换热器制造工艺规程.docx

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换热器制造工艺规程

管壳式换热器制造工艺规程

1、主题内容与适用范围：

本规程规定了本公司管壳式换热器组装制造中的具体工艺要求

2、引用标准

《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB151-2014《管壳式换热器》和GB150-2011《固定式压力容器》。

3、基本要求

管壳式换热器主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D、E五类，按下图所示。

a）壳体圆筒部分的纵向接头、球形接头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属A类焊接接头。

b）壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头，

均属B类焊接接头，但已规定为A类的焊接接头除外。

c）平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头，均属C类焊接接头。

d）接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属D类焊接接头，但已规定为A、B类的焊接接头除外。

e）非受压元件吊耳、支座垫板与压力容器连接的焊缝，均属E类焊接接头。

3.1对不同板厚对接的规定：

a）下列不同板厚必须削薄厚板：

当δ2≤10mm，且δ1-δ2＞3mm及δ2＞10mm且δ1-δ2≥0.3δn或＞5mm时,必须削薄厚板：

削薄形式分单面削薄和双向削薄。

见图2。

b）下列不同板厚对接无须削薄：

当δ≤10mm且δ1-δ2≤3mm及δ2＞10mm且δ1-δ2≤0.3δ2或≤5mm时,无须削薄板厚,且对口错边量b以较薄板厚度为基准确定。

在测量对口错边量时，不应计入两板厚度的差值。

3.2筒节长度应不小于300mm。

组装时，不应采用十字焊缝，相邻圆筒的A类焊缝的距离，或封头A类焊缝，焊缝的端点与相邻圆筒A类焊缝的距离应大于名义厚度δn的三倍，且不

小于100mm，（当板厚不同时，δn按较厚板计算）。

4.壳体园筒

4.1园筒厚度

园筒厚度应按GB150的规定进行计算，但碳素钢和低合金钢及高合金钢园筒的最小厚度不应小于下表的规定。

mm

公称直径

400～≤700

＞700～≤1000

＞1000～≤1500

＞1500～≤2000

＞2000～≤2600

备注

浮头式，U形管式

8

10

12

14

16

碳素钢

含C2

固定式管板

6

8

10

12

14

公称直径

＞500～≤700

＞700～≤1000

＞1000～≤1500

＞1500～≤2000

＞2000～≤2600

备注

最小厚度

5

6

8

10

12

高合金钢

4.2壳体园筒内直径允许偏差可通过外园周长加以控制，其外园周长允许上偏差为10mm,下偏差为零。

4.3壳体园筒同一断面上，最大直径与最小直径之差为e≤0.5%DN.

