專利名稱：管殼、板換熱器防滲漏制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在制造換熱器時(shí)，可防止換熱器的管與殼或板之間防滲漏的技術(shù)。
背景技術(shù)：
管殼(板)換熱器廣泛應(yīng)用于煉油、化工、冶金、電力等行業(yè)，它的防腐蝕滲漏問(wèn)題，一直是各企業(yè)和科研部門研究的重要課題，它的運(yùn)行正常與否直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。管殼(板)換熱器的腐蝕滲漏往往是從管板和換熱管頭的連接處開(kāi)始，如何根據(jù)解決管板和換熱管頭連接的技術(shù)，來(lái)有效地遏制腐蝕滲漏問(wèn)題的產(chǎn)生，是解決此問(wèn)題的關(guān)鍵。
以往在換熱器制造過(guò)程中，換熱管與管板的焊接采用手工電弧焊的方法，且一道焊完，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)有蝕漏的角焊縫觀察發(fā)現(xiàn)，針孔多發(fā)生在焊縫的起弧和收弧處。手弧焊起弧處出現(xiàn)大量氣孔，收弧時(shí)仍在起弧處，則起弧處有一段距離的氣孔不能消除，表面檢查無(wú)法看出。然而，在酸蝕的作用下，很快產(chǎn)生蝕漏。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種可使管板焊接接頭的缺陷明顯降低，能保證焊縫的良好應(yīng)力狀態(tài)，杜絕泄漏的管殼、板換熱器防滲漏制造工藝。
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，管殼、板換熱器防滲漏制造工藝，具體步驟如下1)焊前準(zhǔn)備采用機(jī)械法對(duì)換熱管兩端外表面除銹，除銹長(zhǎng)度不小于管板厚度的兩倍，至呈金屬光澤，管殼、板的穿孔用砂輪或砂紙除銹，至露出金屬光澤后，穿換熱管，管頭伸出管殼、板4-6mm，徹底清除焊區(qū)域內(nèi)的鐵銹，并用丙酮或酒精清洗干凈2)焊接及檢驗(yàn)①選擇焊點(diǎn)，先依次對(duì)焊點(diǎn)處打底焊，底焊坡口角度45°，底焊結(jié)束后進(jìn)行壓力的氣密試驗(yàn)，合格后采用自動(dòng)鎢極氬弧焊(GTAW)的方法進(jìn)行蓋面焊接，②選擇一焊點(diǎn)為起弧點(diǎn)，從起弧點(diǎn)開(kāi)始依次按順時(shí)針?lè)较蚝竿暾茴^，到起弧點(diǎn)后繼續(xù)按順時(shí)針?lè)较蛳蚯昂福^(guò)起弧點(diǎn)不少于5mm后收弧，進(jìn)行壓力的氣密試驗(yàn)，合格后采用自動(dòng)鎢極氬弧焊(GTAW)的方法進(jìn)行蓋面焊接，
③焊縫外觀用肉眼或放大鏡檢查，不得有裂紋、氣孔、夾渣、未熔合、超標(biāo)咬邊、弧坑及局部凹陷缺陷，再進(jìn)行100％PT檢查，3)貼脹先用丙酮清理焊接管接頭內(nèi)表面，然后用液袋脹管器貼脹，脹接工藝具體如下脹管槍頭插入管子內(nèi)前后移動(dòng)，保持槍頭中心與管子中心對(duì)中，脹管頭插入脹接區(qū)脹管時(shí)，要有定位塊確定脹管深度位置，調(diào)管退時(shí)間，進(jìn)行脹管，脹接深度為管板厚度的75％～80％，到管退時(shí)間退管，4)進(jìn)行水壓試驗(yàn)及氣密性試驗(yàn)，5)消除焊后殘余應(yīng)力，用熱處理方法消除焊后殘余應(yīng)力，熱處理初始溫度不得高于400℃，加熱區(qū)升溫速度不得超過(guò)50℃/h-200℃/h，加熱區(qū)升溫任意長(zhǎng)度內(nèi)的溫差不得大于120℃，最高與最低溫度之差不宜大于65℃，工件出爐時(shí)，爐溫不得高于400℃，出爐后自然冷卻。
