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1、,螺纹锁紧环式换热器制造,产/品/高/端/化 经/营/国/际/化,2013年3月14日,兰州兰石重型装备股份有限公司,一、总则螺纹锁紧环式换热器是我公司的重点产品之一，为统一制造工序，细化工艺路线，提高产品质量，针对洛阳设计院、北京设计院设计的螺纹锁紧环式换热器设备结构，就制造过程中经常出现的重点、难点问题提出改进措施，图纸转化和编制工艺时出现不统一处做统一规定，以便指导生产、优化、细化工艺。,二. 螺纹锁紧环式换热器结构分类及特点按管、壳程所承受压力分类AH-H型（管程、壳程高压式）（图1）特点：1）管箱与壳体组焊为一体； 2）管板是按压差设计的，管板厚度较小 3）管箱侧内件较多； 4）有两
2、圈压紧螺栓； 5）管束可单独抽出。,BH-L型（管程高压、壳程低压式）（图2）特点：1）管箱与壳体为法兰连接，可分离；2）管板与管箱组焊为一体；3）有一圈压紧螺栓；4）管程密封与壳程密封时分开的。,三.制造要点（一）.壳体制造1.壳程筒体制造1.1 壳程筒体下料尺寸及成型后内径尺寸控制：1.1.1壳程筒体采用先刨纵缝，再卷制成型的，内径允许偏差可通过外圆周长加以控制，其外圆周长允许上偏差为10mm，下偏差为0；划线下料时按筒体下料长度近似计算公式计算出下料尺寸，按偏差要求进行控制。壳程筒体钢板来料后测量钢板边角是否端正，下料时划线公差控制长度2mm，宽度1mm、对角线尺寸公差不大于2mm。,1
3、.1.2 壳程筒体采用卷制成型后割除直头、割磨坡口方案时，内径允许偏差可通过筒体卷制成型后实测外圆周长加以控制，卷板前按筒体下料长度近似计算公式计算出下料尺寸，用洋冲眼划线标记,并引至中心层作洋冲标记，并在钢板中心位置打洋冲眼标记。筒体卷制后开坡口前，测量筒体实际壁厚至少8点,根据筒体实测壁厚计算筒体外周长尺寸，与已划下料线核对后从筒体中心位置标记处向两边按划线均匀割除余量。合口后焊接纵缝前再次测量筒体外周长，以确定筒体内径尺寸符合图样要求。,1.2壳程筒体椭圆度、不直度规定： 当设计文件无要求时，按以下要求执行；当设计文件有要求时，按设计文件要求执行。1.2.1 壳程筒体同一断面最大直径与最
4、小直径之差e0.5%DN；且：当DN1200mm时，其值不大于5mm；当DN1200mm时，其值不大于7mm。（DN-壳程筒体内径）1.2.2 壳程筒体直线度允许偏差为1.5mm。,2.壳程封头制造封头坯料按近似计算公式计算出下料展开尺寸，外协热压成型，碳钢封头做正火热处理，Cr-Mo钢封头做正火+回火热处理。按GB/T25198-2010及图纸要求检查封头成型曲率、几何尺寸。,3.壳体组装3.1高-高压螺纹换热器壳体组装：组装筒体环缝及筒体与封头环缝，对于内壁堆焊的壳体，内壁堆焊过渡层、面层后壳体进行通盘试验。3.2高-低压螺纹换热器壳体组装：组装筒体环缝、筒体与封头环缝、筒体与设备法兰环缝
5、，号开筒体上接管孔，组焊接管，焊后中间退火热处理，组焊壳体上所有附件，壳体进行最终退火热处理，喷丸，按技术要求复探。对于内壁堆焊的壳体，组焊接管后堆焊过渡层、面层，壳体进行通盘试验。,（二）.管箱制造1.管箱筒体初车图中余量规定：管箱筒体外径D+5mm；内壁单边留5mm余量；长度方向每端各留5mm余量。2.管箱筒体上安放式接管坡口加工角度的规定：根据图纸中管箱筒体外径、接管公称直径和接管嵌入管箱筒体的深度综合考虑，结合实际放样效果，对接管坡口加工角度总结如下，见图（3）：a.管箱筒体加工斜面角度一律为30，接管过渡半径为R20（必须保证）。b.综合考虑公称直径为DN150500的接管和接管嵌入
