CN103752709A - 管子管板胀接方法 - Google Patents

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

管子管板胀接方法

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：

计算壁厚：             

                       =

                       =16.8mm

     式中：     

—— 计算压力，

取15.0MPa；

                

—— 封头内直径，

 =325-18×2=289mm；

               —— 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。