双管板换热器制造工艺.doc

双管板换热器制造工艺

更新日期:2009-9-9
近年来,本厂成功制造了数台固定管板式和U形管式双管板换热器(推荐:板式换热器。2003年为上海某公司制造的四***化碳装置中的急冷器是1台固定管板式换热器,属于第三类压力容器。换热面积为573m2,其结构见图1,技术参数见表1。
 

急冷器壳体尺寸Dg1065mm×14mm×5855mm,材料为16MnR。外侧管板尺寸1210mm×60mm,内侧管板尺寸1093mm×55mm,材料均为16Mn(锻Ⅲ)。总共有1643根19mm×2mm×6100mm的换热管,材料为10号优质碳素钢。急冷器为双管板结构,具有一定的制造难度,现对其制造工艺进行简要介绍。
1双管板结构双管板是目前较新的结构,见图2。在位于换热管的端部有1块管板,称为外侧管板,兼作设备法兰,分别与换热管及管箱法兰相连接。在距换热管端部比较近的位置还有1块管板,称为内侧管板,分别与换热管及壳程相连接。外侧管板与内侧管板之间有一定的距离,用哈呋短节相连,组成不承受压力的隔离腔。双管板结构的特征是,2块管板把管程与壳程的介质完全分隔开。每块外侧管板的背面均有和隔离腔相连通的位置对称的2个排泄孔。内侧管板2背面(与壳体焊接面)有12个拉杆螺孔。外侧管板1和内侧管板1组成第1组双管板,外侧管板2和内侧管板2组成第2组双管板。(1)双管板间距隔离腔不与管程、壳程相连通,不承受介质压力,但承受设备的机械载荷与热载荷。隔离腔的承载能(推荐:太阳能)力主要取决于双管板间距。对固定式双管板进行壳程水压试验时,内侧管板与换热管连接处可能存在泄漏,故在确定双管板间距时必须考虑观察、检漏所需要的最小空间。图样中的双管板间距为13mm,根据制造经验,将其调整为50mm。
(2)内侧管板管孔的胀管槽尺寸内侧管板与换热管的连接质量是双管板结构换热器制造的关键,而拉脱力与密封性能是衡量接头连接质量的主要指标。在GB151-1999《管壳式换热器》中,胀管槽的宽度规定为3mm,但也指出,根据不同的胀接方法可以适当修改。图样中内侧管板管孔的胀管槽宽度是3mm,深度是0 5mm,第1道胀管槽距管板端面8mm,第2道胀管槽的尺寸链为8mm3mm6mm3mm。根据液压胀接经验和胀管试验,胀管槽深度仍定为0 5mm,但将胀管槽的宽度调整为5mm。第2道胀管槽的尺寸链调整为13mm5mm10mm5mm。
(3)管子伸出管板面长度图样中管子伸出管板面的长度是1mm,符合GB151-1999的规定。而国外进口用于高温、高压、易燃、有毒或较强腐蚀性等介质的换热器,管子伸出管板面的长度普遍为4~5mm。结合制造尿素装置换热器的经验以及换热管的特点,将管子伸出管板面的长度调整为3~4mm。采用氩弧焊焊接2层,管壁不允许过烧或焊通,且管头不能有咬边,保持管端圆整无缺。
(4)管板与管子硬度差液压胀接会使换热管发生塑性变形,管板产生弹性变形。而胀接目的是为了让换热管与管板之间获得足够的残余接触应力。因此,管板材料的屈服强度与硬度必须大于换热管材料的屈服强度与硬度。保持管板与管子之间一定的硬度差是改善胀接质量的重要途径之一,通常将硬度差控制在HB30左右。
2制造要点控制4块管板的同心度、平行度、扭曲度及其与壳体轴线的垂直度,可保障设备的制造质量,也可保障换热管与管