З’єднання труб теплообмінника та трубної пластини

Теплообмінник, як обладнання для передачі тепла, яке передає частину тепла від гарячої рідини до холодної рідини між матеріалами, має широкий спектр застосування в повсякденному житті людей та в нафтовій, хімічній, енергетичній, фармацевтичній, атомній енергетиці та атомній промисловості. Може використовуватися як самостійне обладнання, наприклад, нагрівачі, конденсатори, охолоджувачі тощо; його також можна використовувати як компонент деякого технологічного обладнання, наприклад, теплообмінників у деяких хімічних обладнаннях тощо.

Особливо в більшому обсязі споживання енергії в хімічній промисловості, теплообмінники в хімічному виробництві процесу теплообміну та передачі є незамінним обладнанням, у всьому хімічному виробництві обладнання також займає значну частку.

Теплообмінник зі своєї функції, з одного боку, для забезпечення того, щоб промисловий процес середовища, необхідного для конкретної температури, з іншого боку, також є основним обладнанням для покращення використання енергії. Відповідно до його структури, в основному є пластинчастий теплообмінник, теплообмінник з плаваючою головкою, пластинчастий теплообмінник з фіксованою трубкою та теплообмінник з U-подібною трубкою тощо. Крім пластинчастого теплообмінника, решта відносяться до кожухотрубного теплообмінника.

Оскільки кожухотрубний теплообмінник має більшу площу теплообміну на одиницю об’єму та хороший ефект теплообміну, хоча він має міцну структуру, адаптивний, зрілий виробничий процес та інші переваги, це стало найпоширенішим використанням типового теплообмінника.

---

З’єднання між трубкою теплообмінника та трубчастою пластиною в кожухотрубному теплообміннику

У кожухотрубному теплообміннику теплообмінна труба та трубчаста пластина є єдиним бар’єром між трубкою теплообмінника та кожуховим процесом, структура з’єднання трубки теплообмінника та трубчастої пластини та якість з’єднання визначають якість та термін служби теплообмінника, є життєво важливою частиною процесу виробництва теплообмінника.

Більшість пошкоджень і несправностей теплообмінника відбуваються в з’єднувальних частинах труби теплообмінника та трубної пластини, якість з’єднувального з’єднання також безпосередньо впливає на безпеку та надійність хімічного обладнання та пристроїв, тому кожухотрубний теплообмінник у процесі з’єднання труб теплообмінника та трубної пластини став найважливішою ланкою контролю в системі забезпечення якості виробництва теплообмінника. В даний час у процесі виробництва теплообмінника з'єднання труб і пластин теплообмінника в основному: зварювання, розширення, розширення плюс зварювання та склеювання плюс розширення та інші методи.

---

Зварювання

Теплообмінна труба та трубна пластина використовують зварне з’єднання, завдяки нижчим вимогам до обробки трубної пластини, процес виробництва простий, є краща герметизація, а також зварювання, перевірка зовнішнього вигляду, технічне обслуговування дуже зручні, наразі кожухотрубний теплообмінний теплообмінний трубний і трубний з’єднання є найбільш широко використовуваним методом з’єднання. При використанні зварних з’єднань необхідно забезпечити міцність герметизації зварного з’єднання та міцність на відрив і лише для того, щоб з’єднання труб теплообмінника та трубної пластини було герметизовано герметизуючим зварюванням. Для міцного зварювання його ефективність обмежена, лише вібрація невелика та відсутність зазорів, корозії.

Під час використання зварювального з’єднання відстань між трубкою теплообмінника не може бути занадто близькою, інакше вплив тепла, якість зварного шва нелегко забезпечити, тоді як кінець труби повинен залишатися на певній відстані, щоб зменшити взаємне напруження зварювання. Довжина труби теплообмінника, що виходить з трубної плити, повинна відповідати встановленим вимогам для забезпечення її ефективної несучої здатності. У методі зварювання, відповідно до матеріалу теплообмінної труби та трубної пластини, можна зварювати дуговим зварюванням, зварюванням TIG, зварюванням CO2 та іншими методами. Для труб теплообмінника та трубчастої пластини вимоги до з’єднання між високим теплообмінником, таким як розрахунковий тиск, розрахункова температура, високі зміни температури, а також теплообмінник, що піддається змінним навантаженням, тонкотрубний пластинчастий теплообмінник тощо. Зварювання TIG підходить.

