换热器内凹式列管与管板的焊接

1、换热器内凹式列管与管板的焊接 随着现代能源工业的发展进步， 换热器技术在石油、动能、化工等部 门逐渐取得了广泛的进步， 而换热器内凹式列管与管板的焊接技术是 近些年一个新兴的研究课题， 本文就在换热器结构及相关部件的焊接 特点的基础上来对其焊接方案、焊接工艺进行简单分析。换热器在化工、原子能、石油等领域具有广泛的应用，根据其用途的 不同，其各种类型的结构也具有一定的差别，为了保证其使用质量，在换热器的制造过程中， 选择合适的焊接方案及焊接工艺是非常重要 的，本文就对换热器内凹式列管与管板的焊接进行分析。换热器内凹式列管与管板焊接的结构分析换热器的列管与管板的内凹式焊接， 主要的焊接内容就是将换

2、热器的 换热管卧于管板的坡口中 1 毫米的地方进行焊接，在其焊接要求中， 要求要将根部焊透， 其中熔深要能够达到管壁厚度的百分之 90 以上， 第二层的焊缝在对第一层的焊缝进行压盖时， 一定要保持圆滑， 以上 的几点焊接要求中，本次研究的难点是要能达到设计所要求的熔深。换热器内凹式列管与管板的焊接性能分析本次研究中的管板的材质是 316L 不锈钢，具有很好的焊接性能，但 是其具有较小的热导率，线胀系数较大，在焊接的过程中，焊接接头 的加热到冷却过程中，会产生较大的拉应力，这种拉应力的存在，很 容易导致焊接过程中产生热裂纹，而本次研究中的列管选用的是 00Cr17Ni14Mo2(GB/T2451

3、1:022Cr17Ni12Mo2，这种材质很容易形 成具有较强方向性的柱状晶焊缝组织，这种焊缝组织的存在对于杂质 的偏析是非常有利的，这样性质的存在有利于晶间液态夹层的存在， 尤其是在 P、S 的含量较高的情况下， 低熔点的共晶夹层很容易产生， 它们的存在很容易加大焊缝的热裂纹倾向。换热器内凹式列管与管板焊接材料的选择正因为换热器的列管与管板具有以上的焊接特性， 为了满足设计要求， 在进行焊接材料的选择时， 尤其要注意其焊接性能， 本次研究中选择 的焊接材料需要具有提高焊缝的金属抗裂性的性能， 通过对各种焊接 材料的性能进行分析，最终选择 00Cr19Ni12Mo2(Y B/T5092:H03

4、Cr19Ni12Mo2Si)作为本次焊接中的焊丝，与列管与管 板的相关焊接性能相比，该种材质的焊丝中的 Cr 含量有所升高，而Ni 的含量有所降低，这种焊接特性能够有效的控制杂质的含量，并 且该焊丝中的 Mo、 Si 等元素，这能够使焊缝中形成少量铁素体与奥 氏体共同组成的双相组织， 对于焊缝中的裂纹的减少具有积极的促进 作用，00Cr19Ni12Mo2(H03Cr19Ni12Mo2S)i 焊丝的主要组成部分如 表 1 所示。表 100Cr19Ni12Mo2( H03Cr19Ni12Mo2S)i 的主要化学成分SiMnCrNiMo标准值 0.030.30.651.02.5 0.03 0.031

5、82011142.03.0实测值 0.021 0.32 1.6 0.011 0.004 19 10.54 2.19换热器内凹式列管与管板焊接工艺选择本次研究中，各主要焊接部件的规格及坡口形式为：( 1)焊丝的材 质是00Cr19Ni12Mo2(H03Cr19Ni12Mo2S)i ，直径为 1.6 毫米；(2) 列管的材质为00Cr17Ni14Mo2(022Cr17Ni12Mo2),管径规格为 14 毫米X2毫米；（3）管板的材质是 316L,管桥宽度为 6 毫米，厚度 为 35 毫米，孔径为 14.2 毫米。焊接的坡口形式与分布图如图 1 所示。本次研究中， 焊接采用的主要焊接方法是手工钨极氩弧焊， 本次焊接 中对氩气的纯度具有较高的要求， 本次试验中采用的氩气的纯度达到 了 99.9%，纯度非常的高，焊接过程中的电流极性采用的是直流正接 的形式，焊接过程中的电流保持在 60 到 70 安培之间， 焊接电压保持 在 14 到 16 伏之间，在焊接的过程中，各层之间的温度要小于 60 摄 氏度，焊接过程中的焊接位置是保持水平固定的。 本次研究中的主要 焊接工艺参数如表 2 所示。表 2 焊接工艺参数焊接层次焊接方法填充金属焊接