一种管子‑管板接头的胀接工艺评定方法技术

本发明专利技术提供一种管子‑管板接头的胀接工艺评定方法，包括以下步骤：制定胀接工艺指导方案；准备胀接试件；对胀接试件进行施胀；检验胀接试件；拉脱试验；解剖检查。本发明专利技术公开的柔性静压胀接管子‑管板接头的胀接工艺评定方法针对Ti、Zr、Ta等特材换热器的管子管板胀接接头，给出了胀接工艺评定的合格标准，并给出了胀接工艺评定规则，可为Ti、Zr、Ta等特材换热器设计和制造提供参考。

A pipe tube plate joint of the expanding process of evaluation method

The invention provides a tube tube sheet joint of the expanding process of evaluation method, which comprises the following steps: making expanding technology guidelines; prepare expanding specimen; the expanding specimen application expansion; expansion test specimen; pull-out test; anatomy examination. The tube plate joint is disclosed static pressure expansion pipe flexible pipe tube plate joint expanding technology assessment method for Ti, Zr, Ta and other special material of the heat exchanger, given the expanding process of evaluation standard, and gives the expanding rule of process evaluation, which can provide reference for Ti Zr, Ta and other special materials in heat exchanger design and manufacture.

【技术实现步骤摘要】
一种管子-管板接头的胀接工艺评定方法
本专利技术涉及一种工艺评定方法，具体涉及一种柔性静压胀接管子-管板接头的胀接工艺评定方法。
技术介绍
众所周知，对于锅炉、压力容器、压力管道、桥梁、船舶、航天器、核能以及承重钢结构等钢制设备的制造、安装、检修中的焊接，为验证所拟定的焊件焊接工艺参数的正确性，需要进行一系列的试验过程及结果评价，即焊接工艺评定(Procedurequalificationrecord，简称PQR)。焊接工艺评定是保证焊接质量的重要措施，能确认为各种焊接接头编制的焊接工艺指导书的正确性和合理性。通过焊接工艺评定，检验按拟订的焊接工艺指导书焊制的焊接接头的使用性能是否符合设计要求，并为正式制定焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠的依据。对换热器的管子-管板焊接接头，其焊接工艺评定试验的要求、方法等已有成熟的标准并使用多年。对于管子-管板机械胀接接头，正式胀接之前需要进行试胀，目的是验证胀管器质量、预定的管子与管孔结构合理性，检验胀接部位的外观质量及接头的密封性能，测试胀接接头的抗拉脱强度，寻找合适的胀管率，以制定出满足质量要求的胀接工艺；试胀之后据情况进行密封试验、拉脱强度试验、解剖检验等工艺试验，合格后再进行正式胀接。近些年来，Ti、Zr、Ta等特材换热器的应用越来越广泛，其中为数不少的管子-管板连接接头采用柔性静压胀接连接。由于这些材料特殊的理化性能使得胀接接头在设计制造中有着特殊的要求。以Zr换热器为例，由于其制造历史相对较短，而且Zr价格昂贵，国内外对Zr设备制造过程中关键性技术的研究远没有像对碳钢、低合金钢和不锈钢设备等的研究那样充分和成熟，特别是国内在Zr设备制造技术的很多方面都还处在探索阶段，对Zr等特材换热器管子与管板接头的连接形式、参数选择和接头的结构完整性评价等方面还缺乏系统、深入的研究。特别是对于柔性静压胀接接头，材料线胀系数差、接头形式、胀管参数、蠕变等因素对接头拉脱强度和密封性能的影响，无论是设计单位还是制造单位都对其缺乏了解，缺少相关数据和经验积累。因此，对Ti、Zr、Ta等特材换热器来说，当管子管板接头采用柔性静压胀接(特别是强度胀)时，仅仅采用机械胀接的试胀是不够的，有必要像做焊接工艺评定那样，对胀接接头进行胀接工艺评定。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种对采用柔性静压胀接管子管板的胀接工艺评定方法，以为Ti、Zr、Ta等特材换热器设计和制造提供参考。