管壳式换热器通用工艺守则(修改)

1、张家港化工机械股份有限公司 Q/ZHJ05.03-2010 管 壳 式 换 热 器通用工艺守则编 制: 校 对: 审 批: 日 期: 管壳式换热器通用工艺守则本守则若与图样及工艺文件有矛盾时，应按图样及工艺文件为准，低于国家有关标准时以国家标准为准，反之以本守则为准。1、材料1.1 制造换热容器的主要受压元件（如壳体、封头、换热管等）的材料，质量及规格应符合国标、部标和有关技术条件要求。材料证明上的内容按有关规定必须填写齐全。采用国外材料时，应按固定式压力容器安全技术监察规程的第2.9条要求进行检验、验收及复验。1.2 含碳量大于0.25%的材料不得用于焊制换热容器。1.3 制造换热容器的材料

2、标准，热处理状态及许用应力值按GB150及GB151的规定。1.4 钢板的表面应光滑平整，不得有裂纹、分层、气泡、夹杂、结疤等缺陷。钢板表面存在的深度缺陷不得超过钢板厚度公差1/2的下限，个别损伤，允许用细砂轮清除，但不得低于钢板厚度名义尺寸的下偏差。1.5 钢板的低倍组织不得有肉眼可见的缩孔、裂纹和夹杂。1.6 换热管的内外表面不得裂纹、折迭、轧折、离层、发纹和结疤缺陷存在，上述个别缺陷其深度未超过管壁厚负偏差时允许清除，并进行压力试验合格。1.7 对于双管板换热器，换热管和管板材料还应符合以下要求：1.7.1换热管应采用较高级精度的管子，换热管外径的许用偏差控制在±0.10mm，

3、管子壁厚偏差为±7%。1.7.2换热管应按材料的不同规定材料的硬度。1.7.3根据换热管材料的力学性能要求对管板的屈服强度和硬度提出采购要求。通常将硬度差控制在管板比换热管硬度高HB30HB60。1.8 所有材料都必须有接货检验记录，并按公司相关规定进行标识。1.9 材料在切割前应将标记进行移植。2、筒体制造2.1 施工者根据施工图，要求画下料展开图。2.1.1焊缝布置：a、 立式换热器左右对称布置。b、 卧式换热器，水平线以上部位对称布置（并不被鞍座覆盖）。c、 尽量避免在焊缝上周围开孔，若开孔，必须以开孔中心为圆心，1.5倍开孔直径为半径的圆中，所包容的焊缝须进行100%射线探伤

4、合格。d、 焊缝不得为支座等部件覆盖，若覆盖必须应100%无损检测合格，并磨平后覆盖。e、 筒体对接焊缝不得采用十字焊缝，相邻的两筒节间的纵缝和封头拼接与相邻筒节的纵缝应错开，其焊缝中心间距应大于筒体厚度的三倍，且大于100mm。2.1.2最短筒节的长度（除结构原因）应大于300毫米。2.2 壳程筒节采用钢板卷制时，可通过外圆周长来控制筒体直径，其外圆周长允许上偏为10mm，下偏差为0。2.3 划线2.3.1划线时钢板应垫平，划线后复查尺寸，且按图1所示划出切割线及检查线。2.3.2厚度小于5毫米的碳钢板，不锈钢板不得用冲头在非切割处打印。 图 1 2.4 轧制后未经切边的钢板，其边缘应切去。

5、2.5 钢板的切割及坡口加工。2.5.1碳素钢、16MnR类钢板10mm以上一般均采用自动气割下料或剪切下料坡口修磨成型。2.5.2合金钢和大于10mm以上的钢板自动气割下料，留b=5mm加工余量（对15CrMoR、13MnNiMoR等有淬硬倾向的材料加工余量应留10mm）在刨边机上加工坡口。2.5.3不锈钢用剪板机剪切下料或等离子切割下料，焊缝坡口均在刨边机上加工，冷却液一般采用水基乳化液。2.6 卷筒加工2.6.1卷曲应缓慢地进行且使卷曲次数最少，同一筒体的筒节卷曲次数应基本相同。2.6.2卷制不锈钢或不锈钢复合钢板时卷板机辊轴应清洁、光滑，卷制后不得在不锈钢表面留下麻点、疤痕。详见不锈钢

6、冷作通用工艺规程守则。2.7 管束可以抽出的换热器壳体组焊后，应用如图2所示的样板作通过检查。2.8 筒体内径在任何断面上的上偏差符合表一的规定，下偏差以不妨碍管束的顺利安装和抽出为好。 表一 单位：mm筒体公称直径500500-12001200-2600筒体内径上偏差+3+3.5+4.0筒体长度偏差±52.9 当用钢管作筒体，其尺寸允许差按材料标准中的较高级或普通级的规定。2.10 筒体同一断面上的最大直径与最小直径之差不得大于0.5%Dg，当Dg1200时其值不大于5mm，当Dg1200时其值不大于7mm。2.11 筒体的不直度不得超过筒体长度的L/1000，当筒体长度L600时