壳体直径DN（mm）

最大与最小直径之差e（mm）

L≤1200

其值不大于5mm

L>1200

其值不大于7mm

4.4除图样另有规定外，壳体直线度允差ΔL应符合下表规定。

壳体长度L（mm）

圆筒直线度允差ΔL（mm）

L≤6000

L/1000其值不大于4.5mm

L>6000

其值不大于8mm

4.5设备法兰面应垂直于接管或圆筒的主轴中心线。

安装接管法兰应保证法兰的水平

或垂直（有特殊要求按图样规定）其偏差均不得超过法兰外径的1%，（法兰外径小于100mm时，按100mm计算），且不大于3mm。

法兰的螺栓通孔应与壳体主轴线沿垂线跨中布置，有特殊要求时，应在图样上注明。

4.6立式换热器的底座圈，底板上地脚螺栓通孔应跨中均布，中心圆直径允差，相邻两孔弦

长允差和任意两孔弦长允差均不大于2mm。

4.7壳体内壁凡有碍管束顺利装入或抽出的焊缝均应打磨至母材齐平。

4.8插入式接管、管接头等，除图样规定外，不应伸出管箱、壳体和头盖内表面。

4.9容器上凡被补强圈、支座、垫板等覆盖的焊缝，均应打磨至母材齐平。

4.10受外压及真空换热器组装完成后，按按GB150.4-2011《固定压力容器》中规定检查壳体的圆度。

4.11在换热器上焊接临时吊耳和拉筋的垫板等，采用于壳体相同或焊接性能相似的材料，并用相应的焊材及焊接工艺。

临时吊耳和拉筋的垫板割除后留下的焊疤必须打磨平滑，打磨后

的厚度不应小于设计厚度。

4.12机械损伤和修磨的规定：

制造中应避免钢板的机械损伤，对严重的尖锐伤痕应进行修磨，修磨按GY-6《压力容器组装工艺规程》的要求进行。

4.13抗腐蚀要求的奥氐体不锈钢及其它合金钢板制造的容器或受压元件，应进行表面酸洗，钝化处理。

4.14管壳式换热器法兰、平盖、螺栓、螺母加工要求：

4.14.1管壳式换热器法兰螺柱按JB/T4707-2000《等长双头螺柱》规定。

螺柱一端按下表打印材料标记，字高4mm。

材料牌号

Q-235

40MnB

40MnVB

35CrMnA

40Cr

35

标记

A

B

V

C

R

T

4.14.2机械加工件表面和非机械加工件表面的未注公差尺寸按下表规定。

mm

基本尺寸

尺寸分段

0.5-3

>3-6

>6-10

>10-18

>18-30

>30-50

>50-80

>80-120

机械加工件

±0.12

±0.15

±0.18

±0.21

±0.26

±0.31

±0.37

±0.43

非机械加工件

±0.30

±0.37

±0.45

±0.55

±0.65

±0.80

±0.95

±1.10

基本尺寸

尺寸分段

>120-

180

>180-

250

>250-

315

>315-

400

>400-

500

>500-

630

>630-

800

>800-

1000

机械加工件

±0.50

±0.57

±0.65

±0.70

±0.77

±0.87

±1.0

±1.15

非机械加工件

±1.25

±1.45

±1.60

±1.80

±2.00

±2.20

±2.5

±2.80

基本尺寸

尺寸分段

>1000-

1250

>1250-

1600

>1600-

2000

>2000-

2500

>2500-

3150

机械加工件

±1.30

±1.55

±1.85

±2.20

±2.70

非机械加工件

±3.30

±3.90

±4.60

±5.50

±6.750

4.14.3大于M36的螺栓，螺柱，螺母应按相应的国家标准制造。

