CN103752709A - 管子管板胀接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管子管板胀接方法,包括(1)管子管板组对;(2)调整胀接压力和保压时间;(3)管子管板接头胀接。本发明所述的胀接方法有利于提管子-管板接头的抗应力腐蚀性能和抗震性能;胀接压力均匀,胀接质量稳定;操作迅速简便,胀接高效。
Description
技术领域
本发明涉及一种管子管板胀胀接方法,属于机械领域。
背景技术
管壳式换热器制造过程中,管子-管板接头主要采用焊接、胀接以及胀焊结合、粘胀和螺纹连接等连接方式, 这些管壳式设备制造工艺发生失效的部位主要是管子-管板连接接头部位,它的质量决定了管壳式换热器的可靠性和使用寿命,可能给工业生产造成巨大经济损失。因此,管子—管板连接接头的可靠性是换热设备设计制造中重要问题。
管壳式换热器制造过程中,管子-管板接头主要采用焊接、胀接以及胀焊结合等方式进行连接,特殊情况时也采用粘胀和螺纹连接等连接方式。
焊接连接方法简单,应用广泛,对管孔的加工要求不高,接头连接强度和密封性能好,适用于拉脱强度大、管板厚度小、使用温度高、对接头致密性有严格要求的场合。但是,管子-管板焊接后管子和管孔之间存在间隙,易造成间隙腐蚀;接头处的焊接残余应力可能造成应力腐蚀开裂;焊接不锈钢材料时,易在热影响区造成材料金相组织改变,使得耐蚀性下降;流体诱发的换热管振动可能在焊接接头处产生疲劳裂纹;在进行修理时,换热管更换困难,接头泄漏补焊可能影响到相邻接头的可靠性,管桥间距偏小的情况下尤其如此。
胀接利用管子与管板在外力作用下产生的弹塑性变形的差异,将二者紧密结合在一起而达到密封紧固目的,消除了板、管之间的间隙,可有效防止壳程介质渗入引起的间隙腐蚀。胀接技术分为机械胀接、爆炸胀接以及静态柔性胀接(含液压胀接、液袋胀接和橡胶胀接)。
机械胀接的管子-管板接头连接强度较好,能承受一定的轴向力、热冲击和循环载荷。但是机械胀接存在如下缺点:①各接头连接强度和致密性不均匀。② 管端应力腐蚀倾向明显。③ 滚子的周期性碾压使换热管轴向伸长,径向扩大,管壁减薄,容易开裂。④ 管子与管板材料胀接的相容性有一定的限制,如钛管与碳钢的胀接、铝管与碳钢的胀接等均受到限制。⑤ 劳动生产率低,而且小管径或厚壁管管子的胀接较困难,重复补胀也存在困难。
爆炸胀接具有较高的连接强度和可靠的密封性,施胀过程工艺工装简单,可同时胀接数百根管子,生产效率高,劳动强度低。但是爆炸胀接的难点是炸药量的计算,对于管子-管板的爆炸胀接仍需通过试验方法来解决。爆炸胀接接头质量不易控制,胀接炸药爆炸瞬间完成,具有一定的危险性;瞬时胀接压力很大,时间极短,可能使内管发生破裂或产生裂纹;在如此大的应变速率下,材料的力学性能与静态的力学性能也有所不同,力学分析存在一定的困难。
液压胀接又称O形圈胀管技术,在胀管头两端各设置一个O形圈,在管子内壁和胀管头外壁间形成一个很小的封闭间隙,利用高压水(或油)通过芯轴的中心孔进入O形圈、胀头和管子形成的封闭空间对换热管施加内压,换热管依次进入弹性、弹塑性和塑性状态,直至贴紧管板;当管内压力卸除后,若管板弹性回复大于换热管的弹性回复,则能够实现管子-管板胀接。胀管压力由专门的液压系统提供,其值可达400 MPa。液压胀接技术利用液体压力直接对换热管内壁施加胀接压力,可以直接测量和精确控制;回弹程度大小仅取决于管子、管板的几何尺寸和材料特性,可以进行计算;胀接长度不受深度和长度的限制,可以稍大于管板厚度,从而可以完全消除管子-管板之间的间隙,实现整个管板厚度全程胀接;加载卸载一次完成,操作迅速简便,劳动强度低,一个胀口的胀接时间仅需要几秒钟;各接头胀接压力均匀,质量稳定,换热管表面的残余应力小。
