CN109974506A - 一种移出组件及管束组件取管换管方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移出组件及管束组件取管换管方法，移出组件包括顶杆、管板及换热管，换热管伸入管板上的管板孔中，换热管的一端位于管板孔的坡口处，换热管的另一端位于管板孔外，顶杆包括上端和下端，上端的底面与下端的底面接触连接，顶杆的下端伸入到换热管中。该方法包括以下步骤：切割与管板连接的换热管；去除换热管与管板孔的焊缝；得到移出组件，取出换热管；更换新的备管。本发明的移出组件结构简单，操作方便，通用性强，采用移出组件的管束组件的取管换管方法能够有效解决换热器制造过程中取管换管的技术难题，对管板孔无明显损伤，提高了生产效率，且操作简便、快捷，且该方法所采用的工具结构简单，可重复使用，成本低廉。

Description

一种移出组件及管束组件取管换管方法

技术领域

本发明涉及换热器制造领域，具体涉及一种移出组件及管束组件取管换管方法。

背景技术

换热器是将热流体的部分能量传递给冷流体的设备，广泛应用于化工、石油、动力、食品及其他工业生产中。在换热器产品制造和使用过程中，换热器的管束组件的制造不可避免地会出现一些质量问题，例如换热管堵管现象，因此，在产品设计中预留一些设计堵管裕量，一般情况堵管数量不超过1％且总数不超过2根，且需要得到采购方认可。

但是，换热器类产品的制造质量受到多种因素影响，在实际中可能会出现堵管数量超过设计堵管裕量的情况，此时，需要对管束组件中的不满足要求的换热管进行更换，以解决上述制造难题。另外，针对换热管数量较多、管板较厚且管束分布复杂的换热器如U形换热器未见公开报道取管换管方法。

因此，需要研究一种操作简便、可重复使用、成本低的管束组件取管换管方法，以解决换热器管束组件取管换管制造难题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种移出组件及管束组件取管换管方法，该移出组件包括顶杆、管板及换热管，换热管伸入管板上的管板孔中，换热管为经过切断和削薄后的换热管，减小了换热管与管板之间的胀接应力，顶杆包括上端和下端，上端的底面与下端的底面接触连接，顶杆下端伸入到换热管中，采用上述移出组件进行管束组件的取管换管，得到移出组件后再采用顶杆将换热管从管板孔中顶出，再更换新的换热管，本发明的移出组件和取管换管方法能够有效解决换热器制造过程中管束组件取管换管的技术难题，且该方法操作简便、快捷，能够提高生产效率且成本低廉，从而完成本发明。

本发明的目的一方面在于提供一种移出组件，所述移出组件包括顶杆、管板及换热管，所述换热管伸入管板上的管板孔中，

所述换热管的一端位于管板孔的坡口处，换热管的另一端位于管板孔外，

其中，所述顶杆包括上端和下端，上端的底面与下端的底面接触连接，所述顶杆的下端伸入到换热管中。

其中，所述换热管为经过切断和削薄后的换热管，换热管的断面与管板的端面之间的距离为100～250mm，优选为100～200mm。

其中，所述顶杆上端的底面与换热管的断面接触，顶杆上端的横截面面积大于管板孔的横截面面积，顶杆上端的中心线与顶杆下端的中心线重合。

其中，所述顶杆下端的长度不小于切断后的换热管的长度。

本发明的目的的另一方面在于提供一种管束组件取管换管方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、切割与管板连接的换热管；

步骤2、去除换热管与管板孔的焊缝金属；

步骤3、得到移出组件，取出换热管；

步骤4、更换新的备管。

其中，步骤1中，切割后的换热管的断面与管板的端面平行，换热管的断面与管板的端面之间的距离为100～250mm，优选为100～200mm，更优选为100～150mm。

