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换热器管板与换热管之间的连接方式介绍
管子与管板的连接形式有以下几种:胀接、焊接、强度胀+密封焊及强度焊+贴胀。
先焊后胀
先焊后胀工序,焊前管板坡口容易清洗干净,焊接时管子与管板间隙处的空气可以从正、反两侧排除,对 于防止焊缝产生气孔及保证焊接接头的质量十分有益。同时,后胀可以使胀口胀后的残余应力不会松驰,避免了因焊接高温的影响而发生松驰。但是对于焊接性较差的管子与管板接头,胀接时焊道容易产生微裂纹,甚至于将焊道胀裂。对于这种情况,应采用深度胀(即管口10~15 mm左右不胀),使胀接部位避开焊道,从而减小胀接对焊道的影响,这也是先焊后胀工艺的最大不足之处。文献[15]的试验研究表明,采用先胀后焊工艺,管 子与管板焊后的泄漏率比采用先焊后胀工艺要高出10倍左右,而且检验结果表明,焊缝外观均匀,有金属光泽,成形美观,着色检查的气孔与未熔合现象很少。因 此,国外也多采用先焊后胀工序。
先胀后焊
采用先胀后焊工序,由于胀接时在管端及坡口处将留下大量油污及铁锈等杂物,尽管焊前要进行清洗,但由于管桥较窄,加之管子伸出管板等原因,难以保证坡口的彻底清洗。当焊接时,这些遗留杂物将发生巨烈的化学变化,水分和空气因受热而局部膨胀,并在管子与 管孔的间隙内形成压力,由于胀后背面堵死,这些带压气体只能从焊道一侧排除,焊接时处于熔融状态下的金属无强度可言,气体便很容易穿过焊道,尤其在收弧处 更是如此。气体冲出焊道使焊缝金属呈沸腾状,造成焊缝高低不平,甚至呈蜂窝状。同时,还使焊缝表面氧化,造成未熔合等缺陷。在焊缝冷却过程中,有的气体未 能及时逸出焊缝表面,从而在焊缝内部形成气孔。另外,焊接时产生的高温会导致已胀接的部位变形,使胀接过程中产生的残余应力和弹性变形有所消失,从而可能 使胀紧力减小甚至消失。文献[15]的试验研究结果表明,先胀后焊工艺泄漏率是先焊后胀的10倍左右。我们长期的大量生产实践也证明,先胀后焊确实存在着 许多不足,尤其是在焊接工艺性能较差的情况下问题更为严重,如20MnMo、15CrMo与奥氏体不锈钢管的匹配就属于这种情况。
综合以上分析,采用先焊后胀工序更具有优势。因此,在设计和制造时,应优先考虑先焊后胀工序,对于管子材料可焊性较差的情况,可以将管口留出10~15 mm不胀的区域。
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