由于胀接液压力高,为保证可靠密封,液压胀接要求换热管表面光洁,尺寸精度高,椭圆度小。我国生产的换热管普遍尺寸精度较差,有时直径偏差达±0.5 mm、壁厚偏差可达±10%。因此,O形圈胀接技术在对国产换热管进行胀接时存在困难,限制了这种技术在我国的推广应用。部分设备要求较高时,也有采用从国外进口换热管,利用该技术进行胀接的。高的胀接液压力也导致胀管过程中O形圈流动易损坏,其使用寿命仅为10次左右,需要经常更换。另外,泄漏的胀管介质加上管孔内的润滑油,可能对其它管孔造成污染,影响胀管质量。
液袋式胀接技术采用弹性橡胶液袋代替O形圈进行密封,高压液体通过芯轴的中心孔进入芯轴与换热管内表面之间的液袋内,通过液袋将压力传递给换热管的内壁,使换热管发生弹塑性变形,直至实现胀接。液袋式液压胀接保留了O形圈胀管的一系列优点,胀接压力均匀,橡胶液袋将胀管介质与换热管隔离,避免了在胀接过程中对管口的污染。
但是,在胀头进出换热管时,橡胶液袋可能磨损或被划伤,在胀管过程中发生破裂;由于胀接压力高,当液袋与内层管间隙稍大时,液袋容易被挤破损坏;由于橡胶具有粘弹性,若液袋与换热管间隙较小,胀管后液袋形状恢复较慢,胀头进出换热管困难;液袋胀接对换热管表面质量和形状公差的要求比O形圈胀接的要求低,但仍然较高;胀头径向和轴向尺寸均无法调整,一个胀头只能用于一个规格的管板;若液袋发生破裂,必须更换新的胀头,利用率低,成本高;一般适合50 mm以下的管子-管板连接。
橡胶胀接是将软质橡胶作为传力介质,从而实现管子-管板接头胀接连接。胀接时,支承圈紧靠在管板面上,与其相近的密封圈保持静止状态,与油缸活塞连在一起的加载拉杆向右移动,带动尾端的密封圈也向右移动。软质橡胶由于轴向受压而径向鼓胀,迫使管子与管板产生弹塑性变形,完成管子—管板接头的胀接。
橡胶胀接工艺残余应力小,胀接时管子不受扭矩作用,有利于管束的抗震性。橡胶胀接还具有液压胀接和液袋胀接的胀接压力均匀、质量稳定、操作迅速简便、劳动强度低等多种优点,并且管子内径与相配元件的允许公差可大一些,橡胶元件寿命长,更换容易,能够用于大直径管子。但是,橡胶胀接也存在一些不足:① 胀管压力沿轴向分布不均。管孔与密封圈和橡胶之间存在摩擦,摩擦力随胀管压力的增加而增加,造成施加在管孔上的胀管压力在管板里侧大,外较小,管子胀度沿轴向不均匀,对于厚管板尤为明显。② 两端密封圈及橡胶弹性体的寿命相差大。靠近支承圈的密封圈几乎处于静止, 寿命长,而尾端的密封圈在施胀过程中发生轴向移动,寿命短。作为胀管媒介的软质橡胶,由于移动路程的不同,两端的磨损程度差异也较大。对于管壁粗糙的低精度管子和胀管段较长的场合,上述情况尤其严重。③不能实现全厚度胀接。由于管子径向扩张和橡胶轴向受压, 软橡胶段长度缩短,胀接长度只是管板厚度的一部分,管板内侧有较长一段不能胀合。
相对于传统胀接技术,柔性静压胀接具有多种突出优势。但是,管子—管板的柔性静压胀接是一个复杂的接触过程,具有与传统胀接迥异的行为特点。在柔性静压胀接过程中,如何选取合理的控制参数,如何确定控制参数与胀后残余应力、连接强度、耐压能力的关系,如何确定工作温度与拉脱强度的关系,以及如何确定适用于柔性胀接的合理的胀接接头结构与几何参数,是一个值得深入研究的重要课题。因此,对换热设备管子—管板胀接技术进行深入研究,制定出合理的设计、制造及质量控制措施,解决柔性静压胀管过程中相关结构和几何参数、工艺参数的选取等关键技术问题,对于延长换热设备的操作周期和使用寿命,提高换热设备的安全性能,具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的提供一种提高管子-管板接头防腐和抗震性能的管子管板的胀接方法。
为达到上述目的,本发明所述的方法包括以下步骤:
1、管子管板组对。对管板孔逐个进行清理铁屑、毛刺和油污;打磨试验管子待胀表面,将管子依次从管板背面插入管板孔,伸出管板面3mm;
