簡(jiǎn)要敘述了空冷式換熱器管與管板脹接連接的種類、方法及制造，并指出了影響脹接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

空冷式換熱器管與管板的連接形式主要有強(qiáng)度脹接、強(qiáng)度焊、脹焊并用等三種方式，脹焊并用又分為強(qiáng)度脹加密封焊和強(qiáng)度焊加貼脹兩種。強(qiáng)度脹接適用于設(shè)計(jì)壓力不大于4MPa、設(shè)計(jì)溫度不高于250℃、無(wú)劇烈振動(dòng)、無(wú)過(guò)大溫度變化及無(wú)應(yīng)力腐蝕的場(chǎng)合；強(qiáng)度焊接適用于設(shè)計(jì)壓力不大于35MPa但不適用于有較大振動(dòng)的場(chǎng)合；脹焊并用適用于密封性能較高且有振動(dòng)的場(chǎng)合。單純脹接或強(qiáng)度焊接的連接方式使用條件是有限制的。脹焊并用結(jié)構(gòu)由于能有效地阻尼管束振動(dòng)對(duì)焊口的損傷，避免間隙腐蝕，并且比單純脹接或強(qiáng)度焊具有更高的強(qiáng)度和密封性，因而得到廣泛采用。

由此可見(jiàn)，脹接是換熱管與管板連接的重要組成部分。目前我國(guó)在空冷式換熱器生產(chǎn)過(guò)程中脹接的主要方式有：機(jī)械脹接、橡膠頭式液壓脹接和液袋式液壓脹接。

1機(jī)械脹接和液壓脹接的原理及優(yōu)缺點(diǎn)

機(jī)械脹接是目前國(guó)、內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的方式，機(jī)械脹接的原理為通過(guò)滾珠的反復(fù)碾壓，使換熱管產(chǎn)生塑性變形、管孔產(chǎn)生彈性變形，外力消除后管孔由于彈性恢復(fù)而壓緊管端，從而使管與管板連接緊密。機(jī)械脹接的優(yōu)點(diǎn)是成本低、操作簡(jiǎn)便、對(duì)換熱管尺寸精度要求不高、生產(chǎn)效率高，缺點(diǎn)是脹接不均勻、使用的潤(rùn)滑油會(huì)對(duì)管端產(chǎn)生污染。

液壓脹接技術(shù)是利用增壓原理，產(chǎn)生足以使換熱管發(fā)生塑性變形的高壓脹管壓力，該壓力通過(guò)橡膠頭或彈性液袋作用于換熱管內(nèi)壁，使換熱管發(fā)生塑性變形、管孔產(chǎn)生彈性變形，外力消除后管孔由于彈性恢復(fù)而壓緊管端，將鋼管脹接于管板孔內(nèi)。液壓脹接的優(yōu)點(diǎn)是脹接壓力控制精確、可防止脹接過(guò)程中對(duì)接頭的污染，缺點(diǎn)是對(duì)換熱管的尺寸精度要求高、生產(chǎn)成本高。但隨著我國(guó)鋼管質(zhì)量的提高及用戶的認(rèn)同，液壓脹接方法的應(yīng)用亦日趨廣泛。

2貼脹和強(qiáng)度脹在制造過(guò)程中的主要區(qū)別

2.1貼脹不需要在管孔內(nèi)加工環(huán)槽，強(qiáng)度

脹接需要在管孔內(nèi)加工環(huán)槽。機(jī)械脹接加工環(huán)槽的寬度和深度見(jiàn)表1，管板厚度小于等于25mm管孔加工單環(huán)槽，管板厚度大于25mm管孔加工雙環(huán)槽，槽間距6mm；液壓脹接加工環(huán)槽的深度按表1選取，槽寬W可按公式1確定

