換熱器是磷化工生產(chǎn)過程中常用的壓力容器設(shè)備，按其作用原理分為混合式換熱器、蓄熱式換熱器、間壁式換熱器。在化工生產(chǎn)中用量最大的是間壁式換熱器，其主要結(jié)構(gòu)形式可分為列管式換熱器、夾套式換熱器、蛇管式換熱器、套管式換熱器、板片式換熱器等。列管式換熱器因其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、適應(yīng)性大、制造工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)成為磷化工生產(chǎn)過程中的主要換熱設(shè)備，但由于管板與換熱管的焊接接頭較多，并且受殼程與管程存在壓差和溫差、介質(zhì)腐蝕和介質(zhì)流動(dòng)磨蝕等因素的影響，管板與換熱管焊接處極易泄漏，導(dǎo)致?lián)Q熱器殼程與管程內(nèi)介質(zhì)混合，換熱器達(dá)不到運(yùn)行效果。如何更好地保證列管式換熱器的制作質(zhì)量，避免或減少因換熱管的泄漏而造成系統(tǒng)停車的損失，筆者結(jié)合換熱器制作的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要

求，對(duì)列管式換熱器的組裝、焊接等關(guān)鍵工序的制作質(zhì)量控制進(jìn)行闡述。

1、換熱管、管板、折流板的檢驗(yàn)

1)換熱管的質(zhì)量直接影響換熱器的使用效果，所以要從源頭做好對(duì)換熱管的質(zhì)量控制，要選用生產(chǎn)能力強(qiáng)、質(zhì)量控制嚴(yán)、檢測(cè)手段全的企業(yè)作為換熱管的合格供方。換熱管采購時(shí)最好選用定尺管，要求供貨方提供渦流探傷、打壓等檢驗(yàn)的相關(guān)資料；對(duì)于不銹鋼、銅、鎳、鈦、鋯等特殊材料制作的和用于雙管板換熱器以及盛裝極度危害介質(zhì)換熱器的換熱管，在組裝之前應(yīng)進(jìn)行逐根耐壓復(fù)驗(yàn)，以確保換熱管沒有裂紋缺陷。對(duì)特殊材料換熱管還要進(jìn)行光譜復(fù)驗(yàn)，以確保化學(xué)成分合格。另外，還要做好管徑、壁厚、長度等方面的檢查。

2)管板一般經(jīng)煅壓而成，對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)要進(jìn)行超聲檢測(cè)，確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求的合格等級(jí)，不得有夾層、裂紋等缺陷。鉆孔最好選用數(shù)控鉆床，以使管孔的排布、管孔的垂直度更加精準(zhǔn)；折流板鉆孔前要進(jìn)行焊接固定，每孔最好一次鉆透完成，如果分次鉆孔，標(biāo)志一定準(zhǔn)確、牢固；管板、折流板鉆孔完成后要對(duì)管孔進(jìn)行倒角，倒角角度要符合設(shè)計(jì)要求，否則會(huì)直接影響換熱管的焊接質(zhì)量。

2、換熱管、管板、折流板的清理、組裝

換熱器組裝前要對(duì)換熱管、管板、折流板等部件的浮銹進(jìn)行徹底清理，碳鋼管要對(duì)管頭15mm以內(nèi)用磨光機(jī)打磨出金屬本色。對(duì)于不銹鋼、鎳、鈦等特殊材料的換熱器要在清潔廠房?jī)?nèi)進(jìn)行組裝(不具備條件的要與碳鋼設(shè)備制作徹底隔離)，組裝過程中嚴(yán)禁強(qiáng)力組裝，要用木錘、皮錘等敲擊需校正的部件。組裝完成后，換熱管要保證平齊，達(dá)不到要求的要采用合金刀具進(jìn)行平頭，并根據(jù)不同的焊接形式預(yù)留換出熱管伸出管板的長度(熔頭焊一般為1～1.5mm，角焊縫一般為3～4mm)；對(duì)換熱管的點(diǎn)焊固定要根據(jù)管壁厚度選用合適的電流，避免因電流過大造成換熱管燒穿的現(xiàn)象。

3、換熱管的脹接

對(duì)于殼程內(nèi)介質(zhì)腐蝕性較強(qiáng)或與運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備相連接的換熱器，管板與換熱管的連接一般選用脹接+焊接的形式，制作中是先脹后焊還是先焊后脹，在標(biāo)準(zhǔn)上沒有明確規(guī)定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，筆者傾向于先脹后焊，特別是對(duì)于管板厚度相對(duì)較薄和需強(qiáng)度脹的換熱器一定是先脹后焊，這樣可以避免由于先焊后脹對(duì)于焊縫造成的拉力損傷。根據(jù)換熱管的不同材質(zhì)和脹接的不同形式，脹接前要進(jìn)行工藝評(píng)定，選擇合適的脹接工藝參數(shù)，避免脹接不到位或因脹力過大造成換熱管損傷，強(qiáng)度脹后必須進(jìn)行氣密試驗(yàn)，合格后方可進(jìn)行焊接。

4、換熱管的焊接

換熱管的焊接主要分為熔頭焊接、角焊縫焊接兩種形式，不同焊接形式在設(shè)計(jì)上都有要求，對(duì)于壓力較高特別是工作壓力在10MPa以上的換熱器一般不采用熔頭焊接的方式。焊接前對(duì)換熱管與管板要用酒精或丙酮再次進(jìn)行清理，焊接處不得有浮銹、油污等雜物；為提高焊接的強(qiáng)度，不管是哪種焊接方式都要進(jìn)行兩遍焊接(管壁小于1.5mm的除外)。熔頭焊第一遍可采用不加絲的自熔方式，第二遍采用加絲焊接；角焊方式必須兩遍都要加絲，以避免燒穿管壁。第一遍焊接完成后，打壓0.10.2MPa進(jìn)行氣密試驗(yàn)，檢查焊縫處有無漏點(diǎn)，補(bǔ)焊完成無泄漏后再進(jìn)行第二遍焊接，焊接完成后確保焊縫光滑、飽滿；焊接過程中，最好采用“米”字形式進(jìn)行焊接，避免集中連片焊接造成管板的變形。全部焊接完成后，再次進(jìn)行氣密試驗(yàn)(壓力同上)，無泄漏后再按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行水壓、泄漏等其他試驗(yàn)。

5、結(jié)束語

換熱器的制作是一個(gè)精細(xì)的過程，需要長期的經(jīng)驗(yàn)積累并不斷完善和改進(jìn)，制作前必須弄清換熱器的工作原理和不同材料的特性，根據(jù)設(shè)計(jì)要求制定合理的制作工藝，制作過程中抓住關(guān)鍵點(diǎn)并嚴(yán)格進(jìn)行控制，確保各項(xiàng)工作開展規(guī)范到位，換熱器的制作質(zhì)量才能有充分的保證。

相關(guān)鏈接