2、胀接压力和保压时间调整。根据管子的材料和规格,调节胀接油压和保压时间,总升压时间为15~20s,保压时间为4~6s;优选的,升压时间18s,保压4s;调节胀接压力,胀接油压为5~32MPa;若橡胶退出后,管子胀接段无肉眼可见变形,应适当提高胀接压力进行补胀,补胀油压为1~6MPa。
3、管子管板接头的胀接。每块管板上同一规格的管子胀接完成后,再进行下一规格管子的胀接。
优选的,若橡胶退出后,管子胀接段无肉眼可见变形,应适当提高胀接压力进行补胀,且同一规格的其余接头也应采用提高后的胀接压力。
发明人在实验中意外发现,在胀接工艺中胀槽越宽,接触情况、密封性能试验越好。本发明胀接胀槽宽度为3~10mm;槽深0.5~0.7mm;
本发明所述的胀接介质为橡胶弹性体。本发明所述的胀接方法适用的管子壁厚为30~400mm。优选的,管子的尺寸(mm):?19×1.5/2.0/2.5,? 25×1.5/2.0/2.5或? 32×1.5/2.0/2.5。
本发明所述的胀接方法胀接油压偏低时,经补胀,并调整油压保压时间至5~6s,可以有效降低泄漏的管子数量。
优选的, ?19×1.5/2.0/2.5规格的管子胀接油压为5~7.5MPa,补胀油压为1~4MPa;? 25×1.5/2.0/2.5规格的管子胀接油压为10~16MPa;补胀油压为1~5MPa;?32×1.5/2.0/2.5规格的管子胀接油压为18~22MPa;补胀油压为1~6MPa。
经检测,管子-管板接头胀接压力达200~300 MPa。
本发明所述的胀接方法与现有的胀接技术相比较,具有以下有益效果:
1、换热管表面胀接残余应力小,有利于提管子-管板接头的抗应力腐蚀性能;
2、胀接时管子不受扭矩作用,有利于提高管束的抗震性能;
3、胀接压力均匀,胀接质量稳定;
4、操作迅速简便,胀接高效;
5、加载卸载一次完成,劳动强度低,操作方便;
6、能够用于大直径管子的胀接;
7、直接对换热管内壁施加均匀胀接压力,胀接控制参数可以直接测量和精确控制;
8、胀接长度不受深度和长度的限制,可以完全消除管子—管板之间的间隙,实现整个管板厚度全程胀接;
9、对于换热设备尤其是钛、锆等贵重有色金属换热设备的制造和维修具有独特优势。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明做进一步详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
选择尺寸(mm)?19×1.5/2.0/2.5的管子,对管板孔逐个进行清理铁屑、毛刺和油污;打磨试验管子待胀表面,将管子依次从管板背面插入管板孔,伸出管板面3mm,胀接胀槽宽度为10mm;槽深0.7mm。
调节胀接油压和保压时间,总升压时间为20s,保压时间为6s;调节胀接压力,胀接油压为7.5MPa。若橡胶退出后,管子胀接段无肉眼可见变形,应适当提高胀接压力进行补胀,补胀油压为1MPa,经补胀,并调整油压保压时间至6s。
管子管板接头的胀接,每块管板上同一规格的管子胀接完成后,再进行下一规格管子的胀接。
实施例2
选择尺寸(mm)?19×1.5/2.0/2.5的管子,对管板孔逐个进行清理铁屑、毛刺和油污;打磨试验管子待胀表面,将管子依次从管板背面插入管板孔,伸出管板面3mm,胀接胀槽宽度为3mm;槽深0.5mm。调节胀接油压和保压时间,总升压时间为15s,保压时间为4s;调节胀接压力,胀接油压为5MPa。若橡胶退出后,管子胀接段无肉眼可见变形,应适当提高胀接压力进行补胀,补胀油压为2.5MPa,经补胀,并调整油压保压时间至5s。管子管板接头的胀接,每块管板上同一规格的管子胀接完成后,再进行下一规格管子的胀接。
实施例3