本专利技术采用的技术方案为：本专利技术的实施例提供一种管子-管板接头的胀接工艺评定方法，包括以下步骤：(1)制定胀接工艺指导方案：包括拟定胀接方法、胀接工装、胀接参数；(2)准备胀接试件：根据相关标准选择胀接用管和模拟管板，使进行评定的模拟管板的管板孔周围要求至少要有1圈未胀的管孔，使胀接用管与模拟管板的管板孔之间的间隙为预定间隙，并对胀接用管和模拟管板的结构尺寸进行检查和记录，以及确定用于拉脱试验的胀接试件和用于解剖检查的胀接试件；(3)对胀接试件进行施胀：按照制定的胀接工艺指导方案对用于拉脱试验的胀接试件进行施胀，在施胀过程中详细记录实际胀接参数；(4)检验胀接试件：对胀接试件进行宏观检验，并进行记录；(5)拉脱试验：利用根据胀接试件而选择的专用工装在拉伸试验机上对胀接试件进行拉脱试验，在拉脱试验中，使胀接用管在模拟管板壳程侧的伸出长度至少为100mm，从而得到每个胀接试件的拉脱强度；(6)解剖检查：对用于解剖检查的胀接试件，沿该胀接试件的直径方向或沿两个相互垂直的半径方向剖开，检查胀接用管与管板孔的接触状况。可选地，在胀接工艺的评定过程中，需满足以下合格标准：在步骤(4)中，胀接用管的内侧各部位应光整圆滑，内表面不得有开裂、明显的挤压伤痕；在步骤(5)中，每个胀接试件的拉脱强度均不小于标准规定值；在步骤(6)中，对于开设有胀槽的模拟管板，在胀接长度范围内，胀接用管与模拟管板的管板孔之间的非开槽段应贴合良好，无明显间隙；在模拟管板的管板孔胀槽的两侧槽边缘处，胀接用管的外壁与胀槽边缘应紧密接触。可选地，在模拟管板的管板孔槽内，胀接用管在半径方向的鼓出深度为槽深的20％-80％，胀接用管的外壁面不得接触管板孔的槽底。可选地，在步骤(2)中，使用精度不低于0.001mm的千分表对胀接用管的管外径和管板孔的内径进行测量，并在长度方向离胀接长度两端各四分之一处的两个截面上，各测取相互垂直的两个直径值，以所测得的两个截面共四个直径值的平均值作为测量值。可选地，在胀接工艺的评定过程中所用的设备、仪表应处于正常工作状态，使用的所有胀接试件材料应符合相应标准，当需要进行加温试验时，加温和保温装置应使加温和降温速度不超过30℃/分钟；试验温度的波动不超过±5％。可选地，在步骤(3)中，对于胀焊并用的胀接试件，在用于解剖检查的胀接试件上按照规定的焊接工艺进行密封焊。可选地，所述管子和所述管板接头采用柔性静压胀接工艺进行胀接。可选地，在评定过程中，基于以下评定规则进行评定：当改变胀接用管和模拟管板的材料、胀接方法、热处理工艺、胀接用管规格和胀接方式时，则需要进行重新评定；当使用柔性胀接方法进行胀接时，当胀接压力改变超过10MPa时，则需要重新评定；当胀接用管和模拟管板的材料线胀系数差的倍数与设计温度的乘积大于100时，则需要重新评定；当胀槽的宽度改变超过1mm时、胀槽的深度减少0.1mm以上时、胀槽数量改变以及胀槽之间的距离改变2mm以上，或者胀槽位置改变2mm以上时，则需要重新评定；当胀接长度改变改变30mm以上时和用于施胀的胀杆直径改变2mm以上时，则需要重新评定。本专利技术公开的管子-管板接头的胀接工艺评定方法具有以下优点：针对Ti、Zr、Ta等特材换热器的管子管板胀接接头，给出了胀接工艺评定的合格标准，并给出了胀接工艺评定规则，可供Ti、Zr、Ta等特材换热器设计和制造提供参考。附图说明图1为本专利技术的管子-管板接头的胀接工艺评定方法的流程示意图。图2为本专利技术使用的压脱式工装的结构示意图。图3为本专利技术的解剖检查中符合合格标准的宏观检查示意图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术提供的胀接工艺评定方法主要用于评定采用柔性静压胀接工艺进行胀接的管子和管板接头的胀接评定，尤其是由Ti、Zr、Ta等容易开裂的材料制成的管子管板接头的胀接评定。图1为本专利技术的管子-管板接头的胀接工艺评定方法的流程示意图。如图1所示，本专利技术的管子-管板接头的胀接工艺评定方法包括以下步骤：S100：制定胀接工艺指导方案S200：准备胀接试件S300：对胀接试件进行施胀S400：检验胀接试件S500：拉脱试验S600：解剖检查以下对上述步骤进行详细说明。S100：制定胀接工艺指导方案可根据实际经验和实际情况来制定胀接工艺指导方案，具体可包括拟定包含胀接方法、胀接工具(工装)、胀接参数(胀接长度、胀接压力)等的胀接工艺指导方案。S200：准备胀接试件根据相关标准选择胀接用管和模拟管板，使在进行评定的模拟管板的管板孔周围要求至少有1圈未胀的管孔，使胀接用管与模拟管板的管板孔之间的间隙为预定间隙，并对胀接用管和模拟管板的结构尺寸进行检查和记录，以及确定用于拉脱试验的胀接试件和用于解剖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管子‑管板接头的胀接工艺评定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制定胀接工艺指导方案：包括拟定胀接方法、胀接工装、胀接参数；(2)准备胀接试件：根据相关标准选择胀接用管和模拟管板，使进行评定的模拟管板的管板孔周围要求至少要有1圈未胀的管孔，使胀接用管与模拟管板的管板孔之间的间隙为预定间隙，并对胀接用管和模拟管板的结构尺寸进行检查和记录，以及确定用于拉脱试验的胀接试件和用于解剖检查的胀接试件；(3)对胀接试件进行施胀：按照制定的胀接工艺指导方案对用于拉脱试验的胀接试件进行施胀，在施胀过程中详细记录实际胀接参数；(4)检验胀接试件：对胀接试件进行宏观检验，并进行记录；(5)拉脱试验：利用根据胀接试件而选择的专用工装在拉伸试验机上对胀接试件进行拉脱试验，在拉脱试验中，使胀接用管在模拟管板壳程侧的伸出长度至少为100mm，从而得到每个胀接试件的拉脱强度；(6)解剖检查：对用于解剖检查的胀接试件，沿该胀接试件的直径方向或沿两个相互垂直的半径方向剖开，检查胀接用管与管板孔的接触状况。