6、筒体的深度范围为40-90mm，接管坡口加工角度一般在4060范围内。接管与管箱筒体坡口机加工成型后，二者的宽度（边缘斜面宽度）为55mm以上，但是也不能太宽，否则焊缝填充量大，消耗焊材严重。,3.管箱筒体上螺纹部分注油孔的尺寸和加工要求：管箱筒体上螺纹部分的注油孔统一改为6，端部加工G1/2螺纹，螺纹深17mm，见下图（4）。当图纸中管箱筒体螺纹部分无注油孔，图纸转化时在螺纹对称部位增加两个注油孔，2个注油孔从内部的螺纹低谷处往外钻孔，并增加2件丝堵，丝堵尺寸见图（5）。,4.管箱组装4.1高-高压螺纹换热器管箱组装 (见图6),管箱筒体内壁堆焊前先号开管箱筒体上接管孔，镗坡口，组焊接管并对
7、焊缝探伤合格，焊后中间退火，加工管箱筒体待堆焊面，堆焊过渡层、面层，按图纸尺寸进行加工，螺纹部分留2-3mm 余量。管箱筒体与壳程筒体组焊并整体进炉终退后镗床加工大螺纹。,4.2高-低压螺纹换热器管箱组装 (见图7),4.2.1.内壁堆焊的管箱筒体：先堆焊管箱筒体内壁，按图纸尺寸加工管箱筒体，螺纹部分及密封面留3mm 余量，组焊管板，探伤合格后号开管箱筒体上接管孔，镗坡口，组焊接管，焊后中间退火，组焊管箱筒体外部附件，管箱终退，立车管箱筒体密封面、管板密封面、管箱筒体大螺纹，加工管板上设备螺栓孔、拉杆孔及管板上隔板槽到图纸尺寸。,为防止内半环组焊后大螺纹变形，终退后加工大螺纹前需将内半环组焊完
8、毕，隔板等其余与管箱筒体相焊的零部件待管头试压合格后组焊，以便观察返修管头。4.2.2内壁不堆焊的管箱筒体：按图纸尺寸加工管箱筒体，螺纹部分及密封面留3mm 余量，组焊管板，探伤合格后号开管箱筒体上接管孔，镗坡口，组焊接管，焊后中间退火，组焊所有与管箱筒体相焊的内附件，管箱终退，立车管箱筒体密封面、管板密封面、管箱筒体大螺纹，加工管板上设备螺栓孔、拉杆孔及管板上隔板槽到图纸尺寸。,4.2.3内壁不堆焊的管箱筒体中间隔板需分割成两部分，见下图（8），一部分为周边50mm宽的“回”字形（终退前焊接完毕），另一部分为中间部分隔板（中间部分隔板待管头焊接、胀接、热处理及管头水压试验合格后再装焊，装焊前
9、需对中间部分隔板开制坡口，焊后将焊接接头磨平）。,4.2.4.管板制造4.2.4.1管板上换热管孔要求数控钻，待管箱终退后安排铰孔序；4.2.4.2管板密封面、隔板槽、螺栓孔及拉杆孔先不加工，待管箱终退后再加工到图纸要求的尺寸。4.2.5组装管束：4.2.5.1铰管板上换热管孔，清洗管孔，搭建管束骨架，穿管，平管头，焊管头，换热管与管板焊接接头PT检测，胀管。,4.2.5.2当管头及R部位有退火热处理要求时，胀管后管头进行电加热退火热处理，U型管R部位包括300mm直管进炉堵炉门退火热处理。4.2.5.图纸或技术条件要求管头采用自动氩弧焊时，对靠近管箱筒体内壁80mm范围内的管头可采用手工氩弧
