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如何判断换热器的换热管出现过胀及如何控制?

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换热器的换热管

怎么判断换热管过胀?

观察管板变形:将管板表面清理干净后,使用高精度的平整度测量工具,如平板尺、百分表等,测量管板表面的平整度。若发现管板有明显的局部凸起、凹陷或翘曲变形,特别是在换热管胀接区域附近,可能是过胀导致的。     

查看换热管外观:仔细观察换热管胀接部位的表面状况,若出现管壁变薄、起皱、甚至有肉眼可见的裂纹等情况,很可能发生了过胀。这些缺陷通常是由于胀接时施加的胀力过大,超过了管材的承受能力所致。    

检查胀口密封情况:可采用卤素检漏仪、氦质谱检漏仪等专业设备进行检测。如果在胀口处检测到有介质泄漏,除了可能是胀接不紧密外,过胀导致的胀口处材料损伤、密封结构破坏也是常见原因之一。    

测量换热管外径:在胀接前后,测量换热管胀接部位尺寸,若测量值超出了其允许的胀接范围上限,可认为存在过胀问题。    

测量管板孔与换热管间隙:胀接前,测量管板孔的内径和换热管的外径,计算出两者的间隙。胀接后再次测量,若间隙过小甚至出现负间隙(即换热管外径大于管板孔内径),且超出了设计允许的范围,这是过胀的一个重要迹象。    

进行水压试验:按照相关标准和设计要求,对换热器进行水压试验。在试验过程中,密切观察胀口处是否有渗漏现象。若胀口处出现渗漏,除了胀接质量问题外,过胀导致的胀口损伤也是可能原因。    

微观结构检测:从胀接部位取样,进行金相切片分析。通过金相显微镜观察金相组织,查看是否存在晶粒变形、滑移、孪晶等塑性变形过度的迹象,以及是否有微裂纹等损伤。若有这些现象,说明换热管在胀接过程中受到了过大的应力,可能发生了过胀。    

硬度检测:采用硬度测试设备,如洛氏硬度计、布氏硬度计等,对胀接部位的换热管和管板材料进行硬度测试。过胀会使材料发生加工硬化,导致硬度升高。如果测试结果显示胀接部位的硬度明显高于材料的原始硬度,且超出了正常胀接引起的硬度变化范围,也可作为过胀的判断依据之一。 

胀接时怎样控制胀力大小以避免过胀?    

合理选择胀接工艺    

机械胀接:对于不同的管径和材料,要合理选择胀杆的直径、锥度和胀接长度等参数。管径较大或材料硬度较高时,需要适当增加胀杆的直径和锥度,但要根据经验和试验数据来确定合理范围。同时,控制胀接的行程,通过精确的机械限位装置或行程控制系统,确保胀杆在合适的行程内完成胀接,避免过度胀接。    

液压胀接:精确设定和控制液压胀接的压力和保压时间。根据管材和管板的材料特性、管径、壁厚等因素,通过计算和试验确定合适的胀接压力。在胀接过程中,采用高精度的压力传感器和压力控制系统,实时监测和调整压力,确保压力稳定在设定范围内。保压时间也要根据材料和管径等因素合理确定,不宜过长,以免造成过胀。    

选用合适的设备和工具    

选用精度高的胀接设备:选择具有高精度压力控制、行程控制和转速控制功能的胀接设备。设备的压力控制系统应能精确到较小的压力单位,行程控制系统的精度应达到毫米甚至更小级别,转速控制系统要能稳定控制胀杆的旋转速度,确保胀接过程的稳定性和可控性。    

定期校准和维护设备:定期对胀接设备进行校准和维护,确保设备的各项性能指标符合要求。校准设备的压力传感器、行程测量装置等关键部件,检查设备的液压系统、传动系统等是否正常,及时更换磨损或损坏的零部件,以保证设备的精度和可靠性。    

使用合适的胀接工具:根据换热管的材质、管径和壁厚等选择合适的胀接工具,如胀杆、胀珠等。胀接工具的尺寸、形状和表面质量等都会影响胀力的传递和分布,应选择尺寸精度高、表面光滑、硬度合适的胀接工具,并定期检查和更换,以保证胀接质量。    

严格控制材料质量    

检查管材和管板质量:在胀接前,对管材和管板的材料进行严格的质量检验,包括材料的化学成分、力学性能、硬度等指标。确保材料的各项性能符合设计要求,避免因材料性能不均匀或不符合要求而导致胀力控制困难。    

匹配管材和管板硬度:管材和管板的硬度差对胀接质量有重要影响。管材的硬度应略低于管板的硬度,这样在胀接时管材能够更好地发生塑性变形,而管板保持较好的刚性,有利于控制胀力和保证胀接强度。要根据管材和管板的材料特性,合理选择硬度匹配的材料组合。    

加强操作人员培训    

提高操作技能:对操作人员进行专业的培训,使其熟悉胀接工艺、设备操作方法和质量控制要求。操作人员应掌握胀接参数的设置和调整方法,能够根据实际情况判断胀接过程是否正常,并及时采取相应的措施。    

强调质量意识:加强操作人员的质量意识教育,使其明白控制胀力大小对于保证胀接质量的重要性。操作人员在胀接过程中要严格按照操作规程进行操作,认真记录胀接参数和过程中的异常情况,确保胀接质量的稳定性和可靠性。

来源:压力容器工程师

化学裂纹材料传动控制试验
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首次发布时间:2025-01-10
最近编辑:6小时前
君雔
本科 | 高级工程师 压力容器工程师
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