其中，步骤2中，采用磨锉或坡口加工设备去除换热管和管板孔坡口之间的焊缝金属。

其中，步骤2中，管板孔至少一端设有坡口，坡口的角度为20～60°，优选为25～50°。

其中，步骤3包括以下子步骤：

步骤3.1、削薄换热管的管壁；

步骤3.2、得到移出组件，从管板孔中顶出换热管；

步骤3.3、处理管板孔。

其中，步骤3.1中，采用机加钻削换热管内壁以削薄换热管管壁。

其中，步骤3.2中，采用顶杆将换热管从管板孔中顶出，所述顶杆包括上端和下端，上端的底面与下端的底面接触连接。

其中，步骤3.2中，顶杆下端为圆柱体结构，顶杆下端能够伸入换热管中；顶杆上端不能伸入换热管中，顶杆下端的高度大于换热管断面与管板端面之间的距离。

其中，步骤3.2中，顶杆下端伸入换热管内，顶杆上端底面与换热管断面接触，对顶杆上端施加与管板孔轴线平行的力，将换热管顶出。

其中，步骤4中，将新的备管与管板装配，优选通过胀焊的方式进行装配。

本发明所具有的有益效果为：

(1)本发明所提供的管束组件取管换管方法能够有效解决换热器制造过程中换热管取管换管的技术难题，特别适用于管板较厚、换热管数量较多、换热管管束结构复杂的换热器(如U形管换热器)的取管换管；

(2)本发明的方法采用磨锉或坡口加工设备去除换热管与管板孔之间的焊缝金属，使管板孔恢复原状，去除了换热管与管板之间的焊接连接，利于换热管的取出；

(3)本发明所提供的方法通过对换热管的内壁进行削薄，消除了换热管与管板孔之间的胀接应力，从而有利于换热管从管板中顺利取出，减小对管板孔内壁的损伤；

(4)本发明的方法采用顶杆将换热管从管板孔中顶出，操作简便、快捷，且顶杆能够使得换热管被顶出过程中对管板孔的内壁无损伤，从而延长了管板的使用寿命；

(5)本发明的取管换管方法能够实现对U形管换热器的取管换管，解决了目前U形管换热管无法更换的问题，实现管板等零件的重复使用，有效解决管板采购、加工成本，缩短采购周期。

附图说明

图1示出本发明一种优选实施方式的切割后的换热管管束组件与管板的示意图；

图2示出本发明一种优选实施方式的管板与切割后的换热管的示意图；

图3示出本发明一种优选实施方式的去除换热管和管板间焊缝后的换热管与管板的示意图；

图4示出本发明一种优选实施方式的管板与削薄管壁后的换热管的示意图；

图5示出本发明一种优选实施方式的顶杆与换热管和管板的示意图；

图6示出本发明一种优选实施方式的取出换热管后的管板及管板孔的示意图；

图7示出本发明一种优选实施方式的管板孔的结构示意图；

图8示出本发明一种U形管换热器的管板与换热管管束的示意图。

附图标号说明：

1-管板；

2-换热管；

3-顶杆；

4-管板孔；

5-焊缝金属。

具体实施方式

下面通过附图和优选实施方式对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

本发明一方面提供一种移出组件，如图5所示，该移出组件包括顶杆3、管板1及换热管2。

根据本发明，所述移出组件的换热管2优选为U形管换热器管束中的换热管。

根据本发明，管板1的厚度≥200mm，优选≥250mm，更优选≥300mm，例如管板1的厚度为350mm。

根据本发明，换热管2伸入管板1上的管板孔4中，优选换热管2与管板孔4过盈配合，换热管和管板在无外力作用下不会发生相对移动，即在不施力的情况下，换热管2不能从管板孔4中脱落。因此，要取出管板孔4中的换热管2可对换热管2施加沿管板孔4轴线方向的力。

根据本发明，换热管2伸入管板孔4中后，换热管2的一端位于管板孔4的坡口处，换热管2的另一端位于管板孔4外。

根据本发明，换热管2为经过切断和削薄后的换热管，优选为通过如下步骤得到的换热管：

步骤1)、切割与管板1连接的换热管2；

步骤2)、去除换热管2与管板孔4的焊缝金属5，

步骤3)、削薄换热管2的管壁。

根据本发明，步骤1)中，切割与管板1连接的换热管2是利用切割工具将不符合要求的换热管2的管束组件进行切断，优选将管板1上的管束全部切割，切割后换热管2上的断面尽量靠近管板1端面，以便于更换，如图1所示。