选择尺寸(mm)?25×1.5/2.0/2.5的管子,对管板孔逐个进行清理铁屑、毛刺和油污;打磨试验管子待胀表面,将管子依次从管板背面插入管板孔,伸出管板面3mm,胀接胀槽宽度为8mm;槽深0.5mm。
调节胀接油压和保压时间,总升压时间为18s,保压时间为4s;调节胀接压力,胀接油压为15MPa。若橡胶退出后,管子胀接段无肉眼可见变形,应适当提高胀接压力进行补胀,补胀油压为1MPa,经补胀,并调整油压保压时间至5s。
管子管板接头的胀接,每块管板上同一规格的管子胀接完成后,再进行下一规格管子的胀接。
实施例4
选择尺寸(mm)?32×1.5/2.0/2.5的管子,对管板孔逐个进行清理铁屑、毛刺和油污;打磨试验管子待胀表面,将管子依次从管板背面插入管板孔,伸出管板面3mm,胀接胀槽宽度为6mm;槽深0.7mm。
调节胀接油压和保压时间,总升压时间为18s,保压4s;调节胀接压力,胀接油压为22MPa。若橡胶退出后,管子胀接段无肉眼可见变形,应适当提高胀接压力进行补胀,补胀油压为2MPa,并调整油压保压时间至5s。
管子管板接头的胀接,每块管板上同一规格的管子胀接完成后,再进行下一规格管子的胀接。
实施例5
选择尺寸(mm)?19×1.5/2.0/2.5的管子,对管板孔逐个进行清理铁屑、毛刺和油污;打磨试验管子待胀表面,将管子依次从管板背面插入管板孔,伸出管板面3mm,胀接胀槽宽度为3~10mm;槽深0.5~0.7mm;管子壁厚30~400mm。
根据管子的材料和规格,调节胀接油压和保压时间,总升压时间为20s,保压时间为6s;调节胀接压力,胀接油压为5MPa。若橡胶退出后,管子胀接段无肉眼可见变形,应适当提高胀接压力进行补胀,补胀油压为3.5MPa,经补胀并调整油压保压时间至5s。
管子管板接头的胀接,每块管板上同一规格的管子胀接完成后,再进行下一规格管子的胀接。
实施例6
选择尺寸(mm)? 32×1.5/2.0/2.5的管子,对管板孔逐个进行清理铁屑、毛刺和油污;打磨试验管子待胀表面,将管子依次从管板背面插入管板孔,伸出管板面3mm,胀接胀槽宽度为3~10mm;槽深0.5~0.7mm。
调节胀接油压和保压时间,总升压时间为18s,保压4s;调节胀接压力,胀接油压为32MPa。管子管板接头的胀接,每块管板上同一规格的管子胀接完成后,再进行下一规格管子的胀接。
实施例7
选择尺寸(mm)? 32×1.5/2.0/2.5的管子,对管板孔逐个进行清理铁屑、毛刺和油污;打磨试验管子待胀表面,将管子依次从管板背面插入管板孔,伸出管板面3mm,胀接胀槽宽度为9mm;槽深0.6mm。
根据管子的材料和规格,调节胀接油压和保压时间,总升压时间为17s,保压时间为6s;管子胀接油压为18MPa;若橡胶退出后,管子胀接段无肉眼可见变形,应适当提高胀接压力进行补胀,补胀油压为6MPa,经补胀,并调整油压保压时间至5s。
管子管板接头的胀接,每块管板上同一规格的管子胀接完成后,再进行下一规格管子的胀接。
实施例8
选择尺寸(mm)? 32×1.5/2.0/2.5的管子,对管板孔逐个进行清理铁屑、毛刺和油污;打磨试验管子待胀表面,将管子依次从管板背面插入管板孔,伸出管板面3mm,胀接胀槽宽度为10mm;槽深0.7mm。
根据管子的材料和规格,调节胀接油压和保压时间,总升压时间为20s,保压时间为5s;调节胀接压力,胀接油压为19MPa。若橡胶退出后,管子胀接段无肉眼可见变形,应适当提高胀接压力进行补胀,补胀油压为5MPa经补胀,并调整油压保压时间至6s。
管子管板接头的胀接,每块管板上同一规格的管子胀接完成后,再进行下一规格管子的胀接。
实施例9
选择适当尺寸的管子,对管板孔逐个进行清理铁屑、毛刺和油污;打磨试验管子待胀表面,将管子依次从管板背面插入管板孔,胀接胀槽宽度为3~10mm;槽深0.5~0.7mm。
