[發明專利]換熱器管板與換熱管內孔搭接焊接方法

在審

• 申請號: 201810181237.2
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108480824A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 王叢元;陶彥文;潘靜;朵元才;梁小武;呂龍;楊洋;徐紅;張偉;武正彬
• 申請（專利權）人: 蘭州蘭石重型裝備股份有限公司
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/235;B23K101/14
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 徐星

換熱器管板與換熱管內孔搭接焊接方法，屬于壓力容器制造領域，克服了現有技術的難題。該方法是：首先按照換熱管⑵的尺寸初次加工管板孔，然后對管孔進行二次擴孔，使管孔的尺寸比換熱管外徑大2?3mm，同時保留管板下部2mm的凸臺⑶；焊接時先采用手工鎢極氬弧焊從管板側伸入管孔內自熔點焊固定換熱管⑵和管板⑴；將氬氣背保護裝置安裝在需保護部位，將內孔搭接焊專用焊接槍頭⑷從管板側伸入管孔內，調整好鎢極與待焊部位的距離；背保護裝置⑸通入保護氬氣，開機進行施焊；施焊完成后對焊接接頭進行PT檢測，有缺陷則修補。本發明可避免換熱管與管板間隙腐蝕，抗振動疲勞強度高，能承受高溫、高壓；又可降低管板加工難度和提高材料利用率，很有使用價值。

所屬技術領域

本發明屬于壓力容器制造領域，涉及換熱器設備中管板與換熱管的連接。

背景技術

換熱器制造中，管板與換熱管的焊接是一個重要關鍵。傳統方法是管板與換熱管的焊接接頭結構多采用換熱管伸出管板的對接+角接或角接的形式，如圖1所示。這種端部焊接的結構形式，換熱管都是伸入管板里面的，管板與換熱管之間存在間隙，換熱器中的介質在間隙位置存在濃度差，易引起間隙腐蝕，同時殼程介質中的Cl^-離子會在間隙中積聚，加快換熱管的點腐蝕；另外換熱器運行過程中存在震動，角接焊縫抗震動能力不佳；因此這種連接結構的換熱器發生泄漏事故概率高。為解決上述結構的缺陷，考慮換熱管不伸入管板內部，采取內孔焊的形式，這種結構解決了換熱器管板與換熱管間隙腐蝕的問題。現有技術管板內孔焊多采用換熱管與管板對接的形式，如圖2所示，該種結構雖解決了傳統管板易產生間隙腐蝕的問題，但管板的加工量大，材料浪費嚴重，對加工的精度要求高。在這種背景下，設計一種既可避免換熱管與管板間隙腐蝕又可降低管板加工難度和提高材料利用率的連接方式很有必要。

發明內容

本發明目的既可克服傳統換熱管與管板端部連接結構存在的貼合不緊易產生間隙腐蝕和抗震動能力差的缺點，又可解決內孔對接焊時管板加工難度大、材料利用率低的難題。

本發明提出換熱器管板與換熱管內孔搭接焊接方法，技術方案是：

首先按照換熱管2的尺寸初次加工管板孔，然后對管孔進行二次擴孔，使管孔的尺寸比換熱管外徑大2-3mm，同時保留管板下部2mm的凸臺3；

焊接時先采用手工鎢極氬弧焊從管板側伸入管孔內自熔點焊固定換熱管2和管板1；

換熱管2固定后將氬氣背保護裝置安裝在待焊換熱管需保護部位，將內孔搭接焊專用焊接槍頭4從管板側伸入管孔內，調整好鎢極與待焊部位的距離；

背保護裝置5通入保護氬氣，開機進行施焊；

施焊完成后對焊接接頭進行PT檢測，如發現有氣孔、未熔合等缺陷，采用二次熔焊，對缺陷進行修補。

本發明與現有技術相比具有以下優點

（1）消除了端部焊的縫隙，提高了抗間隙腐蝕和抗應力腐蝕能力；

（2）是一種全焊透的接頭型式，其抗振動疲勞強度高，能承受高溫、高壓；

（3）管板易加工，材料的利用率高。

（4）搭接處保留2mm的凸臺，既可保證焊接時實現全焊透又可防止焊接過程中燒穿管板。

（5）氬氣保護裝置的使用保證了焊縫不被氧化。

附圖說明

圖1為傳統的管板焊角焊縫結構示意圖；

圖2為管板內孔對接焊結構示意圖；

圖3為本發明管板內孔搭接焊結構示意圖；

圖4為本發明管板內孔搭接焊結構施焊示意圖；

圖5為本發明焊接完成后的接頭成型效果圖照片；