4.14.4平盖和筒体端部的加工按以下规定：

a）螺柱孔或通孔的中心圆直径以及相邻两孔弦长允差为±0.6mm任意两孔弦长允差按下表规定：

设计内径Di

<600

600-1200

>1200

允差

±1.0

±1.5

±2.0

b）螺孔中心线与端面的垂直度允差不得大于0.25%。

c）螺孔的螺纹精度，一般为中等精度，按相应国家标准选取。

5、管箱

管箱的作用是把由管道来的管程流体均匀分布到各传热管和把管内流体汇集在一起送出换热器。

5.1管箱园筒的厚度应按JB150的要求进行计算，但碳素钢和低合金钢园筒的最小厚度不小于下表的要求。

mm

公称直径

400～≤700

＞700～≤1000

＞1000～≤1500

＞1500～≤2000

＞2000～≤2600

备注

浮头式，U形管式

8

10

12

14

16

碳素钢

含C2

固定式管板

6

8

10

12

14

公称直径

＞500～≤700

＞700～≤1000

＞1000～≤1500

＞1500～≤2000

＞2000～≤2600

备注

最小厚度

5

6

8

10

12

高合金钢

5.2分程隔板的最小厚度应不小于下表的规定。

mm

公称直径

DN

隔板最小厚度

碳素钢及低合金钢

高合金钢

≤600

8

6

＞600～≤1200

10

8

＞1200～≤2000

14

10

＞2000～≤2600

14

10

5.3厚度大于10mm的分程隔板应按下图加工

5.4管箱园筒与接管和管箱法兰组焊时，应以法兰端面为基准。

螺孔应与设备主轴中心线跨中。

5.5管箱与隔板组装前，须将管箱内和隔板接合的环焊缝铲磨齐平，把隔板和管箱调整好间隙后再组焊，靠近管板50mm区域应焊透，防应力集中而开裂。

5.6碳钢、低合金钢制焊有分程隔板的管箱以及管箱的侧向开孔超过1/3园筒内径的管箱，在

施焊后作消除应力热处理，设备法兰密封面在热处理后加工。

6.管板

6.1厚度大于60mm的管板宜采用锻件。

6.2管板本身具有凸肩并与园筒（或封头）对接时，应采用锻件。

6.3用于制造管板、平盖、法兰的钢锻件，其级别不得低于JB4726和JB4728规定的Ⅱ级。

6.4复合管板

6.4.1按GB8165标准选用的不绣钢复合管板应选用Ⅰ级板材。

6.4.2按JB4733标准选用的不绣钢复合管板应选用BⅠ级板材。

6.4.3按GB8547标准选用的钛-钢复合管板应选用B0级板材。

6.5堆焊复合管板

6.5.1堆焊前应作堆焊工艺评定；

6.5.2基层材料的待堆焊面和复层材料车加工后的表面，应按JB4730进行表面检测，检查结果不得有裂纹、成排气孔，并应符合UTⅡ级要求。

6.5.3堆焊过程必须严格控制，以便保证熔敷界面不发生过大的稀释和使覆层不产生别的焊接缺陷。

堆焊各层所用焊材牌号应根据耐腐蚀要求和熔和比来确定，堆焊层厚度应保证车加工后覆层最小厚度大于3mm（或图样要求）

6.5.4堆焊后应进行适当的热处理以消除焊接应力。

6.6管孔加工

6.6.1管孔加工是管板制造中重要的一个环节，应严格控制划线、钻孔、刻槽、倒角等工序，

为保证上下管板同心度，可将上下管板叠起来一起钻孔。

（1）管板划线；划线是决定管孔加工位置的基本作业，必须准确无误。

每台换热器只需在一块管板上划线即可。

划线经确认后在各孔中心点用冲头冲出一个小坑。

（2）定位孔加工；管板可先用钻头加工定位孔，正式决定钻孔位置，使加工管孔的钻头顶尖能正确而迅速找到定位孔中心，以保证管孔孔距正确。

（3）钻孔；定位孔钻完后，将管板放在同一高度的平面上压紧即可加工。

钻孔应满足孔的精度，管孔表面粗糙度不大于12.5μm.

