本發(fā)明涉及熱交換設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種含爆炸復(fù)合層的對接焊管板及具有其的換熱器。

背景技術(shù)：

管殼式列管換熱器是應(yīng)用最廣泛的熱交換器，一般由管束與殼體、管箱等組成。成排的高效換熱管通過支持板支持，兩端穿進(jìn)管板的管孔中與管板相連接，保證接頭的密封性和強(qiáng)度，即可組成一臺管束，通過管束與管箱的隔板組合，可以把換熱管分成幾個(gè)流程，以便介質(zhì)在換熱管內(nèi)來回流動，延長換熱路程，增加換熱時(shí)間，充分與管外的殼程介質(zhì)換熱。

如果換熱管內(nèi)是冷介質(zhì)，換熱管外是強(qiáng)制對流的煙氣，則組成一個(gè)加熱器，如果換熱管內(nèi)是熱介質(zhì)，換熱管外是強(qiáng)制對流的空氣，則組成冷卻器，但兩者均是換熱器的一種。這種換熱器制造工藝成熟，在換熱設(shè)備中是關(guān)鍵的能耗設(shè)備，廣泛應(yīng)用于換熱介質(zhì)是中溫中壓及其以下的操作工況。

管板主體是一塊圓餅狀鍛件，中間按一定的間距鉆有很多圓孔，圓孔直徑略大于換熱管外徑，換熱管插入這些管孔中，換熱管的端頭與管孔邊緣焊接密封，管板外圓周再與兩側(cè)的管程筒體、殼程筒體分別密封，即可把管程介質(zhì)和殼程介質(zhì)分離開，這樣管程介質(zhì)和殼程介質(zhì)可以通過壁厚很薄的換熱管進(jìn)行熱量交換。

目前隨著石油資源的匱乏，對原油的煉制工藝上日益高溫高壓化以企充分利用資源，在高溫高壓工況下運(yùn)行的管殼式列管換熱器其主體材料一般是高等級鉻鉬鋼，根據(jù)國家法規(guī)tsgr0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、國家標(biāo)準(zhǔn)gb150-1998《鋼制壓力容器》、gb151-1999《管殼式換熱器》的有關(guān)規(guī)定，管板屬于主要受壓元件，其材料屬于高強(qiáng)度合金鋼，合金元素含量較高，脆硬傾向和冷裂傾向較大，焊接時(shí)要考慮馬氏體冷卻速度不能太快，以免產(chǎn)生冷裂紋；另外，在焊后冷卻過程中，熱影響區(qū)易出現(xiàn)冷塑性的脆性組織，使硬度明顯提高，塑性和韌性降低，低溫沖擊韌性也比較難保證，所以要嚴(yán)格控制焊后熱處理的溫度和時(shí)間。焊接過程中，應(yīng)適當(dāng)控制焊接線能量不能太大或過小，以免焊接接頭易出現(xiàn)脆硬傾向而降低韌性。另外，還要嚴(yán)格控制預(yù)熱溫度和層間溫度，防止冷裂紋的產(chǎn)生。

現(xiàn)有技術(shù)中，管箱與管板之間的密封結(jié)構(gòu)一般是螺栓法蘭的形式，不能用于高溫高壓工況。高溫高壓換熱器管箱的理想結(jié)構(gòu)為管箱和管板是由同一件大型鍛件加工出來的一體化整體結(jié)構(gòu)，管箱和管板之間沒有薄弱的環(huán)焊縫，但是這種大鍛件成本很高、加工成管箱的技術(shù)裝備要求高，所以高溫高壓換熱器管箱的常用結(jié)構(gòu)為管箱與管板的一半結(jié)構(gòu)為焊接固接，管箱與管板的另一半結(jié)構(gòu)為螺栓法蘭密封結(jié)構(gòu)。管箱筒節(jié)與管板之間的焊接結(jié)構(gòu)一般采用角接焊接密封或者搭接焊接密封，但是當(dāng)管板同時(shí)需要復(fù)合一層耐腐蝕金屬層時(shí)，一般只能采用傳統(tǒng)的帶極堆焊工藝，帶極堆焊工藝技術(shù)存在如下問題：(1)反復(fù)高溫堆焊使管板毛坯凹凸變形，增加了調(diào)平工序和加工成本，能源耗損大；(2)反復(fù)高溫堆焊及調(diào)平對鉻鉬合金鋼鍛件的力學(xué)性能是嚴(yán)重的損傷，使硬度明顯提高，塑性和韌性降低，低溫沖擊韌性也比較難保證；(3)堆焊層質(zhì)量難控制，只要堆焊層中存在細(xì)小的夾雜或氣孔未被發(fā)現(xiàn)處理，介質(zhì)就會滲進(jìn)去對基體金屬形成腐蝕，這些缺陷與堆焊操作水平、鋼帶的成分均衡性、鋼帶的幾何尺寸均勻性、被堆焊件的幾何形狀均勻性等均有關(guān)系；(4)第一層復(fù)合層的堆焊過程在一定程度上熔化了管板的基體金屬，對管板的強(qiáng)度有所削弱，之所以要堆焊兩層，其實(shí)兩層的材質(zhì)不完全一樣，就是把第一層設(shè)計(jì)成基體金屬和第二層之間的過渡層，避免第二層對基體金屬的直接稀釋，最有效的耐腐蝕層是第二層?？傊瑤O堆焊是一種熔化極電焊，成本高、輔助工序多、生產(chǎn)周期長、技術(shù)難掌握、堆焊質(zhì)量較差的復(fù)合工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種成本低、易操作、復(fù)合層焊接質(zhì)量好的含爆炸復(fù)合層的對接焊管板。

