10换热器的制造与检验1. 换热器设计要求随着经济的发展，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。为了适应发展的需要，柜内对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。1.1 换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：（1）合理地实现所规定的工艺条件；（2）结构安全可靠；（3）便于制造、安装、操作和维修；（4）经济上合理。1.2 换热器的制作工艺流程：

　　2. 材料准备2.1 根据设计图纸要求准备材料，并进行实物确认和标记。 2.2 为降低生产成本，提高生产效率，封头由其他厂家配合生产，厂外购买2.3 常用材料及性能一般换热器都用金属材料制成，其中碳素钢和低合金钢大多用于制造中、低压换热器；不锈钢除主要用于不同的耐腐蚀条件外，奥氏体不锈钢还可作为耐高、低温的材料；铜、铝及其合金多用于制造低温换热器；镍合金则用于高温条件下；非金属材料除制作垫片零件外，有些已开始用于制作非金属材料的耐蚀换热器，如石墨换热器、氟塑料换热器和玻璃换热器等。碳钢：强度较低，塑性和可焊性较好，价格低廉，常用于常压或中低压容器制造。压力容器专用碳素钢代表材料Q235R、 10、20钢、20G。低合金钢：低合金钢是在碳素钢基础上加入少量合金元素的合金钢。具有优良的韧性、焊接性能、成形性能和耐腐蚀性能。代表材料：15CrMoR 、16MnDR 。高合金钢：具有较好的耐腐蚀耐高温及耐低温性能。主要有：铬钢、铬镍钢、铬镍钼钢 、0Cr13、0Cr18Ni9。3. 材料基本要求及检验 设备制造过程中的检验，包括原材料的检验、工序间的检验及压力试验，具体内容如下：（1）原材料和设备零件尺寸和几何形状的检验；（2）原材料和焊缝的化学成分分析、力学性能分析试验、金相组织检验，总称为破坏试验；（3）原材料和焊缝内部缺陷的检验，其检验方法是无损检测，它包括：射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测等；（4）设备试压，包括：水压试验、介质试验、气密试验等。 制造完工的换热器应对换热器管板的连接接头，管程和壳程进行耐压试验或增加气密性试验，耐压试验包括水压试验和气压试验。换热器一般进行水压试验，但由于结构或支撑原因，不能充灌液体或运行条件不允许残留试验液体时，可采用气压试验。 如果介质毒性为极度，高度危害或管、壳程之间不允许有微量泄漏时，必须增加气密性试验。3.1 压力容器对材料应用的基本要求： 强度、塑性、硬度、冲击韧性、断裂韧性、焊接性，这些性能可以通过常规的力学性能试验的到检验。 3.2 金相实验 金相：是指金属或合金的内部结构，即金属或合金的化学成分以及各种成分在合金内部的物理状态和化学状态。 金相实验的目的：金属材料的物理性能和机械性能与其内部之组织有相关连，因此，可以借着金相试验的宏观组织及微观组织的观察判断其的各项性能。3.3 金相检验过程(1) 制样：可能用到的设备有金相试样切割机，预磨机，抛光机，镶嵌机。(2) 制好的样品进行腐蚀，采用硫酸腐蚀。(3) 放到金相显微镜上观察。用到的设备：金相显微镜

　　4. 筒体制造过程4.1 定料：确定换热器所需材料及尺寸 4.2 划线：确定尺寸后对材料划线、排版。4.3 切割：根据划线尺寸对原材料进行切割。 4.4 刨边（开坡口） 焊接坡口：为了保证全熔透和焊接质量，减少焊接变形，施焊前，一般需要将焊件连接处预先加工成各种形状。 坡口形式：I型、X型、U型、V型

　　V型坡口

　　X型坡口 坡口完成后要求坡口表面不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷。 施焊前应用砂轮打磨清除坡口及母材两侧表面20mm范围内（离坡口边缘的距离计）的氧化物、油污、熔渣及其他有害杂质4.5 卷边及预弯压边