6.6.2数控钻床钻孔前应按设计图样要求正确输入数据，经试钻确认无误后，进行管板钻孔。

6.6.3在加工中应满足以下要求：

（1）保证孔的位置及尺寸精度；

（2）对大厚度的管板必须保证孔与管板平面垂直；

（3）组装状态下管板和折流板的同一位置的管孔和拉杆用孔的中心应在同一直线上。

管板管孔直径及允许偏差应符合下表规定

适用于冷拔（轧）直径为高级精度的碳素钢、低合金钢、不绣钢管和铜合金换热管。

换热管外径

14

16

19

25

32

38

45

57

管孔直径

14.25

16.25

19.25

25.25

32.35

38.40

45.40

57.55

允许偏差

+0.15

0

+0.20

0

+0.25

0

管板孔桥宽度偏差应符合下表规定mm

换管

外径

d0

孔心距

s

管孔

直径

dφ

名义孔

桥宽度

s-dφ

≥96%的桥宽度不得低于下列值Bmm

≤4%的允

许最小孔

桥宽度B

管板厚度

40

60

80

100

120

140

160

16

19

25

32

38

45

57

22

25

32

40

48

57

72

16.25

19.25

25.25

32.50

38.50

45.50

57.70

5.75

5.75

6.75

7.50

9.50

11.50

14.30

4.71

4.71

5.71

6.61

8.61

10.61

13.41

4.65

4.65

5.65

6.55

8.55

1055

13.35

4.58

4.58

5.58

6.48

8.48

10.48

13.28

4.52

4.52

5.52

6.42

8.48

10.48

13.28

4.45

4.45

5.45

6.35

8.35

10.35

13.15

4.39

4.39

5.39

6.29

8.29

10.29

13.09

4.33

4.33

5.33

6.23

8.23

10.23

13.03

3.40

3.40

3.40

3.85

4.75

5.75

7.15

7.折流板和支撑板

7.1.折流板和支撑板的最小厚度应不小于下表的规定

公称直径

DN

换热管无支撑距Lmm

≤300

＞300～600

＞600～900

＞900～1200

＞1200～1500

＞1500

折流板和支撑板的最小厚度

＜400

3

4

5

8

10

10

400～≤700

4

5

6

10

10

12

＞700～≤900

5

6

8

10

12

16

＞900～≤1500

6

8

10

12

16

16

＞1500～≤2000

/

10

12

16

20

20

＞2000～≤2600

/

12

14

18

20

22

7.2.折流板和支撑板管孔直径及允许偏差应符合下表的规定mm

换热管外径

14

16

19

25

32

38

45

57

管孔直径

14.30

16.35

19.35

25.40

32.40

38.50

45.65

57.70

允许偏差

+0.20

0

+0.25

0

+0.30

0

7.3.折流板和支撑板外直径及允许偏差应符合下表的规定mm

公称径DN

＜400

400～

＜500

500～

＜900

900～

＜1300

1300～

＜1700

1700～

＜2000

2000～

＜2300

2300～

＜2600

折流板直径

DN-2.5

DN-3.5

DN-4.5

DN-6

DN-8

DN-10

DN-12

DN-14

允许偏差

0

-0.5

0

-0.8

0

-1.2

0

-1.4

0

-1.6

7.4.折流板重叠压紧后沿周边点焊，然后一起钻孔，可将管板当钻模进行引孔，以引出定位孔进行加工，钻完孔后以孔为基准，再划线钻拉杆孔、外园加工、管孔倒角和作好相应标记。

