熱交換器は、材料間の熱の一部を高温の流体から低温の流体に伝達する熱伝達装置として、人々の日常生活や石油、化学、電力、製薬、原子力、原子力産業などで幅広い用途に使用されています。 。ヒーター、コンデンサー、クーラーなどの独立した機器として使用できます。また、化学装置の熱交換器など、プロセス装置のコンポーネントとしても使用できます。
特にエネルギー消費量が大きい化学工業において、化学製品の熱交換・移送プロセスにおける熱交換器は不可欠な設備であり、化学生産設備全体の中でもかなりの割合を占めています。
熱交換器は、一方では特定の温度で必要な媒体の工業プロセスを保証する機能を持ち、他方ではエネルギー利用を改善するための主要な機器でもあります。その構造によると、主にプレート熱交換器、フローティングヘッド熱交換器、固定管プレート熱交換器、U字管熱交換器などがあります。プレート熱交換器に加えて、残りのいくつかはシェルアンドチューブ熱交換器に属します。
シェルアンドチューブ熱交換器は、単位体積あたりの伝熱面積が大きく、優れた伝熱効果があり、強固な構造、適応性、成熟した製造プロセスなどの利点を備えているため、典型的な熱交換器の最も一般的な用途となっています。
シェルアンドチューブ熱交換器では、熱交換器のチューブとチューブプレートは、熱交換器のチューブとシェルプロセスの間の唯一の障壁であり、熱交換器のチューブとチューブプレートの接続構造と接続の品質が熱交換器の品質と耐用年数を決定します。熱交換器の製造プロセスの重要な部分。
熱交換器の損傷や故障のほとんどは、熱交換器のチューブとチューブプレートの接続部分で発生します。接続継手の品質も化学機器や装置の安全性と信頼性に直接影響します。そのため、熱交換器内のシェルアンドチューブ熱交換器の場合は、チューブとチューブプレートの接続プロセスは、熱交換器製造の品質保証システムにおいて最も重要な制御リンクとなっています。現在、熱交換器の製造プロセスでは、熱交換器のチューブとプレートの接続には、主に溶接、拡張、拡張と溶接、接着と拡張などの方法があります。
溶接接続を使用した熱交換器のチューブとチューブプレートは、チューブプレートの加工要件が低いため、製造プロセスが簡単で、より良いシールがあり、溶接、外観検査、メンテナンスが非常に便利で、現在シェルアンドチューブヒートです。熱交換器チューブとチューブプレートの接続は、接続方法で最も広く使用されています。溶接接続を使用する場合、溶接接続部のシール強度と引き抜き強度を確保し、熱交換器のチューブと管板の接続部のシール シール溶接のみを確保します。強度溶接の場合、振動が小さく隙間腐食がない場合に限り、その性能は制限されます。
溶接接続を使用する場合、熱交換器チューブ間の距離は近すぎてはなりません。そうしないと熱の影響があり、溶接の品質を確保するのが難しくなりますが、熱交換器のチューブの端は一定の距離を保つ必要があります。相互溶接応力を軽減します。チューブプレートから伸びる熱交換器チューブの長さは、有効支持容量を確保するために指定された要件を満たしている必要があります。溶接方法は伝熱管や管板の材質に応じて溶接棒アーク溶接、TIG溶接、CO2溶接などで溶接できます。設計圧力、設計温度、高温変化などの高熱交換器間の熱交換器チューブと管板の接続要件、および交流負荷を受ける熱交換器、薄い管板熱交換器などには、TIG 溶接が適しています。 。
従来の溶接接続方法では、チューブとチューブプレートの穴の間に隙間が存在するため、隙間腐食や過熱が発生しやすく、溶接接合部に発生する熱応力により応力腐食や損傷が発生し、熱交換器の故障を引き起こす可能性があります。 。現在、国内の原子力産業、電力産業などの熱交換器を使用する産業では、熱交換器の管と管板の接続に内孔溶接技術が使用され始めています。この接続方法は、熱交換器の管と管板の端部を管に溶接します。バンドル内穴溶接、完全溶融溶け込み形状の使用、端部溶接の隙間をなくし、耐隙間腐食と応力腐食、耐応力腐食の能力を向上させます。
振動疲労強度が高く、高温および高圧に耐えることができ、溶接継手の機械的特性が優れています。接合部の内部非破壊検査を行うことができ、溶接部の内部品質を制御して溶接部の信頼性を向上させることができます。しかし、ボア溶接技術の組み立てはより難しく、溶接技術に対する要求が高く、製造と検査が複雑で、製造コストが比較的高くなります。熱交換器の高温、高圧、大規模化に伴い、製造品質に対する要求はますます高くなり、ボア溶接技術はさらに広く使用されるようになります。
拡張継手は、熱交換器のチューブを管プレートに接続する伝統的な方法で、拡張装置を使用して管プレートとチューブを弾性塑性変形させてぴったりとフィットさせ、密封され、引き抜きに抵抗できる強固な接続を形成します。目的。熱交換器の製造工程において、膨張は、激しい振動、過度の温度変化、深刻な応力腐食がない状況に適しています。
