浮頭換熱器制造過程控制

劉克浩

摘 要：換熱器零部件在下料、預制、組對、焊接、裝配過程中，會出現尺寸超出允許公差范圍、焊接變形等問題，根據裝配尺寸，合理的控制尺寸誤差、調整施工順序，對換熱器的整體質量尤為重要。本文以普通浮頭式換熱器為例，從制造廠的角度，淺談一下換熱器零部件在鉚作、焊接、裝配過程中易出現的質量問題及控制方法。

關鍵詞：尺寸偏差;焊接變形;常見問題;控制方法

1 浮頭式換熱器結構簡介

2 浮頭式換熱器制造常見問題及控制

2.1管箱

（1）問題Ⅰ ：因筒體與法蘭間對接處存在厚度差，筒體端口根據標準要求進行削薄，導致筒體校圓后端口直徑變大，呈“喇叭口”型。

控制方法：筒體環縫加工坡口時，不進行削薄，待筒體校圓且與法蘭組對、點固后，再用立式車床將筒體端口處削薄。

（2）問題Ⅱ：因板材受力延伸，校圓后筒體直徑變大，造成環縫組對錯邊量超標。

控制方法：筒體板材下料時，根據鋼板材質及卷板經驗減小板材下料尺寸，提前將板材延伸量減除。

（3）問題Ⅲ ：封頭成型后曲率有偏差，影響管箱隔板組焊及管箱熱處理后隔板加工，以至于影響隔板處密封。

控制方法：隔板下料時適當加大長度余量，組對時根據封頭實際曲率對隔板進行火焰切割，高出法蘭密封面的隔板部分，銑床加工去除。

（4）問題Ⅳ：接管角焊縫焊接引起筒體變形、塌陷。

控制方法：接管角焊縫焊接前，在筒體內接管根部增加支撐工裝，有熱處理要求的管箱，在熱處理后將支撐工裝拆除。接管角焊縫盡量采用內坡口型式，以內側焊接填充為主，且沿接管圓周方向進行多層多道焊，避免局部焊接熱出入量過大。

（5）問題Ⅴ：斜插接管焊后變形，垂直度超標。

控制方法：接管角焊縫焊接前，根據坡口間隙預判焊后收縮方向，并在接管與筒體間加臨時拉筋或支撐，焊接時根據接管傾斜變化，實時調整焊接方位，有熱處理要求的管箱，在熱處理后將臨時件拆除。

2.2殼體

問題：管束與殼體裝配困難。原因分析：①接管焊接引起筒體變形、塌陷②殼體內部焊縫有余高。③殼體直徑偏小。

控制方法：①接管角焊縫焊接前，在筒體內接管根部增加支撐，有熱處理要求的殼體，在熱處理后將支撐拆除。②管束與殼體裝配前，殼體內部焊縫修磨至與母材平齊。③殼體板材下料時，控制下料尺寸在上公差范圍內。

2.3外頭蓋

常見問題及控制方法同管箱。

2.4管束

（1）問題Ⅰ：換熱管穿管困難。

原因分析：①折流板管孔不同心②折流板支胎排列順序與鉆孔順序不一致。

控制方法：①折流板鉆孔前，將折流板重疊到一起，并固定、標記方位，然后一次鉆孔成型，并增加鉸孔工序。

②折流板重疊、鉆孔、加工外圓后，在折流板外圓用鋼印標記順序號“1、2、3…”，管束支胎時按順序號。

（2）問題Ⅱ：管頭與管板焊接后，兩管板不再平行。

控制方法：管頭與管板焊接前，調整好管板的水平度、垂直度，將直徑方向對稱的部分管頭進行點焊、與管板間固定。正式焊接時，同樣采取對稱的方式焊接，防止管板相對位置發生改變。

2.5設備法蘭

（1）問題Ⅰ：管箱隔板與法蘭焊接后、浮頭法蘭與拱蓋焊接后，法蘭出現焊接變形，導致與設備其他部件裝配困難，且無法保證密封性。

控制方法：管箱隔板與法蘭焊接前，管箱內部沿徑向，在隔板兩側各增加2～3處支撐，且焊接時，采用多層多道焊，控制層間溫度，減少熱輸入量。同時，管箱熱處理后再進行管箱法蘭密封面加工，密封面加工完畢后拆除支撐件。

浮頭法蘭與拱蓋焊接時，拱蓋開雙面坡口，出增加防變形支撐外，坡口內外兩側交替焊接填充，控制層間溫度，避免單側熱輸入過大，而且密封面的加工也需在熱處理后進行。

3 重疊浮頭式換熱器施工過程常見問題及控制

常見問題：上、下臺配對的法蘭、支座螺栓孔不同心。

控制方法：①單臺換熱器制造時，下臺需配對的接管、支座暫不組對，將上臺所有的接管、支座按圖紙要求尺寸組焊完畢②將下臺預留的接管、支座用螺栓緊固到上臺相應的接管、支座上，進行預重疊，在下臺換熱器上需要開孔及組對支座的位置做好標記③按標記位置劃線、開孔、組焊，為避免焊接變形，焊接過程中兩臺換熱器始終處于重疊狀態。

4 結束語

本論文是本人工作經驗的積累，通過以上控制方法，提高了換熱器的制造質量和生產效率。

參考文獻：

[1]《鋼制壓力容器》GB 150.1-150.4-2011

[2]《熱交換器》GB/T151-2014

[3]《壓力容器封頭》GB/T25198-2010