螺旋折流板的加工質量控制

沙永智

(江蘇中圣壓力容器裝備制造有限公司，南京 江蘇 210000)

螺旋折流板的加工質量控制

沙永智

(江蘇中圣壓力容器裝備制造有限公司，南京 江蘇 210000)

對于螺旋折流板換熱器來說，最重要也是最難把握的制造環節便是折流板的加工，本文從檢驗的角度講述其制作過程中的質量控制要點。

換熱器；螺旋折流板；加工；質量控制

1 概述

由于制作簡單、適應范圍廣，弓型折流板作為管殼式換熱器中應用最為廣泛的折流板類型,但同時它也存在很多弊端，如: 易產生積垢、流動死區、旁流，沿程壓降大，且換熱管易振動，最終導致換熱器使用壽命的降低。

相比之下，螺旋折流板在折流時，流體處于近似螺旋流動狀態，可大幅度的減少殼程流體壓降，同時提高傳熱效率，在相同熱負荷下，可減小換熱器尺寸，從而降低了設備的材料及制造成本。

然而由于螺旋折流板的制作工序復雜、難度高、工期長，精度難以控制，導致其至今并未得到非常廣泛的應用。2016年，我司承接的美孚及BP項目的6臺1/4扇形平面螺旋折流板換熱器，無論是從折流板的加工精度，還是后序穿管過程中換熱管的表面質量都得到了客戶及監理的高度評價，尤其是圖1所示φ19.05×0.89的薄壁鈦換熱管。本文，筆者將從檢驗的角度分享1/4扇形平面螺旋折流板加工過程中各環節的控制要點。

圖1 薄壁鈦換熱管

2 過程控制

2.1 折流板下料檢查

下料盡量采用變形量小的冷切割方式，如水刀下料。首先按照工藝文件檢查折流板下料尺寸，同時測量每塊折流板的平面度，不平度應控制在1.5 mm以內，對于超過1.5 mm的折流板必需進行校平，這樣才能保證后面折流板堆疊的穩固性。

2.2 折流板工裝檢查

(1)對照圖紙檢查工裝高低位置，確認其是否符合相對應的旋向；

(2)檢查工裝基座上下表面(即圖2、3中的?、?面)是否經過機加工銑平，檢查基座上下兩板中間的支撐是否焊接牢固；

(3)將基座放在工作平臺上，如圖4，先測量平臺水平度，然后如圖5將數顯水平尺擺放在圖2、3中①-②弦長線上，測量該位置相對于平臺的傾斜角度。下圖中工裝的傾斜角度即為6°；

(4)測量①-②弦長線的長度以及①、②位置處?、?兩面間距的高度差，通過三角函數Sin-1計算出工裝的傾斜角度，復核步驟(3)的測量值。兩次所測的傾斜角度應保持一致，且偏差均不得超過0.3°；

(5)測量③、④位置處?、?兩面間距是否一致，相差不得大于3 mm。

圖2 基座平面圖

圖3 現場安裝圖

圖4 平臺水平度測量

2.3 折流板堆疊檢查

折流板堆疊之前需將模板、折流板及基座上表面吹掃干凈，檢查是否堆疊整齊并壓緊無間隙。確認合格后方可將折流板、模板點固在基座上。如圖6所示，兩條直邊各分散點固至少2個位置，圓弧邊點固至少3個位置。點焊長度不得小于50 mm，檢查點焊質量，防止鉆孔過程中模板或折流板松動導致孔位偏移。

圖6 折流板堆疊檢查

2.4 劃線引孔檢查

必須采用數控引孔，在電腦上檢查數控排版，確認合格后開始引孔，引孔結束后再次對實物排版進行檢查確認，同時檢查引孔的深度，最淺處至少低于模板表面1 mm，如圖7所示，這樣可對后面的鉆孔起到導向作用，減少人為因素造成的誤差。

圖7 劃線引孔檢查

2.5 鉆孔檢查

(1)對每摞折流板前5個孔進行首檢，檢查項目包括孔徑、管孔粗糙度、管孔相對于折流板平面的傾斜角度：

① 如圖8(a)所示，用三爪式內徑千分尺沿豎直方向測量管孔直徑，盡量控制在接近圖紙要求的上偏差；

② 用粗糙度對比試塊檢查管孔粗糙度是否滿足圖紙要求；

③ 如圖8(b)所示，用萬能角度尺沿圖3、4中平行于①-②弦長線方向測量管孔傾斜角度，公差必須控制在±0.5°，若發現傾斜角度超差，應立即停止鉆孔，檢查平臺及工件的裝夾是否牢固，工件底部是否存在異物等；

(2)鉆孔過程中，加工單位或部門需做好自檢工作，抽檢比例為每100孔測量一次，提供相關的數據及照片。

(3)值得注意的是，鉆孔過程中，若中途更換鉆頭、刀具，需重新進行步驟(1)的首檢，這不僅是針對螺旋折流板，對于任何管板、折流板的加工質量控制都非常必要。

(4)鉆孔結束后，分區域抽檢5%管孔測量直徑、傾斜角度。

圖8 鉆孔檢查

2.6 外圓檢查

(1)按圖紙要求車加工折流板外圓，車之前需采用鎖緊螺母將折流板固定牢固，如圖9所示。外圓盡量靠近下偏差，這樣有助于后序的管束穿芯；

圖9 折流板外圓車加工

圖10 弧形段側面鋼印

(2)車加工后，在弧形段側面同一位置自上而下按順序打上鋼印，四個扇形區域可分別為A1～An,B1～Bn,C1～Cn,D1～Dn，如圖10。這樣可避免折流板拆除后不同象限之間的產生混放。同時在管束裝配時，折流板也應該按這個順序進行組裝；

(3)兩條直邊必須采用線切割進行加工，這樣可以減小折流板的變形，同時還可以更準確的控制扇面的角度。

2.7 外觀檢查

(1)線切割后，拆開所有折流板，清理管孔毛刺。由于線切割位置，即兩直邊段的管孔為不同象限的公共穿管區域，所以毛刺清理的過程中應尤其注意該處；

(2)對折流板管孔進行100%目視檢查，不允許有毛刺、刻槽等影響穿管質量的缺陷。

3 總結

我司承接的螺旋折流板螺旋角度分別為6°、8°，材質分別為SA-516 Gr.70N，SA-240 316L，SB-265 Gr.2，按照上述方案進行控制，從最終折流板尺寸來看，精度均得到了有效的控制：不平度3mm以內，傾斜角度偏差0.5°以內，同時基本上也都保證了穿管過程中換熱管外壁不被劃傷。

[1] 張正國，高學農，王真勇. 螺旋折流板與弓型折流板強化管換熱器的傳熱性能對比[J]. 壓力容器，2011(3)：12-15.

[2] 陳其驥，龔正瑋. 螺旋折流板換熱器制造技術[J]. 石油化工設備，2005(5)：49-52.

(本文文獻格式：沙永智.螺旋折流板的加工質量控制[J].山東化工,2017,46(7):142-144.)

Quality Control for Spiral Baffle Plate Manufacturing

ShaYongzhi

(Jiangsu Sunpower Pressure Vessels Equipment Manufacturing Co., Ltd.,Nanjing 210000,China)

For spiral baffled heat exchanger, the most important and difficult sectionis the manufacturing of the baffle, this article will describe the quality control pointsfor spiral baffle plate manufacturing from inspection view.

heat exchanger;spiral baffle plate;manufacturing;quality control

2017-02-22

沙永智(1990—)，男，安徽蕪湖人，助理工程師。

TQ051.5

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1008-021X(2017)07-0142-03