管壳式换热器制造关键技术.docx

管壳式换热器制造关键技术吴海耀，王剑（天津大沽机电 管壳式换热器制造关键技术 吴海耀，王剑 （天津大沽机电设备安全工程有限公司，天津 300450） 摘要：换热器是工业生产中用来实现物料之间热量传递过程的一种设备。 其中管壳式换热器又占换 热器制造总量的 70%，管壳式换热器具有能够承受高压，整体结构紧固，拆装和维修方便的特点。 本 文主要分析了影响管壳式换热器制造质量的关键因素，结合我公司实际制造经验，提出了确保管壳 式换热器制造质量的有效措施。 关键词：加工精度；焊接；胀接；先焊后胀 doi：10.3969/j.issn.1008-1267.2014.05.013 中图分类号：TQ051.5 文献标志码：C 文章编号：1008-1267（2014）05-0036-03 制造加工精度主要包含两个方面：壳体加工成 型，管板、折流板加工。加工精度要求参照 GB151- 1999《管壳式换热器》。 2.1 壳体加工成型 2.1.1 筒节下料尺寸准确与否直接影响着筒节成 型后的几何尺寸。下料前对材料进行复核，检查材 料标记规格和外观质量合格后方可下料。下料时要 仔细检查划线和下料尺寸是否正确，要有专人检 验。加工坡口要严格控制尺寸精度，主要包括筒节 周长、板宽、对角线长度，严格控制公差在规定范围 内方可进入下道工序。 2.1.2 筒节成型和组对的质量控制是筒体制造过 程中的重要环节，它直接影响整个筒体的最终制造 质量，主要表现在筒节圆度、棱角度、筒节对接错边 量、筒节直线度要符合公差要求。 2.1.3 换热器接管及支座、鞍座等部件的定位尺寸 符合公差要求。其中最主要的是接管的垂直度及伸 出长度，这直接关系到现场管道的安装质量，以及 以后设备的可替换性，如设备尺寸误差较大，即便 能够勉强替换原有设备，也会造成接管连接应力过 大，潜在泄露隐患。 接管组装的垂直度需要进行轴向和环向检查， 并记录相应数据。对于轴向垂直度检查，应使用弯 尺和直尺测量，对于环向垂直度检查，应首先确定 两个测量基准点，该基准点应位于接管环向左右两 侧并等值。如图 1 所示。 综述 换热器是工业生产中用来实现物料之间热量 传递过程的一种设备，在化工生产中应用十分普 遍。其中管壳式换热器又占换热器制造总量的 70%，管壳式换热器与其它类型换热器相比，具有能 够承受更高压力，整体结构更加紧固，拆装和维修 更加方便的特点。我公司为国内较大型的氯碱企 业，在逐步向石化行业转型过程中，对管壳式换热 器的制造质量要求越来越高。近几年来公司投产的 VCM 二期、三期，10 万 t 双氧水，临港苯乙烯及 ABS 等装置中都大量使用了管壳式换热器，使用条件多 为高温、高压，介质危害较大，这就对换热器制造质 量提出了更高的要求，制造水平要不断提高，编制 合理的制造工艺并严格执行便成为决定确保制造 质量的关键因素。 我公司换热器制造工艺流程大致如下：下料— 板缝加工坡口—卷筒—纵缝焊接—椭圆度找正— 环 缝 焊 接—射 线 检 验—尺 寸 检 查—接 管 焊 接 里 口—壳体组装—壳体与管板焊接—穿管—管端处 理—焊 接 列 管—试 压—氦 检—胀 管—试 压—氦 检—热处理 （部分换热器）—管箱及管板密封面加 工—安装管箱—试压—外壳防腐—完工报检。 管壳式换热器制造关键因素总结起来主要有 两个方面：加工精度、焊接及胀接质量控制，以下详 细说明。 1 收稿日期：2014-03-21 作者简介：吴海耀（1977－），男，本科，工程师，主要从事生产计划工作。 加工精度 2 第 28 卷第 5 期吴海耀等：管壳式换热器制造关键技术37的、质量有保证的划槽器。焊接及胀接质量控制3换热器失效的原因多为列管与管板的连 第 28 卷第 5 期 吴海耀等：管壳式换热器制造关键技术 37 的、质量有保证的划槽器。 焊接及胀接质量控制 3 换热器失效的原因多为列管与管板的连接失 效。不管是固定管板还是浮头管板、U 形管壳式换热 器，管子与管板的连接是换热器中十分重要的结构 和环节。由于换热管和管板是换热器管程和壳程之 间的唯一屏障，因此换热管与管板连接接头质量的 好坏是管壳式换热器失效最主要的因素，也因此成 为用户和制造单位共同关注的问题。 换热器管板与管子的连接接头型式，根据换热 器的使用条件不同，分为胀接、焊接、胀接加焊接。 3.1 胀接 胀接质量的好坏主要取决于管端上径向残余 压缩应力，其值同管子与管板的材料及尺寸、是否 开槽、胀管率、管子与管板的径向间隙，表面粗糙度 等因素有关。为了得到良好和稳定的胀接性能，除 了严格控制管板的加工精度，保证管板材料与管子 材料适当的硬度差，还需正确选用胀管器、胀管动 力和控制手段，保证合适的胀度及采取合理的胀接 顺序等。 为保证胀接质量，无论是采用机械