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厚壁不銹鋼管
您的位置:網(wǎng)站首頁(yè) > 新聞動(dòng)態(tài) > 厚壁不銹鋼管 > 正文換熱器不銹鋼管與管板脹焊制造工藝分析
換熱器不銹鋼管與管板脹焊接頭的加工,是先焊后脹還是先脹后焊的好,至今仍有爭(zhēng)論。詳細(xì)分析比較了兩種連接加工方法,各自的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用情況,提出了脹接與焊接先后次序應(yīng)遵循的主要原則。為實(shí)際生產(chǎn)選擇合理的制造工藝,保證不銹鋼管與管板連接接頭的質(zhì)量提供參考。
不銹鋼管與管板連接頭的連接是換熱器制造的關(guān)鍵工序,有強(qiáng)度脹接、強(qiáng)度焊和脹焊結(jié)合三種連接方法,但經(jīng)常采用不銹鋼管與管板脹焊結(jié)合的連接方法。是先焊后脹還是先脹后焊,至今仍有爭(zhēng)論。
1先焊后脹工藝的應(yīng)用分析
1.1先焊后脹工藝的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用
換熱器制造廠歷來(lái)多采用先焊后脹工藝,而較少采用先脹后焊工藝。究其原因是與使用機(jī)械脹接法作為最主要的脹管手段密切相關(guān)。因?yàn)樵跈C(jī)械脹管過(guò)程中,存在著摩擦并產(chǎn)生大量的熱必需用機(jī)油來(lái)潤(rùn)滑和冷卻,油液滲浸進(jìn)入脹接接頭的縫隙,要徹底清除干凈十分困難。夾縫中油水等雜物的存在,焊接時(shí)易于形成氣體,而這些氣體來(lái)不及逸出便存在于焊縫中。另一方面脹管區(qū)又往往堵塞了排氣通道,增加了焊縫中生成氣孔的可能性。采用先焊后脹工藝則可以避免上述不利因素,特別是對(duì)于鈦材和某些有色金屬,要求焊接的基本條件十分嚴(yán)格,不允許油水和鐵離子污染,選擇先焊后脹工藝更易保證焊縫質(zhì)量。
1.2先焊后脹工藝的缺點(diǎn)分析
①機(jī)械脹接法存在著固有的缺點(diǎn),各管之間長(zhǎng)度不一,連接強(qiáng)度和緊密性不均;脹管接口的內(nèi)表面產(chǎn)生硬化現(xiàn)象,給重復(fù)補(bǔ)脹帶來(lái)困難;管與管板材料的脹接的相容性有一定的限制,如:鈦管與碳鋼的脹接、鋁管與碳鋼的脹接等均受到了限制;勞動(dòng)生產(chǎn)率低,而且小管徑或厚壁管的脹接較困難等。②管口環(huán)形焊道不均勻,由于不銹鋼管與管板之間存在著0.2~0.5mm的裝配間隙,而且總是偏心配置,加上不銹鋼管與管板孔的加工偏差,造成每一個(gè)管口的環(huán)形焊道不均勻。對(duì)于薄壁管很容易焊穿。③存在一段長(zhǎng)15mm的非脹管區(qū),GB151-99規(guī)定脹管區(qū)與焊縫的距離為15mm,目的是為了避開(kāi)脹管力對(duì)焊縫的破壞。此非脹管區(qū)內(nèi)存留著氣體,當(dāng)換熱器受熱后其體積膨脹,產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力,可能對(duì)焊縫或脹接造成破壞。另外為了充分利用管板的設(shè)計(jì)厚度,管板厚度內(nèi)的脹管區(qū)總是越長(zhǎng)越好。長(zhǎng)15mm的非脹管區(qū),對(duì)于厚管板而言,消極效果不明顯,但對(duì)于薄管板,則不可小視。④不銹鋼管伸長(zhǎng)損傷焊縫,機(jī)械脹管使管壁減薄,不銹鋼管伸長(zhǎng),對(duì)焊縫損傷。⑤焊接時(shí)在管口處形成焊瘤,管口收縮和變形給以后的脹管作業(yè)帶來(lái)困難。為了使管接頭順暢地進(jìn)入管孔中,則有必要對(duì)管口焊接提出較高的要求。
2先脹后焊工藝的應(yīng)用分析
2.1先脹后焊工藝的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用