根据管子的材料和规格,调节胀接油压和保压时间,总升压时间为15~20s,保压时间为4~6s;调节胀接压力,胀接油压为5~32MPa。若橡胶退出后,管子胀接段无肉眼可见变形,应适当提高胀接压力进行补胀,补胀油压为1~6MPa,经补胀,并调整油压保压时间至5~6s。
管子管板接头的胀接,每块管板上同一规格的管子胀接完成后,再进行下一规格管子的胀接。
试验例
一、试验设备及器具
制胀管机1台,泄漏性试验壳体1台,电动试压泵1台,试验管板8块(21孔,每块均包含?19mm、?25mm和?32mm三种孔径,管板规格?300×60mm,),换热管168根(304和20钢两种材料,?19×2×200mm、?25×2×200mm、?32×2.5×200mm各28根,非胀接端已经封焊),橡胶体若干,线切割机床1台,万能试验机1台,管工和钳工常用工具1套,石棉板(2mm)8块,棉纱若干。
二、试验内容
1、橡胶胀管机检查:连接油管、拉杆等,开启胀管机,检查拉杆进退动作灵活性及最大行程,确认胀管机能够正常工作;
2、管子管板接头的橡胶胀接试验,调整胀接压力,检查胀接后管子的变形凹陷情况,核查橡胶体的耐压性能;
3、橡胶胀接的管子管板接头密封性能试验,考察橡胶柔性胀接的管子管板接头的耐压强度,查看其最高密封压力;
4、宏观金相和目视检查,查看管子胀接变形情况、管子与胀槽的接触状况、管子胀接部分的裂纹等;
5、橡胶胀接的管子管板接头拉脱试验,确定不同胀接压力下管子的拉脱强度。
三、试验步骤
1、橡胶胀管机检查
(1)连接橡胶胀管机油压管路及油缸系统,胀接枪头装上拉杆(拉杆不带橡胶体),接通电源,启动橡胶胀管机,检查橡胶胀管机拉杆前进与后退等动作的灵活性以及拉杆最大行程,确认胀管机好用;
(2)调节胀接压力,依次在8MPa、15MPa、24MPa的胀接油压下,检查橡胶胀管机的运转情况,查看胀管机本体和油路有无泄漏或其它异常情况。
2、管子管板接头的橡胶胀接试验
(1)管子管板组对。将21孔管板夹持固定在试验台上,对管板孔逐个进行清理铁屑、毛刺和油污;对于管孔内的螺旋状划痕(退刀时形成),要逐个进行记录;用水砂纸逐个打磨试验短管待胀表面,将试验短管依次从管板背面插入管板孔,试验短管的焊接封闭端朝管板背面,短管伸出管板面约3mm,记下各试验短管的编号及其相对与试验管板的位置;
(2)胀接压力和保压时间调整。根据管子的材料和规格,给出的推荐胀接压力、数值模拟结果及第一个接头胀接后的管子变形情况,调整胀接油压并作详细记录;调节橡胶胀管机控制面板后的刻度盘,将保压时间设为5S;
(3)管子管板接头的胀接。将橡胶体和密封圈等装上拉杆,将橡胶胀管机设为自动状态,胀接油压如上一步所述,依次完成各管子管板接头胀接。详细记录胀接顺序、胀接油压、拉杆(橡胶)退出难易程度、胀接时间等信息。每块管板上同一规格的管子胀接完成后,再进行下一规格管子的胀接。胀接过程中,注意观察管子的变形情况(特别是每一种规格的第一个接头);若橡胶退出后,管子胀接段无肉眼可见变形,应适当提高胀接压力进行补胀,且同一规格的其余接头也应采用提高后的胀接压力。
(4)橡胶体胀接性能的检查。对每一种材料(碳钢和不锈钢)和规格的管子管板接头,观察所使用的橡胶体耐压能力、变形和损坏情况,对每一种材料和规格的橡胶体的使用情况,包括使用寿命、易损位置、损伤形貌、拉杆拔出难易程度等,进行详细记录。
3、密封性能试验
(1)试验管板的组装。将胀接完成的试验管板(管束)装入试压壳体,在管板背面装好密封垫,管板正面用压圈压紧;将电动试压泵与试压壳体可靠连接,试压泵出口加切断阀,便于维持试压壳体的压力稳定;