　　卷板方式4.6 点焊：采用手工电弧焊（如下图示）

　　4.7 纵焊缝焊接：采用埋弧自动焊（如上图示）4.8 校圆

　　5. 焊后热处理 对于铬钼钢的材料，在焊接后需进行焊后热处理。 热处理目的：（1）对焊缝消除应力，防止焊缝延迟裂纹的出现。（2）对焊缝消氢处理，防止氢腐蚀、氢脆的出现。 加热方式主要有通过电加热带加热，用保温防火棉覆盖保温。加热温度大约在200-300℃。消除应力热处理时间在16-24h以内，消氢热处理保温时间不少于0.5h。或用火焰加热处理。6. 焊缝无损检测 对纵焊缝采用射线检测（RT）的方式进行检验。 射线透照检测：X射线、 r射线等，X射线通过加220V电压工作，设备有便携式和固定式，r源：铯75、铱192、钴60（可检测200mm厚度）。 射线检测工艺：步骤 :曝光---洗片---评定底片。 透照方式 : 单壁（纵缝、环外、环内） 双壁（双壁—单影、双壁—双影） 照相成像质量 :对比度、清晰度和颗粒度 像质计应用 :评定底片的灵敏度 底片评定 :判定缺陷合格与否7.设备无损检测主要方法 无损检测:包括射线透照检测、超声检测。 表面检测：包括磁粉检测、渗透检测、涡流检测。 无损检测主要用于探测被检物的内部缺陷，表面检测用于探测被检物的表面和近表面缺陷 超声检测：电能-超声能-电能，一般1~10MHZ常用1~5MHZ，设备为数字式和模拟式。 磁粉检测：通过磁场使焊接接头磁化，在工件表面均匀撒上磁粉，有缺陷的位置会出现磁粉聚集现象。 渗透检测：一般探测出的缺陷深度0.02mm宽度约0.001mm，利用带有荧光染料或红色染料的渗透剂的渗透作用，经过渗透、清洗、显示处理后用目视法观察。 涡流检测：原理是电磁感应，工件接近一个带有交变磁场的 测量线圈时，这个磁场在工件中产生涡流状的感应电流，工件中缺陷的存在会影响涡流磁场的变化8. 壳体制造8.1 筒体与封头、筒体法兰组对焊接 固定管板式和浮头式换热器筒体与筒体法兰组对环缝焊接。 U型管式换热器筒体与封头组对环缝焊接

　　筒体与封头组焊

　　筒体与筒体法兰组焊8.2 环缝焊接。 8.3 环缝无损检测：采用射线检测方法（RT、PT） 8.4 划开孔线：根据图纸确定好开孔位置及尺寸大小。8.5 切割接管孔：利用气焊切割方法对筒体开孔，并用砂轮打磨开孔。

　　8.6 接管法兰及补强圈与壳体组焊 补强圈：开孔后，削弱了器壁的强度，并破坏了结构的连续性，会产生很高的局部应力。所以采用补强圈补强。 角焊缝无损检测：采用渗透检测 PT（着色检测）

