CN108480824A - 换热器管板与换热管内孔搭接焊接方法 - Google Patents

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陶彦文
潘静
朵元才
梁小武
吕龙
杨洋
徐红
张伟
武正彬
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Abstract

换热器管板与换热管内孔搭接焊接方法，属于压力容器制造领域，克服了现有技术的难题。该方法是：首先按照换热管⑵的尺寸初次加工管板孔，然后对管孔进行二次扩孔，使管孔的尺寸比换热管外径大2‑3mm，同时保留管板下部2mm的凸台⑶；焊接时先采用手工钨极氩弧焊从管板侧伸入管孔内自熔点焊固定换热管⑵和管板⑴；将氩气背保护装置安装在需保护部位，将内孔搭接焊专用焊接枪头⑷从管板侧伸入管孔内，调整好钨极与待焊部位的距离；背保护装置⑸通入保护氩气，开机进行施焊；施焊完成后对焊接接头进行PT检测，有缺陷则修补。本发明可避免换热管与管板间隙腐蚀，抗振动疲劳强度高，能承受高温、高压；又可降低管板加工难度和提高材料利用率，很有使用价值。

Description

换热器管板与换热管内孔搭接焊接方法
所属技术领域
本发明属于压力容器制造领域，涉及换热器设备中管板与换热管的连接。
背景技术
换热器制造中，管板与换热管的焊接是一个重要关键。传统方法是管板与换热管的焊接接头结构多采用换热管伸出管板的对接+角接或角接的形式，如图1所示。这种端部焊接的结构形式，换热管都是伸入管板里面的，管板与换热管之间存在间隙，换热器中的介质在间隙位置存在浓度差，易引起间隙腐蚀，同时壳程介质中的Cl-离子会在间隙中积聚，加快换热管的点腐蚀；另外换热器运行过程中存在震动，角接焊缝抗震动能力不佳；因此这种连接结构的换热器发生泄漏事故概率高。为解决上述结构的缺陷，考虑换热管不伸入管板内部，采取内孔焊的形式，这种结构解决了换热器管板与换热管间隙腐蚀的问题。现有技术管板内孔焊多采用换热管与管板对接的形式，如图2所示，该种结构虽解决了传统管板易产生间隙腐蚀的问题，但管板的加工量大，材料浪费严重，对加工的精度要求高。在这种背景下，设计一种既可避免换热管与管板间隙腐蚀又可降低管板加工难度和提高材料利用率的连接方式很有必要。
发明内容
本发明目的既可克服传统换热管与管板端部连接结构存在的贴合不紧易产生间隙腐蚀和抗震动能力差的缺点，又可解决内孔对接焊时管板加工难度大、材料利用率低的难题。
本发明提出换热器管板与换热管内孔搭接焊接方法，技术方案是：
首先按照换热管2的尺寸初次加工管板孔，然后对管孔进行二次扩孔，使管孔的尺寸比换热管外径大2-3mm，同时保留管板下部2mm的凸台3；
焊接时先采用手工钨极氩弧焊从管板侧伸入管孔内自熔点焊固定换热管2和管板1；
换热管2固定后将氩气背保护装置安装在待焊换热管需保护部位，将内孔搭接焊专用焊接枪头4从管板侧伸入管孔内，调整好钨极与待焊部位的距离；
背保护装置5通入保护氩气，开机进行施焊；
施焊完成后对焊接接头进行PT检测，如发现有气孔、未熔合等缺陷，采用二次熔焊，对缺陷进行修补。
本发明与现有技术相比具有以下优点
（1）消除了端部焊的缝隙，提高了抗间隙腐蚀和抗应力腐蚀能力；
（2）是一种全焊透的接头型式，其抗振动疲劳强度高，能承受高温、高压；
（3）管板易加工，材料的利用率高。
（4）搭接处保留2mm的凸台，既可保证焊接时实现全焊透又可防止焊接过程中烧穿管板。
（5）氩气保护装置的使用保证了焊缝不被氧化。
附图说明
图1为传统的管板焊角焊缝结构示意图；
图2为管板内孔对接焊结构示意图；
图3为本发明管板内孔搭接焊结构示意图；
图4为本发明管板内孔搭接焊结构施焊示意图；
图5为本发明焊接完成后的接头成型效果图照片；
其中：1—管板、2—换热管、3—凸台、4—专用焊接枪头、5—背保护装置。
具体实施方式
现结合附图，对本发明具体说明如下
本发明提出换热器管板与换热管搭接结构焊接方法，技术方案是：
如图3所示，将管板1与换热管2的连接结构设计为内孔搭接形式，首先按照换热管2的尺寸初次加工管板孔，初次加工完成后对管孔进行二次扩孔，扩孔后管孔的尺寸保证比换热管外径大2-3mm，同时需保证管板下部2mm的凸台3，以便与换热管2进行搭接；凸台2mm的厚度是经过反复试验得出的，既保证焊接时实现全焊透又可防止焊接过程中烧穿管板1；
如图4所示，焊接时先采用手工钨极氩弧焊从管板侧伸入管孔内自熔点焊固定换热管2和管板1；
换热管2固定后将氩气背保护装置安装在待焊换热管需保护部位，将内孔搭接焊专用焊接枪头4从管板侧伸入管孔内，调整好钨极与待焊部位的距离；
背保护装置5通入保护氩气后开机进行施焊；
施焊完成后对焊接接头进行PT检测，如发现有气孔、未熔合等缺陷，可采用二次熔焊，对缺陷进行修补。焊接完成后的接头成型效果如图5所示。
本发明可避免换热管与管板间隙腐蚀，抗振动疲劳强度高，能承受高温、高压；又可降低管板加工难度和提高材料利用率，很有使用价值。

Claims (1)

1.换热器管板与换热管内孔搭接焊接方法，其特征是：
首先按照换热管⑵的尺寸初次加工管板孔，然后对管孔进行二次扩孔，使管孔的尺寸比换热管外径大2-3mm，同时保留管板下部2mm的凸台⑶；
焊接时先采用手工钨极氩弧焊从管板侧伸入管孔内自熔点焊固定换热管⑵和管板⑴；
换热管⑵固定后将氩气背保护装置安装在待焊换热管需保护部位，将内孔搭接焊专用焊接枪头⑷从管板侧伸入管孔内，调整好钨极与待焊部位的距离；
背保护装置⑸通入保护氩气，开机进行施焊；
施焊完成后对焊接接头进行PT检测，如发现有气孔、未熔合等缺陷，采用二次熔焊，对缺陷进行修补。
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