CN207806925U - 换热器管板焊接结构 - Google Patents

Abstract

一种换热器管板焊接结构，通过在管板的通孔的进口端设置具有第一倾角的坡口，再配合通孔的管壁上设置向管壁内凹的第一弧度，第一弧度与换热管的外管壁之间形成弓形结构，使换热管与管板在胀管及后续的焊接操作时，管体不容易发生形变，保证了换热器内换热管的结构强度和性能保证，增加了产品的质量。

Description

换热器管板焊接结构

技术领域

本实用新型具体涉及换热器技术领域，具体涉及一种换热器管板焊接结构。

背景技术

目前换热器是广泛用于石油、化工、冶金等工业领域的热交换设备。在热交换器生产过程中，管板与换热管的焊接时极为重要的一环，管接头焊接质量的好坏直接决定换热器能否正常工作，绝大多数换热器的损坏和后失效都是因为焊接接头出现问题。首先，在进行焊接时容易出现管壁熔透和焊缝未熔合等焊接缺陷；其次，数量众多且密集分布的焊缝会造成焊接时管板上下不同区域存在着严重的热输入分配不均，这两个问题会造成管接头的焊接质量下降和较为严重的管板变形，对换热器的密封性造成了威胁，再次，换热器还更多的用于各种酸腐蚀环境中，甚至某些设备对焊接接头耐酸腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀性能也同样要求严格，其焊接连接质量的好坏直接关系到换热器的安全、稳定运行，可能造成直接的经济损失。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型的提供了一种换热器管板焊接结构。

本实用新型采用的技术解决方案是：一种换热器管板焊接结构，包括换热管和管板，所述的管板上设有若干通孔，所述的换热管插接在管板的通孔内，所述的管板的通孔的进口端为坡口，所述的坡口与通孔的管壁倾斜设置有第一倾角，所述的通孔的管壁上还设有向管壁内凹的第一弧度，所述的第一弧度的圆弧的上端与坡口相连，所述的第一弧度的圆弧的下端与管板下表面间存在第一间距。

所述的坡口与通孔的管壁间的第一倾角为32～48°。

所述的坡口的最左端到管壁之间为第二间距。

所述的第二间距的长度为3mm。

所述的第一弧度的圆弧的下端与管板下表面间的第一间距长度为1mm。

所述的第一弧度的半径为169mm。

所述的第一弧度与换热管的外管壁之间形成弓形，所述的弓形的高度为0.5mm。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种换热器管板焊接结构，通过在管板的通孔的进口端设置具有第一倾角的坡口，再配合通孔的管壁上设置向管壁内凹的第一弧度，第一弧度与换热管的外管壁之间形成弓形结构，使换热管与管板在胀管及后续的焊接操作时，管体不容易发生形变，保证了换热器内换热管的结构强度和性能保证，增加了产品的质量。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中1-换热管，2-管板，21-坡口，22-第一倾角，23-第一弧度，24-第一间距，25-第二间距。

具体实施方式

现结合图1对本实用新型进行进一步说明，一种换热器管板焊接结构，包括换热管1和管板2，所述的管板2上设有若干通孔，所述的换热管1插接在管板2的通孔内，所述的管板2的通孔的进口端为坡口21，所述的坡口21与通孔的管壁倾斜设置有第一倾角22，所述的坡口21与通孔的管壁间的第一倾角22为32～48°。所述的通孔的管壁上还设有向管壁内凹的第一弧度23，所述的第一弧度23的半径为169mm。所述的第一弧度23的圆弧的上端与坡口（21）相连，所述的第一弧度23与换热管1的外管壁之间形成弓形，所述的弓形的高度为0.5mm。 所述的第一弧度23的圆弧的下端与管板2下表面间存在第一间距24。所述的第一弧度23的圆弧的下端与管板2下表面间的第一间距24长度为1mm。所述的坡口21的最左端到管壁之间为第二间距25。所述的第二间距25的长度为3mm。

焊前准备

（1）焊接前，应对待焊区域表面严格清理，清除全部碳氢化合物，去除油污、锈等杂质污物，表现出金属光泽。

（2）坡口尺寸和形式属于次要因素，其变更对焊接接头性能基本影响不大，但对焊缝成形质量等有重要作用。因此，坡口尺寸按图1换热管坡口要求进行加工。

焊接方法

本试验采用自动钨极氩弧焊（GTAW），因其热源较集中，又有氩气保护冷却作用，其焊接热影响区较窄，晶粒长大倾向小，焊后不需要清渣，可以全位置焊接。且氩气保护效果好，合金元素过度系数高，焊缝成分易于控制，同时隔离了空气对熔化金属的有害作用，是奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢最合适的焊接方法。

