ， 常
会引起换热器的失效。解决措施 ： 合理地选择对介质适应 的材料 ， 针对不
余应 力逐渐 消失 ， 从而降低了密封性与抗拉脱能力 ， 使换热管 与管板 的 连接失效 。 其优点是胀接结构 比较简单 ， 于更换与修补管 子， 便 一般适用
焊接法加 工简便 ， 连接强度好 ， 在高温高压时也能保证连接处 的紧 密性与抗拉脱 能力 （ 图 ２ 。当连接处焊接 之后 ， 子与管板 中存 在的 见 ） 管
以及由载荷、 操作或振动等引起的附加应力 ， 都可能产生拉应力。 主要应对
措施是 ： 消除拉应力， 如对装配应力可通过热处理等方法加以消除。 ２３ 缝隙腐蚀 ． 传统的管子穿人管板前端焊接而成 的焊接接头 ， 由于管板与管子之

管壳式换热器设计的几个问题摘要：笔者将在多年的设计工作中所体会到的有关于换热器设计问题大体分析说明，如关于管子与管板的连接方式及检验方法，以及壳体与管板的连接，管箱热处理等，及对管壳式换热器设计中的几个常见问题分析。

关键词：管壳式换热器设计问题管壳式换热器具有结构坚固、弹性大、可靠程度高、使用范围广等优点，所以在各工程中仍得到普遍使用。

根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。

本文根据在长期的工程设计中总结出的经验，浅谈管壳式换热器部分关键结构设计和制造、检验等注意事项。

一、管子与管板的连接管子与管板的连接，工程生产中主要有胀接、焊接、胀焊并用等形式。

根据GB151《管壳式换热器》归类有：胀接、焊接、胀焊结合等型式。

在此笔者只对其中的三种较常用的三种进行分析说明。

1.强度胀强度胀系指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉托强度的胀接。

其是靠管端的塑形变形承受拉托力，胀管后的残余应力会在温度升高时逐渐减弱，使管子与管板的连接处密封性能及强度下降，因此强度胀适用于设计压力小于或等于4MPa，设计温度小于或等于300℃的场合。

强度胀要求管子的硬度要低于管板的硬度，管孔与管子的间隙以及管孔的光滑程度对胀管质量都有一定的影响。

管孔与管子的间隙可根据GB151中第5.6.4中选取。

管孔表面粗糙，可产生较大的摩擦力，不易拉托，但易产生泄漏，管孔表面严禁有纵向贯通的沟槽。

管孔表面光滑，不易泄漏，但容易拉托。

一般要求表面粗糙度小于或等于12.5μm。

为了能承受更大的拉托力，可采用开槽胀接。

开槽数量视管板厚度而定，小于25mm 时开一个槽，大于25mm时开两个槽。

其原理就是胀接时把管子挤入槽内。

2.强度焊强度焊制造加工简单，抗拉脱能力强，但焊接部分失效时，可二次补焊，更换换热管也比较方便。

强度焊的使用不受压力和温度的限制，但振动较大或有间隙腐蚀的场合不宜采用，因为管子与管板间存有间隙，介质不流动，会产生缝隙腐蚀。

第三版过程设备设计思考题及答案（5-8）5.储存设备设计双鞍座卧式容器时，支座位置应该按照那些原则确定试说明理由。

双鞍座卧式容器受力分析与外伸梁承受均布载荷有何相同何不同，试用剪力图和弯距图比较。

“扁塌”现象的原因是什么如何防止这一现象出现双鞍座卧式容器设计中应计算那些应力如何产生的鞍座包角对卧式容器筒体应力和鞍座自身强度有何影响在什么情况下应对卧式容器进行加强圈加强球形储罐有哪些特点设计球罐时应考虑那些载荷各种罐体型式有何特点球形储灌采用赤道正切柱式支座时，应遵循那些准则液化气体存储设备设计时如何考虑环境对它的影响6.换热设备换热设备有哪几种主要形式间壁式换热器有哪几种主要形式各有什么特点管壳式换热器主要有哪几种形式换热器流体诱导震动的主要原因有哪些相应采取哪些防震措施换热管与管板有哪几种连接方式各有什么特点换热设备传热强化可采用哪些途径来实现7.塔设备塔设备由那几部分组成各部分的作用是什么填料塔中液体分布器的作用是什么试分析塔在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷简述塔设备设计的基本步骤。

