CN206898580U - 一种含爆炸复合层的对接焊管板及具有其的换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种含爆炸复合层的对接焊管板及具有其的换热器，对接焊管板包括管板基体，管板基体与其他部件对接焊的端面为焊接面，焊接面紧贴管板基体的内环面处设有轴向凸出的对接凸台，焊接面爆炸焊接有复合金属层。复合金属层通过爆炸焊接工艺贴合在管板基体，不仅贴合的牢固好，易操作，而且成本较低。对接凸台便于管板基体与其他部件进行对接焊接，在对接凸台处设置缓冲斜坡或者加强部，能够有效防止爆炸波对对接凸台的损坏，而且缓冲斜坡还具有引导爆炸波进行向周边传播，让爆炸复合工艺得以顺利进行，还避免了对接凸台对爆炸波的阻挡。具有上述管板的换热器，不仅焊接质量好，易操作，而且成本较低。

Description

一种含爆炸复合层的对接焊管板及具有其的换热器

技术领域

本实用新型涉及热交换设备技术领域，特别是涉及一种含爆炸复合层的对接焊管板及具有其的换热器。

背景技术

管壳式列管换热器是应用最广泛的热交换器，一般由管束与壳体、管箱等组成。成排的高效换热管通过支持板支持，两端穿进管板的管孔中与管板相连接，保证接头的密封性和强度，即可组成一台管束，通过管束与管箱的隔板组合，可以把换热管分成几个流程，以便介质在换热管内来回流动，延长换热路程，增加换热时间，充分与管外的壳程介质换热。

如果换热管内是冷介质，换热管外是强制对流的烟气，则组成一个加热器，如果换热管内是热介质，换热管外是强制对流的空气，则组成冷却器，但两者均是换热器的一种。这种换热器制造工艺成熟，在换热设备中是关键的能耗设备，广泛应用于换热介质是中温中压及其以下的操作工况。

管板主体是一块圆饼状锻件，中间按一定的间距钻有很多圆孔，圆孔直径略大于换热管外径，换热管插入这些管孔中，换热管的端头与管孔边缘焊接密封，管板外圆周再与两侧的管程筒体、壳程筒体分别密封，即可把管程介质和壳程介质分离开，这样管程介质和壳程介质可以通过壁厚很薄的换热管进行热量交换。

目前随着石油资源的匮乏，对原油的炼制工艺上日益高温高压化以企充分利用资源，在高温高压工况下运行的管壳式列管换热器其主体材料一般是高等级铬钼钢，根据国家法规TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》、国家标准GB150-1998《钢制压力容器》、GB151-1999《管壳式换热器》的有关规定，管板属于主要受压元件，其材料属于高强度合金钢，合金元素含量较高，脆硬倾向和冷裂倾向较大，焊接时要考虑马氏体冷却速度不能太快，以免产生冷裂纹；另外，在焊后冷却过程中，热影响区易出现冷塑性的脆性组织，使硬度明显提高，塑性和韧性降低，低温冲击韧性也比较难保证，所以要严格控制焊后热处理的温度和时间。焊接过程中，应适当控制焊接线能量不能太大或过小，以免焊接接头易出现脆硬倾向而降低韧性。另外，还要严格控制预热温度和层间温度，防止冷裂纹的产生。

现有技术中，管箱与管板之间的密封结构一般是螺栓法兰的形式，不能用于高温高压工况。高温高压换热器管箱的理想结构为管箱和管板是由同一件大型锻件加工出来的一体化整体结构，管箱和管板之间没有薄弱的环焊缝，但是这种大锻件成本很高、加工成管箱的技术装备要求高，所以高温高压换热器管箱的常用结构为管箱与管板的一半结构为焊接固接，管箱与管板的另一半结构为螺栓法兰密封结构。管箱筒节与管板之间的焊接结构一般采用角接焊接密封或者搭接焊接密封，但是当管板同时需要复合一层耐腐蚀金属层时，一般只能采用传统的带极堆焊工艺，带极堆焊工艺技术存在如下问题：(1) 反复高温堆焊使管板毛坯凹凸变形，增加了调平工序和加工成本，能源耗损大； (2) 反复高温堆焊及调平对铬钼合金钢锻件的力学性能是严重的损伤，使硬度明显提高，塑性和韧性降低，低温冲击韧性也比较难保证；(3) 堆焊层质量难控制，只要堆焊层中存在细小的夹杂或气孔未被发现处理，介质就会滲进去对基体金属形成腐蚀，这些缺陷与堆焊操作水平、钢带的成分均衡性、钢带的几何尺寸均匀性、被堆焊件的几何形状均匀性等均有关系；(4) 第一层复合层的堆焊过程在一定程度上熔化了管板的基体金属，对管板的强度有所削弱，之所以要堆焊两层，其实两层的材质不完全一样，就是把第一层设计成基体金属和第二层之间的过渡层，避免第二层对基体金属的直接稀释，最有效的耐腐蚀层是第二层。总之，带极堆焊是一种熔化极电焊，成本高、辅助工序多、生产周期长、技术难掌握、堆焊质量较差的复合工艺。