本發(fā)明可保證焊縫及脹口的質(zhì)量，先焊后脹可使管板焊接接頭的缺陷明顯降低，同時(shí)采用合理的熱處理方案，保證了焊口處于良好的應(yīng)力狀態(tài)，從而杜絕了管殼(板)換熱器因制造質(zhì)量而造成的泄漏。


圖1是換熱管與板焊接2是起弧點(diǎn)、收弧點(diǎn)確定形態(tài)3是底焊坡口角度示意圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明步驟是，對(duì)換熱管兩端外表面和管殼、板的穿孔除銹，至露出金屬光澤后，穿換熱管，選擇焊點(diǎn)，先依次對(duì)焊點(diǎn)處打底焊，再蓋面焊接，選擇一焊點(diǎn)為起弧點(diǎn)，從起弧點(diǎn)開(kāi)始依次按順時(shí)針?lè)较蚝竿暾茴^，到起弧點(diǎn)后繼續(xù)按順時(shí)針?lè)较蛳蚯昂?，再進(jìn)行蓋面焊接，檢查焊縫，用液袋脹管器貼脹，退管，進(jìn)行水壓試驗(yàn)及氣密性試驗(yàn)，消除焊后殘余應(yīng)力。
如對(duì)換熱管兩端外表面和管殼、板的穿孔除銹，將會(huì)使焊產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷，在酸蝕作用下，是導(dǎo)致滲漏的原因之一。脹管在脹接前管頭沒(méi)有拋光或拋光不夠，脹接時(shí)脹接面上夾有雜物或污物，造成脹接時(shí)嚴(yán)密度不夠，也會(huì)導(dǎo)致滲漏。
本發(fā)明采用自動(dòng)鎢極氬弧焊打底(填焊絲)全位置焊接，檢驗(yàn)后，再采用第二道自動(dòng)鎢極氬弧焊的方法蓋面焊接，能夠克服手工焊的缺陷，從而有效地遏制腐蝕滲漏。
下面參照附圖，用氯乙烯合成轉(zhuǎn)化器具體說(shuō)明本發(fā)明用氯乙烯合成轉(zhuǎn)化器是電石法生產(chǎn)PVC的關(guān)鍵設(shè)備之一，它實(shí)際上是一種大型固定管板式換熱器。氯乙烯合成轉(zhuǎn)化器雖為固定板式換熱器，但與普通換熱器有很大的不同，其管內(nèi)通過(guò)的物料是由C2H2和HCI合成的氯乙烯氣體，并且還有很多未合成的HCI氣體，一旦管內(nèi)的HCI氣體遇到水即生成濃鹽酸，其將嚴(yán)重腐蝕轉(zhuǎn)化器，使之加劇滲漏，最后轉(zhuǎn)化器管內(nèi)出現(xiàn)大量的鹽酸，嚴(yán)重影響生產(chǎn)甚至造成停車。所以對(duì)生產(chǎn)工藝要求非常高，近幾年來(lái)，本申請(qǐng)人采用本發(fā)明為新疆天業(yè)、湖北宜化、河南神馬等多家大型氯堿企業(yè)生產(chǎn)了大批量的氯乙烯合成轉(zhuǎn)化器，使用至今從未發(fā)生滲漏。
本申請(qǐng)人生產(chǎn)的氯乙烯合成轉(zhuǎn)化器殼程簡(jiǎn)體一般為Dg2400及Dg3000、Dg3200，材質(zhì)為Q235-B或16MnR；換熱管規(guī)格為φ57×3.5×3000，材質(zhì)為10#鋼。上、下管板采用與簡(jiǎn)體相同材質(zhì)，上、下底蓋均是一個(gè)由帶短節(jié)的乙型平焊法蘭及橢圓形(或錐形)封頭組成。其殼程、管程的工藝參數(shù)見(jiàn)表1。