本發(fā)明的目的之二在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種成本低、易操作、復(fù)合層焊接質(zhì)量好的換熱器。

本發(fā)明的目的之一通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

提供了一種含爆炸復(fù)合層的對接焊管板，包括管板基體，管板基體與其他部件對接焊的端面為焊接面，焊接面緊貼管板基體的內(nèi)環(huán)面處設(shè)有軸向凸出的對接凸臺，焊接面爆炸焊接有復(fù)合金屬層。

其中，焊接面通過緩沖斜坡來連接對接凸臺。

其中，焊接面與緩沖斜坡的連接處為圓滑的弧形。

其中，緩沖斜坡的坡面為圓錐面或者微球面。

其中，緩沖斜坡的傾斜角度小于45度。

其中，對接凸臺遠(yuǎn)離管板基體的內(nèi)環(huán)面的一側(cè)設(shè)有環(huán)形的斜面，焊接面通過緩沖斜坡來連接斜面，緩沖斜坡和斜面在同一平面上。

其中，緩沖斜坡的傾斜角度不大于30度。

其中，管板基體的內(nèi)環(huán)面設(shè)有用于加固對接凸臺的加強(qiáng)部。

其中，對接凸臺與管板基體為一體成型結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的之二通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

提供了一種換熱器，包括對接焊管板，該對接焊管板為所述對接焊管板。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的對接焊管板，其結(jié)構(gòu)包括管板基體，管板基體與其他部件對接焊的端面為焊接面，焊接面緊貼管板基體的內(nèi)環(huán)面處設(shè)有軸向凸出的對接凸臺，焊接面爆炸焊接有復(fù)合金屬層。復(fù)合金屬層通過爆炸焊接工藝貼合在管板基體，不僅貼合的牢固好，易操作，而且成本較低。對接凸臺便于管板基體與其他部件進(jìn)行對接焊接，但爆炸焊接是的爆炸波會破壞對接凸臺，為此在對接凸臺處設(shè)置緩沖斜坡或者加強(qiáng)部，能夠有效防止爆炸波對對接凸臺的損壞，而且緩沖斜坡還具有引導(dǎo)爆炸波進(jìn)行向周邊傳播，讓爆炸復(fù)合工藝得以順利進(jìn)行完畢，有效避免了對接凸臺對爆炸波的阻擋。

本發(fā)明的換熱器，其結(jié)構(gòu)包括上述的對接焊管板，使得換熱器不僅焊接質(zhì)量好，易操作，而且成本較低。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1中對接焊管板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例2中對接焊管板的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖1至圖3中包括有：、

1-管板基體、11-焊接面、12-對接凸臺、13-緩沖斜坡、14-斜面、15-斜坡部；

2-筒體；

3-復(fù)合金屬層；

4-加強(qiáng)部。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

本發(fā)明的一種含爆炸復(fù)合層的對接焊管板的具體實(shí)施方式之一，如圖1和圖2所示，其結(jié)構(gòu)包括管板基體1，管板基體1與筒體2對接焊的端面為焊接面11，焊接面11緊貼管板基體1的內(nèi)環(huán)面處設(shè)有沿其軸向凸出的環(huán)形的對接凸臺12，對接凸臺12與管板基體1為一體成型結(jié)構(gòu)，這能夠增強(qiáng)對接凸臺12的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，焊接面11爆炸焊接有復(fù)合金屬層3，復(fù)合金屬層3可以復(fù)合在管板基體1的一端面或兩端面的焊接面11，當(dāng)然復(fù)合金屬層3上還可以爆炸焊接有另外的復(fù)合金屬層3。復(fù)合金屬層3通過爆炸焊接工藝貼合在管板基體1，不僅貼合的牢固好，易操作，而且成本較低。

