摘要：
為加快城市化的發(fā)展進(jìn)程，需借助固定管板式換熱器改造現(xiàn)有居民建筑供暖問題。固定管板式換熱器不僅可以傳遞物料熱量，并具有節(jié)能、低溫?zé)崮?、高效益回收等方面?yōu)勢(shì)。因此本文主要從管板式換熱器制造工藝角度出發(fā)，對(duì)其進(jìn)行分析和概述。
關(guān)鍵詞：固定管板、換熱器、制造工藝、研究
一、立式式換熱器介紹
固定管板式換熱器分為上管帽、下管帽以及零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大噸位的殼程三個(gè)部分。殼程作為換熱器的核心，制作過程復(fù)雜，因此生產(chǎn)完畢還需要進(jìn)行1.25MPa的水壓試驗(yàn)。殼程生產(chǎn)所使用的生產(chǎn)工藝，包含穿管、脹管以及焊管，再結(jié)合相應(yīng)的措施，嚴(yán)格控制零部件生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及殼程組裝環(huán)節(jié)。
圖 1 換熱器基本結(jié)構(gòu)示意圖
二、立式換熱器的零件要求
固定管板式換熱器由大量的孔連接而成，因此在對(duì)部件的加工工藝上，需要考慮以下幾點(diǎn)要求：第一，為滿足管板鉆孔管孔同心度要求，需要按照自上而下的順序放置上管板、折流板以及下管板；第二，為了保證同心度，可按照?qǐng)D紙要求將三塊管板疊加在一起劃線鉆出拉桿孔。
三、立式換熱器零件加工
固定管板式換熱器質(zhì)量的好壞，與零件的使用和加工具有密切的關(guān)聯(lián)。因此本文主要分析管板下料加工、折流板、換熱器、上下管帽以及筒體等不同單件的加工工藝要求和工藝流程做相應(yīng)概述：
第一，管板下料結(jié)束后，需要對(duì)管板的外圓和平面以及平臺(tái)劃線進(jìn)行加工，兩者加工完畢之后，還需要對(duì)管孔螺孔以及拉桿絲孔等在內(nèi)的鉆孔進(jìn)行加工，后進(jìn)行加工的便是鉗工攻絲；
第二，運(yùn)用A3鋼板通過點(diǎn)焊的方式拼接成折流板，在校平之后，將三塊管板按照自上而下的順序疊加，并根據(jù)圖紙加工要求進(jìn)行點(diǎn)焊；
第三，關(guān)于換熱器的加工，需要按照以下步驟進(jìn)行：首先按照?qǐng)D紙的尺寸要求進(jìn)行鋸管，然后檢查兩端切口是否存在裂紋，如果沒有則可以進(jìn)行后一步的磨管工作。但需要注意的是管子在經(jīng)過打磨之后，管子切口兩端形狀不能過扁，顏色需要呈現(xiàn)金屬光澤，同時(shí)管端清銹長度要超過兩倍的管板厚度；
第四，上下管帽的加工，需要根據(jù)大法蘭上的十字線標(biāo)記管孔位置，焊接法蘭和接管已預(yù)先組，還需要借助100%磁粉探傷，焊接大法蘭和封頭焊縫，進(jìn)而加大法蘭密封面；
第五，對(duì)于筒體的加工，需按照拼料、接縫圖、按拼料圖分塊下料、刨坡口、卷筒、焊縱焊縫、矯圓、組對(duì)各筒體、焊環(huán)縫、X射線 20%探傷等圖紙要求的加工工藝步驟進(jìn)行[1]。
四、殼程的組裝過程
（一）筒體組裝
首先，將法蘭和管節(jié)進(jìn)行組隊(duì)焊接，法蘭和接管的垂直度處于1%Dg至3mm范圍內(nèi)；其次按照焊縫布置圖，將位于焊接滾輪架上的筒體按照0~270°畫出十字線標(biāo)記。參考管口方位圖，在筒體上使用樣板畫出接管孔位，并借助角面磨光機(jī)打磨坡口；通過焊接的方式，將加強(qiáng)圈和接管點(diǎn)固定在管子上，并通過100%磁粉探傷的方式，穩(wěn)固加強(qiáng)圈接管以及筒體之間的關(guān)聯(lián)，同時(shí)為檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量，需通入0.5MPa的壓縮空氣，進(jìn)行保壓5分鐘的壓力試驗(yàn)；筒體加工工序完成后，需放置在地梁平臺(tái)，并用高v型鐵墊平，90°標(biāo)記線朝上，兩端面垂直于地梁平臺(tái)；借助煤油清洗下管板的管孔和兩端的油污和鐵屑，重合筒體十字線標(biāo)記和下管板十字線標(biāo)記。通過直角尺測(cè)量兩者之間的垂直度，并將兩者通過焊接的方式固定在一起；將坡口兩端預(yù)熱到150°左右，分別運(yùn)用E5016準(zhǔn)3.2 焊條、 E5016 準(zhǔn)4 焊條，一邊用小錘敲打焊縫，一邊圍繞焊縫進(jìn)行圓周分段對(duì)稱焊接，從而焊接筒體和下管板間的焊縫。通過這樣的焊接方式，一方面可以保證焊縫表面質(zhì)量，另一方面也可以杜絕焊接變形狀況的發(fā)生。但是需要注意的是，坡口無法全部焊滿，焊完之后還需要檢查管板的焊接平度，如果焊接平度大于一毫米，則證明管板焊接變形；焊接完畢之后，下管板安裝拉桿，且安裝第三塊折流板并按照折流板的鉆孔方向穿插第3段定距管，以此類推，從上管板至下管板分別安裝第1~3段定距管，所有定距管安裝完畢之后，擰上螺母[2]。