塔设备振动的原因有哪些如何预防振动塔设备设计中，哪些危险界面需要校核轴向强度和稳定性8.反应设备反应设备有哪几种分类方法简述几种常见的反应设备的特点。

机械搅拌反应器主要由哪些零部件组成搅拌容器的传热元件有哪几种各有什么特点搅拌器在容器内的安装方法有哪几种对于搅拌机顶插式中心安装的情况，其流型有什么特点常见的搅拌器有哪几种简述各自特点。

涡轮式搅拌器在容器中的流型及其应用范围生物反应容器中选用的搅拌器时应考虑的因素搅拌轴的设计需要考虑哪些因素搅拌轴的密封装置有几种各有什么特点思考题答案：5.储存设备思考题根据JB4731规定，取A小于等于0.2L，最大不得超过0.25L，否则容器外伸端将使支座界面的应力过大。

因为当A＝0.207L时，双支座跨距中间截面的最大弯距和支座截面处的弯距绝对值相等，使两个截面保持等强度。

第三版过程设备设计思考题及答案（5-8）5.储存设备5.1 设计双鞍座卧式容器时，支座位置应该按照那些原则确定？试说明理由。

5.2 双鞍座卧式容器受力分析与外伸梁承受均布载荷有何相同何不同，试用剪力图和弯距图比较。

5.3 “扁塌”现象的原因是什么？如何防止这一现象出现？5.4 双鞍座卧式容器设计中应计算那些应力？如何产生的？5.5 鞍座包角对卧式容器筒体应力和鞍座自身强度有何影响？5.6 在什么情况下应对卧式容器进行加强圈加强？5.7 球形储罐有哪些特点？设计球罐时应考虑那些载荷？各种罐体型式有何特点？5.8 球形储灌采用赤道正切柱式支座时，应遵循那些准则？5.9 液化气体存储设备设计时如何考虑环境对它的影响？6.换热设备6.1换热设备有哪几种主要形式？6.2间壁式换热器有哪几种主要形式？各有什么特点？6.3管壳式换热器主要有哪几种形式？6.4换热器流体诱导震动的主要原因有哪些？相应采取哪些防震措施？6.5换热管与管板有哪几种连接方式？各有什么特点？6.6换热设备传热强化可采用哪些途径来实现？7.塔设备7.1塔设备由那几部分组成？各部分的作用是什么？7.2填料塔中液体分布器的作用是什么？7.3试分析塔在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷？7.4简述塔设备设计的基本步骤。

7.5塔设备振动的原因有哪些？如何预防振动？7.6塔设备设计中，哪些危险界面需要校核轴向强度和稳定性？8.反应设备8.1反应设备有哪几种分类方法？简述几种常见的反应设备的特点。

8.2机械搅拌反应器主要由哪些零部件组成？8.3搅拌容器的传热元件有哪几种？各有什么特点？8.4 搅拌器在容器内的安装方法有哪几种？对于搅拌机顶插式中心安装的情况，其流型有什么特点？8.5常见的搅拌器有哪几种？简述各自特点。

8.6涡轮式搅拌器在容器中的流型及其应用范围？8.7 生物反应容器中选用的搅拌器时应考虑的因素？8.8搅拌轴的设计需要考虑哪些因素？8.9搅拌轴的密封装置有几种？各有什么特点？思考题答案：5.储存设备思考题5.1根据JB4731规定，取A小于等于0.2L，最大不得超过0.25L，否则容器外伸端将使支座界面的应力过大。

管板与管子胀焊结合时的施工顺序管子与管板的连接形式有以下几种：胀接、焊接、强度胀+密封焊及强度焊+贴胀。

3.1先焊后胀［15，16］先焊后胀工序，焊前管板坡口容易清洗洁净，焊接时管子与管板间隙处的空气能够从正、反两侧排除，关于防止焊缝产动气孔及保证焊接接头的质量十分有益。

同时，后胀能够使胀口胀后的残余应力可不能松驰，幸免了因焊接高温的阻碍而发生松驰。

然而关于焊接性较差的管子与管板接头，胀接时焊道容易产生微裂纹，甚至于将焊道胀裂。

关于这种情形，应采纳深度胀(即管口10～15 mm左右不胀)，使胀接部位躲开焊道，从而减小胀接对焊道的阻碍，这也是先焊后胀工艺的最大不足之处。

文献［15］的试验研究说明，采纳先胀后焊工艺，管子与管板焊后的泄漏率比采纳先焊后胀工艺要高出10倍左右，而且检验结果说明，焊缝外观平均，有金属光泽，成形美观，着色检查的气孔与未熔合现象专门少。