焊接材料

本次试验评定考虑换热管与管板各方面性能因素，焊接材料全部由公司自主研发。焊丝采用基于换热管板相同材质XDS-Ⅱ的焊材，规格Φ1.0mm。

焊接工艺参数

焊接工艺参数的选择对焊接质量的好坏至关重要。本文试验考虑到为保证焊缝质量性能，采用自动钨极氩弧焊，钨极氩弧焊主要包括工艺参数具体如表3所示。

表3焊接工艺参数

操作要求及注意事项

（1）XDS-Ⅰ、XDS-Ⅱ材质对焊缝周围油污等杂物比较敏感，故焊前必须对焊缝坡口及管口位置及附近油污、杂物等清理干净直至露出金属光泽。

（2）XDS-Ⅰ、XDS-Ⅱ材质需要选择小的焊接热输入，必须严格控制。

（3）钨极氩弧焊焊枪钨棒锥度磨成60°左右，保证电弧集中稳定，同时调整好钨极伸出喷嘴长度，对于管板焊接角焊缝伸出长度选择3～4mm，以更好的保护熔池，提高焊缝质量。

（4）为防止熔池合金元素烧损和氧化，保护气体氩气纯度要求99.99%，气体流量选择10～15L/min。

（5）试件在室内焊接，采取防风和换气措施，保证焊接环境不受影响。

焊接记录

焊接事项准备完成后，将管板和换热管样固定，伸出长度3～5mm，并调整均匀。焊接试件人员应取得相应焊工证书，并有焊接换热管板的经验，焊接时必须严格按照焊接作业指导书的工艺参数和顺序要求施焊。实际焊接参数记录如表4所示。

表4施焊记录

焊接检验

焊接完成后，对焊接试件进行检验，由于角焊缝受力较小，因此主要进行外观检验、渗透检测及角焊缝厚度测定。任取呈对角线位置的两个管接头切开，两切口互相垂直，切口一侧面应通过换热管中心线，该侧面即为金相检验面，共有7个，其中应包括一个取自接弧处，焊缝根部应焊透不允许有裂纹、未熔合，试样切片焊缝根部位置熔合良好，无裂纹和未熔合等缺陷，均符合要求。

外观检测

外观检查要求焊缝平整光滑，焊缝均匀，表面无肉眼可见裂纹。试样焊缝经检验复合要求。

结果与评价

换热管板焊缝外观及宏观金相形貌良好，无裂纹、未熔合、未焊透等缺陷，焊缝合格。焊缝切面微观金相组织热影响区与熔合区过度良好，无过烧组织、无淬硬马氏体组织、无网状析出物和网状组织。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种换热器管板焊接结构，包括换热管（1）和管板（2），所述的管板（2）上设有若干通孔，所述的换热管（1）插接在管板（2）的通孔内，其特征在于，所述的管板（2）的通孔的进口端为坡口（21），所述的坡口（21）与通孔的管壁倾斜设置有第一倾角（22），所述的通孔的管壁上还设有向管壁内凹的第一弧度（23），所述的第一弧度（23）的圆弧的上端与坡口（21）相连，所述的第一弧度（23）的圆弧的下端与管板（2）下表面间存在第一间距（24）。

2.根据权利要求1所述的换热器管板焊接结构，其特征在于，所述的坡口（21）与通孔的管壁间的第一倾角（22）为32～48°。

3.根据权利要求1所述的换热器管板焊接结构，其特征在于，所述的坡口（21）的最左端到管壁之间为第二间距（25）。

4.根据权利要求3所述的换热器管板焊接结构，其特征在于，所述的第二间距（25）的长度为3mm。

5.根据权利要求1所述的换热器管板焊接结构，其特征在于，所述的第一弧度（23）的圆弧的下端与管板（2）下表面间的第一间距（24）长度为1mm。

6.根据权利要求1所述的换热器管板焊接结构，其特征在于，所述的第一弧度（23）的半径为169mm。

7.根据权利要求1所述的换热器管板焊接结构，其特征在于，所述的第一弧度（23）与换热管（1）的外管壁之间形成弓形，所述的弓形的高度为0.5mm。