10、焊；若图纸或技术条件要求无要求时，全部采用手工氩弧焊，管头外伸高度按高-高压换热器管束中第4.4条。,4.2.5.4胀管及管头焊接要求见高-高压螺纹换热器管束制造中对胀管及管头焊接的要求。4.2.5.5 U形换热管、折流板制造同高-高压螺纹换热器U形换热管、折流板的制造。,（三）.高-高压螺纹换热器管束制造1.管板制造1.1.当设计文件要求管板管、壳程侧密封面在换热管与管板焊接并胀接后精加工时，在管板精车时管、壳程侧密封面各留0.51mm加工余量，待换热管与管板焊接并胀接后上镗床加工至图纸尺寸。管板上装焊的挡板待密封面加工后再装焊。1.2当设计文件无要求时，管板零件加工时一次加工到图纸尺寸。1
11、.3双面堆焊的管板：管板堆焊完一面后排油压机校平序；工序图中距两面不同位置划堆焊层厚度检查刻度线作为加工基准；详见堆焊法兰、盲板、管板制造工艺。,2. U型管的制造2.1奥氏体不锈钢换热管煨制成型后，对“R”部位（含300mm直管段）进行固溶化处理，并逐根进行水压试验，2.2 碳钢及低合金钢换热管煨制成型后，组装管束后对“R”部位（含300mm直管段）进行堵炉门退火热处理，并逐根进行水压试验，2.3 对靠近中心的三排换热管“R”部位（含300mm直管段）进行PT检测。,3.折流板的制造折流板、支持板按换热器、冷凝器折流板制造工艺严格执行, 管束中有中间隔板的折流板应对与隔板相接触的面进行机加工
12、。3.1折流板、支持板整圆下料，下料后上七辊进行校平，不平度应2mm；3.2折流板每叠厚度为60-70mm，重叠组装后在外圆进行点焊；3.3每叠上数控钻床进行划窝（包括拉杆孔窝，划窝后对拉杆孔用红油漆进行标记）；3.4每叠按窝进行钻孔；3.5钻孔后用定位销插好（定位销布置按折流板直径的大小布置，尽量多布定位销）；,3.6按通盘直径尺寸确定折流板、支持板外圆直径，进行加工折流板外圆；3.7每层折流板先进行打钢印，如：第一块为，第二块为，第三块依次类推，然后每层折流板进行管孔的倒角（不锈钢折流板两面倒角，碳钢折流板单面倒角）；3.8依次按折流板编号进行划剪切分块线，并进行二次打钢印，如：第一块折流
13、板按图纸要求分三小块，编号为：A、B、C，第二块折流板按图纸要求分三小块，编号为：A、B、C，线划好后进行剪板；3.9分块进行把好（厚度60-70mm，如：A、A，B、B，C、C），插好定位销，进行刨边、铣槽；,3.10按图样折流板排列方位进行重叠排列（排列厚度300mm），每层折流板悬空区域加与折流板相同厚度的螺母（尽量多加），把紧螺栓，插好定位销，进行铰孔，铰孔后保证换热管能顺利的插入；3.11拆开折流板，每块折流板进行清洗（不锈钢），若碳钢折流板要除锈应用细砂进行处理；以上每一序应全程进行检查，并做记录。,4.管束的组装4.1.管束骨架的搭建管束的组装要在专用工装架上进行，组装前对要组装
14、的零件进行检查，合格后方能组装,装配时要注意以下几点：a.要保证管板与管束轴线垂直；b.保证折流板组装方向与钻孔方向一致，且管孔同心；c.严格按图纸要求控制管束 的尺寸和折流板的方向。,4.2.密封隔板的装配密封隔板装配好坏直接影响到换热器的换热效率，密封隔板两侧均装有厚度为100.1mm的 密封条，并用压条固定，隔板与压条之间的螺栓孔要配钻，装配密封条时应格外小心，以免碰坏。,4.3 U型管的穿引穿引换热管以前应准备自紧式穿管引头使换热管整齐排列，不得强行穿管，更不能用锤敲击损坏U型管。U型管穿好后，用钨极氩弧焊点焊固定。4.4.换热管与管板的连接 a.螺纹锁紧环式换热器中换热管与管板通常采