①強(qiáng)度脹+密封焊時(shí),由于密封焊僅能起輔助性止漏作用,而先脹后焊則可以在焊接前進(jìn)行脹接后的強(qiáng)度試驗(yàn)(水壓試驗(yàn)),因而保證了脹接連接的可靠性。②先脹后焊使不銹鋼管與管板的連接可以避免產(chǎn)生焊接裂紋。特別是在不銹鋼管、管板材料差異較大的情況下,采用先脹后焊的方法亦可較好地保證其焊接質(zhì)量。③小管徑采用脹后焊接可以提高其連接接頭的抗疲勞性能。④焊接在脹管后進(jìn)行,避免了脹接力對(duì)焊縫破壞的可能性,可以實(shí)現(xiàn)管板厚度內(nèi)的全程脹管,有效地利用了管板的設(shè)計(jì)厚度。
2.2先脹后焊工藝的缺點(diǎn)分析
先脹后焊時(shí),由于脹接時(shí)的潤(rùn)滑油難于用經(jīng)濟(jì)的方法進(jìn)行清洗,焊接時(shí)易于形成氣體,而這些氣體來(lái)不及逸出便存在于焊縫中,特別是進(jìn)行氬弧焊的密封焊時(shí),收弧封口處往往出現(xiàn)氣孔,影響焊縫質(zhì)量,因此一般應(yīng)避免采用有機(jī)潤(rùn)滑劑,而用二硫化鉬加水等無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑。隨著橡膠脹管新技術(shù)的應(yīng)用,先脹后焊工藝的應(yīng)用亦日趨廣泛。
橡膠脹管新技術(shù)是一種以液壓為動(dòng)力,以橡膠為脹管媒介體的脹管工具。利用此工具,先脹后焊可以順利進(jìn)行,不必使用任何潤(rùn)滑劑,不存在油污染和鐵離子污染,能保持接頭的清潔和干燥,脹接后可立即進(jìn)行管口的焊接作業(yè)。
橡膠脹管壓力在400MPa以下可隨意調(diào)節(jié),即可用于強(qiáng)度脹也可用脹接,尤其適用于定位脹。接頭連接的松緊程度很容易通過(guò)調(diào)節(jié)脹管壓力來(lái)控制。因此,焊接過(guò)程中生成的氣體可以通過(guò)接頭的空隙釋放。另外,脹管后不銹鋼管擴(kuò)大與管板孔相貼合,管孔變得很圓整,不銹鋼管與管板孔同心,原有裝配間隙基本消除,給焊接創(chuàng)造了十分良好的條件,同時(shí),管口擴(kuò)大,讓脹管容易插入管孔中,亦便于焊后的脹管。
3脹接與焊接先后次序選擇的主要原則
①焊前不銹鋼管與管板的清潔與干燥狀況;②不銹鋼管與管板之間是否留有通道讓焊接生成的氣體能順暢逸出;③脹接與焊接工序是相輔相成還是相互沖突;④現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際脹管的條件與能力。
4結(jié)論
先脹后焊或先焊后脹,對(duì)于焊接部分:有密封焊與強(qiáng)度焊兩種焊接形式的區(qū)別;對(duì)于脹接部分,有強(qiáng)度脹接與貼脹的區(qū)別。如脹接與密封焊結(jié)合的結(jié)構(gòu),是以脹接承受作用力,而密封焊則保證密封性。密封焊的高度一般為1~2mm,這樣不會(huì)影響強(qiáng)度,但在焊接時(shí)一定要清理接頭處的油污。強(qiáng)度焊與脹接(貼脹)結(jié)合的結(jié)構(gòu),是以焊接承受力,而貼脹的目的只是消除不銹鋼管與管板之間的間隙,如圖1所示,以防止縫隙受到有腐蝕性介質(zhì)的侵蝕。
焊后脹接及貼脹:焊后脹接及貼脹如圖2所示。一般適用于壓力較高的換熱器設(shè)備上,該焊接部分為加強(qiáng)密封焊,焊接腰高采用2.8mm,脹接部分承受作用力,當(dāng)脹接失效時(shí),加強(qiáng)密封焊可起到承受作用力的作用,貼脹部分為消除縫隙腐蝕。
脹焊結(jié)合的結(jié)構(gòu)在什么條件下,采用先焊后脹或先脹后焊,目前還無(wú)統(tǒng)一只規(guī)定,但一般都趨向于先焊后脹為宜。可以遵循下列條件選擇。
①使用機(jī)械脹管法作為脹管手段,先焊后脹工藝一般優(yōu)于先脹后焊工藝。
②使用橡膠脹管法作為脹管手段,先脹后焊工藝可以順利進(jìn)行,效果好,優(yōu)于先焊后脹工藝。
③根據(jù)脹接與焊接先后次序選擇的主要原則,合理地選擇脹焊工藝,可以獲得優(yōu)良的脹焊結(jié)構(gòu)的不銹鋼管與管板連接接頭。
文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無(wú)縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|小口徑厚壁鋼管-浙江至德鋼業(yè)有限公司
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