JPS58213186A - 空冷熱交換器の製造方法 - Google Patents

空冷熱交換器の製造方法

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JPS58213186A
JPS58213186A JP9629582A JP9629582A JPS58213186A JP S58213186 A JPS58213186 A JP S58213186A JP 9629582 A JP9629582 A JP 9629582A JP 9629582 A JP9629582 A JP 9629582A JP S58213186 A JPS58213186 A JP S58213186A
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JP
Japan
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welding
tube
heat
heat exchanger
air
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JP9629582A
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JPH0232558B2 (ja
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Akio Dewa
出羽 昭夫
Takeshi Ishihara
石原 猛
Shigeaki Kiyama
木山 繁昭
Takeshi Kotani
武史 小谷
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空冷熱交換器の製造方法に関し、特に管と管板
の洩れ止め溶接を作業性良好で、かつ信頼性高く行う方
法に関する。
第1図は従来の空冷熱交換器を示す説明図である。
第1図において、1はヘッダ、2は伝熱管で、これには
伝熱性能をあげるためにフィン3が接線的かしめ、ある
いは巻きつけ、転勤加工等により数句けられている1、
4は冷却すべき流体が出入りするノズル、5けヘッダ、
1を相克てるための溶接金属、6はヘッダ1に伝熱管2
を取付ける際に行う拡管や溶接8作業を行うためのプラ
グ穴で、この穴6は製作段階以外はプラグ7で閉鎖され
ている。なお、溶接8は伝熱管2をヘッダ1に取付ける
と共に、内部流体の洩れを防ぐ作用をもなしており、9
で示す部分は管孔9′と伝熱管2の隙間をなくすため拡
管されているのが普通である。
伝熱管2は小径のため、内圧に対しては十分な強さを持
っており、耐食性のみを重視した材料選定を行えばよい
一方、ヘッダ1は内圧に対して弱い構造(角形で、且つ
寸法が大なるため、円形断面の管2に比し弱いつとなっ
ているため、耐食性と強度とを重視した材料選定を行わ
なければならない。
この結果、耐食性が犠牲になることがあるが、この場合
には、溶接8の後に熱処理をして而」食性の改善を計る
ことが行われる。
ただし、この熱処理は、プラグ穴6を通して、且つ溶接
8に接近したフィン6に熱影響を与えることな〈実施す
る必要があるため、極めて困難で、不十分な熱処理に終
ることが多く、使用中に割1tl−ラブルを起す等の問
題が生じていた。
このことは、ヘッダ1が溶接低温割れを起し易い相料で
製作されている場合も同様で、このヘッダ1の溶接低温
割れを防ぐためには、熱影響部の硬化防止および金属中
の馬の除去を計るべく予熱および溶接直後の熱処理が必
要であるが、伝熱性能を上げる目的で銅やアルミニウム
等の材料がフィン3に用いられており、これらは熱に弱
いため、十分か加熱ができず、ヘッダ1の溶接低塩割れ
の可能性もあった。
なお、以上の困雌さを具体的に示すための一例を次に示
す。
内部流体: H2S 、 CO2,CL”’ 、、H2
Oを含むLNGで、圧力200kg/Crl′]2G 材質:ヘツダト・・5US410S 伝熱管2−、− B−bri、te %jffl (2
6Or−IMolA)フィン5・・・アルミニウム 溶接8  ・= Inco 8Z 溶接8予熱温度:60〜150℃ 溶接8直後熱処理湛度:350℃ 溶接8焼鈍温度=670℃ 加熱方法ニブラグ穴6からトーチを入れ、カスバーナに
より溶接8を局部加熱。
フィン3側の保獲:加熱時間を極〈短時間にし、温度上
昇を防ぐか、 フィン3部に空気か水を かけて冷却する。(これ らは溶接8部の温度を下 げ、不十分な熱処理に終 る可能性がある。) 本発明は、以上の諸点に鑑み、 (1)十分な熱処理をしてヘッダの耐応力腐食割れ性を
改善し、信頼性を向上すること、(2)作業性を改善す
ること、 (3)  溶接割れを防止すること、 を目的としてなされたものである。
すなわち本発明は、ヘッダのうち洩れ止め溶接する部分
(すなわち管板部)のほぼ全面、あるいは管孔のAわり
のみに、金属を、拡散接合、爆発圧着、熱間圧着等によ
りクラッドしたり、あるいは溶接肉盛等して、伝熱管(
以下、フイ理を施しておき、フィンチューブ取付は後は
洩ンチューブという)を取付ける前に所定の熱槽゛・ 
  れ止め溶接熱を除いては100℃以上の加熱処理を
必要としない空冷熱交換器の製造方法に関するものであ
る。
上記の本発明方法によれば、 (1)  フィンチューブの熱によるゆるみが斤く、(
2)  洩れ市め溶接の温度が低く、作業性が著しく改
善され、 (3)  熱処理が効率的に実施でき、信頼性が高い、
等の効果を奏し得る8 本発明方法は、空冷熱交換器、シェル・アンド・チュー
ブ型熱交換器等に適用することができる。
以下、添付図面等を参照して本発明方法を詳細に説明す
