Соединение трубы теплообменника и трубной пластины

Теплообменник как теплообменное оборудование, передающее часть тепла от горячей жидкости к холодной жидкости между материалами, имеет широкий спектр применения в повседневной жизни людей, а также в нефтяной, химической, энергетической, фармацевтической, атомной энергетике и атомной промышленности. Его можно использовать как самостоятельное оборудование, например, нагреватели, конденсаторы, охладители и т. д.; его также можно использовать в качестве компонента некоторого технологического оборудования, например теплообменников в некотором химическом оборудовании и т. д.

Особенно при большом объеме потребления энергии в химической промышленности, теплообменники в химическом производстве процесса теплообмена и передачи являются незаменимым оборудованием, во всем химическом производственном оборудовании также занимают значительную долю.

Теплообменник по своей функции, с одной стороны, обеспечивает промышленный процесс среды, необходимой для определенной температуры, с другой стороны, также является основным оборудованием для улучшения использования энергии. По своей конструкции различают в основном пластинчатые теплообменники, теплообменники с плавающей головкой, теплообменники с фиксированными трубчатыми пластинами, U-образные трубчатые теплообменники и так далее. Помимо пластинчатого теплообменника, остальные относятся к кожухотрубным теплообменникам.

Поскольку кожухотрубный теплообменник имеет большую площадь теплопередачи на единицу объема, а также хороший эффект теплопередачи, обладая при этом прочной структурой, адаптируемым, отработанным производственным процессом и другими преимуществами, он стал наиболее распространенным применением типичного теплообменника.

---

Соединение между трубкой теплообменника и трубной пластиной в кожухотрубном теплообменнике

В кожухотрубном теплообменнике трубка теплообменника и трубная пластина являются единственным барьером между трубкой теплообменника и кожухом, структура соединения труб теплообменника и трубной пластины, а качество соединения определяет качество и срок службы теплообменника, является жизненно важной частью процесса производства теплообменника.

Большая часть повреждений и отказов теплообменника происходит в деталях соединения трубок и трубных пластин теплообменника, качество соединительного соединения также напрямую влияет на безопасность и надежность химического оборудования и устройств, поэтому для кожухотрубного теплообменника в процессе соединения трубок и трубных пластин теплообменника стал наиболее важным звеном управления в системе обеспечения качества изготовления теплообменников. В настоящее время в процессе производства теплообменников соединения труб и пластин теплообменника в основном включают в себя: сварку, расширение, расширение плюс сварку, склеивание плюс расширение и другие методы.

---

Сварка

Трубка теплообменника и трубная пластина с использованием сварного соединения. Из-за меньших требований к обработке трубной пластины производственный процесс прост, обеспечивается лучшая герметизация, а сварка, проверка внешнего вида и техническое обслуживание очень удобны. В настоящее время соединение труб кожухотрубного теплообменника и трубной пластины наиболее широко используется в методе соединения. При использовании сварных соединений необходимо обеспечить прочность герметизации сварного соединения и прочность на отрыв, а также гарантировать, что трубка теплообменника и трубная пластина соединяются герметизирующей сваркой. При прочной сварке его производительность ограничена, только вибрация невелика и нет случаев коррозии зазоров.

При использовании сварного соединения расстояние между трубкой теплообменника не должно быть слишком малым, иначе из-за теплового воздействия будет сложно обеспечить качество сварного шва, в то время как конец трубки следует оставить на определенном расстоянии, чтобы уменьшить взаимное сварочное напряжение. Длина трубы теплообменника, выходящей из трубной пластины, должна соответствовать указанным требованиям, чтобы обеспечить ее эффективную несущую способность. В методе сварки в зависимости от материала трубы теплообменника и трубной пластины можно сваривать дуговой сваркой сварочного стержня, сваркой TIG, сваркой CO2 и другими методами. Для требований к соединению труб теплообменника и трубной пластины между теплообменниками с высоким давлением, такими как расчетное давление, расчетная температура, высокие перепады температур, а также теплообменник, подвергающийся переменным нагрузкам, теплообменник с тонкими трубчатыми пластинами и т. д. подходит сварка TIG.

Обычный метод сварного соединения из-за наличия зазоров между трубой и отверстием трубной пластины склонен к коррозии зазора и перегреву, а также термическому напряжению, возникающему в сварном соединении, также может вызвать коррозию под напряжением и повреждение, что может привести к выходу из строя теплообменника. В настоящее время в отечественной атомной промышленности, энергетике и других отраслях, использующих теплообменник, соединение труб теплообменника и трубной пластины, начали использовать технологию сварки внутреннего отверстия, этот метод соединения будет приваривать концы труб теплообменника и трубной пластины к сварке внутреннего отверстия пучка труб, использование формы полного проплавления, устранение зазора в концевой сварке, улучшение способности противостоять коррозии под напряжением и коррозии под напряжением, способность противостоять коррозии под напряжением.

Его высокая вибрационная усталостная прочность, выдерживает высокие температуры и давление, механические свойства сварного соединения лучше; соединение может быть подвергнуто внутреннему неразрушающему контролю, внутреннее качество сварного шва можно контролировать для повышения надежности сварного шва. Но сборка технологии сварки отверстий более сложна, высокие требования к технологии сварки, комплексу изготовления и контроля, а затраты на производство относительно высоки. С развитием теплообменников, рассчитанных на высокую температуру, высокое давление и крупномасштабность, требования к качеству производства становятся все более высокими, технология сварки отверстий будет более широко использоваться.

