王再麗

（陜西重型機(jī)械制造有限公司 陜西 西安 710032）

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，大量的生活小區(qū)在不斷的進(jìn)行改造和建設(shè)，小區(qū)如何取暖就成了一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。正是在這種狀況下，換熱器的開發(fā)、生產(chǎn)應(yīng)允而生。我公司目前已經(jīng)成功制造了多個(gè)系列的換熱器產(chǎn)品，并且使用效果良好?，F(xiàn)就非常普及的一種管板式換熱器的制造工藝做一論述，給今后同類型的產(chǎn)品制造提供一定的經(jīng)驗(yàn)。

固定管板式換熱器屬壓力容器產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)形式如圖1。

圖1 換熱器基本結(jié)構(gòu)示意圖

主要由上管帽、下管帽和殼程三大部分組成；每一部分又由許多零部件構(gòu)成，尤其殼程部分零件數(shù)量最多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，噸位大，給生產(chǎn)帶來很大困難。如何在工藝上采取有效措施保證殼程制造質(zhì)量，是生產(chǎn)整個(gè)換熱器的關(guān)鍵。

殼程是換熱器的心臟部分，直徑φ1800、筒體δ16、材質(zhì)16MnR。紫銅換熱器（φ19×2），數(shù)量眾多。殼程上換熱器與管板間采用強(qiáng)力焊加貼脹的連接結(jié)構(gòu)形式。殼程制造完后，要作1.25MPa水壓試驗(yàn)。其中穿管、脹管、焊管是制造殼程的關(guān)鍵。為了順利完成該產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)，我們?cè)诠に嚿喜扇×讼鄳?yīng)的措施，對(duì)各主要零部件的生產(chǎn)環(huán)節(jié)及殼程組裝環(huán)節(jié)進(jìn)行了嚴(yán)格控制，取得了較為理想的結(jié)果。下面介紹工藝過程。

1 零部件的加工要求

該換熱器連接部分多，孔的數(shù)量很大，加工要求高。因此，在工藝上對(duì)各部件間的加工提出了如下要求。

1.1 管板在鉆管孔時(shí)，要求將上、下管板、折流板按裝配位置由上而下（即上管板在上、折流板在中、下管板在下）疊在一起鉆孔，便于保證管孔同心度。在劃管孔線時(shí)，同時(shí)在上管板上劃出裝配用十字線，打上0°、90°、180°、270°標(biāo)記，并引至折流板及下管板上。后續(xù)工序不得將標(biāo)記加工掉。

1.2 與管板一起加工完的折流板，三塊疊在一起擴(kuò)鉆孔至圖紙要求，并劃線鉆出拉桿孔，便于保證同心度。（十字線標(biāo)記在車外圓時(shí)移植至端面上）。

1.3 上管板與上管帽上的大法蘭，下管板與下管帽上的法蘭的連接孔應(yīng)分別配鉆成。在劃連接孔線的同時(shí)，應(yīng)將上、下管板的十字線標(biāo)記移植至各自對(duì)應(yīng)的法蘭上。

2 各零部件的加工

換熱器上的零件非常多，其中某些關(guān)鍵零部件單件加工的好壞直接影響到整體裝配時(shí)的質(zhì)量好壞，因而，在單件加工時(shí)就作了詳細(xì)的工藝要求。下面介紹各零部件的加工要求及工藝過程。

2.1 管板下料后，加工外圓及平面→平臺(tái)劃線→鉆孔（鉆孔包括管孔、螺孔及拉桿絲孔）→鉗工攻絲。鉆管孔、螺孔時(shí)按一中之1、2、3要求執(zhí)行。

2.2 折流板采用A3鋼板拼接而成，拼焊后校平，三塊疊放點(diǎn)焊。加工管孔時(shí)先按要求一中第一條進(jìn)行，然后按第二條進(jìn)行。車完外圓再分別拆開（標(biāo)記需移植），按各自的裝配位置將其銑至圖紙要求。（組裝時(shí)不應(yīng)調(diào)換其鉆孔方向，以保證折流板的同心度，便于穿管）。

