一種熱交換器換熱管板接頭的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種換熱管與管板的接頭結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種熱交換器上的換熱管與管板的接頭。
[0002]【背景技術(shù)】:
管殼式熱交換器(也稱換熱器)是能源、化工、石化等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛的過程裝備之一，從形式上進(jìn)行劃分，可將換熱器分為臥式和立式兩種，在工程實際應(yīng)用中，管殼式換熱器最薄弱、最易受到破壞的往往是管子與管板的連接接頭處，因為它會由于介質(zhì)腐蝕、流體振動、溫差應(yīng)力、介質(zhì)壓力差或制造中的缺陷等原因而發(fā)生泄漏，甚至使管子脫離管板，換熱器管子與管板接頭處失效，輕則造成能源、化工、石化等企業(yè)頻繁進(jìn)行換熱器維修，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致發(fā)生事故而停產(chǎn)，因此，對管子與管板連接結(jié)構(gòu)及工藝進(jìn)行研究，提高連接接頭性能可靠性和使用壽命是當(dāng)前以及今后壓力容器行業(yè)研究的重要課題，相比于臥式管殼式換熱器，立式管殼式換熱器的上管板和管頭處由于介質(zhì)積液的原因，更容易被腐蝕破壞，這是因為，以當(dāng)前國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)難以做到管頭和管板齊平，使得立式管殼式換熱器在工程應(yīng)用中由于管子與管板接頭處易造成介質(zhì)積液，時間久了，滯留在該處的介質(zhì)濃度就非常高，造成該區(qū)域的腐蝕條件強(qiáng)化，增加了該區(qū)域的腐蝕速率，為了解決這個問題，目前壓力容器行業(yè)中有少數(shù)企業(yè)采用將管子與管板焊接后再通過銑床將高出的焊縫銑去，但是這種方法的不足之處也是很明顯的:首先，當(dāng)全部管子和管板焊接完成以后，管板會存在不同程度的變形，因此將高出的焊縫銑去的同時也會將管板凸出部分銑平，為了保證管板的厚度，那就必須增加管板的厚度；其次，將管子與管板焊接后再通過銑床加工，這在加工時間、費(fèi)用等方面都很高；再次，對于管殼式換熱器來說，一塊管板上少則幾十個，多則幾百上千個管子與管板的接頭，每個接頭焊縫的熔池深度多少會有差異，通過整體銑平的方法容易造成熔池較淺的焊縫接頭強(qiáng)度大大降低，因此管子與管板的接頭抗拉脫、抗疲勞和抗腐蝕能力也都會降低。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種較大程度上降低管子與管板接頭腐蝕速率并且既保證接頭的強(qiáng)度又能降低加工成本的熱交換器換熱管板接頭。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種熱交換器換熱管板接頭，包括換熱管以及管板，在所屬管板上開有一供換熱管的端頭穿過的管孔，在所述管孔上通過坡口專業(yè)銑刀加工一傾斜坡口，所述管板與端頭之間通過焊接緊密連接，所述端頭通過鉆管機(jī)械加工至內(nèi)凹于管板平面，所述端頭與管板之間再通過焊接緊密連接為一體并形成一小焊縫。
[0005]作為優(yōu)選，所述傾斜坡口的傾斜角度設(shè)置為45° 土 2.5°，所述傾斜坡口深度比換熱管的管壁厚度多0.5mm。
[0006]作為優(yōu)選，所述端頭內(nèi)凹于管板平面的深度比所述傾斜坡口的深度少0.5mm。
[0007]作為優(yōu)選，所述小焊縫與管板平面的相對高度差在-0.1-0.1mm之間。
[0008]作為優(yōu)選，所述端頭和管孔之間的間隙設(shè)置為0.3±0.003 mm，所述管孔內(nèi)表面粗糙度設(shè)置為0.4Mm。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益之處是:這種熱交換器的換熱管與管板連接接頭的抗拉脫強(qiáng)度比傳統(tǒng)的高出40-60MPa，換熱管與管板接頭處的腐蝕速率與換熱管其他處相同，換熱管與管板連接的成本(包括原材料和加工成本)比原先減少5%以上，因而在既保證接頭強(qiáng)度的同時，還能有效降低所述接頭的腐蝕速率，延長使用壽命，節(jié)約制作以及運(yùn)營成本，適合推廣應(yīng)用。
[0010]【附圖說明】:
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0011]圖1是本發(fā)明正面剖視結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是本發(fā)明未焊接時的正面剖視結(jié)構(gòu)示意圖
圖中:1、換熱管；2、管板；3、端頭；4、管孔；5、傾斜坡口 ；6、小焊縫；
【具體實施方式】:
下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述:
圖1、圖2—種熱交換器換熱管板接頭,包括換熱管I以及管板2,在所述管板2上開有一供換熱管I的端頭3穿過的管孔4，在所述管孔4上通過坡口專業(yè)銑刀加工一傾斜坡口5，所述傾斜坡口 5的傾斜角度設(shè)置為45° 土 2.5°，所述傾斜坡口 5深度比換熱管I的管壁厚度多0.5_，所述管板2與端頭3之間通過焊接緊密連接，所述端頭3通過鉆管機(jī)械加工至內(nèi)凹于管板2平面，所述端頭3內(nèi)凹于管板2平面的深度比所述傾斜坡口 5的深度少0.5mm,所述端頭3與管板2之間再通過焊接緊密連接為一體并形成一小焊縫6，所述小焊縫6與管板2平面的相對高度差在-0.1-0.1mm之間，所述端頭3和管孔4之間的間隙設(shè)置為
0.3±0.003 mm，所述管孔4內(nèi)表面粗糙度設(shè)置為0.4Mm。
[0012]在實際應(yīng)用中，具體安裝制作方式如下:首先進(jìn)行管板2加工，采用高精度數(shù)控鉆孔工藝進(jìn)行管板2的鉆孔，使換熱管I和管孔2間隙控制在0.3±0.003 mm,再通過銑刀對管孔2內(nèi)壁開槽后進(jìn)行換熱管坡口加工，采用坡口專用銑刀進(jìn)行加工，加工尺寸為45° ±2.5°，傾斜坡口 5深度為換熱管I的管壁厚度加0.5mm，然后把換熱管I的端頭3與管板2對接進(jìn)行穿管，并經(jīng)過脹管技術(shù)進(jìn)行脹管，然后使用管板自動焊接機(jī)進(jìn)行第一道焊接工作，焊接后外觀、成形尺寸美觀且均勻，為下一道管口切削加工工序創(chuàng)造有利的加工條件，焊接完成后再使用高精度數(shù)控立式切鉆管工藝，將端頭3部分加工至內(nèi)凹于管板2平面，內(nèi)凹深度為傾斜坡口 5的深度減0.5mm，在清理完焊縫表面后，再采用管板自動焊接機(jī)進(jìn)行第二道焊接，完成后的焊縫相比管板平面的高度為-0.1-0.1mm，到此所述接頭結(jié)構(gòu)以安裝制作完成，然后對模擬件進(jìn)行金相試驗及拉脫試驗，確認(rèn)焊接質(zhì)量及焊道強(qiáng)度滿足所有規(guī)范要求，以及采用新型焊接技術(shù)試制一個換熱器，并進(jìn)行耐壓試驗，保證所述熱交換器換熱管板接頭的各項功能參數(shù)在正常范圍內(nèi)，繼而能保證使用強(qiáng)度以及使用壽命。
[0013]需要強(qiáng)調(diào)的是:以上僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種熱交換器換熱管板接頭，包括換熱管(I)以及管板(2),其特征在于:在所述管板(I)上開有一供換熱管(I)的端頭(3 )穿過的管孔(4)，在所述管孔(4)上通過坡口專業(yè)銑刀加工一傾斜坡口(5)，所述管板(2)與端頭(3)之間通過焊接緊密連接，所述端頭(3)通過鉆管機(jī)械加工至內(nèi)凹于管板(2 )平面，所述端頭(3 )與管板(2 )之間再通過焊接緊密連接為一體并形成一小焊縫(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器換熱管板接頭，其特征在于:所述傾斜坡口(5)的傾斜角度設(shè)置為45° ±2.5°，所述傾斜坡口(5)深度比換熱管(I)的管壁厚度多0.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器換熱管板接頭，其特征在于:所述端頭(3)內(nèi)凹于管板(I)平面的深度比所述傾斜坡口(5)的深度少0.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器換熱管板接頭，其特征在于:所述小焊縫(6)與所述管板(2)平面的相對高度差在-0.1?0.1mm之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器換熱管板接頭，其特征在于:所述端頭(3)和管孔(4)之間的間隙設(shè)置為0.3±0.003 mm，所述管孔(4)內(nèi)表面粗糙度設(shè)置為0.4Mm。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱交換器換熱管板接頭，包括換熱管以及管板，在所屬管板上開有一供換熱管的端頭穿過的管孔，在所述管孔上通過坡口專業(yè)銑刀加工一傾斜坡口，所述管板與換熱管端頭之間通過焊接緊密連接，所述換熱管端頭通過鉆管機(jī)械加工至內(nèi)凹于管板平面，所述換熱管端頭與管板之間再通過焊接緊密連接為一體并形成一小焊縫。這種熱交換器的換熱管與管板連接接頭的抗拉脫強(qiáng)度比傳統(tǒng)的高出40-60MPa，換熱管與管板接頭處的腐蝕速率達(dá)到與管熱管其他處相同，因而在既保證接頭強(qiáng)度的同時，還能有效降低所述接頭的腐蝕速率，延長使用壽命，節(jié)約制作以及運(yùn)營成本。
【IPC分類】F28F9-18
【公開號】CN104613806
【申請?zhí)枴緾N201510047910
【發(fā)明人】謝金山
【申請人】永勝機(jī)械工業(yè)（昆山）有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月30日