双相不锈钢换热管与管板的焊接

换热管与管板的焊接是换热器质量控制的重点。双相不锈钢焊接的目标是获得平衡的铁素体(δ)和奥氏体(γ)。采用手工钨极氩弧焊,使用Φ1.6 mm的ER2209焊丝,以0.54 kJ/mm的热输入焊接Φ25 mm×2 mm的S32205双相不锈钢换热管与管板试件。经取样检测,角焊缝厚度均值2.88 mm;焊缝维氏硬度均值255.8 HV;按ASTM E562测定铁素体含量,焊缝铁素体含量均值59.3%,管侧熔合线57.3%,管侧热影响区58%,板侧熔合线58.7%,板侧热影响区58.2%;按ASTM A923的方法A检测,5区的金相组织相界和晶界平滑,无有害沉淀相析出,评定为未受影响的金相组织;按GB/T 4334的方法E试验,无晶间腐蚀现象。以上各项检测指标均符合相应标准和技术协议要求,说明焊接工艺适用。

S22053换热管与管板接头胀接试验研究

为了使双相不锈钢换热管与管板胀接接头获得更好的性能,寻求合适的液压胀力及胀接工艺,分别对φ19 mm×2 mm的S22053管子与相同或不同材质管板接头、管孔开槽或不开槽接头、液压胀接或机械胀接接头进行了试验,对比分析了胀后的拉脱力及管壁与管孔贴合状态。试验结果表明:S22053管子与S22053管板接头需要400 MPa左右的液压胀力才可实现拉脱力达标;S22053管子与Q345R管板接头,不宜采用液压胀,贴胀接头几乎不能承担拉脱力,必须胀接时建议采用机械胀。研究结果可为双相不锈钢换热管与管板接头的胀接连接及胀接工艺提供参考依据。

换热管接头强度焊缝尺寸标准研究

换热管与管板接头的焊接是热交换器制造过程中的关键工序,强度焊的接头质量既要保证接头的拉脱力,又要保证接头的密封性,其连接质量直接关系到换热器的安全、平稳运行。文章分析对比了国内外相关标准规范对管接头强度焊缝尺寸的要求,根据对比研究结果,建议GB/T 151标准在升版时与国外标准规范统一,采用最小泄漏通道尺寸a 0作为强度焊缝尺寸要求,并给出了该尺寸的合格标准建议。

锅炉换热管开裂原因

某锅炉换热管在装配过程中出现裂纹,裂纹位于管板焊接接头的焊缝位置。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试、扫描电镜分析等方法对该换热管开裂的原因进行分析。结果表明:换热管焊缝中存在未焊透、未熔合、裂纹等焊接缺陷,焊缝热影响区出现淬硬的马氏体,随着装配应力的不断增大,最终换热管发生开裂现象。

换热器管接头胀接和焊接施工顺序的探讨

随着换热器换热管和管板连接胀焊并用的设计越来越多,在管接头施工工艺顺序的选择上,需根据具体工况选择先焊后胀还是先胀后焊。然而,制造厂在制定管接头施工工艺时,无具体理论支撑,习惯依据经验,对所有换热器统一选择固定不变的胀焊施工顺序,导致部分换热器在服役过程中出现管接头泄漏。文章通过多年生产经验的积累,对两种施工顺序的优缺点进行分析,同时总结后焊对先胀的影响和后胀对先焊的影响,得出两种施工顺序的适用场合,为制定合理的管接头施工工艺提供依据。

800H与T22换热管装焊质量控制研究

高温气冷堆蒸汽发生器换热管由Incoloy800H(800H)管和SA-213 T22(T22)管组焊而成,管程长,结构复杂。为满足装焊质量,665根预弯制成形后在蒸汽发生器内装焊,装焊难度高。为减少焊接不合格率,分析换热管装焊难点及风险点,采取针对性控制措施保证装焊质量,对高温气冷堆蒸汽发生器换热管装焊提供指导。

液压胀接残余接触压力计算及相关参数影响分析

胀接压力适宜控制范围的确定,关键在于准确计算胀接后换热管与管板间的残余接触压力。现有残余接触压力理论计算方法忽视换热管反向屈服问题,导致残余接触压力计算值与实际不符。文中基于材料理想弹塑性和平面应变假设,给出了Mises屈服准则下胀接残余接触压力理论计算方法详细推导过程,讨论分析了换热管弹性模量、屈服强度、壁厚等变化对残余接触压力的影响,该方法可适用于先焊后胀胀接工艺下胀接残余接触压力预测。