因此，国外也多采纳先焊后胀工序。

3.2先胀后焊［15］采纳先胀后焊工序，由于胀接时在管端及坡口处将留下大量油污及铁锈等杂物，尽管焊前要进行清洗，但由于管桥较窄，加之管子伸出管板等缘故，难以保证坡口的完全清洗。

当焊接时，这些遗留杂物将发生巨烈的化学变化，水分和空气因受热而局部膨胀，并在管子与管孔的间隙内形成压力，由于胀后背面堵死，这些带压气体只能从焊道一侧排除，焊接时处于熔融状态下的金属无强度可言，气体便专门容易穿过焊道，专门在收弧处更是如此。

气体冲出焊道使焊缝金属呈沸腾状，造成焊缝高低不平，甚至呈蜂窝状。

同时，还使焊缝表面氧化，造成未熔合等缺陷。

在焊缝冷却过程中，有的气体未能及时逸出焊缝表面，从而在焊缝内部形成气孔。

另外，焊接时产生的高温会导致已胀接的部位变形，使胀接过程中产生的残余应力和弹性变形有所消逝，从而可能使胀紧力减小甚至消逝。

文献［15］的试验研究结果说明，先胀后焊工艺泄漏率是先焊后胀的10倍左右。

我们长期的大量生产实践也证明，先胀后焊确实存在着许多不足，专门是在焊接工艺性能较差的情形下问题更为严峻，如20MnMo、15CrMo与奥氏体不锈钢管的匹配就属于这种情形。

１一般 要 求 ．
操作工应经过培训 ， 考核合格后才能上岗操作 。 每个操作工在操作 前应先检查上道工序的加工是否正确。每个操作工在操作前应查看 图 纸和流转卡 ， 以确定应使 用的胀接方法 、 胀接率 。胀接前应检查测量工 具、 胀管工具的完好 。操作工在本工序完工后应首先 自检 ， 合格后 再转 下道工序。需经检验员检验 的工序在 自检合格后交检验员检验 ；控制 点、 停止点必须 经相关人员检验。 当图纸上规定的标准与本规程不一致 或另有规定时（ 如胀接率 、 胀接长度等 ）以图纸规定为准。发现异常应 ， 通知检验员或主管 ， 采取的措施应记 录。 ２胀 前 准 备 ． ２ 计算胀接压力（ ． １ 柔性胀） 管子外径刚发生塑性变形的胀接压力 。 Ｐ（ ａ ０ＭＰ ）
科技信息
专题 论 述
胀 授 通 用 工 艺 介绍
江 苏省 特种设 备安 全监督检 验研 究院无锡 分 院 王
［ 摘 要】 本文对胀接通用工艺做 简单介绍， 供在换 热器 ｑｇ ￣管与管板 的胀接 中参考。 ，ｔ ［ 关键 词］ 胀接 胀接 率
ｏ 前 言 ．
冲
胀接广泛应用于管壳 式换热 器换热管 与管板 的连接 ，但是在 Ｔ Ｇ Ｓ Ｒ ０ ４ ２ ０ 固定式压力容器安全技术监察规程》 ０ ０ — ０ ９《 以及 Ｇ Ｉ １《 Ｂ ５ 管壳式 换热器》 中并无涉及 ， 以下介绍某厂 的胀接通用工艺， 以参考。 用
３胀 接 操 作 顺 序 ．小胀接压力 Ｐ ＭＰ ） （ ａ 。
２ ２
， ， ．
ｘ
、 ／３
Ｋ。
Ｆ 一 考虑胀管两侧管板影响的内压放大 系数 Ｋ——考虑周围管桥影响后的外 、 内径之 比。 于管孔正三角形排 对
列

管壳式换热器中间管板胀接工艺技术作者：蓝景华来源：《科技创新与应用》2014年第01期摘要：文章旨在结合管壳式换热器中间管板胀接的相关工艺技术进行探讨。

在结合中间胀接技术的原理及特点的基础上，从工艺评定试验方案、样品焊接装配以及其工艺试验等方面进行详细阐述，希望能够提供人们一些意见参考。

关键词：中间管板胀接；中央空调；管壳式换热器1 中间胀接技术的原理及特点1.1 基本原理气动胀管机驱动深孔胀管器挤压中间管板处铜管，在胀管器的滚珠不断挤压下，铜管受挤压壁厚减薄，内径增大，外壁与管板孔内壁及密封槽达到牢固再紧密的接触，胀接后管板处于弹性状态，铜管发生塑性变形残留压应力，达到胀接密封效果。

