O processo de conexão de tubos de troca de calor e folhas de tubo em trocadores de calor de concha e tubo

Visão geral
Os trocadores de calor, como equipamentos de transferência de calor que transferem parte do calor do fluido quente entre os materiais para o fluido frio, têm uma ampla gama de aplicações nas vidas diárias das pessoas e indústrias como petróleo, química, energia, medicina, energia atômica e indústria nuclear. Pode servir como um dispositivo independente, como aquecedor, condensador, mais frio, etc; Também pode ser usado como um componente de determinados equipamentos de processo, como trocadores de calor em alguns equipamentos químicos.
Especialmente na indústria química com alto consumo de energia, os trocadores de calor são equipamentos indispensáveis ​​no processo de troca de calor e transferência de produção química, e também ocupam uma proporção considerável em todo o equipamento de produção química.
Da perspectiva de sua função, os trocadores de calor não são apenas responsáveis ​​por garantir a temperatura específica exigida pelos processos industriais para o meio, mas também o principal equipamento para melhorar a eficiência da utilização de energia. De acordo com suas formas estruturais, existem principalmente trocadores de calor de placas, trocadores de calor da cabeça flutuante e placas de tubo fixas
Digite trocadores de calor e trocadores de calor no tubo em U etc., exceto para trocadores de calor de placas, os outros tipos pertencem a trocadores de calor de concha e tubo.
Devido à sua grande área de troca de calor por unidade de volume, boa eficiência de troca de calor e vantagens como estrutura robusta, forte adaptabilidade e processo de fabricação maduro, trocadores de calor de concha e tubo se tornaram o trocador de calor típico mais comumente usado.
Conexão entre tubos de troca de calor e folhas de tubo em trocadores de calor de concha e tubo
Em um trocador de calor de casca e tubo, o tubo de troca de calor e a placa do tubo são as únicas barreiras entre os lados do tubo e da concha do trocador de calor. A estrutura de conexão e a qualidade entre o tubo de troca de calor e a placa do tubo determinam a qualidade e a vida útil do trocador de calor, que é um elo crucial no processo de fabricação do trocador de calor.
Os danos e a falha da maioria dos trocadores de calor ocorrem na conexão entre os tubos de troca de calor e as folhas de tubo, e a qualidade das juntas de conexão afeta diretamente a segurança e a confiabilidade dos equipamentos e dispositivos químicos. Portanto, o processo de conexão entre os tubos de troca de calor e as folhas de tubo em trocadores de calor de concha e tubo é crucial
Tornou -se o link de controle mais crítico no sistema de garantia de qualidade da fabricação de trocadores de calor. Atualmente, no processo de fabricação de trocadores de calor, a conexão entre tubos de troca de calor e folhas de tubo inclui principalmente soldagem, articulação de expansão, articulação de expansão com soldagem e junta adesiva com articulação de expansão.
1. Soldagem
Quando o tubo de troca de calor e a placa do tubo são conectados por soldagem, devido aos baixos requisitos para processamento de placas de tubo, processo de fabricação simples, boa vedação e soldagem conveniente, inspeção de aparência e manutenção, é atualmente a aplicação de conexão de tubos de troca de calor e placas de tubo em trocadores de calor de concha e tubo
O método de conexão mais amplamente utilizado. Ao usar conexões de soldagem, há soldagem de força que garante a resistência à vedação e a tração da articulação soldada e a soldagem de vedação que garante apenas a vedação do tubo de troca de calor e da conexão da placa do tubo. Para soldagem de força, seu desempenho é limitado e apenas adequado para
Usado em situações com baixa vibração e sem corrosão de gap.
Ao usar conexões de soldagem, a distância entre os tubos de troca de calor não deve estar muito próxima, caso contrário, será afetada pelo calor e a qualidade da costura de solda não será facilmente garantida. Ao mesmo tempo, uma certa distância deve ser deixada nas extremidades do tubo para reduzir a tensão de soldagem entre eles. O comprimento do tubo de troca de calor que se projeta da placa do tubo deve atender aos requisitos
Os requisitos especificados são necessários para garantir sua capacidade efetiva de rolamentos. Em termos de métodos de soldagem, a soldagem pode ser realizada usando métodos como soldagem de arco de eletrodo, soldagem de TIG, soldagem de CO2, etc. Com base no material do tubo de troca de calor e da placa do tubo. Para trocadores de calor com requisitos altos para a conexão entre tubos de troca de calor e folhas de tubos, como aqueles com alta pressão de projeto, alta temperatura de projeto, alterações de grande temperatura e aquelas que resistem a cargas alternadas, trocadores de calor de folha de tubo fino, etc., TIG, A soldagem é recomendada.
