铜管管壳式换热器制造前的2项必要试验
等三等
等三等 Lv.2
2021年03月18日 13:44:30
来自于采暖供热
只看楼主

      铜管换热器制造过程中的难点在于换热管与管板的连接,由于换热管材质的原因,若要在制造过程中确保其有良好的密封性能,并满足压力泄漏试验要求,应先经过前期的试验模拟,因此,为了确保换热管与管板的连接处强度满足标准要求,同时也能为后续的制造过程模拟正确有效的操作步骤,确保设备的生产制造质量,在此推荐两个可靠的样品试验:



      铜管换热器制造过程中的难点在于换热管与管板的连接,由于换热管材质的原因,若要在制造过程中确保其有良好的密封性能,并满足压力泄漏试验要求,应先经过前期的试验模拟,因此,为了确保换热管与管板的连接处强度满足标准要求,同时也能为后续的制造过程模拟正确有效的操作步骤,确保设备的生产制造质量,在此推荐两个可靠的样品试验: 拉脱力试验和模拟换热器的水压试验。



铜管换热器制造简述


在工艺模拟计算时,由于该换热器管程介质流速 较低,若换热管采用普通材质(如碳钢或者不锈钢), 则其传热系数无法达到工艺要求的换热效果。 通过工艺计算并结合经济性考虑,换热管采用铜管材质,其余受压元件则采用碳钢。


为普通的管壳式换热器,其制造过程中需特别注意的地方为换热管与管板的连接处。管板采用碳钢16MnIII 锻件,换热管采用TP2铜管,规格为19 mm×2 mm,供货的热处理状态为半硬状态。换热管与管板连接需采用强度胀接(刻胀管槽)。该换热器的管程和壳程的设计压力分别为1.7 ,2.8 MPa。 


当换热管硬度比管板的硬度小30 HV时,胀接效果较好,而铜管换热器的硬度很低,只有50~100 HV,与碳钢锻件的硬度相差很大,二者强度差值远远大于 30 HV。 若贸然加工生产,则不能达到技术和试压要求,如何使换热管和管板满足相关制造标准要求,保持良好的密封性能并通过检验,是必须要解决的问题。该换热器正式生产前,进行了一系列的模拟试验,最终通过了压力试验。

 

第一项试验:拉脱力试验


根据 GB/T 151—2014《热交换器》标准,换热管与管板的拉脱力计算公式如下:

 


1、试验试块结构设计   


在管板采购时应同时采购试块,试块厚度应与管板相同,形状为圆形,管子应当与设备换热管材和规格相同。为了进一步保证胀接效果,根据实践经验将胀管槽宽度改为 8 mm,管孔的排列形式与管孔中心 距应与设计条件相同,承受载荷的管子应位于试验中心位置,至少被一排相邻的管子包围(可见图1), 试样的管长应满足试验需要,承担载荷管子的管长不 应小于试样管板的厚度。该试验共需做 3 组,至少2组的测试结果应满足q ≤[q]。

 

2、 胀接方法选取及主要操作步骤   


TP2 铜管硬度较小,若选取机械胀管器进行强度接胀,则会对换热管内壁造成很大的损伤,因此该试验选取液压胀管器,并按以下步骤进行:先计算胀接力范围,选取胀接压力。不同的胀管器生产厂家会提供胀管力的计算方法,根据厂家提供的数据,得出管头胀接时所需要的操作参数。按设计的试块结构加工试样,测量得到相关数据,按照选取的胀管力进行胀接。试块加工完成后,去除试块上的油污,按设备蓝图上的尺寸及相关公差要求进行检验,试验铜管胀接前需做好保护工作,防止被油污污染或划伤。

 

铜管胀接前,先测量试块管孔内径 D,换热管外径 d,换热管内径 di ,换热管壁 厚S,并记录数据。胀接时操作工应戴清洁手套,在 清洁的环境中进行作业。换热管的胀接部分与不胀部分应圆滑过渡,不得有急剧变化的棱角。胀接完成后,用千分表测量记录数据,胀后换热管的内径 di ',强度胀的胀管率要求为 5%~7%,并按下式计算:

 


在拉力试验机上进行拉脱力试验,分别记录每组拉脱力数据,在试验管子上应分别做出识别标记。得 到拉脱力以后,带入拉脱力计算公式进行验证,结果需符合规定要求 q ≤ [q],否则应重新进行试验,之 前的试样结果则全部作废。

 

第二项试验:换热器模拟液压试验

该试验需做一个缩小版的换热器进行模拟(详见图 2),管板厚度应与设备相同,换热管规格与设备换热管相同,模拟换热器的换热管排布、尺寸以及加工、制造、检验过程均按设备原图要求进行。并且生产环境应保持清洁,加工公差则应严格遵照设计要求,接管与筒体、筒体与管板的焊接要求应遵照焊接工程师所制定的焊接工艺。

 


在组装过程中,应做好换热管的保护及清洁工作。胀接前做好相关数据的测量及记录工作,管板管孔、换热管两端长度不小于管板厚度的2倍,轻度打磨去除表面的氧化皮、油污等。之后按照拉脱力试验的胀接步骤,按照胀管机厂家提供的说明书进行胀接。所有胀接工作完成后(包括胀管率测量合格)按照设计蓝图规定的水压试验压力及正确的操作规范进行水压试验。

 

在水压试验过程中, 不可避免会出现管头泄漏现象。用记号笔进行标记, 之后再次调整胀接数据进行补胀,并记录补胀时的操作数据。补胀之后,再次进行水压试验,并检查换热管与管板管头。在胀接、补胀过程中应避免出现过胀或者欠胀管头。

 

免费打赏

相关推荐

APP内打开