　　补强圈

　　接管法兰8.7 补强圈信号孔通压缩空气检漏 信号孔：1、用来检验补强圈焊缝的密封性能。 2、排放补强圈和筒体间气体。

　　8.8 磨平壳体内表面焊缝： 使内表面光滑去除不平面，防止管束进入壳体时卡住。 防止焊渣划伤管束。 防止应力集中。8.9 组焊鞍座

　　9. 管板管束制造

　　9.1 车床加工管板

　　9.2 管板划线及打点9.3 钻床管板钻孔

　　9.4 换热管预制 换热管分类 U型换热器换热管弯管

　　弯管机弯管（冷弯）

　　9.5 管束固溶处理对不锈钢材料管束进行固溶处理，在弯管处进行电流短路，使弯管处瞬间达到1050℃高温。然后向管内通入冷却水，使管束极冷，瞬间冷却。从而达到消除弯曲所产生的内应力，恢复材料本身的性能，同时保证换热管的弯曲半径，不回弹的目的。9.6 换热管管头除锈为保证管头焊接质量换热管安装前要对管头进行除锈处理9.7 管束组装过程 利用工装固定管板、穿拉杆、定距管、将折流板与定距管依次固定于拉杆上、穿管 穿管 防冲挡板、滑道、旁路挡板、密封带组装于管束之上 固定管板式换热器将管束套入壳体，组装另一端管板 用丙酮清洗管板孔：清除管板上残留油污及其他污渍，防止管头焊接出现缺陷。9.8 划管通过移动式车床或钻床将管头修整平齐，管头露出管板3-5mm为宜9.9 管头焊接 焊接接头：包括焊缝、熔合区、热影响区 焊缝：由熔池的液态金属凝固结晶而成，通常有填充金属与部分母材组成。 熔合区：其加热温度在合金的固相和液相线之间，化学成分和组织性能不均匀。因而较薄弱易产生焊接裂纹。 热影响区：焊缝两侧母材，因焊接热作用发生金相组织和力学性能变化的区域。 用手工氩弧焊或旋弧自动焊进行两次方向相反的焊接9.10 胀管方法：机械胀、液压胀 9.11 管头无损检测 渗透检测:一般探测出的缺陷深度约0.02mm，宽度约0.001mm，利用带有荧光染料或红色染料的渗透剂的渗透作用，经过渗透、清洗、显示处理后用目视法观察。又称着色检测。 检测过程：清洗（喷清洗剂）、喷渗透剂（红色）、清洗（喷清洗剂）、喷显影剂（白色）9.12 清洗（喷清洗剂）将管头管板表面清洗干净，防止油污等污垢影响实验效果喷渗透剂（红色）/清洗表面渗透剂/喷显像剂（白色）10. 管箱制作10.1 法兰、封头与筒节组对 10.2 组焊隔板10.3 消除应力热处理热处理：是将焊接装备的整体或局部均匀加热至金属材料变相点一下的温度范围内，保持一定的时间然后降温的过程。热处理目的：松弛焊接残余应力、稳定结构形状和尺寸、改善母材焊接接头和结构件的性能。 局部热处理10.4 管箱法兰面二次加工由于管箱法兰面在与管箱焊接过程中产生热变形，造成法兰面密封性能降低，所以利用车床对管箱法兰面进行二次加工10.5 整体组装（如上图）10.6 耐压试验 耐压试验的目的：在超设计压力下，考核缺陷是否会发生快速扩展造成破坏或开裂造成泄漏，检验密封结构的密封性能。 耐压试验分类：液压试验、气压试验、气液组合压力试验。10.7 气密试验 目的：气密试验的目的是检验容器的致密性。由于气体的渗透能力比液体强，所以对于盛装毒性程度极度和高度危害的容器和设计要求不允许有微量泄漏的容器，在液压试验合格后，必须进行气密试验10.8 液压试压程序及步骤 容器内的气体应当排净并充满液体，试验过程中保持容器观察表面的干燥。 当试验容器器壁金属温度与液体温度接近时，方可缓慢升压至设计压力，确认无泄漏后继续升压至规定的试验压力，保压时间一般不少于30分钟，然后降至设计压力，保压足够时间进行检查，检查期间压力应保持不变。 液压试验过程示意图11. 浮头式换热器试验过程 红色为**次试验测试位置 蓝色为第二次试验测试位置 绿色为第三次试验测试位置（1）**次试压：管束和壳体组装好，使用工装将勾圈侧管板与壳体密封好，壳程水压检测管头（红色线表示区）。（2）第二次试压：管箱、管束、壳体 、浮头盖组装好，管程水压检测管箱及浮头盖（蓝色线表示区）。（3）第三次试压：设备组装好。壳程水压检测外头盖（绿色线表示区）。12. U型管换热器试压过程 红色为**次试验测试位置。 蓝色为第二次试验测试位置。（1）**次打压：检查U型换热管与管板的连接强度和密封可靠性（红色线表示区）。（2）第二次打压：按总图装配后，对壳体和管程同时加压，直至达到各自的试验压力，检查管箱、壳体密封性是否良好（蓝色线表示区）。 换热器压力试验的顺序如下：（1）固定管板换热器**行壳程试压，同时检查换热管与管板连接接头，然后进行管程试压；（2）U形管式换热器、釜式重沸器（U形管束）及填料函式换热器先用试验压环进行壳程试压，同时检查接头，然后进行管程试压；（3）浮头式换热器、釜式重沸器（浮头式管束）先用试验压环和浮头专用工具进行管头试压，对于釜式重沸器尚应配备管头试压专用壳体，然后进行管程试压，*后进行壳程试压；（4）重叠换热器接头试压可单台进行，当各台换热器程间连通时，管程和壳程试压应在重叠组装后进行。13. 外表面处理（1）酸洗钝化：用于不锈钢的防腐措施，有酸洗膏和酸洗液两种方式。通过酸洗使表面形成钝化膜达到防腐的目的。（2）喷砂除锈：用于碳钢的防腐措施，利用大量快速运动中的砂粒打击已完毕的设备表面，达到去除氧化层、使表面产生冷硬层目的。（3）喷漆防锈：为设备表面喷漆防腐防锈。14. 包装运输 设备封氮：对一些运输过程中有特殊环境（海洋运输）的设备进行设备内部封氮，防止设备在运输过程中腐蚀。15. 设备运输 由于超高超重，在运输过程中应考虑好运输路线及路况。16. 监造纲要序号零件及工序名称检查内容报告审核（R）现场见证、巡检、抽查（W）停止待检（H）1材料检验1、板材／钢管

　　A合格证（化学成分和机械性能等）R

　　B板材表面质量和标识检查

　　W

　　2、锻件

　　A、合格证（化学成分和机械性能等）R

　　B、锻件表面质量和标识检查

　　W

　　C无损检测RW

　　2、焊材

　　A、牌号及规格RW

　　B、复检报告R

　　2工艺文件1、设备排版图R

　　2、焊接工艺评定和焊接工艺指导书R

　　3、制造工艺过程文件R

　　4、无损探伤工艺文件R

　　5、热处理工艺文件R

　　6、包装、运输方案R

　　3焊接检查1、焊接材料发放RW

　　2、焊接工艺执行

　　W

　　3、焊缝外观检验

　　W

　　4、焊工资格R

　　5、焊缝返修检查

　　W

　　6、组焊防变形措施检查

　　W

　　4无损检验1、所有RT片R

　　2、MT／PT检测RW

　　5方位／尺寸检查1、成型及制造公差

　　W

　　2、错边量、椭圆度、直线度、垂直度

　　W

　　3、管口方位

　　W

　　4、支座尺寸

　　W

　　6密封面及坚固件检查1、密封面RW

　　2、坚固件精度、标识

　　W

　　7水压试验1、压力表、保压时间RW

　　2、水压试验

　　H8产品出厂1、出厂资料、报告R

　　2、备品、备件

　　W

　　3、防腐油漆

　　W

　　欢迎加入化工设备圈

部分内容来源于网络，仅用于学习分享，如发现有侵权，请及时联系删除，谢谢。