分析换热器管液压胀接

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1、维普资讯http://www.cqvip.com太氮肥1997正DADANFⅡ第2O卷第1期f7换热器管液压胀接一㈣(广州⋯石油化工总厂建安公司，广州，510726)丁f^卜』、l，b摘要介绍换热器管液压胀接的过程、原理及fl"算方法．，关-词孽垫墨篓垦堡芎，煎板在石油化工和电站中要用到许多管壳式换热规格：20mm×2．6mmSTB510；20ram×器，随着工业的发展，换热器的工作压力、温度以及2．9mmSTB510；20[riln×3．0mm20g。容量不断提高。换热器上管子和管板的连接部甚多，2．胀接要求大量重复的工艺过程要求简单省时．连接质量可

2、靠，管子与管板的连接：采用强度焊加贴胀。胀接尺因此，液压胀管工艺得到发展。这种工艺对机械胀管寸如图2。法不能满足要求的厚管板换热器的胀接尤为合适广州石油化工总厂建安公司承制的E1503管丝束，其管子与管板的连接为强度焊加贴胀结构，由于管板厚(：362mm)．胀接长度长(L一344ram)，现有的机械胀法满足不了要求，而爆炸胀管工艺不太成熟，故决定采用液压胀管法。一1胀接设备和胀接原理胀接设备采用德国BALCKE—DURR公司的Hy-tex胀管机，它有一个胀管头，两端有密封圈插入管日1管板主要尺寸内，在管内径和胀管头外径间形成一个很小的封闭间隙。液压系统

3、由两套双级活塞式组成第1级活塞面积大，以油为介质，第2级活塞面积小，水为介质，两个活塞在同一轴线上。当以油泵加压推动大活塞时，小活塞也移动，以高压的水流进胀管头与管子问的封闭问隙，其最高压力可达400MPa。这样的高压力使管子发生弹性和塑性变形．在管子胀大过程中，管子外径贴到管板孔内径表面，管板也要发生弹图2胀接尺寸示意图性和塑性变形。当压力释放后，管板的弹性恢复比管胀接率按下式计算：(d2-d~)-(D-d)×100％子要多．因此，在连接处有非常牢靠和均匀的结合。W一——‘式中：W一胀接率．；2技术参数d2一胀后管内径，ITIIYI；2．1管板(见图

4、1)d1一胀前管内径，m；材料：16Mn锻；厚度：d：362mm；管板孔数：Ⅳ管板孔径，Inm；一1628。d一胀前管外径，mm；2．2换热管材料：20g6支；STBS10808支。穑日期1996—09—05●J‘维普资讯http://www.cqvip.com￡一管子壁厚，frlfrl。圈容易破裂，寿命短，因此，ds应根据换热管实际内通常：贴胀W-_3％～7％；紧密胀W一7％～径来确定。密封尺寸ds与换热管内径di应尽量满足12％；强度胀w一12％～18％。ds=di～0．1±0．02，则每个胶圈可以胀30～50次。随机抽测彰20ramX2．9113

5、113、彰20ramX2．6ITlln的3液压胀接试验内径各lO支，抽测结果见表l。3．1胀杆和曲接头根据表1内径值，可以确定彰20~nrnX2．6ram3．1．1胀杆的密封尺寸如一(14．304-0．02)113113，巧20ramX2．9胀杆尺寸如图3。影响液压胀接的主要因素是i'nl~l的密封尺寸如一(13．604-0．02)ITlln。胀杆采用密封尺寸幽，幽偏大时，密封效果好，胶圈使用寿命德国材料34CrNiM06。长，但是，胀杆进出困难；如偏小时，密封效果差，胶接。曲接头的材料用1Crl8NigTi。3．2试验管板单孔管板：外径~45mm；长

6、度，J一362mm；管板孔∥(20．4士0．2)n3n3；材质16Mn锻。多孔管板：外径∥45ram；长度L一362mm{管板孔19-∥(20．4士0．2)n3n3；材质16Mn锻。3．3胀压确定贴胀压力P0的确定：毫。h一顽声、／丽雨虿于了而2(U(~1,而-+卢1)再砩+而l一声]×一爰曰e+。塑2胀接压力Pi的确定：丽nP—HP：0一=—R—U[—-1jL2(1—-／z)—-i-l一-／z(3)1+瓦pn丽_。丽Ua丽。”’~3．1．2曲接头(2)、(3)式中：管箱边缘的操热管口，要在高压枪头与胀杆之卜减薄系数，由Hytex一3000图l确定，间

7、加一曲接头(图4)，才能完成管箱边缘管扣-的胀P。一界限压力，MPa；!维普资讯http://www.cqvip.comPi最大液压压力，MPa；10。N一39．25kN，再看表2拉脱力部分，除了P一PH一贴合压力，MPa；155．7MPa张接头不能满足强度要求外，其它接头UF一管板半径比，Up一百2t-Di的强度都能满足要求。3．4．2多孔管板试验￡一管板孔中心距，mm，试验编号如图5。UR一管子半径比，Ua一鲁；妇一管子外径，mrtl；d卜管子内径，mmi口一泊松系数；帅一管子材料屈服应力，N／mm。；毋管板材料弹性模量i毋一管子材料弹性模量。按式

8、(2)确定液压贴胀压力P0：诉R一245MPa一245N／mm。0Up一下2t-D一—矿一一业