代 青

0 概述

化工装置中除反应器、合成塔等核心设备外，各工段有大量的各式换热器对工艺介质进行热交换，从而保证介质达到满足工艺生产要求的温度，使装置能安全顺利地生产出合格产品。

换热器管板与换热管的连接方式有两种：一种采用焊接工艺，一种采用胀接工艺。胀接工艺具有不易损坏管，更换管子方便的特点。对于特殊结构的换热器如双管板换热器及多管板式换热器，强度胀接更是一种非常有效的施工手段。

现就我公司承制某台三管板式换热器在生产过程保证质量而采取的保证措施进行讨论和分析，为今后制造总结经验。

1 三管板式换热器简介

设计压力：管程2.16 MPa 壳程2.74 MPa

设计温度：管程180℃壳程230℃

材料：管板16Mn（Ⅲ）/NB/T47008-2017 换热管S31603/GB/T13296-2013

换热管与管板连接形式：强度焊+贴胀（上、下管板）/强度胀（中间管板）

2 重难点分析

该设备因结构原因，中间管板与换热管的连接只能采用强度胀接，由于胀接效果只能通过最终的压力试验及氨渗透进行检验，故为保证中间管板与换热管的胀接是关键，也是制造难点，过程控制更显重要，为此制定了相应的操作程序。

3 操作程序

3.1 胀管前准备

（1）技术人员对现场操作人员进行深入的技术交底，通过学习，做到了解和掌握有关胀管的规范和标准图纸要求，熟悉胀管器性能，掌握操作程序和要点。

（2）管板管孔的清理与检查。将管孔打磨出金属光泽。管孔壁上不得有砂眼、坑痕、边缘毛刺和纵向刻痕。

（3）换热管检查。锅炉管必须有材料质保书及材料入厂报告、材质钢号必须与设计要求相符。换热管外壁不得有重皮、裂纹、压扁和严重锈蚀等缺陷。

（4）换热管应选用低于管板硬度的材料，约低20～30 HBW。

（5）管子的检查和校正。

3.2 胀接试验

正式胀管前胀接试验是为了选择最佳胀管率及检查胀管器是否符合要求。试验用的管子的材质、规格、硬度与实际安装的换热器完全一致，试验用的管板的材质、硬度与实际安装的换热器完全一致。试胀箱的大小，可根据试验用管板的大小自行决定，试验胀接工作状态与实际胀接时完全一致。试胀后对试胀箱进行封闭。试胀箱焊接封闭后，按换热器施工图壳程的试验压力进行水压试验，并对试验换热管与管板进行解剖及拉脱力试验，观察换热管胀接后的情况，拉脱力不小于4 MPa 为合格。通过验证后方可确定实际胀管时的胀管率以及选用的胀管器和胀管器的操作参数。

3.3 装管

（1）各项准备工作完成后就可装管。

（2）装管前应将管孔和管子胀接面清洗干净，换热管清洗长度不小于胀接长度的2～3 倍，用砂布擦去浮锈，然后用棉布擦干装管。

（3）折流板在安装前管孔两端应进行倒角，去除管孔毛刺，划痕。

（4）换热管子装入折流板、管板时，应能自由装入，安装时不得采用敲击等强力手段进行安装，避免在穿管过程中对换热管造成损伤。

3.4 胀接

为避免因胀接时换热管产生轴向伸长变形而对换热管造成损伤，对换热管与中间管板的胀接应在两端管板与换热管焊接前进行，保证换热管两端在中间管板胀接时处于自由状态。强度胀采用机械胀，由于胀管器胀珠的长度限制，中间管板需进行3 次胀接作业，从管板一端面依次向另一端面进行作业，操作过程及胀管器参数严格按经胀接试验验证的参数执行。

因在胀接过程中需多次调整胀管器胀杆长度，同一换热管需多次胀接作业，操作过程中的记录、标记、检查等过程控制措施就尤为重要，应设专人负责记录胀管的位置，同时在管板上做好标记，杜绝漏胀、重复胀接，并检查胀管器胀杆长度有无变化。

中间管板胀接完成后，方可对上下管板进行焊接和贴胀，检查合格后对壳程进行水压试验和氨渗透一次性合格。

4 影响胀接质量的因素

（1）管板胀管槽的设置。按GB/T151 标准规定，经计算设置，并通过胀接试验验证其可靠性。

（2）管板管孔、折流板的加工精度、清洁度。管板、折流板的加工精度对强度胀接和影响较大，须严格按照设计图纸要求进行加工、检验和验收。穿管前须对管孔进行彻底清洗，不得存在铁锈、铁等杂质。

（3）换热管规格尺寸精度。换热管的外径、壁厚和表面质量等均须符合标准及设计图纸的要求，并在入厂后严格检查验收。

（4）装配间隙。投入胀接的管子与管孔之间有一个间隙，不仅是为了装配的方便，也是保证胀接质量的一个重要因素。间隙太小，不仅穿管装配困难，且由于管子胀量不足，尚有回弹，使胀接松弛，而间隙太大，则管子过早屈服，渐而进入冷作硬化状态，容易导致板边裂纹及胀口僵化。

5 结束语

综上所述，换热管强度胀接是一种较为成熟的制造工艺，其安全性和可靠性是不容置疑的。只要我们熟悉了它的原理和特点，前期做好胀接试验，收集试验数据，确定完善可靠的胀接程序。操作中严格质量检验，加强过程控制，就会确保胀管的质量。