る。
第2図(a)〜(C)は、本発明方法の一実施kv様例
を示す1ン1で、洩れ止め溶接8に先立って(7”1′
・板1゜13.14の管孔9′の周囲のみに局部的に肉
盛溶接IQ、11.12を行っておく場合である。
第2図(a)は一般の空冷熱交換器1.J′1.2図(
bl 。
(c)は高圧空冷熱交換器のヘッダ部分を示している。
このうち、第2図(c)は特、に管孔9′の存在が強度
上問題になる場合であり、洩れ止め溶接8は外側から行
われる。
肉盛溶接1(1,11,12は、オーステナイト系ステ
ンレス鋼(例えばSUS 309 等)やNi −Fe
  合金(例えばlNC082等)が用いらノ土る。な
お、管板1は前記の第1図と同じ形状のヘッダを、管板
13.14は円筒型ヘッダを示ヘッダ、すなわち管板1
,13.14の材質は、前記したように溶接低温割れの
感受性を示すため、洩れ止め溶接にあたっては、予熱、
直後熱処理が必要である。一方、熱影響部は、溶接熱ザ
イクルによって硬化するため、焼鈍によつてI+11え
ばHBく240 になるようr(硬度を下けてやらない
と応力腐食割れを起す可能性がある。これらを前記した
従来方式で守るには、前記したように神々の問題があり
、特に重大な問題は洩れ止め溶接部8に接近して熱に弱
いフィン3があることである。この問題はフィン3を取
付けてからはできるだけ熱を加えないことで解決できる
そこで本発明では、フィンチューブ取付は後には洩れ止
め溶接だけを行ない、この溶接熱以外の熱を加えなぐて
もよいような全尿10,11゜12を予め肉盛溶接して
おくのである。溶接熱たけであれは、フィン3(フィン
3迄の距hv t((第1図参冊))を50 mm  
程度にしておけば)に影響はない。
肉盛溶接10,11.12の材質は、上記したようにオ
ーステナイト系ステンレス鋼やN1合金等のようにヘッ
ダ1,13.14材質(一般ニ、SUS 410等のフ
ェライト系ステンレス鋼、炭素鋼、あるいUま2 、/
4 Cr −、IMo 鋼等の低合金鋼等が用いられる
)上に肉盛浴接(あるいは後述するようにクラッド)で
きるもので、管板か管のどちらか強度の低い方の強度以
上を有し、150℃以下の予熱で洩れ止め溶接した時に
熱処理なしでHB(240の硬度を示し、かつ管板材質
と1司等以上の耐食性を有するものが使用される。
なお、第2図(a)〜(C)に示す方法で空冷熱交換器
を製造する全工程の一例は次の通りである。
ヘッダ1,13.14組立溶接−管孔9′、プラグ穴6
の孔明は一管板1,15.14の予熱(60〜b 10.11,12→直後熱処理(650°C1全体)−
焼鈍(670℃、全体〕−胃管孔′の仕上加ニーフィン
チューブ(2,3)の挿入−拡管一洩れ止め溶接8−検
査 第3図および第4図は本発明方法の他の実施態様例を示
す図で、第3図は管板1の全面に肉 。
盛溶接15する場合、第4図はクラッド(熱間圧接、爆
着、拡散接合)16された管板1を使用する場合である
。肉盛溶接15、クラッド16の材質は、上記の第2図
(a)〜(b)の肉盛溶接10゜11.12と同じであ
る。肉盛溶接15、クラッド16は、第6,4図に示す
ように、ヘッダ1の溶接5と重ならないように10 m
m  程度周囲を残すことが望ましい。
第6,4図に示す方法で空冷熱交換器を製造する全工程
の一例は次の通りである。
第5図の場合: 板(管板1)の切断−肉盛溶接15−肉盛溶接15面の
機械加ニーヘッダ組立溶接5−焼鈍(670℃、全体〕
−胃管孔′の孔明は一フィンチューブ(2,3)の挿入
−拡管一洩れ止め溶接8−検査 第4図の場合: クラッド16加ニー板(管板1)の切断−ヘソダ組立溶
接5−焼鈍(670℃、全体)−管孔9′の孔明は−フ
インチューブ(2,3)の挿入−拡管一洩れ止め溶接8
−検査 以上詳述した本発明方法に、よる効果をまとめて示す。
(1)  フィンチューブが取付けられる前に直後熱処
理、焼鈍を行うので、これらの熱処理を全体について1
回たけ行えばよい(従来は、1本1本のフィンチューブ
取付は毎に行わなければならなかった〕。また従来のよ
うにプラグ穴から通したバーナ等による局部熱処理でな
く、炉等に入れて全体熱処理であるため、信頼性が高い
(2)細かい操作条件が要求される洩れ止め溶接が予熱
なしで行えるため、作業性がよく、効率的である。
(3)  フィンがゆる贅ない。
(4)第3.4図に示すような全面肉盛、クラッド方式
によれば、管板が1枚の板の段階で全面肉盛、クラッド
が行えるため、より作業性が良く、信頼性も高い。捷た
熱処理も容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は通′帛の空冷熱交換器の構成の一例を示す図1
.J42〜4図は本発明方法の一実施態様例を示す図で
ある。 復代理人  内 1)  明 復代理人  萩 原 亮 − 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 空冷熱交換器の管と管板の洩れ止め溶接に先立ち、管板
    上の全面又は管孔の周囲のみに、金属を肉盛溶接又はク
    ラッドしておき、次いで管を挿入後、前記の洩れ止め溶
    接を行うことを特徴とする空冷熱交換器の製造方法。
JP9629582A 1982-06-07 1982-06-07 空冷熱交換器の製造方法 Granted JPS58213186A (ja)

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JPH0232558B2 JPH0232558B2 (ja) 1990-07-20

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