1.2 中间胀接技术的特点包括：（1）能够应用于深度胀接的换热器，解决传统胀接带来的复杂设计问题。

（2）胀接稳定性好，可靠性高，相互系统窜气量少。

（3）在中央空调多系统螺杆机组上，可大幅降低生产成本。

2 工艺评定试验方案2.1 准备试验样件制造由壳体、管板、换热管等零件组成的换热器样件（如图1），样件用于模拟产品在正常生产状态下的中间胀接，其结构形状与产品完全一致，作为确定胀接参数、气密检验和解剖检验，及拉脱力检验的工艺评定使用。

图1 双系统换热器试验样件2.2 制定检验操作标准试验前要做好资料准备、工艺方案、编制实验记录表格，如胀接记录，试压报告等。

同时对胀接人员和质检人员进行培训，确保胀接人员熟悉胀接工艺操作过程，质检人员必须会使用测量工具，熟悉填写各项记录。

3 样品焊接装配根据设计及图纸要求，加工和焊接装配与产品相似管壳式换热器，对于组对换热器样件提出两种方案，一是组对中管板与两节筒体后，先穿铜管再组对左右管板；二是组对中管板、两节筒体和左右管板好后，再穿铜管，但必须保证3块管板孔同轴。

考虑现场生产条件不同，可以综合选择哪种方案更适合生产。

此外，还要求样件中间管板厚度不得少于产品的厚度，管孔加工技术要求参数与产品一致，且管板在组对焊接前，管板油污，杂质要清洗干净，尤其是中间管板要提前清洗，中间管板与两节壳体组对焊时，须有工装保护中间管板不受焊接飞溅污染。

浅谈换热器管口胀焊工艺作者：薛新星王吉豪来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第09期【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。

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。

换热器基础知识测试题姓名：分数：一、填空题（每空1分,共50分）1、以在(两种流体）之间用来（传递热量)为基本目的的传热设备装置，称为换热器,又叫做（热交换器）。

2、换热器按作用原理和传热方式分类可分为：(直接接触式换热器）、（蓄热式换热器）(间壁式换热器）。

3、、离心式压缩机可用来(压缩）和（输送）化工生产中的多种气体。

它具有：处理量大,（体积小）,结构简单，（运转平稳），（维修方便）以及气体不受污染等特点。

4、换热器按传热面形状和结构分类可分为：（管式换热器）、(板式换热器）及特殊形式换热器。

5、管壳式换热器特点是圆形的（外壳）中装有(管束）。

一种介质流经（换热管）内的通道及其相贯通部分（称为壳程）.它可分为：（浮头式换热器）、(U型管式换热器）、套管式换热器、(固定管板式换热器）填料函式换热器等。

6、U型管式换热器不同于固定管板式和浮头式，只有一块（管板）,换热管作为（U字形）、两端都固定在（同一块管板）上；管板和壳体之间通过（螺栓)固定在一起。

7、（换热管)是管壳式换热器的传热元件，它直接与两种介质（接触）,换热管的形状和（尺寸）对传热有很大的影响。

8、写出下列换热管及其在管板上的排列名称分别为：（a)正三角形（b）转角正三角形（c)正方形（d)转角正方形9、管壳式换热器流体的流程:一种流体走管内称为(管程）,另一种流体走管外称为(壳程）。

管内流体从换热管一端流向另一端一次，称为（一程）；对U形管换热器，管内流体从换热管一端经过U形弯曲段流向另一端一次称为（两程）.10、管板与换热管间的连接方式有（胀接）、（焊接)或二者并用的连接方式。

11、折流板的作用是引导（壳程流体）反复地（改变方向）作错流流动或其他形式的流动，并可调节（折流板间距）以获得适宜流速，提高（传热效率）。

另外,折流板还可起到（支撑管束)的作用.12、换热器的水压试验压力为最高操作压力的（1。

25~1。

5）倍。

13、换热器的清洗方法有：（酸洗法)、（机械清洗法）、（高压水冲洗法）、海绵球清洗法。

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。

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。

在下列情况下管板与换热管之间的连接应胀焊并用：1．密封性能要求较高的场合；2．承受振动或疲劳载荷的场合。

3．有间隙腐蚀的场合； 4．采用复合管板的场合。

GBl5l—l999标准中规定，强度胀接适用于设计压力~<4MPa、设计温度≤300℃、无剧烈振动、无过大温度变化及无应力腐蚀的场合；强度焊接适用于振动较小和无间隙腐蚀的场合；胀、焊并用适用于密封性能较高、承受振动或疲劳载荷、有间隙腐蚀、采用复合管板的场合。