根据本发明，步骤1)中，切割后的换热管2的断面与管板1端面之间的距离即换热管2切割端伸出管板1端面的长度为100～250mm，优选为100～200mm，更优选为100～150mm，例如100mm。换热管2的断面端伸出管板1断面的长度太长，容易在取管时使得换热管2在管板内晃动，对管板孔4造成损伤，长度太短均不便于采用顶杆3进行取管的操作。

本发明中，管束切割后，换热管2包括管板内的部分和管板外侧的部分。

根据本发明，换热管2的规格不作特别限定，优选换热管2的直径为12～60mm。

根据本发明，步骤1)中，采用的切割工具为本领域常用的切割工具，优选为切割机，更优选为行星式切割机、液压切割机、外卡式切割机、数控液压切割机、电动切割机、气动切割机等中的一种或几种。

根据本发明，步骤1)中，切割后的换热管2的断面与管板1的端面平行，即换热管2的断面与管板孔4的轴线垂直，从而在后续对换热管2进行取出或拆卸时，顶杆3能够对换热管2施加与管板4孔的轴线方向一致的力，使得换热管2能够顺利沿管板孔4轴线方向从管板孔4中被顶出，而不会对管板孔4的内壁造成损伤，便于安装新的备管。

本发明中，换热器的管束组件即换热管2与管板1之间是通过焊接和胀接的组合方式进行装配的，管板孔4上设有坡口，通过该坡口用于将换热管2与管板孔4之间的焊缝进行焊接，优选地，换热管2伸入到管板孔4中，焊接换热管2与管板孔4之间的焊缝，然后进行换热管2和管板1的胀接，其中胀接的方式不做特别限定，完成管束组件与管板1的装配。因此，需要将管束切断，在切断换热管2后，需要对换热管2与管板1之间的焊缝进行处理。

根据本发明，管板孔4的至少一端设有坡口，坡口的角度为20～55°，优选为25～50°，更优选为30～45°，如图2所示。

根据本发明优选地实施方式，管板孔4的两端均具有坡口，其中远离切断面一端的管板孔4的坡口，坡口角度记为β，该坡口是焊接换热管2与管板孔4的主要焊接位置，例如β为45°，β坡口倒角深度n为1～3mm，优选为2mm；管板孔4另一端的坡口角度记为α，例如α为30°，α坡口倒角深度m为1mm，如图3和7所示。

根据本发明，步骤2)中，去除换热管2与管板1之间的焊缝金属5(焊缝金属一般为不锈钢耐蚀材料)，焊缝金属5起到焊接固定换热管2和管板1的作用，优选通过磨锉或坡口加工设备(例如坡口倒角加工机)将换热管2与管板1之间的焊缝金属5去除，使管板孔4恢复坡口，为后续拆卸或取出换热管2作准备。

本发明中，由于换热管2与管板1之间是通过胀接进行装配的，胀接时换热管2的内径变大，为能够顺利取出换热管2，将换热管2从管板孔4取出，且不损伤管板孔4的内壁，可通过消除换热管2与管板1之间的胀接应力来实现。

根据本发明，步骤3)中，削薄换热管2的管壁，换热管2管壁变薄后，换热管2与管板孔4之间的胀接应力减小，从而使得换热管2能够较顺利的从管板1中取出。设削薄前管板孔4内的换热管2的内径为D₁，削薄后管板孔4内换热管2相应位置的内径为D₂，则D₁＜D₂，如图3和图4所示。

根据本发明，步骤3)中，采用机加钻削换热管2内壁，使得换热管2管壁的厚度减小，从而释放了换热管2与管板1之间的胀接应力，使换热管2与管板1之间的胀接应力松弛，有利于将换热管2从管板孔4中取出。

根据本发明，对换热管2削薄的部分包括与管板1进行胀接的管板孔4内的换热管2的长度。

本发明中，将伸入管板孔4内的换热管2的管壁削薄后，管板孔4与换热管2的胀接应力消除，便于换热管2被顶出，但若管板孔4外侧的换热管2的管壁不进行削薄，容易在顶出时，使得换热管2与管板孔4之间产生应力，导致二者之间的摩擦力增大，对管板孔4内壁造成损伤。

