浮头换热器制造过程控制

　　摘 要：换热器零部件在下料、预制、组对、焊接、装配过程中，会出现尺寸超出允许公差范围、焊接变形等问题，根据装配尺寸，合理的控制尺寸误差、调整施工顺序，对换热器的整体质量尤为重要。本文以普通浮头式换热器为例，从制造厂的角度，淺谈一下换热器零部件在铆作、焊接、装配过程中易出现的质量问题及控制方法。

　　关键词：尺寸偏差;焊接变形;常见问题;控制方法

　　1 浮头式换热器结构简介

　　2 浮头式换热器制造常见问题及控制

　　2.1管箱

　　(1)问题Ⅰ ：因筒体与法兰间对接处存在厚度差，筒体端口根据标准要求进行削薄，导致筒体校圆后端口直径变大，呈“喇叭口”型。

　　控制方法：筒体环缝加工坡口时，不进行削薄，待筒体校圆且与法兰组对、点固后，再用立式车床将筒体端口处削薄。

　　(2)问题Ⅱ：因板材受力延伸，校圆后筒体直径变大，造成环缝组对错边量超标。

　　控制方法：筒体板材下料时，根据钢板材质及卷板经验减小板材下料尺寸，提前将板材延伸量减除。

　　(3)问题Ⅲ ：封头成型后曲率有偏差，影响管箱隔板组焊及管箱热处理后隔板加工，以至于影响隔板处密封。

　　控制方法：隔板下料时适当加大长度余量，组对时根据封头实际曲率对隔板进行火焰切割，高出法兰密封面的隔板部分，铣床加工去除。

　　(4)问题Ⅳ：接管角焊缝焊接引起筒体变形、塌陷。

　　控制方法：接管角焊缝焊接前，在筒体内接管根部增加支撑工装，有热处理要求的管箱，在热处理后将支撑工装拆除。接管角焊缝尽量采用内坡口型式，以内侧焊接填充为主，且沿接管圆周方向进行多层多道焊，避免局部焊接热出入量过大。

　　(5)问题Ⅴ：斜插接管焊后变形，垂直度超标。

　　控制方法：接管角焊缝焊接前，根据坡口间隙预判焊后收缩方向，并在接管与筒体间加临时拉筋或支撑，焊接时根据接管倾斜变化，实时调整焊接方位，有热处理要求的管箱，在热处理后将临时件拆除。

　　2.2壳体

　　问题：管束与壳体装配困难。原因分析：①接管焊接引起筒体变形、塌陷②壳体内部焊缝有余高。③壳体直径偏小。

　　控制方法：①接管角焊缝焊接前，在筒体内接管根部增加支撑，有热处理要求的壳体，在热处理后将支撑拆除。②管束与壳体装配前，壳体内部焊缝修磨至与母材平齐。③壳体板材下料时，控制下料尺寸在上公差范围内。

　　2.3外头盖

　　常见问题及控制方法同管箱。

　　2.4管束

　　(1)问题Ⅰ：换热管穿管困难。

　　原因分析：①折流板管孔不同心②折流板支胎排列顺序与钻孔顺序不一致。

　　控制方法：①折流板钻孔前，将折流板重叠到一起，并固定、标记方位，然后一次钻孔成型，并增加铰孔工序。

　　②折流板重叠、钻孔、加工外圆后，在折流板外圆用钢印标记顺序号“1、2、3…”，管束支胎时按顺序号。

　　(2)问题Ⅱ：管头与管板焊接后，两管板不再平行。

　　控制方法：管头与管板焊接前，调整好管板的水平度、垂直度，将直径方向对称的部分管头进行点焊、与管板间固定。正式焊接时，同样采取对称的方式焊接，防止管板相对位置发生改变。

　　2.5设备法兰

　　(1)问题Ⅰ：管箱隔板与法兰焊接后、浮头法兰与拱盖焊接后，法兰出现焊接变形，导致与设备其他部件装配困难，且无法保证密封性。

　　控制方法：管箱隔板与法兰焊接前，管箱内部沿径向，在隔板两侧各增加2～3处支撑，且焊接时，采用多层多道焊，控制层间温度，减少热输入量。同时，管箱热处理后再进行管箱法兰密封面加工，密封面加工完毕后拆除支撑件。

　　浮头法兰与拱盖焊接时，拱盖开双面坡口，出增加防变形支撑外，坡口内外两侧交替焊接填充，控制层间温度，避免单侧热输入过大，而且密封面的加工也需在热处理后进行。

　　3 重叠浮头式换热器施工过程常见问题及控制

　　常见问题：上、下台配对的法兰、支座螺栓孔不同心。

　　控制方法：①单台换热器制造时，下台需配对的接管、支座暂不组对，将上台所有的接管、支座按图纸要求尺寸组焊完毕②将下台预留的接管、支座用螺栓紧固到上台相应的接管、支座上，进行预重叠，在下台换热器上需要开孔及组对支座的位置做好标记③按标记位置划线、开孔、组焊，为避免焊接变形，焊接过程中两台换热器始终处于重叠状态。

　　4 结束语

　　本论文是本人工作经验的积累，通过以上控制方法，提高了换热器的制造质量和生产效率。

　　参考文献：

　　[1]《钢制压力容器》GB 150.1-150.4-2011

　　[2]《热交换器》GB/T151-2014

　　[3]《压力容器封头》GB/T25198-2010

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文章名称： 浮头换热器制造过程控制

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