一种大规格镍合金双管板换热器的制作工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种大规格镍合金双管板换热器的制作工艺，包括以下步骤：(1)外管板堆焊，(2)内、外管板钻孔加工，(3)壳程筒体与内管板焊接，(4)穿装换热管，(5)积液层壳体与内管板组对，(6)积液层壳体与外管板组对，(7)积液层壳体与内、外管板焊接，(8)内管板胀接，(9)换热管与外管板焊接，(10)耐压试验，所述步骤(1)中使用电渣带极堆焊，堆焊前在管板周围焊接定位块，将管板与焊接工装进行固定连接，相邻两遍的堆焊方向相反，过渡层堆焊完毕后进行消应热处理。本发明专利技术成功得完成了大规格镍基合金双管板换热器设备制作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于双管板换热器的制备领域，尤其涉及一种大规格镍合金双管板换热器的制作工艺。
技术介绍
双管板换热器(结构示意图见图1)采用外管板1和内管板2的双管板结构设计，还包括壳程筒体3、换热管4和积液层壳体5等，管程和壳程分别采用各自的管板进行连接，打破传统列管换热器管程和壳程共用一个连接管板，最大限度的降低了管程与壳程介质交叉污染的风险，便于及时发现泄漏隐患，确保生产。国内双管板换热器直径一般小于2m，当直径较大时，制作过程中容易产生如下问题：1、管板加工及双管板同心度、平行度、扭曲度及胀接质量控制等带来极大的困难。2、当换热器内介质对母材的耐腐蚀能力、耐高温能力有要求时，为控制制作成本，管板一般采用在低合金锻件基础上堆焊所需材质来达到相应使用效果。当管板直径较大时，管板在堆焊时的焊接变形较难控制，同时传统手工堆焊效率较低、埋弧焊丝堆焊融合比较大堆焊层成分难以控制。3、与管板连接的环缝焊接及换热管焊接时，若组焊顺序不当，会造出管板变形，进而导致设备尺寸不符工艺要求，同时会产生较大焊接应力，影响设备使用寿命。镍基合金换热管的焊接，尤其是当换热管直径在50mm以上时，业内一般采用手工氩弧焊进行焊接。焊接效率较低，同时焊接质量对焊工技能水平依赖程度较大，质量不稳定。双管板换热器，内管板采用强度胀的方式来连接换热管与管板起到密封作用。镍合金换热管与普通低合金钢、不锈钢换热管相比硬度较大，胀接较困难。内管板的胀接会造成换热管尺寸的变化，使换热管与管板的连接焊缝产生应力，影响焊缝寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供一种大规格镍合金双管板换热器的制作工艺，具体为壳体直径大于2m，换热管外径50～60mm、材质为镍基合金双管板换热器的制作工艺。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种大规格镍合金双管板换热器的制作工艺，包括以下步骤：(1)外管板堆焊，(2)内、外管板钻孔加工，(3)壳程筒体与内管板焊接，(4)穿装换热管，(5)积液层壳体与内管板组对，(6)积液层壳体与外管板组对，(7)积液层壳体与内、外管板焊接，(8)内管板胀接，(9)换热管与外管板焊接，(10)耐压试验，所述步骤(1)中使用电渣带极堆焊，堆焊前在
管板周围焊接定位块(优选：所述固定块为L形，优点：通常采用筋板固定防变形法时，筋板需要与管板进行焊接连接，在去除固定筋板时容易损伤管板。选择L形筋板，可避免筋板与管板相焊，去除筋板时不会损伤到管板)，将管板与焊接工装进行固定连接，相邻两遍的堆焊方向相反，过渡层堆焊完毕后进行消应热处理。优选：所述步骤(2)中首先在内、外管板的圆周上焊接定位块，然后在内外管板上同时钻孔。优选：所述步骤(2)中内管板环槽为4道开槽，采用“4+6+4-18-4+6+4”结构，槽宽为4mm，深度为0.5mm。优选：所述步骤(3)中焊前制作固定(图5中用到的是固定拉杆，文字中为防变形拉杆，统一名称为固定拉杆。)拉杆，均匀穿装、固定在内管板上。优选：所述步骤(3)中采用埋弧自动焊按工艺要求对壳程筒体与内管环缝进行焊接。优选：所述步骤(7)中焊前制作固定拉杆，均匀穿装、固定在外管板上。优选：所述步骤(7)中采用埋弧自动焊按工艺要求对积液层筒体与内、外管板环缝进行焊接。优选：步骤(8)中胀管前制备试件，对换热管与管板进行试胀，以胀后换热管内径扩大1.2～1.7mm为合格，进行胀接，胀接顺序采取“十”字形优选：步骤(9)中采用氩弧管板自动焊，首先用“十”字形顺序进行焊接，然后进行跳花焊接。一种大规格镍合金双管板换热器组装制作的具体步骤如下：步骤(1)：外管板堆焊1、堆焊前在管板周圆均匀焊接定位块6，将管板7与焊接工装8进行固定连接，防止管板堆焊过程中发生变形，定位块6形状要求为L形。(管板固定示意图如图2所示)2、选择合适的焊材，严格按工艺参数进行堆焊。堆焊时，要求前一遍与后一遍的堆焊方向相反，即前一遍若从管板外周向内周进行堆焊，则后一遍堆焊时必须从管板内周向外周进行堆焊。3、过渡层堆焊完毕后进行消应热处理。