Звичайний метод зварювання через наявність зазорів між трубою та отвором трубної плити, схильний до корозії та перегріву, а термічна напруга, що виникає у зварному з’єднанні, також може спричинити корозію та пошкодження під напругою, що може спричинити поломку теплообмінника. В даний час у вітчизняній атомній промисловості, електроенергетиці та інших галузях промисловості, які використовують теплообмінник, трубку теплообмінника та з'єднання трубної пластини, почали використовувати технологію зварювання внутрішніх отворів, цей метод з'єднання дозволить зварювати кінці трубки теплообмінника та трубчастої пластини до зварювання внутрішнього отвору пучка труб, використання форми проникнення з повним плавленням, усунення розриву в кінцевому зварюванні, покращення здатності протистояти корозії та напрузі. корозії, здатність протистояти корозії під напругою.

Його висока вібраційна втомна міцність, може витримувати високу температуру та тиск, механічні властивості зварного з'єднання кращі; з'єднання може проходити внутрішній неруйнівний контроль, внутрішню якість зварного шва можна контролювати для підвищення надійності зварного шва. Але складання технології зварювання отворів є більш складним, високі вимоги до технології зварювання, комплексу виробництва та контролю, а витрати на виробництво відносно високі. З розвитком теплообмінників для високої температури, високого тиску та великих масштабів вимоги до якості виробництва стають все більш високими, технологія зварювання отворів буде використовуватися ширше.

---

Компенсатор

Компенсатор - це традиційний спосіб з'єднання труб теплообмінника з трубною плитою, використовуючи розширювальний пристрій, щоб трубна плита і трубка виробляли пружно-пластичну деформацію та щільне прилягання, утворюючи міцне з'єднання, яке є герметичним і може чинити опір відриву від мети. У процесі виробництва теплообмінників розширення придатне для відсутності сильної вібрації, надмірних змін температури та серйозної корозії під напругою.

У поточному процесі розширення використовується головним чином механічне розширення прокатки та гідравлічне розширення. Розширення механічного розширення рулону не є рівномірним, після того, як труба та трубна пластина з’єднаються з ладу, а потім використовувати розширення для ремонту дуже важко; використовуючи гідравлічне розширення типу рідинного мішка за допомогою керованої комп’ютером операції, високої точності та може гарантувати, що однорідність герметичності розширення, надійність з’єднання краща, ніж механічне розширення. Однак вимоги до точності обробки суворі, і важко забезпечити успіх розширення щільних швів, а також важче відремонтувати, якщо вони не розширюються знову.

---

Розгортання і зварювання

Коли температура і тиск високі, а також під час термічної деформації, термічного удару, термічної корозії та тиску рідини, трубку теплообмінника та з’єднання трубної пластини дуже легко зруйнувати, використання розширення або зварювання важко забезпечити міцність з’єднання та вимоги до герметизації. В даний час широко використовується метод розгортання і зварювання. Розширювальна та зварювальна конструкція може ефективно гасити вібрацію пошкодження пучка труб на зварному шві, може ефективно усунути корозію під напругою та корозію зазору, покращити стійкість до втоми з’єднання, тим самим покращуючи термін служби теплообмінника.

Це подовжує термін служби теплообмінника та має вищу міцність і герметичність, ніж просте розширення або міцне зварювання. Для звичайних теплообмінників зазвичай використовують форму 'розширення пасти % міцності зварювання'; і використання жорстких умов теплообмінників вимагають використання форми 'розширення міцності% ущільнення зварювання'. Розширення плюс зварювання відповідно до розширення та зварювання в послідовності процесу можна розділити на перше розширення після зварювання та перше зварювання після розширення двох видів.