15、用强度焊贴胀的连接方式，具体结构见上图所示。b.换热管与管板的焊接方式采用氩弧焊，当采用自动钨极氩弧焊，要求管头伸出管板高度44.5mm，当采用手工钨极氩弧焊，要求管头伸出管板高度2.53mm，在图纸中应注明管头伸出高度。 c. 换热管与管板的焊接为两遍，均为填丝，焊接时必须保证保留管头端面，不允许烧损管头。,d.换热管与管板的焊接应严格按照焊接工艺的要求将管头分为八个区域， 并按照焊接工艺规定的顺序进行焊接。e.焊接前应将管头清理干净，不允许有毛刺。f.管板与换热管焊接后，焊缝表面按JB/T4730.5-2005进行100%PT检测，级合格。g.胀管严格执行胀管工艺要求，严禁漏胀、欠胀或过胀
16、。h.若管头有退火要求，则先焊管头再胀管，最后对管头进行电加热退火热处理，R部位进炉堵炉门热处理。,i.每台换热器在工艺交付时必须落实有无液压胀管评定，若无液压胀管评定，应及时提评定用料，并在产品胀管前2周内下发通知，告知胀管压力及内径变化范围。对于机械胀，需下发通知，告知胀管功率，并在工艺装备清单上提胀管器。,（四）.为统一工装，管箱盖板上8-M24（M20）的螺纹孔圆直径规定如下：1.当DN1100mm，螺栓圆直径为820mm；2.当DN1100mm，螺栓圆直径为700mm；3.当DN800mm，螺栓圆直径为400mm；4.当DN600mm，螺栓圆直径为380mm；,（五）.内件部分1.双
17、壳程螺纹换热器，折流板外径及壳程隔板宽度根据筒体成形后的实际内径确定，图纸中给出理论值仅供参考，实际加工尺寸根据壳程筒体成型后通盘试验值确定。2.北京院设计的螺纹换热器是盘根密封结构，若盘根零件图中的厚度比总装配图中的厚度值大10mm，即已考虑压缩量，内套筒尺寸不需要加长。若盘根零件图中的厚度和总装配图中的厚度一样，当内部螺栓把紧后，盘根被压缩，压缩量一般为10mm，需将总装配图中盘根的厚度减少10mm，同时将内套筒靠管板侧加长10mm，内套筒上开孔定位尺寸也做相应调整，以保证装配后图纸尺寸。,3.U形换热管靠里面的三排小R换热管，换热管壁厚需增加减薄量。4.分合环锯开前作好方位及顺序号标记。
18、锯开后经常发生变形，需转油压机修校，由装配车间做样板冲剪校分合环曲率，再与定位板配钻孔。5.密封盘下料后制造工艺增加校平序及装焊加工用工艺圈序。6.不锈钢内件由于时效应力，加工合格的零部件放置一段时间后会变形，导致组装困难，检查在组装前应重新测量每件尺寸。7.对于DN800的内半环，为节约材料，须将内半环在图纸转化时分割成两件，单件时加工弓形定位板内径与条形板内边，组焊后加工内半环密封面、外圆面及螺丝孔。8.对于DN800的内半环，数控整体下料，内径不需留加工余量，其余按图加工到尺寸。,(六)关于螺纹锁紧环内件用钢板加工余量的规定1. 环垫（不锈钢板），加10mm加工余量；2. 内套筒（不锈钢
19、板），加8-10mm加工余量；3. 压环上的套筒（不锈钢板），加4mm加工余量；4. 压环上的法兰（不锈钢板），加4mm加工余量；5. 分程箱上的套筒（不锈钢板），加5mm加工余量；6. 分程箱上的限位环（不锈钢板），加4mm加工余量；7. 分程箱上的填料压环（不锈钢板），加4mm加工余量；,8. 密封盘上的密封面（不锈钢板）：当密封盘直径1600mm时，加6mm加工余量；当密封盘直径1600时，加8mm加工余量。9. 密封盘上的定位环（不锈钢板），加2mm加工余量。10.凡产品制造过程中，某些零件尺寸（如洛阳院设计内套筒长度）须经测量相关尺寸后才能给出的，均由产品检查人员会同技术人员共同进行