W＝（1.1～1.3）mm

公式1

其中d為換熱管平均外徑、

t為換熱管平均壁厚。

2.2脹管率

脹管率是指換熱管脹接后管壁的減薄量與脹接前管壁厚度的比值。碳鋼管與管板強(qiáng)度脹接脹管率一般控制在5％～7％之間，貼脹脹管率一般控制在1％～3％之間。其它材質(zhì)鋼管的脹管率按用戶規(guī)定或經(jīng)過(guò)脹接工藝評(píng)定確定。制造廠可以經(jīng)過(guò)脹管工藝評(píng)定確定適宜脹管率的機(jī)械脹接控制方法或液壓脹接脹管壓力。脹管率按公式2計(jì)算。

2.3脹接長(zhǎng)度

貼脹的脹接長(zhǎng)度一般為管板的名義厚度減去18mm，包括距管端焊接處15mm不脹和距管板外側(cè)3mm不脹；強(qiáng)度脹接的脹接長(zhǎng)度應(yīng)取管板的名義厚度減去3mm或50mm中的較小值。

3影響脹接質(zhì)量的關(guān)鍵因素

3.1控制管孔與鋼管的間隙，即控制鋼管進(jìn)貨質(zhì)量和管孔內(nèi)徑的公差，按表2執(zhí)行。

3.2確定脹接和焊接的先后順序

脹焊并用管端連接結(jié)構(gòu)按脹接與焊接在工序安排中的先后順序可分為先脹后焊和先焊后脹兩種工藝。采用先脹后焊工藝時(shí)，脹管過(guò)程中會(huì)在焊接坡口處引進(jìn)潤(rùn)滑油等雜質(zhì)、這些雜質(zhì)要徹底清除十分困難，且脹接后管與管板貼合不利于焊接過(guò)程中焊縫處生成的氣體順暢逸出，會(huì)增加管端焊縫產(chǎn)生氣孔等缺陷的可能。因此先焊后脹的工藝比較合理。

3.3確定合理的脹接順序。強(qiáng)度脹接如果管端脹接順序安排不當(dāng)會(huì)引起管板變形、管束尺寸超差等缺陷影響產(chǎn)品質(zhì)量。要根據(jù)產(chǎn)品型式選擇適宜的管端脹接順序，一般應(yīng)先脹位于換熱器中央?yún)^(qū)域的管子然后再對(duì)兩側(cè)的管子進(jìn)行脹接。

3.4根據(jù)換熱管及管板材質(zhì)、用戶要求確定適宜的脹管率。確定脹管率要進(jìn)行脹接工藝評(píng)定，并確定適宜的脹接工藝。

3.5管孔表面質(zhì)量及換熱管和管孔的清理要求。管孔表面不得有影響脹接緊密性的缺陷，如貫通的縱向或螺旋狀刻痕等?？绽涫綋Q熱器組裝前應(yīng)嚴(yán)格清理?yè)Q熱管管端內(nèi)、外兩側(cè)和管孔內(nèi)部。換熱管管端清理長(zhǎng)度應(yīng)不小于對(duì)應(yīng)的管板厚度，管孔要全部清理，清理部位應(yīng)無(wú)水、銹、油污、氧化皮等雜質(zhì)。

3.6脹前設(shè)備檢查。在制造開(kāi)始、每班次的開(kāi)始和根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在適當(dāng)?shù)拈g隔以及發(fā)生任何值得注意的情況時(shí)，都應(yīng)檢查設(shè)備的狀態(tài)確保設(shè)備功能正確、性能穩(wěn)定。

3.7脹接過(guò)程的控制。脹接作業(yè)要嚴(yán)格按照脹接作業(yè)規(guī)范進(jìn)行操作。脹接后應(yīng)恢復(fù)脹接部位及其周圍的清潔度。

4結(jié)論

脹接連接是空冷式換熱器制造過(guò)程中的關(guān)鍵工序，根據(jù)換熱管和管板材質(zhì)確定適宜的脹接方法及控制脹接過(guò)程至關(guān)重要。