(2)管板试压。启动电动试压泵,向试压壳体内充水、排气,待充满水后,停泵,在试压壳体顶部排气口加装压力表(25MPa,1.6级精度,表盘直径100mm);再次启动电动试压泵,升高试验压力至2MPa,稳压3min,检查各管口泄漏情况并记录;之后,按2MPa的增量,逐级提高试验压力至4MPa、6MPa、8MPa、10MPa、12MPa,每级保压3~5min,检查在各级试验压力下的管口泄漏情况并记录;卸除压力,排尽壳体内的水,拆下压圈,取出管束,转入下一步工序;
(3)对于试压过程中管口的微量泄漏(不影响升压),可以不予以处理,只需记录该管口的泄漏状况和压力;若少量管口在低压下泄漏较大(影响压力增加,或者观察其他管口的泄漏情况),可予以补胀;对于管口有较大泄漏(难以稳压)或50%以上管口有泄漏,必要时进行封焊。
4、宏观金相和目视检查
(1)试样的制备。对于试压完成的管束,依据试压时的泄漏情况,选择低压(4MPa)、中压(6~8MPa)时泄漏和最终无泄漏的管子管板接头各2个,采用弘旭公司的线切割机床,沿管子半径方向剖开接头,两道切口错开90°(相当于切出1/4)。为方便线切割的进行,在线切割前,先将管子的焊接端去除一部分,在接头上保留约100mm长的管子即可。
(2)目视检查。裸眼查看管子胀接变形情况,用手指触摸感受管子变形凹陷的程度,观察管子背面(外表面)与胀槽、管板孔的的接触状况,观察管子胀接凹陷部分正反面有无宏观裂纹,必要时采用5~10倍放大镜。
(3)宏观金相检查。对于管子管板接头上切出的1/4管段,进行必要的处理后,采用金相显微镜,观察胀接凹陷部分正反面有无宏观裂纹。
5、拉脱试验
(1)试样制备。对于试压完成的管束,依据试压时的泄漏情况,选择低压(4MPa)、中压(6~8MPa)时泄漏和最终无泄漏的管子管板接头各2个,采用弘旭公司的线切割机床,沿管子管板接头圆周方向(直径为40mm),切割出单管拉脱试验接头。为方便线切割的进行,在线切割前,先将管子的焊接端去除一部分,在接头上保留约100mm长的管子即可。
(2)拉脱试验。采用弘旭公司万能试验机,测取单管拉脱试验接头的拉脱力,保存拉脱力-位移曲线和相关数据,并记下最大拉脱力。
泄漏性试验壳体的强度校核(计算标准:ASME B31.3):
对管子外径φ325,材料为20#钢的管道,按设计压力P=15.0MPa进行校核:
计算壁厚: ts=PD÷[2(SE+PY)]
=15.0×325÷[2(130×1.0+15.0×0.4)]
=17.9mm
式中: P —— 最高工作压力,P取15.0MPa;
D —— 管道外径,D取325mm;
S —— 材料许用应力,材料20#在常温下的许用应力为130MPa;
E —— 质量系数,E取1.0;
Y —— 系数,Y取0.4;
根据试验项目的要求,试验压力Pt原则上不超过15.0MPa,因此试压壳体的壁厚选择为18mm,其相应的设备法兰、接管、接管法兰按照 DN×××-900LB(15.0MPa)的标准进行设计,能够满足试验项目的要求。
泄漏性试验壳体强度校核(计算标准:GB 150-1998):
封头采用标准椭圆形封头,材料为20#钢的钢板冲压成型,按设计压力P=15.0MPa进行校核:
=16.8mm
—— 设计温度下材料的许用应力,材料20#在常温下的许用应力为133MPa;
φ —— 焊接接头系数,φ取1.0;
根据校核结果,我们选取封头厚度为18mm的钢板冲压成型(与设备筒体等厚),其封头形式为标准椭圆形封头,方便与筒体进行等厚度焊接。
试验管板规格为:?300×60mm,材质:16MnⅡ
四、试验结论
2.胀接工艺试验综合评述:
由胀接工艺试验综合评述表,可以看出泄漏的原因有如下几点:
1、胀接油压偏低。经补胀,并调整油压保压时间至5~6秒,可以有效降低泄漏的管子数量;
2、少数管子及管孔的切削粒未清洗干净引起泄漏;
3、少数管孔加工时退刀划伤引起泄漏;
4、部分管子硬度大于与之匹配的管板硬度,管子屈服强度偏高。
通过实验可以看出:
1、胀槽宽8mm、10mm明显优于6mm,胀槽越宽,胀接时需要的油压越低;