(1) перше розширення після зварювального розширення, коли використання мастила проникає в щілину з’єднання, і вони мають сильну чутливість до зварювальних тріщин, пористості тощо, що робить явище дефектів під час зварювання більш серйозним. Ці мастила, які проникають у щілину, важко очистити, тому використання розширення спочатку, а потім зварювання, недоцільне використання механічного розширення шляху. Використання пасти розширення, хоча і не стійке до тиску, але може усунути проміжок між трубкою та отвором трубки пластини трубки, тому воно може ефективно пом’якшувати вібрацію пучка трубок до звареної частини гирла труби.

Але використання звичайного ручного або механічно контрольованого методу розширення не може досягти рівномірних вимог до розширення пасти, тоді як використання контрольованого комп’ютером тиску розширення методом розширення типу рідинного мішка може бути зручним і рівномірним для досягнення вимог до розширення пасти. Під час зварювання через вплив високотемпературного розплавленого металу газ у зазорі нагрівається та різко розширюється, ці гази з високою температурою та тиском у зовнішньому витоку міцності розширення продуктивності ущільнення призведуть до деякої шкоди.

(2) спочатку зварювання, а потім розширення для першого процесу зварювання, а потім розширення, основною проблемою є контроль точності отвору труби та трубної пластини та його підгонки. Коли зазор між трубою та отвором труби трубної плити невеликий до певного значення, процес розширення не погіршить якість зварного з’єднання. Але здатність зварювального шва протистояти зусиллям зсуву відносно низька, тому міцність зварного шва, якщо контроль не відповідає вимогам, може спричинити руйнування через надмірне розширення або розширення пошкодження зварного з’єднання.

У процесі виробництва існує великий зазор між зовнішнім діаметром трубки теплообмінника та отвором трубки пластинчастої трубки, а зазор між зовнішнім діаметром кожної трубки теплообмінника та отвором трубки пластинчастої трубки є нерівномірним уздовж осьового напрямку. Коли зварювання завершено після розширення, центральна лінія труби повинна збігатися з центральною лінією отвору пластини труби, щоб забезпечити якість з’єднання. Якщо зазор великий, через більшу жорсткість труби надмірна деформація розширення призведе до пошкодження зварного з’єднання або навіть до зварювання.

---

Клеєні та розширені шви

Використання процесу склеювання та розширення може допомогти вирішити проблему з’єднання труб теплообмінника та трубної пластини, яка часто з’являється в проблемі витоку та витоку, важливо бути склеєним відповідно до умов роботи правильного вибору клейового з’єднувального агента. У процесі реалізації процесу слід поєднувати структуру теплообмінника, розмір, щоб вибрати хороші параметри процесу, в основному включаючи тиск затвердіння, температуру затвердіння, силу розширення тощо, і суворо контролювати в процесі виробництва. Цей процес простий, легкий у здійсненні, надійний, визнаний у реальному використанні підприємствами, має цінність просування.

---

Висновок

(1) у кожухотрубному теплообміннику теплообмінника труби та методу з’єднання пластини використання звичайного зварювання або розширення важко забезпечити міцність з’єднання та вимоги до ущільнення.

(2) використання методу розширення та зварювання сприяє забезпеченню міцності та герметичності з’єднання між трубкою теплообмінника та пластиною та покращенню терміну служби теплообмінника.

(3) Використання методу склеювання та розширення допомагає вирішити проблему витоку та просочування під час з’єднання труб і пластин теплообмінника, і цей процес є простим, легким і надійним.

(4) технологія зварювання отворів як метод зварювання з повним проплавленням, здатність протистояти корозії зазору та корозії під напругою, міцність на вібрацію, механічні властивості зварних з’єднань дуже хороші; внутрішню якість зварного шва можна контролювати, щоб підвищити надійність зварного шва, перший більше підходить для просування та застосування високоякісних продуктів.