圖 2 穿管順序示意圖
（二）穿管
下管板穿管，需要從下管板的兩側(cè)第1排孔對(duì)稱位置，由外向中心穿管，總共需要穿4根管子，每根管子的長度都需要大于管板厚度10毫米以上。其穿管順序示意圖，如上圖所示；下管板穿完，便輪到上管板穿管。上管板的穿管需要與下管板維持相同的起吊和起調(diào)位置，兩者可進(jìn)行組對(duì)。為固定上管板位置，從下管板穿出4根管子到上管板，并借助卷尺、角尺等測(cè)量工具使相鄰管板之間的差距在二毫米以下，當(dāng)管板平行度達(dá)標(biāo)之后，將殼程放置在滾輪加上，實(shí)施對(duì)稱施焊，通過焊接的方式固定上管板和筒體。焊接需要兩人分別站在兩端共同完成，將圓周分成相的偶數(shù)，兩人分別對(duì)兩端相對(duì)稱的等分進(jìn)行焊接，每焊完一根焊條，都要對(duì)焊縫進(jìn)行錘擊，此焊接過程需要遵循分段、多道、多層、對(duì)稱焊的原則。對(duì)于焊接后留存的焊渣還需要進(jìn)行打磨，保持焊接表面平滑；并采取同樣的方式，保持相同的高度，焊接筒體與下管板。
（三）脹管
在貼脹的過程中，采取分區(qū)對(duì)稱跳脹的方式，一方面可以防止管板發(fā)生變形，另一方面也可以避免脹接的集中。在貼脹完成后，還需要對(duì)管板的密封面平行度進(jìn)行重點(diǎn)檢查，將其平行度控制在1.5毫米以內(nèi)；其次，貼脹過程如果脹接量失控必然會(huì)引發(fā)欠脹、過脹等不良現(xiàn)象，因此為規(guī)避此類問題，需要運(yùn)用塞規(guī)檢測(cè)脹接量，從而保證管子的良好質(zhì)量；再次，脹管可借助簡易電動(dòng)脹管器設(shè)備，并以潤滑用機(jī)油以及二硫化鉬等潤滑劑，開展脹管過程，并在結(jié)束后對(duì)每根管子的脹接質(zhì)量進(jìn)行核驗(yàn)；后，在殼程下放置工裝墊，從而使殼程能夠保持豎直的狀態(tài)，并用汽油清洗換熱器管端，對(duì)換熱器和管板間的焊縫實(shí)施焊接處理[3]。
圖 3 脹管示意圖
（四）焊管
換熱管和管板兩者之間存在的焊縫，在進(jìn)行焊接的處理過程中可以采用射線交叉式的順序，依次焊接上下管板，為了杜絕焊接變形以及焊接殘余應(yīng)力的出現(xiàn)，焊接環(huán)境的溫度需要在0℃以下，或者是管板需要在150℃的環(huán)境下進(jìn)行局部預(yù)熱之后才可進(jìn)行焊接；焊接完成之后，在管板的表面以及換熱器內(nèi)部會(huì)殘存焊瘤，而對(duì)于焊瘤的處理可以通過電磨頭進(jìn)行有效清理；《容規(guī)》要求殼程在焊接完成后，需要進(jìn)行1.25MPa的水壓試驗(yàn)，其主要目的在于檢查焊接的各管口焊接質(zhì)量、焊縫是否嚴(yán)密。通過放大鏡觀察管口表面的滲漏，不存在滲漏的證明殼程符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，可投入使用。
圖 4 焊管順序示意圖
五、結(jié)論
綜上所述，固定管板式換熱器的加工，首先需要按照?qǐng)D紙將上、下管帽和殼程進(jìn)行組裝，并用橡膠石棉墊結(jié)合脹結(jié)加焊接的方式做密封處理，后通過水壓試驗(yàn)驗(yàn)證管程的合格性。所有步驟全部合格，則證明通過控制工藝過程可以有效的改善管板的變形狀況，保障產(chǎn)品質(zhì)量。固定管板式換熱器優(yōu)勢(shì)在于成本低、傳熱面積大、并具有較小的滲流特性，因此目前應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，相信在未來通過不斷強(qiáng)化和提升制作工藝，可以為企業(yè)創(chuàng)造巨額的經(jīng)濟(jì)效益。
廣州聯(lián)合冷熱設(shè)備有限公司
劉磊
參考文獻(xiàn)：
[1]王再麗.固定管板式換熱器制造工藝[J].科技視界，2012（13）.
[2]陳永東，陳學(xué)東．我國大型換熱器的技術(shù)進(jìn)展[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2013，49（10)：134 ～143．
[3]甘肅藍(lán)科石化高新裝備股份有限公司，上海藍(lán)濱石化設(shè)備有限責(zé)任公司，中國石化工程建設(shè)有限公司，等．熱交換器GB／ T151－2014[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015．