2、胀接过程反应:油压升压速度高,橡胶体变形快,而降低油压升压速度,橡胶体变形减轻,油压升压时间15~20S达到设定压力较适宜。
[0064] 3、少数管子泄漏,可采用补胀的方法解决;
4、胀接效率:可胀管子3根/分;
5、橡胶体性能有待提高,使用性能更好的橡胶体便可以提高油压升压速度,从而提高胀接效率,还可以采用较低的胀接油压;
6、如果所使用得管子硬度偏高,且超过管板孔的硬度,则这部分管子胀接前应进行退火处理,使管子硬度低于管板孔Hb20~30,胀接油压也会降低一些,同时也能保护橡胶体,提高橡胶体的使用寿命。
Claims (10)
1.一种管子管板胀接方法,包括如下步骤:
(1)管子管板组对:对管板孔逐个进行清理铁屑、毛刺和油污,打磨试验管子待胀表面,将管子依次从管板背面插入管板孔;
(2)调整胀接压力和保压时间:根据管子的材料和规格,调节胀接油压和保压时间,总升压时间为15~20s,保压时间为4~6s;
(3)管子管板接头胀接:每块管板上同一规格的管子胀接完成后,再进行下一规格管子的胀接。
2.根据权利要求1所述的胀接方法,其特征在于,步骤(2)所述的升压时间为18s,保压4s。
3.根据权利要求1或2所述的胀接方法,其特征在于,步骤(2)所述的胀接油压为5~32MPa。
4.根据权利要求3所述的胀接方法,其特征在于,管子胀接段无肉眼可见变形时,应提高胀接压力补胀,所述的补胀油压为1~6MPa;优选的,保压时间至5~6s。
5.根据权利要求1所述的胀接方法,其特征在于,管子管板胀接时设置有胀槽,所述的胀槽宽度为3~10mm,槽深0.5~0.7mm。
6.根据权利要求1所述的胀接方法,其特征在于,采用橡胶为胀接介质。
7.根据权利要求1所述的胀接方法,其特征在于,选用管子的壁厚为30~400mm。
8.根据权利要求1或7所述的胀接方法,其特征在于,管子的尺寸为:直径19mm、25mm或32mm,管长1.5m、2.0m或2.5m。
9.根据权利要求8所述的胀接方法,其特征在于,直径19mm,管长1.5m、2.0m或2.5m规格的管子胀接油压为5~7.5MPa,补胀油压为1~4MPa。
10.根据权利要求8所述的胀接方法,其特征在于,直径25mm,管长1.5m、2.0m或2.5m规格的管子胀接油压为10~16MPa,补胀油压为1~5MPa;直径32mm,管长1.5m、2.0m或2.5m规格的管子胀接油压为18~22MPa,补胀油压为1~6MPa。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106706298A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-05-24 | 江苏省特种设备安全监督检验研究院 | 一种管子‑管板接头的胀接工艺评定方法 |
CN107014430A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-08-04 | 中国特种设备检测研究院 | 一种Zr/Ti管‑管板接头的密封性能测试方法 |
CN109396770A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-03-01 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 一种胀接鼓包u形换热管的更换方法以及特制直角镗刀 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2452642Y (zh) * | 2000-11-14 | 2001-10-10 | 华东理工大学 | 一种具有增减压作用的胀管机胀头 |