2.3 換熱器:按尺寸鋸管→檢查管子兩端的切口有無裂紋→磨管，管端清銹至呈現(xiàn)金屬光澤，不得將管子磨扁，清銹長(zhǎng)度不小于管板厚度的兩倍。

2.4 上下管帽:依據(jù)圖紙將所屬各零件整體組對(duì)，根據(jù)大法蘭上的十字線標(biāo)記處，按管孔位置線組焊接管（法蘭與接管已預(yù)先組焊成組件）。對(duì)大法蘭與封頭之間焊縫進(jìn)行100%磁粉探傷，合格后加工大法蘭密封面。

2.5 筒體根據(jù)圖紙要求作拼料、接縫圖→按拼料圖分塊下料→刨坡口→卷筒→焊縱焊縫→矯圓→組對(duì)各筒體（須按接縫布置圖對(duì)接）→焊環(huán)縫（自動(dòng)焊外坡口+手工焊內(nèi)坡口）→X射線20%探傷。

3 殼程的組裝

3.1 將殼程上所需的法蘭與管節(jié)組對(duì)在一起并拼焊，同時(shí)保證法蘭與接管的垂直度不大于1%Dg（Dg為法蘭公稱直徑）且不大于3mm。

3.2 將檢驗(yàn)合格的筒體置于焊接滾輪架（或支座）上，依據(jù)焊縫布置圖，在筒體上劃出十字線標(biāo)記，并注明0°、90°、180°、270°標(biāo)記。然后根據(jù)管口方位圖使用樣板劃出各接管孔位，并同時(shí)割出坡口，用角面磨光機(jī)修磨坡口達(dá)圖。

3.3 加強(qiáng)圈套入管子上，按圖將加強(qiáng)圈、接管點(diǎn)固焊，去渣后焊接加強(qiáng)圈、各接管與筒體間焊縫。

3.4 對(duì)各接管焊縫進(jìn)行100%磁粉探傷，并對(duì)加強(qiáng)圈進(jìn)行壓力試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)通入0.5MPa壓縮空氣，保壓5分鐘，檢查焊縫質(zhì)量。

3.5 完成以上工序的筒體置于地梁平臺(tái)上，用等高V型鐵（高度不低于500mm）墊平，兩端面須垂直于地梁平臺(tái)上，并將預(yù)先劃好的90°標(biāo)記線置于最高點(diǎn)，即0°—180°兩點(diǎn)連線平行于地梁平臺(tái)。

3.6 下管板的管孔及兩端面用煤油清洗干凈，不得有油污、鐵屑、銹蝕等。在下管板的90°標(biāo)記處點(diǎn)焊起吊用“”型吊鉤，將下管板吊起與筒體組對(duì)。筒體上的十字線標(biāo)記與下管板上的十字線標(biāo)記完全重合，用直角尺測(cè)量管板與筒體的垂直度，達(dá)要求后，用E5016 φ3.2焊條點(diǎn)固焊（管板的裝焊方向在點(diǎn)焊前必須檢查、確保準(zhǔn)確無誤后方可點(diǎn)焊）。

3.7 焊接筒體與下管板間的焊縫，筒體置于滾輪架上，先用E5016φ3.2焊條打底，清渣后再用E5016 φ4焊條焊一遍，并詳細(xì)檢查焊縫表面質(zhì)量。為了保證焊接質(zhì)量，防止產(chǎn)生較大的焊接變形，焊前預(yù)熱坡口兩側(cè)150℃左右后再焊，坡口暫不焊滿。用小錘錘擊焊縫，并沿圓周分段對(duì)稱施焊，不得將某一部位焊完（即坡口焊滿）后再焊其它部位，同時(shí)檢查管板的變形情況，其不平度不得超過1mm。

3.8 焊后將殼程置于V型鐵上，拉桿擰在下管板上，按第三塊折流板的位置穿上第三段 （從上管板至下管板分別為第一、二、三段）定距管，并裝上第三塊折流板，折流板的鉆孔方向應(yīng)是穿管方向；再穿第二段定距管，裝第二塊折流板；以后以此類推（注意每塊折流板與定距管必須靠嚴(yán)）裝完最后一塊折流板后擰上螺母。