7、，其值不大于4.5mm，当筒体长度L6000mm时，其绝对值不大于8mm。2.12对接焊缝的错边量、梭角度应符合GB150中的规定，详见碳钢冷作工艺守则。壳体内部凡有碍管束顺利装入和抽出的焊缝均应打磨至与材料表面平齐。2.13 设备法兰的螺栓布置除图样另有规定外，均应跨中布置。2.14 设备法兰（或管板）与壳体中心线应垂直，垂直度按图3所示。2.15 不锈钢壳体上禁止随意点焊临时性的紧固夹具，确实需要时应加焊辅助板，辅助板的材料必须和产品材料相同，并采用和正式焊接时相同的焊条进行焊接，在去除辅助板后应将焊接处修磨光滑。2.16大的接管开孔和焊接要组焊中装防止变形。2.17重叠式换热器必须进行重

8、叠预组装。每对壳体预组装前应留下不焊接的支座或接管，待重叠预组装后焊接。重叠支座间的调整板应在水压试验合格后点焊于下台换热器的重叠支座上，并在重叠支座和调整板的外侧标有永久性标记，以备现场组装对中。3、管箱制造3.1 设备法兰、筒节、封头之间的组对应在平台上进行，为了能保证环缝间隙，组对时应加3-4条宽为6-10mm的垫条，垫条厚度S=环缝间隙+0.5（mm），对称点焊3-4点后撤去垫条，再分数处点焊牢靠。3.2 管箱法兰、隔板的密封面须在组焊或热处理后精加工，管箱法兰上的螺栓孔也须在在组焊或热处理后进行加工。管箱法兰粗加工留量按图4所示。3.3 管箱隔板按样板下料，端面留10mm加工余量Dg

9、800mm f=3mmDg800mm f=4mm3.4 管箱隔板组对前应校平，其平面度不得超过1/1000，且整个平面内应不大于2mm。3.5 隔板相对于管箱中心轴线的偏差不得大于1mm。3.6 隔板与法兰连接的焊缝在密封面处应齐平不得下凹。3.7 管箱筒体材料为Cr-Mo钢及b540MPa的容器时，管箱接管的角焊缝应做磁粉检查。3.8 碳钢、低合金钢制的焊有分程隔板的管箱和浮头盖以及管箱的侧向开孔超过三分之一圆筒内径的管箱，应在施焊后进行消除应力热处理。3.9 对于浮头式换热器，浮动管箱法兰及钩圈的密封面需留余量与焊接后的浮动管板密封面进行配加工。4、管束制造4.1 管板的制造4.1.1 拼

10、接管板的对接接头应进行100%射线或超声波检测，按JB/T 4730标准验收，射线检测不低于级要求，底片影像质量为AB级；超声波检测级为合格。4.1.2 除不锈钢材料外，管板拼接后应作消除应力处理。4.1.3 管板的堆焊4.1.3.1管板堆焊前应作堆焊工艺评定。4.1.3.2基层材料的待堆焊面和复层材料加工后（钻孔前）的表面，应按JB/T 4730进行表面检测，检测结果不得有裂纹、成排气孔，并应符合I级缺陷显示。4.1.3.3不得采用换热管与管板焊接加桥间空隙补焊的方法进行管板堆焊。4.1.4 管板加工4.1.4.1管板孔加工程序：A、管板厚度4倍管板孔直径时： 管板划线钻孔型钻孔铰孔加工胀管

11、槽修毛刺倒角划拉杆孔位置线钻孔攻丝隔板槽加工检验B、管板厚度4倍管板孔直径时：管板配钻孔型（用模板或以折流板代替模板）钻孔（留铰孔加工量0.6-1.2mm）铰孔加工胀管槽倒角修毛刺划拉杆孔位置线钻孔攻丝隔板槽加工检验C、管板厚度大于150mm时：管板划线钻定位孔钻孔（在数控卧钻上）加工胀管槽倒角修毛刺划拉杆孔孔位置线钻孔攻丝隔板槽加工检验D、管板孔直径大于30mm时：先用直径为4-10mm的钻头按划线位置钻定位孔，定位孔深度为钻头直径的1/4-1/5为保证划线清晰，钻定位孔时不得用液体冷却钻头，必要时可用压缩空气冷却钻头头部。E、双管板换热器的内、外管板的加工内、外管板采用数控钻床加工管孔，以