US20060000291A1 (en) * | 2004-06-03 | 2006-01-05 | Miroslav Podhorsky | Device and procedure for hydraulic expansion |
JP2007061889A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Sugino Mach Ltd | 拡管工具 |
CN101844183A (zh) * | 2009-03-23 | 2010-09-29 | 上海华谊集团装备工程有限公司 | 远离管端的中间管板与管子胀接工艺 |
CN102441616A (zh) * | 2011-11-30 | 2012-05-09 | 华南理工大学 | 管壳式换热器及其铝换热管与钢管板的胀接方法 |
-
2013
- 2013-03-20 CN CN201310089126.6A patent/CN103752709B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2452642Y (zh) * | 2000-11-14 | 2001-10-10 | 华东理工大学 | 一种具有增减压作用的胀管机胀头 |
US20060000291A1 (en) * | 2004-06-03 | 2006-01-05 | Miroslav Podhorsky | Device and procedure for hydraulic expansion |
JP2007061889A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Sugino Mach Ltd | 拡管工具 |
CN101844183A (zh) * | 2009-03-23 | 2010-09-29 | 上海华谊集团装备工程有限公司 | 远离管端的中间管板与管子胀接工艺 |
CN102441616A (zh) * | 2011-11-30 | 2012-05-09 | 华南理工大学 | 管壳式换热器及其铝换热管与钢管板的胀接方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
陈永宁等: "橡胶胀管法在钛换热器制造中的应用", 《压力容器》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106706298A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-05-24 | 江苏省特种设备安全监督检验研究院 | 一种管子‑管板接头的胀接工艺评定方法 |
CN107014430A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-08-04 | 中国特种设备检测研究院 | 一种Zr/Ti管‑管板接头的密封性能测试方法 |
CN109396770A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-03-01 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 一种胀接鼓包u形换热管的更换方法以及特制直角镗刀 |
CN109396770B (zh) * | 2018-12-20 | 2023-10-20 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 一种胀接鼓包u形换热管的更换方法以及特制直角镗刀 |
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