根据本发明一种优选的实施方式，步骤3)中，在对换热管2的管壁进行削薄时，削薄的换热管2的长度为被切断后与管板1连接的换热管2的长度，从而使得在后续取出换热管2时更加顺利。

根据本发明，步骤3)，削薄后的换热管2的管壁的厚度为削薄前的管壁的厚度的20～45％，优选为25～40％。

根据本发明，削薄前换热管2的管壁的厚度为2mm，削薄后的换热管2的管壁的厚度为0.5～0.8mm。

根据本发明，顶杆3包括上端和下端，优选上端和下端形成T型结构，其中，顶杆3上端为水平部分，顶杆3下端为垂直部分。上端的底面与下端的底面接触连接。顶杆3的下端伸入到换热管2中。

根据本发明，顶杆3由金属材料构成，优选由Q345或35CrMo材质构成，保证在顶出换热管2时不发生明显形变。

根据本发明，顶杆3下端能够伸入换热管2中，顶杆3的上端不能伸入换热管2中。

根据本发明，顶杆3上端为柱体结构，顶杆下端为圆柱体结构，优选顶杆3上端和下端呈“T”型结构。

根据本发明，步骤3)中，顶杆3上端为柱体结构，优选柱体结构的底面为圆形、正多边形中的一种或几种，更优选底面为圆形、正方形或正六边形中的一种或几种。

根据本发明，顶杆3上端的横截面面积大于管板孔4的横截面面积，其中横截面与管板孔4的轴线垂直。

根据本发明一种优选的实施方式，顶杆3上端为圆柱体结构，顶杆3上端的底面直径大于管板孔4的内径。

根据本发明，顶杆3下端的底面的外径小于管板孔4外侧换热管2的内径，管板孔4外侧换热管2的内径与顶杆3下端的底面的外径之差为0.05～0.5mm，优选为0.1～0.2mm。

根据本发明，顶杆3下端的长度大于换热管2的断面与管板1端面之间的距离，即顶杆3下端的长度大于管板1外侧换热管2的长度，优选顶杆3下端的长度大于管板1的厚度，更优选顶杆3下端的长度与管板1的厚度之差为不小于100mm，优选为100mm～200mm，更优选为100～250mm。

若换热管2断面端即管板1外侧的换热管进行削薄，则顶杆3下端底面的外径小于削薄后的换热管2的内径。若管板1外侧的换热管未进行削薄，则顶杆3下端的底面的外径需小于未削薄的换热管的内径。

根据本发明进一步优选的实施方式，顶杆3上端的底面直径小于管板1上管板孔4之间的中心距，以便于顶杆3在顶出时换热管2便于操作，不会受到邻近的换热管的空间阻碍。

根据本发明，顶杆3上端的轴线与顶杆3下端的轴线重合，优选地，顶杆3的轴线与管板孔的轴线和换热管的轴线重合。

根据本发明，顶杆3上端的高度≥30mm，顶杆3上端的高度越大强度越好，更易于顶出换热管2。

根据本发明，顶杆3的下端伸入到削薄内壁的换热管2内，顶杆3上端的底面与换热管2的断面相接触，优选顶杆3上端的底面与换热管2的轴线相垂直。

根据本发明，所述换热管的厚度为削薄前换热管厚度的20％～45％，优选为25％～40％。例如，削薄前换热管2的管壁的厚度为2mm，削薄后的换热管2的管壁的厚度为0.5～0.8mm。

本发明提供了一种管束组件取管换管方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、切割与管板1连接的换热管2；

步骤2、去除换热管2与管板孔4的焊缝金属5；

步骤3、得到移出组件，取出换热管2；

步骤4、更换新的备管。

本发明的换热器管束组件取管换管方法，该方法特别适用于换热管的数量较多或密度较大(例如管板直径≥500，管板孔数≥100)、管板较厚、换热管管束结构复杂的换热器的取管换管。

本发明中，U形管换热器的换热管出现问题时，由于换热管数量多，且U形结构导致换热管不易拆卸，导致U形换热管无法更换，若产品直接报废则损失极大，在生产过程中对生产周期影响较大。本发明的管束组件取管换管方法适用于换热管管束结构复杂、管束分布紧密的U形管换热器的取管换管，能够实现管板等零件的重复使用，可有效解决管板采购、加工成本，缩短采购周期，U形管换热器的管板与U形换热管管束的示意图如图8所示。