发明内容

本实用新型的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种成本低、易操作、复合层焊接质量好的含爆炸复合层的对接焊管板。

本实用新型的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种成本低、易操作、复合层焊接质量好的换热器。

本实用新型的目的之一通过以下技术方案实现：

提供了一种含爆炸复合层的对接焊管板，包括管板基体，管板基体与其他部件对接焊的端面为焊接面，焊接面紧贴管板基体的内环面处设有轴向凸出的对接凸台，焊接面爆炸焊接有复合金属层。

其中，焊接面通过缓冲斜坡来连接对接凸台。

其中，焊接面与缓冲斜坡的连接处为圆滑的弧形。

其中，缓冲斜坡的坡面为圆锥面或者微球面。

其中，缓冲斜坡的倾斜角度小于45度。

其中，对接凸台远离管板基体的内环面的一侧设有环形的斜面，焊接面通过缓冲斜坡来连接斜面，缓冲斜坡和斜面在同一平面上。

其中，缓冲斜坡的倾斜角度不大于30度。

其中，管板基体的内环面设有用于加固对接凸台的加强部。

其中，对接凸台与管板基体为一体成型结构。

本实用新型的目的之二通过以下技术方案实现：

提供了一种换热器，包括对接焊管板，该对接焊管板为所述对接焊管板。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的对接焊管板，其结构包括管板基体，管板基体与其他部件对接焊的端面为焊接面，焊接面紧贴管板基体的内环面处设有轴向凸出的对接凸台，焊接面爆炸焊接有复合金属层。复合金属层通过爆炸焊接工艺贴合在管板基体，不仅贴合的牢固好，易操作，而且成本较低。对接凸台便于管板基体与其他部件进行对接焊接，但爆炸焊接是的爆炸波会破坏对接凸台，为此在对接凸台处设置缓冲斜坡或者加强部，能够有效防止爆炸波对对接凸台的损坏，而且缓冲斜坡还具有引导爆炸波进行向周边传播，让爆炸复合工艺得以顺利进行完毕，有效避免了对接凸台对爆炸波的阻挡。

本实用新型的换热器，其结构包括上述的对接焊管板，使得换热器不仅焊接质量好，易操作，而且成本较低。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本实用新型的实施例1中对接焊管板的结构示意图。

图2为图1的放大结构示意图。

图3为本实用新型的实施例2中对接焊管板的结构示意图。

在图1至图3中包括有：、

1-管板基体、11-焊接面、12-对接凸台、13-缓冲斜坡、14-斜面、15-斜坡部；

2-筒体；

3-复合金属层；

4-加强部。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

本实用新型的一种含爆炸复合层的对接焊管板的具体实施方式之一，如图1和图2所示，其结构包括管板基体1，管板基体1与筒体2对接焊的端面为焊接面11，焊接面11紧贴管板基体1的内环面处设有沿其轴向凸出的环形的对接凸台12，对接凸台12与管板基体1为一体成型结构，这能够增强对接凸台12的结构强度，焊接面11爆炸焊接有复合金属层3，复合金属层3可以复合在管板基体1的一端面或两端面的焊接面11，当然复合金属层3上还可以爆炸焊接有另外的复合金属层3。复合金属层3通过爆炸焊接工艺贴合在管板基体1，不仅贴合的牢固好，易操作，而且成本较低。

对接凸台12便于管板基体1与筒体2进行对接焊接，但在复合金属层3进行爆炸焊接时，其爆炸波会破坏对接凸台12，为此需要在焊接面11和对接凸台12的连接处处设置缓冲斜坡13，而且焊接面11与缓冲斜坡13的连接处为圆滑的弧形，这样缓冲斜坡13能够顺利引出爆炸波，从而能够有效防止爆炸波对对接凸台12的损坏，而且缓冲斜坡13引导爆炸波向周边传播，还可以让爆炸复合工艺得以顺利进行完毕，有效避免了对接凸台12对爆炸波的阻挡。

