一級(jí)預(yù)熱器的制造技術(shù)

劉小燕　黨云濤（陜西化建設(shè)備制造公司，陜西　咸陽(yáng)　712100）

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一級(jí)預(yù)熱器的制造技術(shù)

劉小燕黨云濤
（陜西化建設(shè)備制造公司，陜西咸陽(yáng)712100）

摘要：一級(jí)預(yù)熱器因其鈦管直徑大，管壁薄，為鈦管脹接和焊接的質(zhì)量控制帶來(lái)了較大困難。本文介紹了一級(jí)預(yù)熱器整個(gè)制造過(guò)程中重點(diǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制方法。根據(jù)鈦材的焊接特性，在焊接過(guò)程中有針對(duì)性地采取合理的保護(hù)措施，制定合適的焊接工藝，嚴(yán)格把好各個(gè)施工環(huán)節(jié)質(zhì)量關(guān)，從而保證了一級(jí)預(yù)熱器的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：一級(jí)預(yù)熱器；鈦換熱管；管板

1 概述

一級(jí)預(yù)熱器是為了提高設(shè)備熱交換性能，降低熱量損耗的一種預(yù)熱設(shè)備。本設(shè)備是利用飽和鹵水將冷凝水冷卻，管程介質(zhì)為飽和鹵水，殼程介質(zhì)為冷凝水。換熱管選取具有很好耐鹵水腐蝕性能的鈦材。由于鈦材不僅具有較好的塑性、韌性，而且在氧化性、中性及含氯離子的介質(zhì)中，鈦的耐腐蝕性能均優(yōu)于普通不銹鋼和鋁等。但鈦材的焊接性能不好，焊接時(shí)極易產(chǎn)生氧化、氮化和脆化等缺陷。因此，結(jié)合鈦材的性能和特點(diǎn)，對(duì)鈦材換熱器制造過(guò)程中的每道工序、焊接每一項(xiàng)操作步驟進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。

2 設(shè)備簡(jiǎn)介

本設(shè)備為管殼式換熱器，共需鈦換熱管144根，規(guī)格為φ38mm×1mm，其設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。一級(jí)預(yù)熱器主要關(guān)鍵部件有：殼體、封頭、換熱管與管板， 其中重點(diǎn)控制鈦管與鈦復(fù)合管板的質(zhì)量，為此我們特制定如下控制程序并嚴(yán)格實(shí)施。

3 質(zhì)量控制

3.1 原材料控制

鈦管的供貨除應(yīng)滿足NB/T47019.8-2011標(biāo)準(zhǔn)外，另制定了“鈦管訂貨補(bǔ)充技術(shù)協(xié)議”，標(biāo)準(zhǔn)中鈦管外徑誤差按標(biāo)準(zhǔn)為±0.15 ，我方要求取正偏差0.05；管端傾斜度原標(biāo)準(zhǔn)要求＜2，我方要求＜0.5；并要求換熱管應(yīng)退火、酸洗狀態(tài)供貨。并逐根進(jìn)行0.5MPa的氣密性試驗(yàn)。對(duì)鈦管板的供貨標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照GB/T47002.3-2009 B1《鈦—鋼復(fù)合板》外；我方另制訂了“鈦復(fù)合板訂貨補(bǔ)充技術(shù)協(xié)議”，對(duì)鈦管板的理化試驗(yàn)、超聲波探傷除到現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證外，材料進(jìn)廠后還進(jìn)行了超聲波復(fù)探。不平度原標(biāo)準(zhǔn)為≤5mm/m，我們要求<2mm/m。

3.2 機(jī)加工工藝控制

一級(jí)預(yù)熱器的管板加工對(duì)整臺(tái)設(shè)備的制造至關(guān)重要，鈦復(fù)合管板的鉆孔精度要求很高，為了保證鉆孔精度，分三次加工，圖紙尺寸要求是，所以第一遍鉆孔采用第二遍鉆孔采用，第三遍鉆孔采用，整體鉆孔尺寸精度保證在38.4以內(nèi)。同時(shí)還必須保證管孔坡口尺寸到位。在管板鉆孔時(shí)，冷卻液選用乳化液，盡量降低管板孔生銹的可能性，如圖1所示。管孔開(kāi)槽也是鈦復(fù)合管板的關(guān)鍵工藝，一級(jí)預(yù)熱器的介質(zhì)腐蝕性比較高，在熱變形、熱沖擊、熱腐蝕和流體壓力的作用下，管板與換熱管連接處極易被破壞，采用脹接或焊接均難以保證連接強(qiáng)度和密封性的要求。因此我們采用的是脹焊并用的方法，管孔開(kāi)槽精度直接影響脹接工藝，為了保證精度我們多次調(diào)整了鉆床的主軸中心和刀具的定位中心。如圖2所示。

3.3焊接工藝控制

為焊接專門劃分了一塊鈦材設(shè)備制造區(qū)，以確保焊接環(huán)境清潔。焊接區(qū)域遠(yuǎn)離通風(fēng)口和敞開(kāi)的門窗處，且工作場(chǎng)地打掃清理干凈。焊接前，先用丙酮去油污，再用砂紙除去焊縫及其兩側(cè)的氧化層，直到露出銀白色金屬光澤為止。加工及清洗完畢的管口嚴(yán)禁用手觸摸。施焊前仍須逐個(gè)將焊接坡口及焊絲用無(wú)水酒精擦拭干凈，清理后應(yīng)立即施焊，否則應(yīng)重新清理。為了獲得管頭焊接的最佳工藝參數(shù)值，我們經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)對(duì)比，最終確定的工藝參數(shù)如下：峰值電流為150A～160A，基值電流為50A，脈沖頻率為10Hz，占空比為50%，機(jī)頭轉(zhuǎn)速為3r/min，電流上升及下降均采用脈沖方式。為了防止焊接氧化，我們自制焊接工裝，保證焊接時(shí)焊絲在前面焊，氬氣緊跟在后面進(jìn)行保護(hù)，而且要求筒體兩邊同時(shí)開(kāi)焊，確保鈦換熱管兩端都充滿氬氣，使焊縫顏色呈光亮銀白，如圖3所示。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)一級(jí)預(yù)熱器制作工藝上一系列的控制措施，使鈦材換熱器滿足工藝要求，同時(shí)發(fā)揮了鈦材換熱器本身耐蝕的特點(diǎn)，唯一不足的是管頭伸出量略長(zhǎng)，導(dǎo)致熔池熔量過(guò)大，焊縫較寬。在以后的鈦材換熱器工藝控制過(guò)程中需多加注意。

表1　一級(jí)預(yù)熱器設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)

參考文獻(xiàn)

[1] GB151-2014，管殼式換熱器[S].

[2] NB/T47014-2011，承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定[S].

中圖分類號(hào)：TK414

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A