20、。在图纸转化中应先根据理论计算给出一个长度L理论值，L+20作为下料尺寸，再根据实测值进行加工。,四.总装首先要确定所有要装配的零部件均是检查合格的，并对壳体内部和零、部件表面清理干净。（一）.高-高压螺纹锁紧环换热器总装顺序A. 管束与壳体的组装1.管束吊装需要专用的吊具，以保证管束吊装安全，防止密封带的损坏；2.对管箱筒体内螺纹加以保护；3.将管束装配工装与管束固定牢固；4.壳程侧密封垫片套与管束上；,5.管束穿入过程中，应缓慢进行，注意观察。如发现阻力明显增大，应立即停止穿入，查明原因，排除后继续进行，不得强力穿入；6.管束穿入到位后，应核对装配尺寸。B .内件组装1.拆除管箱筒体内的螺
21、纹保护装置及管束装配工装；2.用专用工装将管箱内套筒挑入管箱内；3.装入卡环并上紧内顶压螺栓，同时将入口处的防串漏法兰密封压紧；4.装入分程隔板上的半圆密封板；5.装入压环；6.将管程侧密封垫片放入并固定；7.装入密封盘；,（二）.高-低压螺纹锁紧环换热器总装顺序A .管束与壳体的装配1.管束吊装需要专用的吊具，以保证管束吊装安全，防止密封带的损坏；2.壳程侧密封垫片套与管束上；3.管束穿入过程中，应缓慢进行，注意观察。如发现阻力明显增大，应立即停止穿入，查明原因，排除后继续进行，不得强力穿入；4.管束穿入到位后，应核对装配尺寸。 5.把紧设备连接螺栓。B .内件装配顺序1.装入分层隔板上的半
22、圆密封板；2.装入压环； 3.将管程侧密封垫片放入并固定； 4.装入密封盘；,（三）螺纹锁紧环装配大螺纹的组装是此类设备制造过程中非常重要的一个环节，要保证大螺纹顺利旋入，除了要有好的螺纹加工质量，还应配有好的上紧工装，为用户提供最适宜的上紧工装，其具体结构如下图所示。,螺纹锁紧环安装到图样尺寸后，拆下工装，装上压紧螺栓，用带力矩指示的力矩扳手或用液压扳手将压紧螺栓上紧。压紧螺栓和螺纹锁紧环组装前，螺纹表面均应涂抗高温咬合剂。五.压力试验压力试验是对设备最终强度和密封性的检验，一般试压介质为水。水压试验时，水温不得低于技术要求规定，并控制试压水的氯离子含量在技术条件要求的范围内。,1.高-高压
23、螺纹换热器水压试验1.1.管头压力试验 由于高-高压螺纹锁紧环式换热器的管板是按压差设计的，因此管板所承受的压力仅为管、壳程压差压力，按水压试验压差对壳程进行水压试验，水压试验过程。检查管头与管板的连接强度及严密性。水压试验前应先对管头进行空气检漏试验。1.2.管程、壳程压力试验根据螺纹锁紧环式换热器的设计特点，管程和壳程不能按各自的试验压力进行试验，试压时管、壳程应同时升降压，在试验过程中，管、壳程的试验压差任何时候不得小于管板的设计压差。1.3.试压过程中应打开管箱筒体上预留的信号孔丝堵，从信号孔检查是否泄漏，保压过程中管、壳程不应串压。,2.高-低压螺纹换热器水压试验2.1.壳程压力试验水压试验前先对管头进行空气检漏试验，再按壳程水压试验压力对壳程进行水压试验，检查壳程的强度及密封性，同时检查管头与管板的连接强度及严密性。2.2.管程水压试验按管程水压试验压力对管程进行水压试验，检查管程的强度及密封性。3.试压后内部积水处理 试压合格后应立即放净设备内的试压用水，对管、壳程分别用热压缩空气导流，将设备内的积水吹干。六.油漆、包装、发货设备制造完成后，按设计文件要求对换热器进行喷丸、油漆、包装、充氮及发货。,产/品/高/端/化 经/营/国/际/化,Thanks,兰州兰石重型装备股份有限公司,