表1

1)焊前準(zhǔn)備參照?qǐng)D1，換熱管2兩端外表面要除銹，除銹長(zhǎng)度大于管板厚度90mm。除銹方法采用機(jī)械法，除銹至呈金屬光澤；管板1孔內(nèi)的銹蝕用砂輪或砂紙清除干凈，至露出金屬光澤后，再穿換熱管；換熱管穿完點(diǎn)焊組對(duì)好后，徹底清除焊區(qū)域內(nèi)的鐵銹，油污等，管頭伸出長(zhǎng)度為6mm，將換熱管、管板施焊?jìng)?cè)的水、油等臟物用丙酮或酒精清洗干凈。
2)焊接及檢驗(yàn)①選擇焊點(diǎn)，先依次對(duì)焊點(diǎn)處打底焊，打底焊應(yīng)由中心向兩邊焊接，以減少焊接應(yīng)力，焊接電流基值90A；峰值200A；送絲速度700mm/min；焊接時(shí)間110秒，底焊坡口角6度數(shù)為45°(如圖3所示)，坡口角度不能過(guò)大也不能過(guò)小，坡口角度過(guò)小則易引起焊不透或焊縫熔深小，坡口角度過(guò)大則易引起焊絲無(wú)法填滿熔池或焊縫咬邊等缺陷，底焊結(jié)束后進(jìn)行壓力的氣密試驗(yàn)，合格后采用自動(dòng)鎢極氬弧焊(GTAW)的方法進(jìn)行蓋面焊接，②參照?qǐng)D2，選擇一焊點(diǎn)為起弧點(diǎn)4，從起弧點(diǎn)開(kāi)始依次按順時(shí)針?lè)较蚝竿暾茴^，到起弧點(diǎn)后繼續(xù)按順時(shí)針?lè)较蛳蚯昂?，超過(guò)起弧點(diǎn)5mm到收弧點(diǎn)5收弧，進(jìn)行壓力的氣密試驗(yàn)，合格后采用自動(dòng)鎢極氬弧焊(GTAW)的方法進(jìn)行蓋而焊接，圖3中7為蓋面焊角，蓋面焊起弧點(diǎn)與打底焊錯(cuò)開(kāi)90°，避免潛在缺陷重合，焊接基值電流100A；峰值電流210A；送絲速度800mm/min，焊接時(shí)間120秒。
③焊縫3外觀用肉眼或放大鏡檢查，不得有裂紋、氣孔、夾渣、未熔合、超標(biāo)咬邊、弧坑及局部凹陷登缺陷，再進(jìn)行100％PT檢查，應(yīng)符合JB4730-2005的要求。
3)貼脹先用丙酮清理焊接管接頭內(nèi)表面，然后用液袋脹管器貼脹，當(dāng)脹管器難進(jìn)換熱管時(shí)，應(yīng)修磨管頭，不應(yīng)用機(jī)械方法擴(kuò)管頭，以防焊縫開(kāi)裂，貼脹時(shí)要求離管板外表面15mm范圍內(nèi)不脹，防止脹及焊角出現(xiàn)裂紋，同時(shí)要嚴(yán)格控制貼脹程度嚴(yán)禁有未脹或過(guò)脹現(xiàn)象出現(xiàn)。貼脹工藝參數(shù)供水時(shí)間7秒；脹管時(shí)間5秒；脹接壓力150MPa；油壓壓力145Mpa，脹管槍頭插入管子內(nèi)前后移動(dòng)，應(yīng)保持槍頭中心與管子中心對(duì)中，在手動(dòng)脹管升壓時(shí)或自動(dòng)脹接手柄顯示綠燈亮?xí)r，一定要將脹管頭及液袋外套厚套管放在脹管區(qū)脹管內(nèi)，脹管頭插入脹接區(qū)脹管時(shí)，要有定位塊確定脹管深度位置，調(diào)管退時(shí)間，進(jìn)行脹管，脹接深度為75％～80％管板厚度，到管退時(shí)間退管，4)按要求進(jìn)行水壓試驗(yàn)及氣密性試驗(yàn)5)消除焊后殘余應(yīng)力用熱處理方法消除焊后殘余應(yīng)力，熱處理初始溫度不得高于400℃，加熱區(qū)升溫速度不得超過(guò)50℃/h-200℃/h，加熱區(qū)升溫任意長(zhǎng)度內(nèi)的溫差不得大于120℃，最高與最低溫度之差不宜大于65℃，工件出爐時(shí)，爐溫不得高于400℃，出爐后自然冷卻。