焊接电流对换热器管-板焊接接头微观组织及耐蚀性影响机理研究

换热器广泛应用于石油、化工等领域,其使用环境较为恶劣,导致腐蚀失效现象较为严重。大量统计结果表明多数换热器失效都发生在换热管与管板焊接接头处,因此,提升接头处焊缝耐蚀性能成为解决其失效问题的关键。采用金相显微镜和扫描电镜,分析了焊接电流对换热器管-板接头焊缝晶粒尺寸及组织类型的影响;采用电化学实验方法,分析了微观组织对焊接接头腐蚀产物膜及耐蚀性的影响。结果表明:焊接电流120 A时接头焊缝晶粒最小、组织最均匀,焊接电流的增加导致了热输入量的增加进而促进了焊缝基体中晶粒的长大;晶粒尺寸及组织不均匀性与焊缝的耐蚀性呈负相关关系;三种焊接电流下焊缝腐蚀产物膜主要由α-FeOOH和γ-FeOOH组成,焊接电流120 A时焊缝腐蚀产物膜致密性最好,表现出最好的耐蚀性,160 A时致密性最差,表现出最差的耐蚀性。研究了焊接电流对管-板焊缝耐蚀性的影响,对换热器制造具有一定的参考意义。

N06200镍基合金管板与换热管焊接接头组织与性能研究

采用氩弧焊丝ERNiCrMo-17对换热管(材料为SB-622 N06200)与管板(材料为SB-564 N06200)进行焊接试验。针对此材料的管-板焊接进行焊接工艺研究,通过金相组织观察、角焊缝厚度测量、拉脱力试验、晶间腐蚀试验对N06200镍基合金管板与换热管焊接接头进行分析。结果表明:采用第1层自熔+2层填丝所获得的管-板焊接接头成形良好,焊道均匀饱满;接头的角焊缝厚度均满足标准要求的1.2 mm,接头的拉脱力和晶间腐蚀率均高于管板和换热管母材;接头焊缝组织为胞状晶、柱状树枝晶和等轴晶奥氏体组织,枝晶生长方向随机,等轴晶可抑制热裂纹的产生;接头焊缝区域硬度明显高于其他区域,硬度曲线呈“跳跃”特征。

管壳式换热器扩管平口工序优化

以管壳式换热器为研究对象,基于实际生产加工参数,建立了换热管与管板扩管平口工序的仿真模型,利用Abaqus软件对其进行仿真分析,研究了扩管工序后的残余接触压力分布情况,并在此基础上进一步分析了平口工序中切削深度对残余接触压力的影响。结果表明,扩管工序后,换热管与管板接触部分中间区域的残余接触压力小于两端的残余接触压力。在平口工序中,随着切削深度逐渐增大,接头处残余接触压力受切削力影响而分布不均的程度越加显著,当切削深度大于1.28 mm时,平口工序会使接头处出现间隙,从而破坏前道工序形成的密封效果,为了不增加额外的胀管工序,需在加工过程中合理选择切削参数,控制平口工序切削力。

浅谈钛制U形管换热器设计注意事项

以钛-钢复合板作为U形管换热器壳程和管箱筒体材料,壳体纵、环焊缝内部钛贴条和盖板处凸起,导致分程隔板和U形管束在装配过程中与钛贴条或盖板干涉无法安装。以实际U形管换热器为例,提出在分程隔板上开槽,减小折流板直径并在壳程筒体增设垫环的设计方案,且经实践证明该方案安全可靠。

固定管板式换热器换热管更换抽取与焊接

本文介绍乙烯厂甲醇车间净化水固定管板式换热器,换热管检修更换作业,采用了合理、可行的施工顺序过程,采用先进的机械方法抽取更换换热管的方法,管子与管板间采用焊接连接的方法,具有换热器检修过程简单,生产效率高、适用范围广的优点,能在换热器检修行业中有起到参考的作用。

核电低压加热器换热管胀接鼓包的原因分析及处理措施

某核电低压加热器换热管在完成氨试、强度胀、水室焊缝回火热处理后,发现近管板区域有一定数量的换热管出现鼓包、变形现象。经排查确认为制造质量缺陷,通过原因分析制定了预防改进措施,并在后续低压加热器制造中取得有效的经验反馈。

