管槽结构尺寸对换热器管子与管板胀接性能影响的试验研究.pdfVIP

试 验 研 究 管槽结构尺寸对换热器管子与管板胀接性能 影响的试验研究 !#$% %’# (#)#%*+$,- .+/#0 %’# (*1# 2 %’# !34,25+26 7,4,8+-+-%9 %’# :;8# % :;8#0’##% =+2%0 #,% !3$’,26#*0 南京工业大学机械工程学院 李 磊 王海峰 桑芝富 ?2+1#*0+%9 7+2$+22,%+，?.@ 孙 俊 本文着重对换热器管子与管板胀接接头的结构和强度进行了试验研究。试验研究比较了机械 和液压两种胀接方式对胀接性能的影响。分析比较了不同槽宽、槽位置、槽深度的单管模型拉脱 力和泄漏情况。并将试验结果与理论计算和有限元数值计算结果进行比较，并得出了结论，为实 际工程设计、制造规范的修订提供更加详尽的参考数据。 关键词：管子与管板连接 液压胀接 机械胀接 拉脱力 胀槽 管壳式热交换器是石油化工、能源等工业部门 残余应力，主要采用应力腐蚀试验， 射线衍射试 H ［］ 应用最广泛的过程设备之一。大多数热交换器的失 验等。I#+20%$J D 等对应变强化和材料随温度变化 效都发生在管子与管板的连接接头处。换热器失效 的特性等因素进行了理论和试验上的探讨。国内的 ［］ 可能导致严重的生产事故及造成工厂的停产等。因 颜惠庚C 等人也曾对液压胀接开展了一些试验研 此，对管子与管板连接结构进行研究，制定出详 究，利用液袋式液压胀管机，以不同的胀接压力对 尽、合理的设计、制造及质量控制措施，延长设备 单管模型进行了胀接。同时用弹性卸载法测定单管 的操作周期和使用寿命，对于安全、稳定的生产具 胀接模型的液压胀接接头的残余接触压力。在换热 有十分重要的意义。 器制造的有关规范中，对开槽的结构尺寸作了具体 ［］ 的规定。在 L 管子与管板的连接主要有胀接、焊接、胀焊并 (KALA—ABBB 《钢制管壳式换热器》 用、粘胀连接和螺纹连接等。但传统的胀接方法仍 中，规定了管板的槽宽为D))，深度为M NL))。以 然是目前应用最广泛的方法。胀接所采用的方法又 上规定是人们多年来对机械胀管经验的总结，但该 分为液压胀接和机械胀接等。胀接过程是一个复杂 规定是否适用于新型的液压胀接技术，需要由试验 的接触过程，对于胀接过程和胀后残余应力及拉脱 和研究来回答。由于液压胀接属于柔性胀接，管子 力及耐压能力的研究，仍是一个重要的研究课题。 的变形规律与机械胀接时不一样。目前，国内外的 在试验研究方面，ABCD 年美国的 (5+#* 和 学者主要研究了槽宽的影响。如在液压胀接时，当 ［］ .$’#00E A 对胀管接头的应力和变形作了初步的试 管子外径为 !FL))，壁厚为F NM O F NL)) 时，竹