薄壁管子与管板液压胀接工艺的研究.pdf

冷加工CFHITECHNOLOGY

薄壁管子与管板液压胀接工艺的研究

张颖1，张根树1

摘要：研究了胀接压力、胀槽数量、胀槽尺寸对管板胀接接头的拉脱力影响。结果表明：双槽结构的管板在胀槽
的数量增加1或2个的情况下，能够有效的提高拉脱力；槽宽度适当增加，拉脱力也随之增大；最终确定产品胀
接压力为270MPa。
关键词：换热器；液压胀接；拉脱力
中图分类号：TG946文献标识码：B文章编号：1673-3355（2010）01-0019-02

管子与管板的连接是管壳式换热器制造过程
中一道重要的工序，其接头质量的好坏将直接影
响换热器的工作质量。今年，我公司承接的某大
型换热器的换热管规格mm：覫31.75×1.651，属薄
壁管。产品技术条件要求换热管与管板连接必须
采用强度胀加密封焊，胀接方法为液压胀，胀后
拉脱力必须大于等于4MPa。本文通过一系列的胀
接试验，对影响薄壁管与管板胀接接头拉脱力的
主要因素进行了研究，最终确定的管板结构和胀图1胀接试验件
接压力在产品中得到了应用。是利用液压动力进行胀管，即通过液压系统把液压
油通过胀管枪枪杆注入液袋，借助液袋鼓胀作用，
1试验材料与方法把液体压力施加到管子内壁上，促使管子与管板紧
密连接[1]。液压胀管特别适用于深孔胀接和厚管板
试验材料及规格
1.1的胀接，（见表1）。
换热器管板材质为SA-765-Ⅱ+309+308，厚（2）胀接工艺
度166.5mm，管板孔大小为覫32.1mm，胀槽深度①准备
0.4mm，槽宽6.4mm，双槽结构；换热管材质为首先将胀管机高压软管的两根油管和一根水管
304L，规格mm：覫31.75×1.651。胀接试验件本文及一根电缆分别与胀管机的接口连接，用堵头将枪
定义为标准件（见图1）。表1技术性能及指标
项目名称技术参数项目名称技术参数
1.2试验方法
胀管最高额定压力350MPa胀接介质净水
（1）胀接设备及原理胀接速度＜30s/次液压介质CITGO抗磨液压油
胀接管子内孔电压三相
本文采用的胀接设备为YZJ-350D型≥覫10mm380V/50Hz
管壁厚度＜4mm输入功率6.5kW
超高液压胀管机，其广泛用于换热器、
管板厚度＞12mm控制系统电子模块化、单片机、数字显示
冷凝器冷却器锅炉等管子与管板的
、、胀接长度10~600mm工作环境-20～40℃
胀接。主要由控制箱、液压系统、高压深孔胀8m外形尺寸mm：1200×1020×900
软管、胀管枪、胀管头等组成。其原理胀管枪重量13kg整机重量550kg

1.中国第一重型机械股份公司核电石化事业部助理工程师，辽宁大连116113

2010年第1期（总133期）57
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一重技术冷加工

头顶部堵住或装上胀杆组件试胀。将电源线接到胀次试验（见表2中序号7～10）。
管机上（三相四线，壳体接地），加水。调试设备，
表2胀接试验统计表
按工艺要求设定胀管压力及胀管时间。
胀接压力拉脱力值
清理序号试验编号备注
②（MPa）（MPa）
仔细清理试板胀管上的毛刺，砂轮抛光胀管
、110-11601.86标准件
区域使露出金属光泽。穿管前，应采用丙酮对管板210-22002.22标准件
孔及管端内、外表面进行清理。310-32202.41标准件
标准件
③测量410-42402.77
标准件
使用手枪式数显内径千分尺和游标卡尺测量胀510-52703.24
610-62903.14标准件
前管内径管板孔内径及管外径，并做好记录
、。730-12703.72三槽结构
④胀接840-12703.74四槽结构
确认设备运转良好后，采用液袋式胀管机进行950-12702.72槽宽3.2
槽宽
自动胀接。1050-22703.426
⑤测量2.2结果分析
使用手枪式数显内径千分尺测量胀后管内径，
从序号1～6的试验结果看出，随着胀接压力
并做好记录
。的不断增加，拉脱力值也逐渐升高，但当胀接压力
（3）拉脱力试验
达到290MPa时，胀接压力不再增加，反而减小。
在电子万能试验机上对试验件的中心管子进行
原因是过大的胀接压力会增大管壁减薄量，反而降
拉脱力试验。随着拉脱载荷的不断增加，管子会逐
低了接头强度。从序号7～10的试验结果可以看
渐从管板孔中被拔出，试验机会自动记录下载荷
出，槽的数量增加1到2个能够有效的提高拉脱
值
。力；加大槽宽，有利于提高拉脱力，但过宽的槽宽
（4）解剖试验
会降低接头处的拉脱力。[2]
沿粗实线对试验件进行解剖检验，观察是否存
2009年9月新出版的《固定式压力容器安全
在裂纹等缺陷（见图2）。
技术监察规程》中对管板与换热管的胀接内容进行
了修订，删除了旧容规中“强度胀接拉脱力值应达
到4MPa”的规定。根据本文