换热器通用胀接工艺.pdf

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一、胀接说明

1胀接
胀接是换热管与管板的主要联接形式之一，它是利用胀管器伸入换
热管管头内，挤压管子端部，使管端直径扩大产生塑性变形，同时保持
管板处在弹性变形范围内。当取出胀管器后，管板孔弹性变形，管板对
管子产生一定的挤紧压力，使管子与管板孔周边紧紧地贴合在一起，达
到密封和固定连接的目的。由于管板与管子的胀接消除了弹性板与塑性
管头之间的间隙，可有效地防止壳程介质的进入而造成的缝隙腐蚀。当
使用温度高于300℃时，材料的蠕变会使挤压残余应力逐渐消失，连接
的可靠性难以保证。因此，在这种工况下，或预计拉脱力较大时，可采
用管板孔开槽的强度胀接。胀接又分为贴胀和强度胀。
2胀管率
胀管率是换热管胀接后，管子直径扩大比率。贴胀与强度胀的主要
区别在于对管子胀管率(管子直径扩大比率)的控制不同，对冷换设备
换热管来说，强度胀要求的胀管率H为1～2.1%，而贴胀要求的胀管率
H为0.3～0.7%。
3贴胀
贴胀是轻度胀接的俗称，贴胀是为消除换热管与管板孔之间的缝
隙，以防止壳程介质进入缝隙而造成的间隙腐蚀。由于贴胀时胀管器给
管子的胀紧力较小，管子径向变形量也就比较小。因此换热管与管板孔
之间的相对运动的摩擦力就比较小，所以它不能承受较大的拉脱力，且
不能保证连接的可靠性，仅起密封作用。贴胀时，管孔不需要开槽。
4强度胀
强度胀是指管板与换热管连接处的密封性和抗拉脱强度均由胀接
接头来保证的连接方式。强度胀接的管板孔要求开胀管槽，一般开两道
胀管槽。以使管子材料在胀接时嵌入胀管槽内，由此来增加其拉脱力。
特别是当使用温度高于300℃时，材料的蠕变会使挤压残余应力逐渐消
失，连接的可靠性下降，甚至发生管子与管板松脱，这时采用强度胀接，
其抗拉脱力就比贴胀要大得多。胀管前应用砂轮磨掉表面污物和锈皮，
直至呈现金属光泽，清理锈蚀长度应不小于管板厚度的2倍。管板硬度
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应比管子硬度高HB20～30，以免胀接时管板孔产生塑性变形，影响胀
接的紧密性。为保证胀接质量，当达不到这个要求时，可将管端进行退
火处理，降低硬度后再进行胀接。
强度胀接的适用范围是：设计压力小于等于4Mpa；设计温度小于
等于300℃；操作中无剧烈振动，无过大的温度变化及无严重应力腐蚀
的场合。有应力腐蚀时，不应采用管头局部退火的方式来降低换热管的
硬度。由于胀管器胀头的尺寸限制，外径小于14mm的换热管与管板的
连接不能采用胀接；由于高温使管子与管板产生蠕变，胀接应力松驰，
继而引起连接处的泄漏，所以当操作温度高于350℃时，不宜单独采用
焊接或是胀接，而应采用胀焊组合的方法。
5胀焊组合
胀焊组合旨在使胀接和焊接的优势互补。高温、高压换热器换热管
与管板间的连接接头，在操作中受到反复热变形、热冲击、腐蚀及介质
压力的作用，容易发生泄漏。操作苛刻时，甚至发生破坏。这时，无论
单独采用焊接或是胀接，都难以保证连接的可靠性。此时就应采用胀焊
组合的方法。它既能够提高接头的抗疲劳性能，还可以消除应力腐蚀开
裂和缝隙腐蚀，使换热器的寿命比单用焊或胀时长得多。
胀焊组合的制造一般有两种，先胀后焊和先焊后胀。不同的工序各
有其优缺点。采用先胀后焊的工序时，胀管器留下的润滑油污会影响随
后的焊接质量。而采用先焊后胀工序，焊后的胀接会使前面的焊接接头
产生松动或裂纹，影响焊接质量。当在先胀后焊工序中采用硫化钼作为
胀接润滑剂时，就不会影响焊接质量，或将管板的胀接位置远离焊口，
亦不会影响以前的焊接质量。
胀焊并用适用于密封性能要求较高的场合、承受振动和疲劳载荷的
场合、有缝隙腐蚀和采用复合管板的场合。一般地说，强度焊加贴胀适
用的温度和压力高于强度胀加密封焊。尤其适用于壳程有缝隙腐蚀和复
合管板的场合。而强度胀加密封焊多用于设计压力3.5Mpa以下和介质
极易渗漏或对介质要求极严的情况。
二、被胀接材料、胀接工具及环境

1换热管
1.1换热管应符合图纸规定的相应材料标准，质量证明书填写内容齐
全。
1.2换热管的检验与清理
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1.2.1换热管入厂检验时，规格尺寸应正确，管子的内外表面不得有裂
纹、压扁等缺陷，端头不得有纵向裂纹、刻痕、麻点等缺陷。
1.2.2管子端头外表面应均匀地进行打磨除锈，呈现金属光泽。打磨长
度应为2倍的管板厚度，且打磨后的表面不得有起皮、凹痕及纵向沟槽
等缺陷。（注意打磨时用砂布轮环向打磨除锈，不得纵向打磨造成表面
损伤。
1.2.3U形管组装前应逐根进行水压试验，试验压力应为设计压力的2
倍。
1.2.4管子端面应垂直于管子轴线，端面及内外表面应