根据本发明，所述管束组件为U形管换热器的换热管管束。

根据本发明，管板厚度≥200mm，优选≥250mm，更优选≥300mm，例如管板厚度为350mm。

根据本发明，步骤1中，切割与管板1连接的换热管2是利用切割工具将不符合要求的换热管2的管束组件进行切断，优选将管板1上的管束全部切割，切割后换热管2上的断面尽量靠近管板1端面，以便于更换，如图1所示。

根据本发明，步骤1中，切割后的换热管2的断面与管板1端面之间的距离即换热管2切割端伸出管板1端面的长度为100～250mm，优选为100～200mm，更优选为100～150mm，例如100mm。换热管2切割端伸出管板1断面的长度太长，容易在取管时使得换热管2在管板内晃动，对管板孔4造成损伤，长度太短均不便于采用顶杆3进行取管的操作。

本发明中，管束切割后，换热管2包括管板内的部分和管板外侧的部分。

根据本发明，换热管2的规格不作特别限定，优选换热管2的直径为12～60mm。

根据本发明，步骤1中，采用的切割工具为本领域常用的切割工具，优选为切割机，更优选为行星式切割机、液压切割机、外卡式切割机、数控液压切割机、电动切割机、气动切割机等中的一种或几种。

根据本发明，步骤1中，切割后的换热管2的断面与管板1的端面平行，即换热管2的断面与管板孔4的轴线垂直，从而在后续对换热管2进行取出或拆卸时，顶杆3能够对换热管2施加与管板4孔的轴线方向一致的力，使得换热管2能够顺利沿管板孔4轴线方向从管板孔4中被顶出，而不会对管板孔4的内壁造成损伤，便于安装新的备管。

本发明中，换热器的管束组件即换热管2与管板1之间是通过焊接和胀接的组合方式进行装配的，管板孔4上设有坡口，通过该坡口用于将换热管2与管板孔4之间的焊缝进行焊接，优选地，换热管2伸入到管板孔4中，焊接换热管2与管板孔4之间的焊缝，然后进行换热管2和管板1的胀接，其中胀接的方式不做特别限定，完成管束组件与管板1的装配。因此，需要将管束切断，在切断换热管2后，需要对换热管2与管板1之间的焊缝进行处理。

根据本发明，管板孔4坡口的角度为20～55°，优选为25～50°，更优选为30～45°，如图2所示。

根据本发明优选地实施方式，管板孔4的两端均具有坡口，其中远离切断面一端的管板孔4的坡口，坡口角度记为β，该坡口是焊接换热管2与管板孔4的主要焊接位置，例如β为45°，β坡口倒角深度n为1～3mm，优选为2mm；管板孔4另一端的坡口角度记为α，例如α为30°，α坡口倒角深度m为1mm，如图3和7所示。

根据本发明，步骤2中，去除换热管2与管板1之间的焊缝金属5(焊缝金属一般为不锈钢耐蚀材料)，焊缝金属5起到焊接固定换热管2和管板1的作用，优选通过磨锉或坡口加工设备(例如坡口倒角加工机)将换热管2与管板1之间的焊缝金属5去除，使管板孔4恢复坡口，为后续拆卸或取出换热管2作准备。

根据本发明，步骤3中，取出换热管2包括以下步骤：

步骤3.1、削薄换热管2的管壁；

步骤3.2、得到移出组件，从管板孔4中顶出换热管2；

步骤3.3、处理管板孔4。

本发明中，由于换热管2与管板1之间是通过胀接进行装配的，胀接时换热管2的内径变大，为能够顺利取出换热管2，将换热管2从管板孔4取出，且不损伤管板孔4的内壁，可通过消除换热管2与管板1之间的胀接应力来实现。

根据本发明，步骤3.1中，削薄换热管2的管壁，换热管2管壁变薄后，换热管2与管板孔4之间的胀接应力减小，从而使得换热管2能够较顺利的从管板1中取出。设削薄前管板孔4内的换热管2的内径为D₁，削薄后管板孔4内换热管2相应位置的内径为D₂，则D₁＜D₂，如图3和图4所示。