【技术特征摘要】
1.一种管子-管板接头的胀接工艺评定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制定胀接工艺指导方案：包括拟定胀接方法、胀接工装、胀接参数；(2)准备胀接试件：根据相关标准选择胀接用管和模拟管板，使进行评定的模拟管板的管板孔周围要求至少要有1圈未胀的管孔，使胀接用管与模拟管板的管板孔之间的间隙为预定间隙，并对胀接用管和模拟管板的结构尺寸进行检查和记录，以及确定用于拉脱试验的胀接试件和用于解剖检查的胀接试件；(3)对胀接试件进行施胀：按照制定的胀接工艺指导方案对用于拉脱试验的胀接试件进行施胀，在施胀过程中详细记录实际胀接参数；(4)检验胀接试件：对胀接试件进行宏观检验，并进行记录；(5)拉脱试验：利用根据胀接试件而选择的专用工装在拉伸试验机上对胀接试件进行拉脱试验，在拉脱试验中，使胀接用管在模拟管板壳程侧的伸出长度至少为100mm，从而得到每个胀接试件的拉脱强度；(6)解剖检查：对用于解剖检查的胀接试件，沿该胀接试件的直径方向或沿两个相互垂直的半径方向剖开，检查胀接用管与管板孔的接触状况。2.根据权利要求1所述的胀接工艺评定方法，其特征在于，在胀接工艺的评定过程中，需满足以下合格标准：在步骤(4)中，胀接用管的内侧各部位应光整圆滑，内表面不得有开裂、明显的挤压伤痕；在步骤(5)中，每个胀接试件的拉脱强度均不小于标准规定值；在步骤(6)中，对于开设有胀槽的模拟管板，在胀接长度范围内，胀接用管与模拟管板的管板孔之间的非开槽段应贴合良好，无明显间隙；在模拟管板的管板孔胀槽的两侧槽边缘处，胀接用管的外壁与胀槽边缘应紧密接触。3.根据权利要求1所述的胀接工艺评定方法，其特征在于，在模拟管板的管板孔槽内，胀接用管在半径方向的鼓出深度为槽深的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马歆，李翔，孙思聪，陆旸，王志成，葛志强，
申请(专利权)人：江苏省特种设备安全监督检验研究院，中国特种设备检测研究院，重庆大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32