O método convencional de conexão de soldagem, devido à lacuna entre o tubo e o orifício da placa do tubo, é propenso a corrosão e superaquecimento da lacuna, e a tensão térmica gerada na articulação de soldagem também pode causar corrosão e dano ao estresse, o que pode levar à falha do trocador de calor. Atualmente na China
Nos trocadores de calor usados ​​em indústrias como indústrias nucleares e de energia, a conexão entre tubos de troca de calor e folhas de tubos começou a usar a tecnologia de soldagem de orifícios internos. Esse método de conexão altera a soldagem final de tubos de troca de calor e folhas de tubo para soldagem interna de orifícios de feixes de tubo, usando uma forma de penetração total, eliminando a necessidade de soldagem interna
A lacuna soldada no final aumenta a capacidade de resistir à corrosão e corrosão do estresse,
Sua resistência à fadiga anti -vibração é alta, ela pode suportar alta temperatura e alta pressão e as propriedades mecânicas das juntas soldadas são boas; Os testes internos não destrutivos podem ser realizados na articulação e a qualidade interna da solda pode ser controlada, melhorando a confiabilidade da solda. Mas a montagem da tecnologia de soldagem de orifícios interna é difícil, é difícil,
Altos requisitos para tecnologia de soldagem, fabricação e inspeção complexos e custos de fabricação relativamente altos. Com o desenvolvimento de trocadores de calor em direção a alta temperatura, alta pressão e em larga escala, os requisitos para sua qualidade de fabricação estão se tornando cada vez mais altos, e a tecnologia de soldagem de orifícios interna será mais amplamente utilizada.
2. Articulação de expansão
A articulação de expansão é um método tradicional de conectar tubos de troca de calor e folhas de tubo, que usa instrumentos de expansão para causar deformação elástica-plástica entre as folhas de tubo e os tubos, formando uma conexão firme e atingindo o objetivo de vedação e anti-puxar. Durante o processo de fabricação de trocadores de calor, a expansão ocorre
Adequado para situações sem vibração grave, alterações significativas de temperatura e corrosão grave do estresse.
Os processos atuais da articulação de expansão incluem principalmente a expansão mecânica e hidráulica. As juntas desiguais de rolagem e expansão mecânicas dificultam a reparação de tubos de expansão quando a conexão entre o tubo e a placa do tubo falhar; Adotar a articulação de expansão hidráulica do saco líquido controlado por computador, com alta precisão e capacidade de
Garanta que o aperto da articulação de expansão seja uniforme e consistente, e a confiabilidade da conexão é melhor que a articulação de expansão mecânica. No entanto, requisitos estritos são colocados na precisão da usinagem e também é difícil garantir uma expansão bem -sucedida de juntas densamente embaladas. Se eles falharem, também é difícil repará -los através da expansão.
3. Articulação de expansão e soldagem
Quando a temperatura e a pressão são altas e, sob a ação de deformação térmica, choque térmico, corrosão térmica e pressão do fluido, a conexão entre o tubo de troca de calor e a placa do tubo é extremamente fácil de ser danificada, e o uso de expansão ou soldagem é difícil garantir os requisitos de força e vedação da conexão. Atualmente amplamente adotado
É um método de soldagem de expansão combinada com outros métodos. A articulação de expansão e a estrutura de soldagem podem afetar efetivamente os danos da vibração do pacote de tubos na costura da solda, eliminar a corrosão do estresse e a corrosão de lacunas, melhorar a resistência à fadiga da articulação e, assim, melhorar a vida útil do trocador de calor
A soldagem simples de expansão ou força tem maior desempenho e desempenho de vedação. Para trocadores de calor comuns, a forma de "expansão adesiva% de soldagem de força" é geralmente adotada; No entanto, os trocadores de calor com condições estritas de uso exigem o uso de "Expansão de força por%"
A forma de soldagem de vedação. A expansão e soldagem podem ser divididas em dois tipos de acordo com a ordem de expansão e soldagem no processo: primeira expansão e soldagem e primeira soldagem e expansão.