8.换热管

8.1.换热管的规格和尺寸偏差见下表mm

材料

换热管标准

管子规格

高级精度

外径

厚度

外径偏差

壁厚偏差

碳钢

低合金钢

GB5310

GB8163

GB9948

≥14～30

＞30～50

57

2～2.5

2.5～3

3.5

±0.15

±0.25

±0.6%

±10%

不绣钢管

GB13296

GB14976

GB24593

≥14～30

＞30～50

57

＞1.0～2.0

±0.15

±0.25

±0.6%

+12%

-10%

＞2.0～3.0

材料

换热管标准

管子规格

高级精度

外径

厚度

外径偏差

壁厚偏差

不绣钢焊管

GB12771

SA688、249

≤19

＞19

＜1.0

＞1.0

±0.05

±0.05

铜合金管

GB8890

10～12

＞12～18

＞18～25

＞25～35

1～3.0

-0.14

-0.20

-0.24

-0.30

±10%

钛合金管

GB3625

10～30

＞30～40

＞40～50

0.5～2.5

±0.13

±0.15

±0.18

δ=0.5±0.06

δ=1.0±0.12

δ＞±10%

8.2U型管

8.3U形管弯管段的弯曲半径R应不小于两倍的换热管外径，U形管不允许热弯。

8.4换热管不允许拼接（螺旋管除外），其局部弯曲度不大于1.5mm。

8.5弯管工艺稳定时，每种管子抽取5%进行通球试验，其通球直径d≥0.75d0。

8.6当有应力腐蚀要求时，U形管弯管段及至少包括150mm的直段进行热处理。

8.7管子弯曲成形后应以1.5倍设计压力逐根进行水压试验。

在试验压力下，保压时间不少于10s。

试验合格后应放尽余水。

8.8换热管为直管时，截长前应抽查10%按8.6条进行水压试验。

9.管束

9.1拉杆的直径和数量按下表选用mm

换热管外径d

10≤d≤14

14＜d＜25

25≤d≤57

拉杆直径dn

10

12

16

mm

公称直径DN

拉杆直径dn

≥400～

＜700

≥700～

＜900

≥900～

＜1300

≥1300～

＜1500

≥1500～

＜1800

≥1800～

＜2000

≥2000～

＜2300

≥2300～

＜2600

dn=10

6

11

12

16

18

24

28

32

dn=12

4

8

10

12

14

18

20

24

dn=16

4

6

16

8

10

12

14

16根

9.2折流板最大间距Lmm

换热管外直径

10

12

14

16

19

25

32

38

45

57

钢管

/

/

1100

1300

1500

1850

2200

2500

2750

3200

有色金属管

750

850

950

1100

1300

1600

1900

2200

2400

2800

9.3管束组装

9.3.1管板、折流板、支撑板、疏冷段包壳和拉杆等组装时，应在中心线及四周插入一部分管子予以定位。

9.3.2定距管两端面应平齐垂直，拉杆上的螺母应拧紧，以避免折流板窜动。

无定距管时拉杆应与管板、折流板和支撑板点焊牢固可靠。

9.3.3各折流板支撑板管板同一部位的管孔应在一条中心线并垂直于管板。

9.3.4疏冷段包壳焊接应严密可靠且垂直与管板。

9.3.5穿管时不得强行敲打，换热管表面不得出现凹痕或划伤。

9.3.6换热管端外表面应除绣至呈金属光泽，除绣长度应不小于管板厚度加50mm.

9.3.7管子管板采用账接连接时，管子的硬度应低于管板硬度。

9.3.8穿管前，用高压风吹扫管束支架，管板和隔板上的管孔表面及管端外表面应擦洗干净（例如用丙酮擦洗），擦洗后应及时穿管。

9.3.9U形管穿管后，管束的弯头组件应具有整齐的外观，在同一平面内，U形管弯头不得相碰。

10.换热管与管板的连接

换热管与管板采用胀焊并用的连接方法，能提高接头的抗疲劳性能，消除应力腐蚀和间隙腐蚀，减小管板两侧温度差，降低管板的翘曲，延长了换热器的使用寿命。

10.1连接部位的换热管与管板孔表面，应清理干净，不得留有影响账接或焊接质量的毛刺、铁屑、绣斑、油污及水汽等。

10.2管子管板采用账接连接时，管子的硬度应低于管板硬度。

10.3胀接连接时，其胀接长度不得伸出管板背面（壳体侧），胀接长度L值应板大于两倍换热管外径。

10.4胀接连接时，换热管端应与管板平齐或伸出管板1～2mm,不得缩到管板内。

10.5对于不同规格、材质的管子、管板，选取合适的胀管器。

10.6对于不同规格、材质的管子，应经过试验确定合适的胀管率。

10.7胀接应分区进行，先内后外对角错开按顺序进行，以使胀接应力分布均匀。

10.8换热管的胀接部分与非胀接部分应园滑过渡，不得有急剧的棱角。

10.9胀管时应常清洗胀管器，并加少量润滑油。

10.10管子管板采用焊接连接时应按GB151附录B的要求进行焊接工艺评定，并按照工艺评定编制的焊接工艺规程，进行管子管板的施焊（不填丝的密封焊可免做焊接工艺评定）。

10.11管子管板焊接前必须仔细擦洗管板孔表面及管端处，除去绣斑迹、油污及水汽等，焊接时焊接部位和场地必须保持清洁。

10.12焊接连接时，换热管与管板焊接后，焊缝和热影响区不得有裂纹、气孔、夹渣、未熔合等缺陷，并应清除焊渣及凸出于换热管内壁的焊瘤。

10.13除换热管与管板焊接外，其他任何零件不准与换热管相焊。