浮頭換熱器制造過程控制

劉克浩

摘 要：換熱器零部件在下料、預(yù)制、組對、焊接、裝配過程中，會(huì)出現(xiàn)尺寸超出允許公差范圍、焊接變形等問題，根據(jù)裝配尺寸，合理的控制尺寸誤差、調(diào)整施工順序，對換熱器的整體質(zhì)量尤為重要。本文以普通浮頭式換熱器為例，從制造廠的角度，淺談一下?lián)Q熱器零部件在鉚作、焊接、裝配過程中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及控制方法。

關(guān)鍵詞：尺寸偏差;焊接變形;常見問題;控制方法

1 浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)簡介

2 浮頭式換熱器制造常見問題及控制

2.1管箱

（1）問題Ⅰ ：因筒體與法蘭間對接處存在厚度差，筒體端口根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行削薄，導(dǎo)致筒體校圓后端口直徑變大，呈“喇叭口”型。

控制方法：筒體環(huán)縫加工坡口時(shí)，不進(jìn)行削薄，待筒體校圓且與法蘭組對、點(diǎn)固后，再用立式車床將筒體端口處削薄。

（2）問題Ⅱ：因板材受力延伸，校圓后筒體直徑變大，造成環(huán)縫組對錯(cuò)邊量超標(biāo)。

控制方法：筒體板材下料時(shí)，根據(jù)鋼板材質(zhì)及卷板經(jīng)驗(yàn)減小板材下料尺寸，提前將板材延伸量減除。

（3）問題Ⅲ ：封頭成型后曲率有偏差，影響管箱隔板組焊及管箱熱處理后隔板加工，以至于影響隔板處密封。

控制方法：隔板下料時(shí)適當(dāng)加大長度余量，組對時(shí)根據(jù)封頭實(shí)際曲率對隔板進(jìn)行火焰切割，高出法蘭密封面的隔板部分，銑床加工去除。

（4）問題Ⅳ：接管角焊縫焊接引起筒體變形、塌陷。

控制方法：接管角焊縫焊接前，在筒體內(nèi)接管根部增加支撐工裝，有熱處理要求的管箱，在熱處理后將支撐工裝拆除。接管角焊縫盡量采用內(nèi)坡口型式，以內(nèi)側(cè)焊接填充為主，且沿接管圓周方向進(jìn)行多層多道焊，避免局部焊接熱出入量過大。

（5）問題Ⅴ：斜插接管焊后變形，垂直度超標(biāo)。

控制方法：接管角焊縫焊接前，根據(jù)坡口間隙預(yù)判焊后收縮方向，并在接管與筒體間加臨時(shí)拉筋或支撐，焊接時(shí)根據(jù)接管傾斜變化，實(shí)時(shí)調(diào)整焊接方位，有熱處理要求的管箱，在熱處理后將臨時(shí)件拆除。

2.2殼體

問題：管束與殼體裝配困難。原因分析：①接管焊接引起筒體變形、塌陷②殼體內(nèi)部焊縫有余高。③殼體直徑偏小。

控制方法：①接管角焊縫焊接前，在筒體內(nèi)接管根部增加支撐，有熱處理要求的殼體，在熱處理后將支撐拆除。②管束與殼體裝配前，殼體內(nèi)部焊縫修磨至與母材平齊。③殼體板材下料時(shí)，控制下料尺寸在上公差范圍內(nèi)。

2.3外頭蓋

常見問題及控制方法同管箱。

2.4管束

（1）問題Ⅰ：換熱管穿管困難。

原因分析：①折流板管孔不同心②折流板支胎排列順序與鉆孔順序不一致。

控制方法：①折流板鉆孔前，將折流板重疊到一起，并固定、標(biāo)記方位，然后一次鉆孔成型，并增加鉸孔工序。

②折流板重疊、鉆孔、加工外圓后，在折流板外圓用鋼印標(biāo)記順序號“1、2、3…”，管束支胎時(shí)按順序號。

（2）問題Ⅱ：管頭與管板焊接后，兩管板不再平行。

控制方法：管頭與管板焊接前，調(diào)整好管板的水平度、垂直度，將直徑方向?qū)ΨQ的部分管頭進(jìn)行點(diǎn)焊、與管板間固定。正式焊接時(shí)，同樣采取對稱的方式焊接，防止管板相對位置發(fā)生改變。

2.5設(shè)備法蘭

（1）問題Ⅰ：管箱隔板與法蘭焊接后、浮頭法蘭與拱蓋焊接后，法蘭出現(xiàn)焊接變形，導(dǎo)致與設(shè)備其他部件裝配困難，且無法保證密封性。

控制方法：管箱隔板與法蘭焊接前，管箱內(nèi)部沿徑向，在隔板兩側(cè)各增加2～3處支撐，且焊接時(shí)，采用多層多道焊，控制層間溫度，減少熱輸入量。同時(shí)，管箱熱處理后再進(jìn)行管箱法蘭密封面加工，密封面加工完畢后拆除支撐件。

浮頭法蘭與拱蓋焊接時(shí)，拱蓋開雙面坡口，出增加防變形支撐外，坡口內(nèi)外兩側(cè)交替焊接填充，控制層間溫度，避免單側(cè)熱輸入過大，而且密封面的加工也需在熱處理后進(jìn)行。

3 重疊浮頭式換熱器施工過程常見問題及控制

常見問題：上、下臺(tái)配對的法蘭、支座螺栓孔不同心。

控制方法：①單臺(tái)換熱器制造時(shí)，下臺(tái)需配對的接管、支座暫不組對，將上臺(tái)所有的接管、支座按圖紙要求尺寸組焊完畢②將下臺(tái)預(yù)留的接管、支座用螺栓緊固到上臺(tái)相應(yīng)的接管、支座上，進(jìn)行預(yù)重疊，在下臺(tái)換熱器上需要開孔及組對支座的位置做好標(biāo)記③按標(biāo)記位置劃線、開孔、組焊，為避免焊接變形，焊接過程中兩臺(tái)換熱器始終處于重疊狀態(tài)。

4 結(jié)束語

本論文是本人工作經(jīng)驗(yàn)的積累，通過以上控制方法，提高了換熱器的制造質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]《鋼制壓力容器》GB 150.1-150.4-2011

[2]《熱交換器》GB/T151-2014

[3]《壓力容器封頭》GB/T25198-2010