由此可见，单纯胀接或强度焊接的连接方式使用条件是有限制的。

胀、焊并用结构由于能有效地阻尼管束振动对焊口的损伤，避免间隙腐蚀，并且有比单纯胀接或强度焊具有更高的强度和密封性，因而得到广泛采用。

目前对常规的换热管通常采用“贴胀+强度焊”的模式；而重要的或使用条件苛刻的换热器则要求采用“强度胀+密封焊”的模式。

胀、焊并用结构按胀接与焊接在工序中的先后次序可分为先胀后焊和先焊后胀两种。

1 先胀后焊管子与管板胀接后，在管端应留有15ram长的未胀管腔，以避免胀接应力与焊接应力的迭加，减少焊接应力对胀接的影响，15ram的未胀管段与管板孔之间存在一个间隙(见图1)。

在焊接时，由于高温熔化金属的影响，间隙内气体被加热而急剧膨胀。

据国外资料介绍，间隙腔内压力在焊接收口时可达到200～300MPa的超高压状态。

间隙腔的高温高压气体在外泄时对强度胀的密封性能造成致命的损伤，且焊缝收口处亦将留下肉眼难以觉察的针孔。

目前通常采用的机械胀接，由于对焊接裂纹、气孔等敏感性很强的润滑油渗透进入了这些间隙，焊接时产生缺陷的现象就更加严重。

这些渗透进入间隙的油污很难清除干净，所以采用先胀后焊工艺，不宜采用机械胀的方式。

由于贴胀是不耐压的，但可以消除管子与管板管孔的间隙，所以能有效的阻尼管束振动到管口的焊接部位。

但是采用常规手工或机械控制的机械胀接无法达到均匀的贴胀要求，而采用由电脑控制胀接压力的液袋式胀管机胀接时可方便、均匀地实现贴胀要求。

浅析换热器管板与换热管连接方式及选择摘要：本论文阐述了在管壳式换热器的设计中换热管与管板的连接结构形式如何确定，主要通过对换热器管板和换热管的各种连接方式的具体分析,以及对换热器在运行过程中换热管连接处常发生的一些问题的分析，确定了最佳的换热管连接方式为强度焊加贴胀，并指出换热器换热管与管板连接方式的设计没有标准的统一结构,不能一概而论，应根据设备的使用环境，流通介质等多方面考虑，确定合适的结构方案.关键字：换热器换热管管板强度胀强度焊在管壳式换热器的设计中，换热管与管板的连接是一个比较重要的结构部分.不仅加工工作量大，而且必须使每一个连接处在设备运作过程中能保证介质无泄漏及承受介质压力的能力.换热管与管板的连接质量是换热器质量的最重要的标志,换热器的失效大多数集中在管接头上，因此合理选用安全可靠的管接头方式，并使用相应的加工设备与技术是管壳式换热器设计、制造技术的关键。

根据管壳式换热器的使用条件不同，加工条件不同，管子与管板的连接方式有以下几种：强度胀、强度焊、强度胀+密封焊及强度焊+贴胀,其差异主要反映在管孔是否开槽和焊接坡口及管子伸出长度等方面，对一些比较苛刻的使用场合也有用强度焊＋强度胀的管接头连接方式,如双管板换热器设计要求采取强度焊+强度胀。

我们在设计换热器时无论采取哪种方式，其要求满足的基本条件有两条:一是良好的气密性；二是足够的结合力。

笔者将这几种连接方式及其优缺点作以下分析。

一、胀接胀接包括贴胀和强度胀。

贴胀是指为了消除换热管与管板之间缝隙的轻度胀接；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。

二者在结构上的最主要区别是贴胀的管板管孔是光滑的，而强度胀的管孔带环形槽,环形槽距管板上表面的距离应取8mm。

胀接是一个连续的弹塑性力学过程，胀管时管子产生了严重的塑性变形，管板则主要处于弹性状态，卸载时由于回弹管孔将管子压紧而形成胀接接头。

强度胀是利用胀管器，使伸到管板中的管子端部直径扩大产生塑性变形而管板只达到弹性变形,因而胀管后管板与管子间就产生一定的挤压力，使管子能嵌入到管孔的环形槽内，与管板紧紧地贴在一起，达到密封紧固连接的目的.胀接结构设计中的注意事项主要有以下几个方面：1、采用胀接时要求管板硬度较换热管硬度高，这样可免除在胀接时因管孔产生塑性变形而影响胀接的紧密性，如16Mn管板与10＃换热管之间的胀接是合适的，但与20＃换热管胀接时，20＃管则应进行管端软化退火(当有应力腐蚀要求时,应整根进行软化处理或换成10#换热管)。

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。