現在の拡張プロセスでは、主に機械的な圧延拡張と水圧拡張が使用されています。機械的なロール拡張の拡張は均一ではなく、一度チューブとチューブプレートの接続が失敗すると、拡張を使用して修復するのは非常に困難です。コンピューター制御の操作による液体バッグタイプの油圧拡張を使用し、高精度で、拡張気密性の均一性、接続の信頼性を保証でき、機械的拡張よりも優れています。しかし、加工精度の要求が厳しく、密な接合部は拡張を確実に成功させることが難しく、再拡張に失敗した場合の修復もさらに困難になります。
温度と圧力が高く、熱変形、熱衝撃、熱腐食、流体圧力などにより、伝熱管と管板の接続が非常に破壊されやすく、膨張や溶接の使用は強度を確保することが困難です。接続とシールの要件。現在、広く使用されている方法は、拡張と溶接です。拡張溶接構造は、溶接部の管束の振動を効果的に減衰し、応力腐食と隙間腐食を効果的に排除し、接合部の耐疲労性を向上させ、それによって熱交換器の耐用年数を向上させます。
これにより、熱交換器の寿命が向上し、単純な拡張や強化溶接に比べて強度とシール性が向上します。通常の熱交換器の場合は、通常「ペースト膨張 % 強度溶接」形式を使用します。過酷な条件での熱交換器の使用には、「強度膨張%シール溶接」フォームの使用が必要です。一連のプロセスにおける拡張および溶接による拡張プラス溶接は、溶接後の最初の拡張と拡張後の最初の溶接の 2 種類に分けることができます。
(1) 溶接膨張後の最初の膨張では、潤滑油の使用が継手隙間に浸透し、溶接亀裂、気孔などの影響を強く受けるため、溶接欠陥の現象がより深刻になります。これらの油の隙間に侵入した油はきれいに除去するのが難しいため、最初に膨張させてから溶接する方法を使用することは、機械的な膨張を使用する方法としては適切ではありません。ペースト膨張を使用することにより、耐圧性はありませんが、管と管板の管穴との隙間をなくすことができるため、管口溶接部への管束振動を効果的に減衰させることができます。
しかし、従来の手動または機械制御の膨張方法の使用では、均一なペースト膨張要件を達成することができませんが、液体バッグタイプの膨張方法のコンピューター制御の膨張圧力の使用は、ペースト膨張要件を達成するのに便利で均一です。溶接では、高温の溶融金属の影響により、ギャップ内のガスが加熱され急激に膨張します。これらの高温高圧のガスが外部に漏れると、膨張の強さやシール性能が低下し、損傷を引き起こす可能性があります。 。
（2）最初の溶接とその後の拡張の最初の溶接とその後の拡張プロセスの主な問題は、チューブとチューブプレートの穴とその嵌合の精度を制御することです。チューブとチューブプレートのチューブ穴の間の隙間が一定の値まで小さい場合、拡張プロセスによって溶接継手の品質が損傷されることはありません。しかし、溶接口のせん断力に耐える能力は比較的低いため、溶接部の強度の制御が要件を満たさない場合、過膨張破損や溶接継手の損傷の拡大が発生する可能性があります。
製造工程上、伝熱管の外径と管板の管穴との間に大きな隙間があり、各伝熱管の外径と管板の管穴との隙間が軸方向に沿って不均一となる。拡張後に溶接が完了するとき、接合の品質を確保するために、管の中心線は管プレートの穴の中心線と一致する必要があります。ギャップが大きい場合、管の剛性が高いため、過度の拡張変形により損傷が生じます。溶接接合部が破損したり、溶接部が剥がれたりする可能性があります。
接着と拡張プロセスの使用は、熱交換器のチューブとチューブプレートの接続でよく発生する漏れと漏れの問題を解決するのに役立ちます。接着剤接合剤の正しい選択と作業条件に従って接着することが重要です。プロセスの実装プロセスでは、熱交換器の構造、サイズと組み合わせて、主に硬化圧力、硬化温度、膨張力などを含む適切なプロセスパラメータを選択する必要があり、生産プロセスでは厳密に制御されます。このプロセスはシンプルで、実装が簡単で、信頼性が高く、企業の実際の使用において認識されており、プロモーションの価値があります。
(1) シェルアンドチューブ熱交換器の熱交換器チューブとプレートの接続方法では、従来の溶接や拡張だけでは接続強度とシール要件を確保することが困難です。
(2) 膨張溶接法の使用は、熱交換器のチューブとプレート間の接続の強度とシールを確保し、熱交換器の耐用年数を向上させるのに役立ちます。
(3) 接着拡張方式の採用により、熱交換器のチューブとプレートを接続する際の漏れや浸透の問題を解決し、プロセスが簡単で簡単で確実です。
（4）完全溶け込み溶接法としてのボア溶接技術、隙間腐食と応力腐食に耐える能力、振動疲労強度、溶接継手の機械的特性が非常に優れています。溶接部の内部品質を制御して溶接部の信頼性を向上させることができます。これは、ハイエンド製品の販売促進や応用に適しています。