进一步的，缓冲斜坡13的坡面为圆锥面或者微球面。缓冲斜坡13的倾斜角度为θ2，θ2小于45度。

本实施例中，如图2和图3所示，为进一步能够减小缓冲斜坡13的倾斜角度，对接凸台12远离管板基体1的内环面的一侧设有环形的斜面14，焊接面11通过缓冲斜坡13来连接斜面14，缓冲斜坡13和斜面14在同一平面上，这使得缓冲斜坡13的倾斜角度可以设置的更小，此时倾斜角度为θ1，θ1不大于30度。在对接凸台12为30mm时，缓冲斜坡13的倾斜角度为30度，那么经计算，焊接面11周边未爆炸复合有复合金属层3的宽度约有52mm，由于该未爆炸复合有复合金属层3的面积不大，该在复合金属层3爆炸复合完毕后，采用机械设备将图2中阴影部分所示的斜坡部15全部车去或者铣去，然后采用熔化极对焊将空缺的斜坡部15补上即可。若焊接面11爆炸复合有复合金属层3是为了防换热管和管板基体1相焊接时出现异种钢焊接不利的情况，只需要在管板基体1的布管区域爆炸复合有复合金属层3即可，就不需要对焊接面11周边未复合有复合金属层3的区域进行补充焊接，也不需要将图2中阴影部分所示的斜坡部15全部车去或者铣去，只需将缓冲斜坡13加工至其平面与复合金属层3平面一致即可。

本实施例中的一种换热器，换热器包括对接焊接的管板和筒体2，管板和筒体2采用上述焊接结构和焊接过程来实施，这样不仅能够有效防止爆炸波对对接凸台12的损坏，而且缓冲斜坡13能够引导爆炸波向周边传播，可以让爆炸复合工艺得以顺利进行完毕，有效避免了对接凸台12对爆炸波的阻挡。

实施例2

发明的一种含爆炸复合层的对接焊管板的具体实施方式之二，如图3所示，本实施例与实施例1的主要技术方案相同，在本实施例中未作说明的技术特征采用实施例1进行解释，在此不做赘述，本实施例与实施例的不同在于，管板基体1的内环面设有用于加固对接凸台12的加强部4，加强部4与管板基体1为一体结构。加强部4能够增强对接凸台12的结构强度，进而提高其抵抗爆炸波冲击破坏的能力。

本实施例中的一种换热器，换热器包括对接焊接的管板和筒体2，管板和筒体2采用上述焊接结构和焊接过程来实施，这样不仅能够有效防止爆炸波对对接凸台12的损坏，而且缓冲斜坡13能够引导爆炸波向周边传播，可以让爆炸复合工艺得以顺利进行完毕，有效避免了对接凸台12对爆炸波的阻挡。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种含爆炸复合层的对接焊管板，包括管板基体，其特征在于：管板基体与其他部件对接焊的端面为焊接面，焊接面紧贴管板基体的内环面处设有轴向凸出的对接凸台，焊接面爆炸焊接有复合金属层。

2.根据权利要求1所述的一种含爆炸复合层的对接焊管板，其特征在于：焊接面通过缓冲斜坡来连接对接凸台。

3.根据权利要求2所述的一种含爆炸复合层的对接焊管板，其特征在于：焊接面与缓冲斜坡的连接处为圆滑的弧形。

4.根据权利要求1或2所述的一种含爆炸复合层的对接焊管板，其特征在于：缓冲斜坡的坡面为圆锥面或者微球面。

5.根据权利要求1或2所述的一种含爆炸复合层的对接焊管板，其特征在于：缓冲斜坡的倾斜角度小于45度。

6.根据权利要求1所述的一种含爆炸复合层的对接焊管板，其特征在于：对接凸台远离管板基体的内环面的一侧设有环形的斜面，焊接面通过缓冲斜坡来连接斜面，缓冲斜坡和斜面在同一平面上。

7.根据权利要求6所述的一种含爆炸复合层的对接焊管板，其特征在于：缓冲斜坡的倾斜角度不大于30度。

8.根据权利要求1所述的一种含爆炸复合层的对接焊管板，其特征在于：管板基体的内环面设有用于加固对接凸台的加强部。

9.根据权利要求1所述的一种含爆炸复合层的对接焊管板，其特征在于：对接凸台与管板基体为一体成型结构。

10.一种换热器，包括对接焊管板，其特征在于：该对接焊管板为权利要求1至9任一项所述对接焊管板。