12、保证管孔直径、垂直度及管孔间距符合图样要求。钻孔时切削和退刀的速度要求尽量慢，这样可以保证管孔的表面粗糙度达到Ra6.3Ra12.5，钻孔时还要留有0.1mm左右的铰孔余量。钻孔后对管板进行铰孔，以便消除管孔内的的纵向划痕，保证管孔的表面粗糙度达到Ra3.2Ra6.3。铰孔完成后用止规和通规对每个管孔进行检验。特别要注意的是不允许管孔内存在贯通性的螺旋形或纵向划痕。内侧管板管孔的胀管槽尺寸一定要符合图样要求。内外管板在加工时应保证外管板管孔尺寸比内管板管孔尺寸大约0.5mm。内管板的胀管槽加工：胀管槽为2个。当采用液袋胀接时，槽宽为910mm，槽深为0.5mm。当采用机械胀接时，槽宽为3mm，

13、槽深为0.5mm。4.1.4.2管板孔划线：划线是管板孔加工的基准作业，因此必须正确无误。划线后通过核对节距误差检查，其方法如图6所示，以管板孔中心孔为圆心，1/2管板孔中心距为半径划圆，所划圆应相切。4.1.4.3管板钻孔时的装夹：管板密封面与紧固压板之间应放软垫片，以保护密封面。当管板较薄时为防止钻头推力引起管板翘曲，管板和工作台之间应用木块垫实，如图7所示。4.1.4.4应用油漆标明上、下及配钻的对应位置标记。4.1.5 管板孔的检验：a、 按图样要求检查尺寸。b、 管板孔应与管板平面垂直。c、 管板孔内不允许有与轴向平行的纵向伤痕或贯通的螺旋状伤痕。d、 管板孔的光洁度不得低于Ra12

14、.5且应清除机械加工毛刺。4.2 换热管的制造：4.2.1 换热管用切管机切割下料，切割后应清除管端毛刺，管端面应与管子中心轴线相垂直，垂直度按图5所示的要求。4.2.2 换热管应平直，其直线度不得大于1.5/1000且全长范围内不得超6mm，否则应校直。4.2.3 换热器管子对接：4.2.3.1图纸无要求时，对接管子允许接头且长度不得小于300mm，在同一根换热管直管对接焊缝不超过一条，U形管不超过2条。包括至少50mm直管段的U形管弯管段范围内不得有拼接焊缝。4.2.3.2对接应按工艺文件的要求进行无损探伤，通球检查，对接管应以2倍的设计压力逐根进行水压试验。对接拼头应作焊接工艺评定。4.

15、2.3.3对接管焊缝，对口错边量不得超过原壁厚的15%且不大于0.5mm。4.2.4 U形管的制造：4.2.4.1 U形管弯管段的圆度偏差应不大于管子名义外径的10%。4.2.4.2 U形管不宜热弯，否则须征得用户同意。4.2.4.3当有应力腐蚀要求时弯制后应对冷弯U形管的弯管段及至少包括150mm的直管段进行热处理。碳钢、低合金钢作消应力热处理。奥氏体不锈钢可按供需双方商定的方法进行。4.2.5 需要进行胀接的管子的硬度应低于管板的硬度，有应力腐蚀时，不应采用管头局部退火的方式来降低换热管的硬度。4.2.6 管端外表面应除锈，用于焊接时管端除锈长度应不小于管径且不小于25mm，用于胀接连接时

16、管端应除锈至金属光泽，其长度不宜小于二倍的管板厚度。对于双管板换热器，管端除锈长度为500700mm，且除锈后应立即使用。对于在装配时除锈部位有锈迹的管子禁止使用。4.3 折流板的制造4.3.1 横向折流板一般均整圆下料，外径留不小于8-10mm的加工量。4.3.2下料后应逐块校平，清除切割毛刺；对于双管板换热器，要求折流板的不平度2mm。4.3.3 折流板应迭落，并在外圆分数处点焊牢靠后转加工车间。4.3.4 为防止折流板因受钻削推力而变形，钻孔时应用木板垫实（如折流板较少时，可与管板同钻）；对于双管板换热器，所有的折流板必须迭装在一起与管板配钻管孔。4.3.5 折流板加工程序折流板配钻孔型

17、钻孔外圆加工修毛刺检验钻孔时应先均布钻4-8孔用螺栓紧固后再钻其余孔。4.3.6 应用油漆标明上、下及配钻的对应位置标记。4.3.7 弓形折流板的剪切工作者按自上而下顺序逐一编号，对称剪切成弓形（单数或双数的应剪去同一侧，切勿搞乱）。4.4 管束的组装4.4.1 管束的组装在专用平台上进行，管板按图8所示紧固在弯板上。图84.4.2 先将管板、折流板用拉杆、定距管紧固，试穿数根管子同时调整折流板位置至穿管顺利为止。在一般情况下，隔板不用焊接固定。4.4.3 穿管不得强行进行，切忌用锤猛击，如有个别管子装配比较因难时可借助于导向箭头辅助穿管。4.4.4 穿管后应保证管子与管板垂直。4.5 换热管