根据本发明，步骤3.1中，采用机加钻削换热管2内壁，使得换热管2管壁的厚度减小，从而释放了换热管2与管板1之间的胀接应力，使换热管2与管板1之间的胀接应力松弛，有利于将换热管2从管板孔4中取出。

根据本发明，对换热管2削薄的部分包括与管板1进行胀接的管板孔4内的换热管2的长度。

本发明中，将伸入管板孔4内的换热管2的管壁削薄后，管板孔4与换热管2的胀接应力消除，便于换热管2被顶出，但若管板孔4外侧的换热管2的管壁不进行削薄，容易在顶出时，使得换热管2与管板孔4之间产生应力，导致二者之间的摩擦力增大，对管板孔4内壁造成损伤。

根据本发明一种优选的实施方式，步骤3.1中，在对换热管2的管壁进行削薄时，削薄的换热管2的长度为被切断后与管板1连接的换热管2的长度，从而使得在后续取出换热管2时更加顺利。

根据本发明，步骤3.1中，削薄后的换热管2的管壁的厚度为削薄前的管壁的厚度的20～45％，优选为25～40％。

根据本发明，步骤1中，削薄前换热管2的管壁的厚度为2mm，削薄后的换热管2的管壁的厚度为0.5～0.8mm。壁厚削薄至该厚度后的换热管2具备一定的刚性，同时还实现了胀接应力的释放。

根据本发明，步骤3.2中，削薄换热管2的壁厚后，将换热管2从管板1中顶出，优选采用顶杆3顶出换热管2，如图5所示。

根据本发明，步骤3.2中，顶杆3分为上端和下端，优选上端和下端形成T型结构，其中，顶杆3上端为水平部分，顶杆3下端为垂直部分。上端的底面与下端的底面接触连接。

根据本发明，顶杆3由Q345或35CrMo材质构成，保证在顶出换热管2时不发生明显形变。

根据本发明，步骤3.2中，顶杆3的下端能够伸入换热管2中，顶杆3的上端不能伸入换热管2中。

根据本发明，步骤3.2中，顶杆3的下端由换热管2的断面端的管口伸入到换热管2中，即顶杆3的下端伸入到位于管板1外侧部分的换热管2中。

根据本发明，步骤3.2中，顶杆3下端为圆柱体结构，则顶杆3下端的底面的外径小于管板1外侧换热管2的内径，设管板1外侧换热管2的内径与顶杆3下端的底面的外径的差值为X，0.05mm≤X≤0.50mm，优选为0.10mm≤X≤0.20mm；若换热管2断面端即管板1外侧的换热管进行削薄，则顶杆3下端底面的外径小于削薄后的换热管2的内径。若管板1外侧的换热管未进行削薄，则顶杆3下端的底面的外径需小于未削薄的换热管的内径。

根据本发明，步骤3.2中，顶杆3下端的长度大于换热管2断面与管板1端面之间的距离，即顶杆3下端的长度大于管板1外侧换热管2的长度，优选顶杆3下端的长度大于管板1的厚度，设顶杆3下端的长度为L，管板1的厚度为H，二者的差值L-H≥100mm，优选100mm≤L-H≤200mm。

根据本发明，步骤3.2中，顶杆3上端为柱体结构，优选柱体结构的底面为圆形、正多边形中的一种或几种，更优选底面为圆形、正方形或正六边形中的一种或几种。

根据本发明一种优选的实施方式，顶杆3上端为圆柱体结构，顶杆3上端的底面直径大于管板孔4的内径。

根据本发明进一步优选的实施方式，顶杆3上端的底面直径小于管板1上管板孔4之间的中心距，以便于顶杆3在顶出时换热管2便于操作，不会受到邻近的换热管的空间阻碍。

根据本发明，顶杆3上端的轴线与顶杆3下端的轴线重合。

根据本发明，步骤3.2中，顶杆3上端的底面与顶杆3下端的底面接触连接。

根据本发明，步骤3.2中，顶杆3上端的高度≥30mm，顶杆3上端的高度越大强度越好，更易于顶出换热管2。

根据本发明，步骤3.2中，顶杆3的下端伸入到削薄内壁的换热管2内，顶杆3上端靠近下端的底面与换热管2的断面相接触，优选顶杆3上端的底面与换热管2的轴线相垂直。

根据本发明，步骤3.2中，将顶杆3下端伸入到换热管2中，顶杆3上端的底面与换热管2的断面接触贴合，得到移出组件，即如图5所示的结构，通过对移出组件的顶杆3的上端施力，能够使得换热管2从管板1中被顶出。