---

Компенсатор

Компенсатор - это традиционный метод соединения трубок теплообменника с трубной пластиной с использованием компенсационного устройства для изготовления трубной пластины и трубки для упругопластической деформации и плотного прилегания, образуя прочное соединение, которое герметично и может противостоять отрыву от цели. В процессе производства теплообменников расширение подходит для отсутствия сильной вибрации, чрезмерных перепадов температуры и серьезных случаев коррозии под напряжением.

В нынешнем процессе расширения используются в основном механическое расширение при прокатке и гидравлическое расширение. Расширение механического валка не является равномерным, после того как труба и трубная пластина неисправны, а затем использовать расширение для ремонта очень сложно; использование гидравлического расширения типа мешка с жидкостью с помощью компьютерного управления, высокая точность и обеспечение равномерности герметичности расширения, надежность соединения лучше, чем механическое расширение. Однако требования к точности обработки строгие, и трудно обеспечить успешное расширение плотных соединений, а также труднее отремонтировать, если они не смогут снова расшириться.

---

Расширение и сварка

Когда температура и давление высоки, а при термической деформации, термическом ударе, термической коррозии и давлении жидкости, соединение трубки теплообменника и трубной пластины очень легко разрушается, использование расширения или сварки трудно обеспечить прочность соединения и требования к уплотнению. В настоящее время широко применяемым методом является развальцовка и сварка. Расширение и сварочная конструкция могут эффективно гасить вибрацию пучка труб, повреждая сварной шов, эффективно устранять коррозию под напряжением и коррозию зазоров, улучшать усталостную прочность соединения, тем самым увеличивая срок службы теплообменника.

Это увеличивает срок службы теплообменника и обеспечивает более высокую прочность и герметичность, чем простая сварка с расширением или прочностью. Для обычных теплообменников обычно используют форму «расширение пасты % прочности при сварке»; и использование суровых условий теплообменников требует использования формы «расширение прочности % уплотняющей сварки». Расширение плюс сварка в соответствии с расширением и сваркой в ​​последовательности процесса можно разделить на первое расширение после сварки и первое сваривание после расширения двух видов.

(1) первое расширение после расширения сварки, когда использование смазочного масла проникает в зазор соединения, и они имеют сильную чувствительность к сварочным трещинам, пористости и т. д., что делает явление дефектов сварки более серьезным. Они проникают в зазор масла и их трудно удалить в чистом виде, поэтому сначала используется расширение, а затем процесс сварки, поэтому нецелесообразно использовать механическое расширение. Использование расширения пасты, хотя и не устойчиво к давлению, но может устранить зазор между трубой и трубным отверстием трубной пластины, поэтому оно может эффективно демпфировать вибрацию пучка труб к сварной части устья трубы.

Но использование обычного ручного или механического метода расширения не может обеспечить единые требования к расширению пасты, в то время как использование управляемого компьютером давления расширения метода расширения типа мешка с жидкостью может быть удобным и равномерным для достижения требований к расширению пасты. При сварке из-за воздействия высокотемпературного расплавленного металла газ в зазоре нагревается и резко расширяется, эти газы с высокой температурой и давлением во внешней утечке из-за силы расширения уплотняющих характеристик могут вызвать некоторые повреждения.

(2) сначала сварка, а затем расширение. Для первой сварки, а затем расширения, основная проблема заключается в контроле точности отверстия трубы и трубной пластины и его посадки. Когда зазор между трубой и трубным отверстием трубной доски невелик до определенной величины, процесс расширения не повредит качеству сварного соединения. Но способность сварочной горловины выдерживать сдвиговые усилия относительно невелика, поэтому прочность сварного шва, если контроль не соответствует требованиям, может вызвать перерасширение или расширение повреждения сварного соединения.

В процессе производства существует большой зазор между внешним диаметром трубки теплообменника и трубным отверстием трубной пластины, а зазор между внешним диаметром каждой трубки теплообменника и трубным отверстием трубной пластины неравномерен в осевом направлении. Когда сварка завершена после расширения, осевая линия трубы должна совпадать с осевой линией отверстия трубной пластины, чтобы обеспечить качество соединения. Если зазор большой, из-за большей жесткости трубы чрезмерная деформация расширения приведет к повреждению сварного соединения или даже к отрыву сварного шва.

---

Клееные и расширенные соединения

Использование процесса склеивания и расширения может помочь решить проблему протечек и утечек в соединениях труб теплообменника и трубных пластин, поэтому важно склеить их в соответствии с условиями работы и правильно выбрать клеевой соединительный агент. В процессе реализации процесса следует сочетать структуру теплообменника, размер, чтобы выбрать хорошие параметры процесса, в основном включая давление отверждения, температуру отверждения, силу расширения и т. Д., И в производственном процессе строго контролируются. Этот процесс прост, легко реализуем, надежен, признан при фактическом использовании предприятий, имеет ценность для продвижения.

---

Заключение

(1) в методе трубчатого и пластинчатого соединения кожухотрубного теплообменника использование обычной сварки или расширения само по себе трудно обеспечить прочность соединения и требования к герметизации.

(2) использование метода расширения и сварки способствует обеспечению прочности и герметичности соединения между трубкой и пластиной теплообменника, а также увеличению срока службы теплообменника.

(3) Использование метода склеивания и расширения помогает решить проблему утечек и просачиваний при соединении трубок и пластин теплообменника, а этот процесс прост, легок и надежен.

(4) технология сварки отверстий как метод сварки с полным проплавлением, способность противостоять коррозии зазора и коррозии под напряжением, виброусталостная прочность, механические свойства сварных соединений очень хорошие; Внутреннее качество сварного шва можно контролировать, чтобы повысить надежность сварного шва, что в первую очередь больше подходит для продвижения и применения высококачественной продукции.