18、与管板的连接换热管与管板的连接方法可以为胀接、焊接、胀接与焊接同时并用等方法，连接部位的换热管和管板孔表面就清理干净，不得留有影响胀接或焊接连接质量的毛刺、铁屑、锈斑、油污等。4.5.1 胀接4.5.1.1胀接方法：机械胀管、液压胀管、橡胶胀管。4.5.1.2胀接深度，图样上无明确规定时按GB151的规定。4.5.1.3胀管顺序4.5.1.3.1胀接第一端管板时其顺序不明确规定。4.5.1.3.2胀完第一端再胀第二端时按下列顺序进行，先在管板中心部位及四周胀数组管子定位，然后按图9的顺序进行胀接。4.5.1.3.3分片的多少按管板的直径大于由施工者灵活掌握。4.5.1.4 管子经胀管后内壁应光

19、滑，无重波、起毛、裂纹等缺陷。换热管胀接部分与非胀接部分应圆滑过渡，不得有急剧的棱角。4.5.1.5 不应有欠胀持别是过胀现象，具体可通过测量胀接率来检查，或通过胀接试验来确定。4.5.1.6 当胀管后要求进行焊接时，不得用带油的液体作润滑冷却液。4.1.5.7 胀管器应勤清冼，当发现胀杆、胀柱上有超过0.1mm深的麻点压痕时，应更换新的胀管器。4.1.5.8 换热管与管板胀接通用工艺（机械胀）：试车1. 把胀管机与控制仪联接上电源。2. 把控制仪“手动/自动开关”选在自动档上，当听到轻脆开关声后，再旋转过一点（具体位置代表了胀管机退出时间）。越右转退出时间越长。3. 将规格选择开关选在靠近电

20、源开关一侧，顺时针旋到最右位置。4. 按动胀管机前进按钮，工具转动，显示值为工具电机空载值，数值稳定后记下该数值，并按动胀管机停止按钮，停转后自动反转并自动停止，再将设定旋钮调节在空载值上。5. 按动工具前进按钮，工具正转，显示器上空载值增加至所设定的空载值，工具自动停转，间隙1-3秒后，工具自动反转，显示器自动反转，显示器显示值跳回至设定值，反转时间由退出时间调节而定（3-45秒），到时自动停车，试车结束。 试胀（胀接）1. 控制仪胀管设定调节至空载值以上0.10.3。2. 将胀管器插入设备的管孔内。3. 套上万向节与胀管机主轴及胀管器相连接。4. 按胀管机前进钮，开始胀管，显示器胀力值增加

21、。5. 实际胀力值增加至设定值时，胀管机自动停转。6. 间隔13秒，胀管机自动反转，退出胀管器，此时请用力把住机头以免反转时打手。7. 胀管器完全松开，工具自动停止后取下胀管器。8. 确定设备是否欠胀或过胀，欠胀应增加设定值，过胀应减少设定值。9. 多次重复试胀过程，直至满足要求（做好记录）每个胀头的电流值。10. 根据记录设定值之大小，作为批量胀接的设定值，操作同上述步骤进行批量胀管。胀接参数的确定胀接参数按控制仪的电流值来确定，电流值的选择按胀接率控制在表二以内为合格，拉脱力满足容规及GB151-1999的规定。胀接率按以下公式计算：Ha= d-d-(H-D)/2T×100%H=

22、管板上管孔内径mm； d=胀管后管子内径mm； d=胀接前管子内径mm；D=胀接前管子外径mm.； T=管子壁厚mm。表二 各种材料的胀接率管 材强度胀胀接率贴胀胀接率碳钢、低合金钢58%12%不锈钢69%12%钛810%25%铜及铜合金46%25% 特别注意：操作时必须两个人操作，而且必须用加力杆，（必要时加力杆上再套加长钢管），操作在前进自动停转自动反转退出胀管器工具自动停止后才能两个人都松开胀管机。4.5.2 焊接4.5.2.1焊接方法：焊接方法可以是手工电弧焊或手工氩弧焊接。4.5.2.2焊前应认真清理管板上的油污和铁锈等。4.5.2.3焊前的预热按工艺文件的要求。4.5.2.4管板与换热管连接焊缝的高度不得小于换热管壁厚。4.6 防冲挡板应按图样要求的位置和尺寸严格保证。5 总装和试压5.1 总装后的各外部件相对位置偏差按GB151所示的要求。5.2 横向折流板与壳体之间的间隙，应不大于下表三所示的数值。 表三壳体公称直径mm壳体内径与折流板外径差（mm）4002.5+0.5400Dg5003.5+0.5500Dg9004.5