步骤(2)：对内外管板进行钻孔加工1、在内、外管板的圆周上焊接固定若干定位块，定位块必须保证内外管板同心，然后在内外管板上同时钻孔，从而使得内、外管板上的管孔一一对应、且同心，按设计要求外管板管孔进行倒角加工。2、优化内管板环槽设计，将传统的“3+6+3”结构2道开槽(传统管板孔开槽结构如图3所示)，即深度为0.8mm，宽度为3mm，两槽间距为6mm，槽较深胀接时不易胀接至根部，存在间隙，易发生泄漏；优化为4道开槽，采用“4+6+4-18-4+6+4”结构，即开四个槽，槽宽改变为4mm，深度改变为0.5mm(本专利技术内管板开槽结构如图4所示)。对开槽进行加工。步骤(3)：壳程筒体与内管板焊接1、焊前制作固定拉杆9，均匀穿装、布置在内管板上(拉杆结构及固定示意图详见图5)，用螺栓固定拉紧，并对焊前筒体整体尺寸进行测量。2、采用埋弧自动焊严格按工艺要求对壳程筒体与内管环缝进行焊接。3、焊接完毕后拆除固定拉杆，再对壳程整体尺寸进行测量，确认尺寸符合设计要求。步骤(4)：穿装换热管1、对内、外管板、换热管进行清理，清除油污、毛刺等，以不影响穿管、换热管与管板胀接、焊接为标准；2、依次将换热管穿入换热器。步骤(5)：积液层壳体与内管板组对步骤(6)：积液层壳体与外管板组对步骤(7)：积液层壳体与内、外管板焊接1、焊前制作防变形拉杆，均匀穿装、布置在外管板上(拉杆结构及固定同图5)，用螺栓固定拉紧，并对焊前筒体整体尺寸进行测量。2、采用埋弧自动焊严格按工艺要求对积液层筒体与内、外管板环缝进行焊接。3、焊接完毕后拆除固定拉杆，再对壳程整体尺寸进行测量，确认尺寸符合设计要求。步骤(8)：换热管与内管板胀接1、采用千分尺对管板孔和换热管内径、外径、壁厚进行测量、记录。2、胀管前制备试件，对换热管与管板进行试胀，以胀后换热管内径扩大1.2～1.7mm为合格。3、进行胀接，胀接顺序采取“十”字形，并做好胀接记录，避免漏胀。4、采用千分尺对胀后换热管内径进行测量、记录，计算内径变化值，对达不到要求的进行补胀，补胀次数不易大于2次。5、管子胀后不得有裂纹；胀口内壁由圆柱部分转入翻边部分，应有明显的翻边角线，但不得有切口或挤出现象；.胀完后的胀口不应有过胀。步骤(9)：换热管与外管板焊接1、对换热管两端进行平头，保证换热管伸出右端外管板5mm。2、采用乙醇对管板表面进行清理，确保管板表面及管孔坡口内无油污、水渍等杂质。3、采用氩弧管板自动焊对换热管与管板进行焊接，选用与换热管材质相匹配的焊材，焊材规格为Φ0.8mm，氩气纯度≥99.999％。4、第一遍焊接：焊接电流160～200A，焊接电压10～14V，送丝速度100～120mm/min，旋转速度170～180，旋转角度375°，保护气流量5～8L/min。5、第二遍焊接：焊接电流170～190A，焊接电压10～14V，送丝速度140～160mm/min，旋转速度170～180，旋转角度375°，保护气流量5～8L/min。6、第三遍焊接：焊接电流170～190A，焊接电压10～14V，送丝速度140～160mm/min，旋转速度170～180，旋转角度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大规格镍合金双管板换热器的制作工艺，其特征是：包括以下步骤：(1)外管板堆焊，(2)内、外管板钻孔加工，(3)壳程筒体与内管板焊接，(4)穿装换热管，(5)积液层壳体与内管板组对，(6)积液层壳体与外管板组对，(7)积液层壳体与内、外管板焊接，(8)内管板胀接，(9)换热管与外管板焊接，(10)耐压试验，所述步骤(1)中使用电渣带极堆焊，堆焊前在管板周围焊接定位块，将管板与焊接工装进行固定连接，相邻两遍的堆焊方向相反，过渡层堆焊完毕后进行消应热处理。

【技术特征摘要】
1.一种大规格镍合金双管板换热器的制作工艺，其特征是：包括以下步骤：(1)外管板堆焊，(2)内、外管板钻孔加工，(3)壳程筒体与内管板焊接，(4)穿装换热管，(5)积液层壳体与内管板组对，(6)积液层壳体与外管板组对，(7)积液层壳体与内、外管板焊接，(8)内管板胀接，(9)换热管与外管板焊接，(10)耐压试验，所述步骤(1)中使用电渣带极堆焊，堆焊前在管板周围焊接定位块，将管板与焊接工装进行固定连接，相邻两遍的堆焊方向相反，过渡层堆焊完毕后进行消应热处理。2.如权利要求1所述的制作工艺，其特征是：所述步骤()中固定块为L形。3.如权利要求1所述的制作工艺，其特征是：所述步骤(2)中首先在内、外管板的圆周上焊接定位块，然后在内外管板上同时钻孔。4.如权利要求1所述的制作工艺，其特征是：所述步骤(2)中内管板环槽为4道开槽，采用“4+6+4-18-4+6+4”结...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄孝鹏，梁兆鹏，周忠文，邹伟，陈景利，许文文，刘吉祥，
申请(专利权)人：鲁西工业装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37