對接凸臺12便于管板基體1與筒體2進(jìn)行對接焊接，但在復(fù)合金屬層3進(jìn)行爆炸焊接時(shí)，其爆炸波會破壞對接凸臺12，為此需要在焊接面11和對接凸臺12的連接處處設(shè)置緩沖斜坡13，而且焊接面11與緩沖斜坡13的連接處為圓滑的弧形，這樣緩沖斜坡13能夠順利引出爆炸波，從而能夠有效防止爆炸波對對接凸臺12的損壞，而且緩沖斜坡13引導(dǎo)爆炸波向周邊傳播，還可以讓爆炸復(fù)合工藝得以順利進(jìn)行完畢，有效避免了對接凸臺12對爆炸波的阻擋。

進(jìn)一步的，緩沖斜坡13的坡面為圓錐面或者微球面。緩沖斜坡13的傾斜角度為θ2，θ2小于45度。

本實(shí)施例中，如圖2和圖3所示，為進(jìn)一步能夠減小緩沖斜坡13的傾斜角度，對接凸臺12遠(yuǎn)離管板基體1的內(nèi)環(huán)面的一側(cè)設(shè)有環(huán)形的斜面14，焊接面11通過緩沖斜坡13來連接斜面14，緩沖斜坡13和斜面14在同一平面上，這使得緩沖斜坡13的傾斜角度可以設(shè)置的更小，此時(shí)傾斜角度為θ1，θ1不大于30度。在對接凸臺12為30mm時(shí)，緩沖斜坡13的傾斜角度為30度，那么經(jīng)計(jì)算，焊接面11周邊未爆炸復(fù)合有復(fù)合金屬層3的寬度約有52mm，由于該未爆炸復(fù)合有復(fù)合金屬層3的面積不大，該在復(fù)合金屬層3爆炸復(fù)合完畢后，采用機(jī)械設(shè)備將圖2中陰影部分所示的斜坡部15全部車去或者銑去，然后采用熔化極對焊將空缺的斜坡部15補(bǔ)上即可。若焊接面11爆炸復(fù)合有復(fù)合金屬層3是為了防換熱管和管板基體1相焊接時(shí)出現(xiàn)異種鋼焊接不利的情況，只需要在管板基體1的布管區(qū)域爆炸復(fù)合有復(fù)合金屬層3即可，就不需要對焊接面11周邊未復(fù)合有復(fù)合金屬層3的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)充焊接，也不需要將圖2中陰影部分所示的斜坡部15全部車去或者銑去，只需將緩沖斜坡13加工至其平面與復(fù)合金屬層3平面一致即可。

本實(shí)施例中的一種換熱器，換熱器包括對接焊接的管板和筒體2，管板和筒體2采用上述焊接結(jié)構(gòu)和焊接過程來實(shí)施，這樣不僅能夠有效防止爆炸波對對接凸臺12的損壞，而且緩沖斜坡13能夠引導(dǎo)爆炸波向周邊傳播，可以讓爆炸復(fù)合工藝得以順利進(jìn)行完畢，有效避免了對接凸臺12對爆炸波的阻擋。

實(shí)施例2

發(fā)明的一種含爆炸復(fù)合層的對接焊管板的具體實(shí)施方式之二，如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的主要技術(shù)方案相同，在本實(shí)施例中未作說明的技術(shù)特征采用實(shí)施例1進(jìn)行解釋，在此不做贅述，本實(shí)施例與實(shí)施例的不同在于，管板基體1的內(nèi)環(huán)面設(shè)有用于加固對接凸臺12的加強(qiáng)部4，加強(qiáng)部4與管板基體1為一體結(jié)構(gòu)。加強(qiáng)部4能夠增強(qiáng)對接凸臺12的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)而提高其抵抗爆炸波沖擊破壞的能力。

本實(shí)施例中的一種換熱器，換熱器包括對接焊接的管板和筒體2，管板和筒體2采用上述焊接結(jié)構(gòu)和焊接過程來實(shí)施，這樣不僅能夠有效防止爆炸波對對接凸臺12的損壞，而且緩沖斜坡13能夠引導(dǎo)爆炸波向周邊傳播，可以讓爆炸復(fù)合工藝得以順利進(jìn)行完畢，有效避免了對接凸臺12對爆炸波的阻擋。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。