[實(shí)用新型]橡膠脹接機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320128071.0
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN203184463U
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 寧忠培;馬歆;秦平剛;陳一民;張偉;劉剛;馮云;郝俊文;涂勇;陽權(quán)富;胡錫章;李和春;肖銀生
• 申請（專利權(quán)）人: 四川瀘天化股份有限公司
• 主分類號: B21D39/00
• 分類號: B21D39/00;B21D53/08
• 代理公司: 成都中亞專利代理有限公司 51126
• 代理人: 崔卜東

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種橡膠脹管機(jī)，屬于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

管殼式換熱器制造過程中，管子-管板接頭主要采用焊接、脹接以及脹焊結(jié)合、粘脹和螺紋連接等連接方式,?這些管殼式設(shè)備制造工藝發(fā)生失效的部位主要是管子-管板連接接頭部位，它的質(zhì)量決定了管殼式換熱器的可靠性和使用壽命，可能給工業(yè)生產(chǎn)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，管子—管板連接接頭的可靠性是換熱設(shè)備設(shè)計制造中重要問題。

管殼式換熱器制造過程中，管子-管板接頭主要采用焊接、脹接以及脹焊結(jié)合等方式進(jìn)行連接，特殊情況時也采用粘脹和螺紋連接等連接方式。

焊接連接方法簡單，應(yīng)用廣泛，對管孔的加工要求不高，接頭連接強(qiáng)度和密封性能好，適用于拉脫強(qiáng)度大、管板厚度小、使用溫度高、對接頭致密性有嚴(yán)格要求的場合。但是，管子-管板焊接后管子和管孔之間存在間隙，易造成間隙腐蝕；接頭處的焊接殘余應(yīng)力可能造成應(yīng)力腐蝕開裂；焊接不銹鋼材料時，易在熱影響區(qū)造成材料金相組織改變，使得耐蝕性下降；流體誘發(fā)的換熱管振動可能在焊接接頭處產(chǎn)生疲勞裂紋；在進(jìn)行修理時，換熱管更換困難，接頭泄漏補(bǔ)焊可能影響到相鄰接頭的可靠性，管橋間距偏小的情況下尤其如此。

脹接利用管子與管板在外力作用下產(chǎn)生的彈塑性變形的差異，將二者緊密結(jié)合在一起而達(dá)到密封緊固目的，消除了板、管之間的間隙，可有效防止殼程介質(zhì)滲入引起的間隙腐蝕。脹接技術(shù)分為機(jī)械脹接、爆炸脹接以及靜態(tài)柔性脹接（含液壓脹接、液袋脹接和橡膠脹接）。

機(jī)械脹接的管子-管板接頭連接強(qiáng)度較好，能承受一定的軸向力、熱沖擊和循環(huán)載荷。但是機(jī)械脹接存在如下缺點(diǎn)：①各接頭連接強(qiáng)度和致密性不均勻。②?管端應(yīng)力腐蝕傾向明顯。③?滾子的周期性碾壓使換熱管軸向伸長，徑向擴(kuò)大，管壁減薄，容易開裂。④?管子與管板材料脹接的相容性有一定的限制，如鈦管與碳鋼的脹接、鋁管與碳鋼的脹接等均受到限制。⑤?勞動生產(chǎn)率低，而且小管徑或厚壁管管子的脹接較困難，重復(fù)補(bǔ)脹也存在困難。?

爆炸脹接具有較高的連接強(qiáng)度和可靠的密封性，施脹過程工藝工裝簡單，可同時脹接數(shù)百根管子，生產(chǎn)效率高，勞動強(qiáng)度低。但是爆炸脹接的難點(diǎn)是炸藥量的計算，對于管子-管板的爆炸脹接仍需通過試驗(yàn)方法來解決。爆炸脹接接頭質(zhì)量不易控制，脹接炸藥爆炸瞬間完成，具有一定的危險性；瞬時脹接壓力很大，時間極短，可能使內(nèi)管發(fā)生破裂或產(chǎn)生裂紋；在如此大的應(yīng)變速率下，材料的力學(xué)性能與靜態(tài)的力學(xué)性能也有所不同，力學(xué)分析存在一定的困難。

液壓脹接又稱O形圈脹管技術(shù)，在脹管頭兩端各設(shè)置一個O形圈，在管子內(nèi)壁和脹管頭外壁間形成一個很小的封閉間隙，利用高壓水（或油）通過芯軸的中心孔進(jìn)入O形圈、脹頭和管子形成的封閉空間對換熱管施加內(nèi)壓，換熱管依次進(jìn)入彈性、彈塑性和塑性狀態(tài)，直至貼緊管板；當(dāng)管內(nèi)壓力卸除后，若管板彈性回復(fù)大于換熱管的彈性回復(fù)，則能夠?qū)崿F(xiàn)管子-管板脹接。液壓脹接技術(shù)利用液體壓力直接對換熱管內(nèi)壁施加脹接壓力，可以直接測量和精確控制；回彈程度大小僅取決于管子、管板的幾何尺寸和材料特性，可以進(jìn)行計算；脹接長度不受深度和長度的限制，可以稍大于管板厚度，從而可以完全消除管子-管板之間的間隙，實(shí)現(xiàn)整個管板厚度全程脹接；加載卸載一次完成，操作迅速簡便，勞動強(qiáng)度低，一個脹口的脹接時間僅需要幾秒鐘；各接頭脹接壓力均勻，質(zhì)量穩(wěn)定，換熱管表面的殘余應(yīng)力小。

但是，由于脹接液壓力高，為保證可靠密封，液壓脹接要求換熱管表面光潔，尺寸精度高，橢圓度小。我國生產(chǎn)的換熱管普遍尺寸精度較差，有時直徑偏差達(dá)±0.5?mm、壁厚偏差可達(dá)±10％。因此，O形圈脹接技術(shù)在對國產(chǎn)換熱管進(jìn)行脹接時存在困難，限制了這種技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用。部分設(shè)備要求較高時，也有采用從國外進(jìn)口換熱管，利用該技術(shù)進(jìn)行脹接的。高的脹接液壓力也導(dǎo)致脹管過程中O形圈流動易損壞，其使用壽命僅為10次左右，需要經(jīng)常更換。另外，泄漏的脹管介質(zhì)加上管孔內(nèi)的潤滑油，可能對其它管孔造成污染，影響脹管質(zhì)量。

液袋式脹接技術(shù)采用彈性橡膠液袋代替O形圈進(jìn)行密封，高壓液體通過芯軸的中心孔進(jìn)入芯軸與換熱管內(nèi)表面之間的液袋內(nèi)，通過液袋將壓力傳遞給換熱管的內(nèi)壁，使換熱管發(fā)生彈塑性變形，直至實(shí)現(xiàn)脹接。液袋式液壓脹接保留了O形圈脹管的一系列優(yōu)點(diǎn)，脹接壓力均勻，橡膠液袋將脹管介質(zhì)與換熱管隔離，避免了在脹接過程中對管口的污染。