(1) O óleo lubrificante usado durante a primeira expansão e, em seguida, a junta de expansão da soldagem penetrará na lacuna articular, e eles têm forte sensibilidade às rachaduras, poros etc., que tornam o fenômeno dos defeitos durante a soldagem mais grave. Essas manchas de óleo que penetram nas lacunas são difíceis de remover
Limpo, portanto, o processo de expansão e depois a soldagem é adotada e a junta de expansão mecânica não é adequada. Embora o uso de expansão adesiva não seja resistente à pressão, ela pode eliminar o espaço entre o tubo e o orifício da placa do tubo, para que possa afetar efetivamente a vibração do pacote do tubo na parte de soldagem da boca do tubo.
No entanto, os métodos de expansão manual convencional ou controlados mecanicamente não podem atingir requisitos de expansão uniformes, enquanto o método de expansão do saco de líquido com pressão de expansão controlada por computador pode alcançar conveniente e uniformemente os requisitos de expansão. Durante a soldagem, devido ao derretimento de alta temperatura do metal
O impacto é que o gás dentro da lacuna é aquecido e se expande rapidamente, causando certos danos ao desempenho de vedação da expansão da força quando esses gases com alta temperatura e vazamento de pressão.
(2) Para a soldagem seguida pelo processo de expansão, a questão principal é controlar a precisão e o ajuste dos orifícios da placa do tubo e do tubo. Quando a lacuna entre o tubo e o orifício da placa do tubo é reduzida a um certo valor, o processo de expansão não danificará a qualidade da junta soldada. Mas o rolamento da articulação soldada
A capacidade de suportar a força de cisalhamento é relativamente ruim; portanto, se o controle durante a soldagem de resistência não atender aos requisitos, isso pode causar falha de expansão ou danos à articulação soldada devido à expansão.
Durante o processo de fabricação, há uma lacuna significativa entre o diâmetro externo do tubo de troca de calor e o orifício da placa do tubo, e a lacuna entre o diâmetro externo de cada tubo de troca de calor e o orifício da placa do tubo é desigual ao longo da direção axial. Ao expandir após a conclusão da soldagem, a linha central do tubo deve estar alinhada com o centro do orifício da placa do tubo
A sobreposição de linhas é necessária para garantir a qualidade da articulação. Se a lacuna for grande, devido à alta rigidez do tubo, a deformação excessiva de expansão causará danos à articulação soldada e até levará ao descolamento de solda.
4. juntas de adesivo e expansão
O uso de processos de adesivo e expansão da junta ajuda a resolver os problemas comuns de vazamento e vazamento na conexão entre os tubos de troca de calor e as folhas de tubo em trocadores de calor. É importante selecionar o adesivo apropriado de acordo com as condições de trabalho das peças ligadas. No processo de implementação do processo, a troca de calor deve ser combinada
A estrutura e o tamanho do dispositivo devem ser selecionados com bons parâmetros de processo, incluindo principalmente a pressão de cura, a temperatura de cura, a força de inchaço, etc. e rigorosamente controlada durante o processo de produção. Esse processo é simples, fácil de implementar e confiável e foi reconhecido no uso prático pelas empresas. Tem
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Conclusão
(1) No método de conexão entre tubos de troca de calor e folhas de tubo em trocadores de calor de concha e tubo, é difícil apenas a soldagem convencional ou a expansão para garantir a força da conexão e os requisitos de vedação.
(2) O uso da articulação de expansão e do método de soldagem é propício para garantir a força da conexão e a vedação entre o tubo de troca de calor e a placa do tubo e melhorar a vida útil do trocador de calor.
(3) O método de usar juntas de adesivo e expansão ajuda a resolver os problemas de vazamento e vazamento ao conectar tubos de troca de calor e folhas de tubo, e o processo é simples, viável e confiável.
(4) a tecnologia de soldagem de orifícios internos, como método de soldagem totalmente penetrada, possui excelente resistência à corrosão e corrosão do estresse, resistência à fadiga da vibração e propriedades mecânicas das articulações soldadas; A qualidade interna da solda pode ser controlada, melhorando a confiabilidade da solda
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