[發明專利]換熱器管子-管板裝配結構及其焊接方法

在審

• 申請號: 201810433102.0
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108680051A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 李淼升;馬鳴;李宜男;徐祥久
• 申請（專利權）人: 哈爾濱鍋爐廠有限責任公司
• 主分類號: F28F9/18
• 分類號: F28F9/18;B23K9/167;B23K101/14
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

本發明涉及一種換熱器管子?管板裝配結構及其焊接方法。目前產品管子?管板裝配、焊接存在換熱管定位困難，翻轉及轉運過程易變形，裝配難度大，焊接過程產生翹曲變形，管子?管板焊接機頭定位困難，用全位置焊接，焊接操作困難。本發明組成包括：換熱管（2），所述的換熱管為1組單管組成的槽型結構，所述的換熱管兩端分別安裝有管板（1），所述的換熱管與所述的管板端面伸出長度為1.5mm，所述的管板坡口為2×45℃；焊槍（4）中心軸與換熱管垂直中心線成15℃夾角，所述的管板材料為022Cr19Ni10，其厚度為5?32.1mm，換熱管單管材質為022Cr19Ni10，直徑為Φ38×2mm，所述的換熱管通過夾具（3）上的一組槽型板固定在所述的夾具的水平位置上。本發明用于換熱器管子?管板裝配結構。

技術領域：

本發明涉及一種換熱器管子-管板裝配結構及其焊接方法。

背景技術：

某核電ACP1000壓水堆核電機組非能動安全殼熱量導出系統熱交換器，該設備為立式單程雙管板U型管式結構，與常規管殼式換熱器產品結構有很大差異，是無殼體包覆式結構，管板為“月牙”型結構，管板長度約2m，上下管板間距離約5m，換熱器對密封性要求較高，且使用在承受振動、疲勞載荷及間隙腐蝕等場合，因此管子-管板焊接接頭質量直接影響核電機組整體運行的經濟性和安全性。

目前產品管子-管板裝配、焊接存在換熱管定位困難，翻轉及轉運過程中易變形，裝配難度大；管板厚度最大處32.1mm，自身剛性差，在焊接過程中極易產生翹曲變形；管板平面寬度僅為128.8mm，管子-管板焊接機頭定位困難；上、下管板間距大，如采用全位置焊接，焊接操作困難。

發明內容：

本發明的目的是提供一種換熱器管子-管板裝配結構及其焊接方法。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種換熱器管子-管板裝配結構，其組成包括：換熱管，其特征是：所述的換熱管為1組單管組成的槽型結構，所述的換熱管兩端分別安裝有管板，所述的換熱管與所述的管板端面伸出長度為1.5mm，所述的管板坡口為2×45℃；焊槍中心軸與換熱管垂直中心線成15℃夾角，所述的管板材料為022Cr19Ni10，其厚度為5-32.1mm，換熱管單管材質為022Cr19Ni10，直徑為Φ38×2mm，所述的換熱管通過夾具上的一組槽型板固定在所述的夾具的水平位置上。

一種換熱器管子-管板裝配結構及其焊接方法，該方法包括如下步驟：將換熱管安裝在夾具上，并通過所述的夾具上的一組槽型板兩端的螺栓壓緊，在所述的換熱管兩端安裝有管板，所述的換熱管采用伸出式結構，伸出長度距離所述的管板為1.5mm，具體焊接步驟如下：

（1）焊接位置：基于換熱器結構特點，采用先定位全部換熱管后套裝管板的方式，將管子-管板焊縫置于平焊位置；設計柔性與剛性相結合的定距裝配所述的夾具，所述的夾具兼具定位及起吊支撐功能，中間層采用橡膠類材質，避免在換熱管表面產生壓痕；在平臺上布置定距裝配夾具，依次排列布置換熱管，通過裝配夾具控制間距；

（2）調整管板：通過夾具的定位夾持實現換熱管的組立，增加換熱管剛性，換熱管安置引導頭，將換熱管引入管孔內，調整管板套入換熱管，保證管板之間的空間尺寸；

（3）焊接過程：采用鈰鎢極自動脈沖旋轉氬弧焊，為保證根部熔合良好，首層采用TIG自熔方法打底，再兩遍TIG填絲蓋面保證焊縫厚度，焊接過程中，注意觀察電弧作用位置、熔池形態和內淌情況；首層自熔打底焊時，應將鎢極尖端貼近坡口邊緣并盡量深入坡口，以保證根部熔透；

控制變形，將一塊管板上的66個管孔按圖2規則編號，按照1～66編號依次、交替錯位焊接，避免相鄰焊縫之間的熱影響以及應力過度集中情況；

（4）焊接環境：在清潔室內施工，不銹鋼焊接的各個階段，即焊前、焊接過程中及焊后，均采取有效措施使之與碳鋼隔離，以防止任何對不銹鋼的污染；