根据本发明，步骤3.2中，对顶杆3上端施加垂直于顶杆3上端的底面的力，力的方向由顶杆3上端指向顶杆3下端的方向，从而使得换热管2的断面端受到顶杆3的上端的力的作用，换热管2受到由断面端指向管板1的方向的力的作用，使得换热管2从管板1中被顶出。

根据本发明，顶出过程，对顶杆3的施力要由小到大逐步增加至换热管2发生移动，当换热管2发生移动时则停止增大，尽量使用最小的顶出力，保证换热管2从管板1中安全顶出，避免用力过大对换热管2和管板1的损伤。

本发明中，通过对顶杆3上端施力从而使得换热管2受力，由于换热管2管壁被削薄，使得换热管2与管板孔4之间的应力减小，使得换热管2更易被顶杆3顶出。

本发明中，顶杆3下端伸入到换热管2中，顶杆3上端与换热管2断面管口接触，顶杆3受力，换热管2被顶出，由于顶杆3下端的长度大于管板1的厚度，则在顶出换热管2的过程中，换热管2位于管板1和顶杆3下端之间，从而保证换热管2在管板1内运动时，不会发生晃动，避免了换热管2对管板孔4造成划伤，且由于换热管2的管壁被削薄，在管板孔4内运动时，顶杆3下端能够增强换热管2的刚性，对换热管2起到支撑作用，保证运动时换热管2的轴线保持与管板孔4的轴线保持重合，从而顺利从管板孔4中顶出，顶出后在管板1另一端将换热管取出。

本发明中，采用顶杆3顶出的方式取出换热管2操作简便且快捷省力，并且，采用顶出的方式不会造成换热管2发生大的变形，不会对管板孔4的内壁造成损伤。

根据本发明，步骤3.3中，将换热管2顶出后，需要对管板孔4进行处理，优选对管板孔4进行清理、抛磨，恢复管板孔4为原状，即与换热管装配之前的形貌，如图6所示，从而利于装配新的换热管。

根据本发明，步骤4中，将新的备管与管板装配，包括以下步骤：

步骤4.1、将新的备管伸入到管板孔4中；

步骤4.2、对新的备管与管板1进行胀焊。

根据本发明，步骤4.1中，准备新的备管，新的备管即满足换热器的规格要求的新的备用的换热管，将新的备管伸入到管板孔4中。

根据本发明，步骤4.2中，对新的备管与管板1进行胀焊，胀焊即胀接和焊接组合的方式。

根据本发明一种优选的实施方式，步骤4.2中，对新的备管与管板1进行先焊接后胀接的方式进行装配。

根据本发明进一步优选的实施方式，步骤4.2中，焊接新的备管与管板1之间的焊缝，以加固新的备管与管板1之间的连接强度，然后对新的备管与管板1进行胀接，胀接的方式不作特别限定，可以为机械胀接或柔性胀接。

根据本发明另一种优选的实施方式，步骤4.2中，对新的备管与管板1进行先胀接后焊接的方式进行装配。

根据本发明进一步优选的实施方式，步骤4.2中，将新的备管与管板1首先进行胀接，胀接的方式不作特别限定，然后再通过焊接将新的备管与管板1之间进行固定，焊接新的备管的外壁与管板1的坡口，焊接焊缝，实现新的备管与管板1之间的装配。

根据本发明，步骤4中，装配新的备管后，完成了管束组件的取管换管。

本发明的管束组件的取管换管方法适用于换热管数量多、管板较厚、管束组件分布复杂的换热器类产品的制造，本发明的方法操作简单、使用范围广，无特殊使用环境、工况要求，工序灵活，本发明方法中所使用的工具如顶杆结构简单、使用方便、可重复使用且制造成本低，能够有效解决换热器管束组件取管换管制造难题。