固定管板式换热器换热管拉脱力不均匀性研究

为了探究固定式管板弯曲变形对换热管拉脱力不均匀性的影响,采用ANSYS软件建立了固定管板式换热器的有限元模型,在管板满足强度要求的前提下,通过改变管程压力分析了换热管轴向力在管板不同弯曲变形程度下的分布规律。结果显示:管板弯曲变形使得管板中心区域管道受压力作用,外围管道受拉力作用,随着弯曲变形程度增加,管道轴向承载不均匀性加剧;管板中心区域管道受压力作用,将引起外围区域换热管的附加拉力,该附加拉力值与管壳程压力引起的拉力值相当,不容忽略。

小直径换热器设备制造工艺及管箱结构优化

针对小直径换热器特殊无损检测要求以及制造难度,重点介绍了管板壳侧凸台与壳程筒体封口环焊缝的射线检测方法、设备制造工艺次序、设备各工序检验方法和要求,以及管箱分层隔板结构的优化。

碳钢空冷器管子管板焊接接头湿硫化氢应力腐蚀开裂研究

针对炼油厂高压碳钢丝堵式空冷器管束的换热管与管板焊接接头在湿硫化氢环境运行过程中发生开裂泄漏的问题,文章结合丝堵式空冷器管束管箱的结构特点,从材料、管接头硬度、焊接工艺、焊后消除应力热处理等方面进行研究分析。分析认为,焊接接头的硬度超标是引起开裂的主要原因。针对上述原因,提出了较为实际可靠的防止管接头湿硫化氢应力腐蚀开裂的推荐要求并在企业实施,取得了很好的效果。

管子—管板角缝棒阳极X射线检测的影响因素研究

影响管子—管板角缝棒阳极X射线检测结果的相关因素较多,对于已确定的检测工艺,在实施检测时,相关因素与预设的条件有偏差将会对检测结果产生影响。本文设计了一种相较于标准推荐试块更加优良的对比试块,并通过试验研究了外径Φ32管子—管板角缝棒阳极X射线检测时背挡板厚度、焦距、管端伸出长度偏差、焦距定位不准对检测灵敏度造成的影响。本文为对实施管子—管板角缝棒阳极X射线检测的工艺控制提供了重要参考。

换热器管子与管板焊接接头残余应力数值模拟

利用有限元软件ABAQUS,对换热器管子与管板焊接残余应力进行数值模拟,获得了焊接接头残余应力的分布规律,比较了伸出角接头和内角接头的优劣。计算结果表明,内角接头残余应力比伸出角接头小。最大径向应力出现在管板表面的热影响区,对管板表面裂纹有主要影响。最大环向应力出现在焊缝根部,对管子与管板连接失效影响较大。相邻两换热管之间,由于后面换热管的焊接加热作用,使前面管子焊缝局部应力值下降,有利于降低应力腐蚀开裂的敏感性。研究结果为优化换热器管子与管板的焊接工艺、控制残余应力提供了理论依据。

换热器管板的全位置自动化焊接工艺

在详细分析换热器钛合金管板自动焊接工艺特点的基础上,利用自行研发的全数字管板焊接系统进行了换热器管板的全位置自动焊接工艺试验,探讨了换热器管板焊接中影响焊接质量的相关因素,获得了合理的工艺,即峰值电流80~100A、基值电流20~30A、电流脉冲频率5~10Hz、脉冲占空比50%、机头转速3~4 r/min、采用脉冲方式进行电流上升和下降,并在1GW超临界火电机组换热器管板的焊接生产中证明了所确定的焊接工艺能满足实际施工的需要.

先胀后焊连接中焊接对胀接连接强度的影响

以常见的低碳钢换热管与低合金钢管板胀焊连接接头为研究对象,采用有限元法进行了换热器管子与管板焊接过程的模拟,研究了焊接温度场作用下,不胀区长度Lx对先胀后焊接头胀接区残余接触压力的影响。计算结果表明焊接对胀接区的影响主要表现为胀接区接触范围及接触压力数值的减小,采用接头接触压力减小系数fpr和接触面积减小系数far来定量描述焊接对先胀后焊接头胀接区的影响,给出了焊接对先胀后焊接头中胀接区影响的定量数值。同时,研究结果表明,当增加不胀区长度Lx时,焊接对胀接区的影响有所减小。先胀后焊连接接头设计应考虑焊接对胀接的削弱作用,对于中等厚度的管板、胀接连接性能要求较高的胀焊接头,不推荐采用先胀后焊。