圖2 穿管順序示意圖

3.9 在下管板中心對(duì)稱穿四根管子，以便固定定位。再從下管板兩側(cè)第一排孔對(duì)稱穿管，一層一層向中心穿，然后再對(duì)稱穿上、下部如圖2Ⅰ→Ⅱ、Ⅲ順序。管子穿出管板長(zhǎng)度不得小于管板厚度+10mm。

3.10 所有管子全部穿完后，準(zhǔn)備組對(duì)上管板。組對(duì)時(shí)的起吊及起吊位置同下管板。上管板位置找正后先從下管板穿四根管子于上管板，以便定位。然后拉鋼絲，用卷尺、直角尺測(cè)量?jī)晒馨彘g的平行度，其兩管板間差距不得超過2mm。達(dá)要求后點(diǎn)焊上管板與筒體，焊后去渣打磨，按與下管板相同的方法焊接，并焊接相同的高度。施焊時(shí)殼程置于滾輪架上，便于對(duì)稱施焊。

3.11 將剩余的管子全部穿出上管板，并保證管子伸出兩管板的長(zhǎng)度均勻。

3.12 將殼程放在焊接滾輪架上，焊接上、下管板與筒體間的焊縫。焊接時(shí)由二人同時(shí)在兩端進(jìn)行。每焊完一根焊條，錘擊所焊焊縫。施焊時(shí)應(yīng)將整個(gè)圓周分成偶數(shù)等分，每焊完一等分后應(yīng)焊與之對(duì)稱的等分。整個(gè)施焊過程必須進(jìn)行分段、多道、多層、對(duì)稱焊。

3.13 開始貼脹。在貼脹過程中為防止管板變形，必須分區(qū)對(duì)稱跳脹，如圖3所示，不應(yīng)在局部過于集中脹接。脹完后檢查管板密封面平行度不超過1.5mm。

圖3 脹管示意圖

3.14 貼脹過程中要掌握好脹接量，并隨時(shí)用塞規(guī)檢查，不得出現(xiàn)欠脹、過脹、脹裂等影響質(zhì)量的情況。

3.15 脹管時(shí)采用由手電鉆改制的簡(jiǎn)易電動(dòng)脹管器進(jìn)行，并且用潤(rùn)滑用機(jī)油或二硫化鉬作潤(rùn)滑劑。脹完后逐根檢查脹接質(zhì)量。

3.16 脹接質(zhì)量檢查合格后，用汽油清洗換熱器管管端，然后將殼程用工裝墊起豎直放置，便于焊接換熱器與管板間焊縫。

3.17 焊接換熱管與管板間焊縫，焊接時(shí)盡可能使焊件上、下管板不產(chǎn)生較大變形及殘余應(yīng)力，宜采用“射線交叉式”的焊接順序 （如圖4）。焊接時(shí)環(huán)境溫度不低于0℃，否則對(duì)管板進(jìn)行150℃局部預(yù)熱后再按上述要求焊接。

圖4 焊管順序示意圖

3.18 用電磨頭清除管板上和凸出在換熱器內(nèi)壁的焊瘤。

3.19 焊后對(duì)殼程按《容規(guī)》要求做1.25MPa水壓試驗(yàn)，用放大鏡檢查各管口是否滲漏，合格后待用。

4 總裝

將試驗(yàn)合格的殼程，上下管帽按圖整體組裝，密封面處加橡膠石棉墊，然后對(duì)管程進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為2MPa。試驗(yàn)合格后將各大件拆開，包裝運(yùn)輸。

通過各方面的努力，固定管板式換熱器產(chǎn)品得以順利完成，實(shí)踐證明，以上各工藝過程是可行的，管板的變形得到了控制。管口通過脹結(jié)加焊接保證了密封性，從而使整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量得到了控制，獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，也為我公司的產(chǎn)品開發(fā)打開了一條新路。