实施例

以某U型管换热器为例，对管板上的管束组件进行取管换管，该换热器的管板厚度为350mm，管板孔直径为19.25mm，管板孔数为3058个。

采用磨锉机切割片，对管板上的换热管管束进行切割，切割后换热管的断面与换热管的轴线垂直，且与管板的断面平行，断面与靠近该断面的管板端面之间的距离为50；

管板内换热管的内径为17.5mm，管板外侧换热管的内径为15mm；

采用磨锉除去换热管和管板孔之间的焊缝金属，恢复管板孔的原状，靠近换热管断面的管板孔的坡口α为30°，坡口倒角m为1mm，管板孔另一端的坡口β为45°，坡口高度n为2mm；

采用钻床对管板上的换热管的内壁进行钻削，削薄换热管的管壁，原管壁厚度为2mm，削薄后换热管的管壁厚度为0.5mm，减小换热管与管板孔之间的胀接应力；

采用顶杆顶出换热管，顶杆下端为圆柱体结构，顶杆下端的长度为550mm，底面直径为14.6mm，顶杆上端为圆柱体结构，顶杆上端长度为30mm，将顶杆下端伸入到换热管中，使顶杆上端的底面与换热管的断面相接触，对顶杆施加垂直于换热管轴线的力，使得换热管顺利从管板孔中顶出，由此取出换热管；

清理、抛磨管板孔，恢复管板孔；

将新的备管即新的换热管与管板进行装配，将换热管伸入到管板孔中，通过管板孔上的α和β坡口对换热管和管板孔之间的焊缝进行焊接；

然后对换热管和管板进行强度胀接，完成换热管和管板的装配，完成换热器的换管。

采用该取管换管方法能够实现对U形管换热器的取管换管，能够解决目前U形换热管无法更换的问题，若产品判定报废损失极大，且对生产周期影响较大。本发明的取管换管方法能够实现管板等其他零件的重复使用，可有效节约管板采购、加工成本，缩短采购周期，可节约成本40万元/台，且取管后管板孔无明显划痕、无刮伤，可实现管板的重复使用。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接普通；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上结合优选实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明。不过需要声明的是，这些具体实施方式仅是对本发明的阐述性解释，并不对本发明的保护范围构成任何限制。在不超出本发明精神和保护范围的情况下，可以对本发明技术内容及其实施方式进行各种改进、等价替换或修饰，这些均落入本发明的保护范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种移出组件，其特征在于，所述移出组件包括顶杆、管板及换热管，所述换热管伸入管板上的管板孔中，

所述换热管的一端位于管板孔的坡口处，换热管的另一端位于管板孔外，

所述顶杆包括上端和下端，上端的底面与下端的底面接触连接，所述顶杆的下端伸入到换热管中。

2.根据权利要求1所述的移出组件，其特征在于，所述换热管为经过切断和削薄后的换热管，换热管的断面与管板的端面之间的距离为100～250mm，优选为100～200mm。

3.根据权利要求1所述的移出组件，其特征在于，所述顶杆上端的底面与换热管的断面接触，顶杆上端的横截面面积大于管板孔的横截面面积，顶杆上端的中心线与顶杆下端的中心线重合。

4.根据权利要求1所述的移出组件，其特征在于，所述顶杆下端的长度不小于切断后的换热管的长度。

5.一种管束组件取管换管方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、切割与管板连接的换热管；

步骤2、去除换热管与管板孔的焊缝金属；

步骤3、得到移出组件，取出换热管；

步骤4、更换新的备管。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，采用磨锉或坡口加工设备去除换热管和管板孔坡口之间的焊缝金属，恢复管板孔的坡口。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，管板孔至少一端设有坡口，坡口的角度为20～55°，优选为25～50°。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3包括以下子步骤：

步骤3.1、削薄换热管的管壁；

步骤3.2、得到移出组件，从管板孔中顶出换热管；

步骤3.3、处理管板孔。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤3.1中，采用机加钻削换热管内壁以削薄换热管管壁。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤3.2中，将顶杆下端伸入换热管内，使顶杆上端底面与换热管断面接触，得到移出组件，对顶杆上端施加与管板孔轴线平行的力，将换热管顶出。