權(quán)利要求
1.管殼、板換熱器防滲漏制造工藝，其特征在于具體步驟如下1)焊前準(zhǔn)備采用機(jī)械法對(duì)換熱管兩端外表面除銹，除銹長(zhǎng)度不小于管板厚度的兩倍，至呈金屬光澤，管殼、板的穿孔用砂輪或砂紙除銹，至露出金屬光澤后，穿換熱管，管頭伸出管殼、板4-6mm，徹底清除焊區(qū)域內(nèi)的鐵銹，并用丙酮或酒精清洗干凈2)焊接及檢驗(yàn)①選擇焊點(diǎn)，先依次對(duì)焊點(diǎn)處打底焊，底焊坡口角度45°，底焊結(jié)束后進(jìn)行壓力的氣密試驗(yàn)，合格后采用自動(dòng)鎢極氬弧焊(GTAW)的方法進(jìn)行蓋面焊接，②選擇一焊點(diǎn)為起弧點(diǎn)，從起弧點(diǎn)開(kāi)始依次按順時(shí)針?lè)较蚝竿暾茴^，到起弧點(diǎn)后繼續(xù)按順時(shí)針?lè)较蛳蚯昂?，超過(guò)起弧點(diǎn)不少于5mm后收弧，進(jìn)行壓力的氣密試驗(yàn)，合格后采用自動(dòng)鎢極氬弧焊(GTAW)的方法進(jìn)行蓋面焊接，③焊縫外觀用肉眼或放大鏡檢查，不得有裂紋、氣孔、夾渣、未熔合、超標(biāo)咬邊、弧坑及局部凹陷缺陷，再進(jìn)行100％PT檢查，3)貼脹先用丙酮清理焊接管接頭內(nèi)表面，然后用液袋脹管器貼脹，脹接工藝具體如下脹管槍頭插入管子內(nèi)前后移動(dòng)，保持槍頭中心與管子中心對(duì)中，脹管頭插入脹接區(qū)脹管時(shí)，要有定位塊確定脹管深度位置，調(diào)管退時(shí)間，進(jìn)行脹管，脹接深度為管板厚度的75％～80％，到管退時(shí)間退管，4)進(jìn)行水壓試驗(yàn)及氣密性試驗(yàn)，5)消除焊后殘余應(yīng)力，用熱處理方法消除焊后殘余應(yīng)力，熱處理初始溫度不得高于400℃，加熱區(qū)升溫速度不得超過(guò)50℃/h-200℃/h，加熱區(qū)升溫任意長(zhǎng)度內(nèi)的溫差不得大于120℃，最高與最低溫度之差不宜大于65℃，工件出爐時(shí)，爐溫不得高于400℃，出爐后自然冷卻。
全文摘要
管殼、板換熱器防滲漏制造工藝，涉及一種在制造換熱器時(shí)，可防止換熱器的管與殼或板之間防滲漏的技術(shù)。步驟是，對(duì)換熱管兩端外表而和管殼、板的穿孔除銹，至露出金屬光澤后，穿換熱管，選擇焊點(diǎn)，先依次對(duì)焊點(diǎn)處打底焊，再蓋面焊接，選擇一焊點(diǎn)為起弧點(diǎn)，從起弧點(diǎn)開(kāi)始依次按順時(shí)針?lè)较蚝竿暾茴^，到起弧點(diǎn)后繼續(xù)按順時(shí)針?lè)较蛳蚯昂?，再進(jìn)行蓋面焊接，檢查焊縫，用液袋脹管器貼脹，退管，進(jìn)行水壓試驗(yàn)及氣密性試驗(yàn)，消除焊后殘余應(yīng)力。本發(fā)明可保證焊縫及脹口的質(zhì)量，先焊后脹可使管板焊接接頭的缺陷明顯降低，同時(shí)采用合理的熱處理方案，保證了焊口處于良好的應(yīng)力狀態(tài)，從而杜絕了管殼、板換熱器因制造質(zhì)量而造成的泄漏。
文檔編號(hào)B23K9/235GK1974116SQ200610125529
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
發(fā)明者李俊松 申請(qǐng)人:李俊松