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:2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，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HB30~HB60。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3为半径的圆中，所包容的焊缝须进行100%射线探伤合格。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12.4轧制后未经切边的钢板，其边缘应切去。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。42.8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≤500＞500-1200＞1200-＜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Dg≤1200时其值不大于5mm，当Dg＞1200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L＜600时，其值不大于4.5mm，当筒体长度L＞6000mm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53-4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≤800mmf=3mmDg＞800mmf=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σb＞540MPa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拼接管板的对接接头应进行100%射线或超声波检测，按JB/T4730标准验收，射线检测不低于Ⅱ级要求，底片影像质量为AB级；超声波检测Ⅰ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/T4730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：6A、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：①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1/4-1/5②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①内、外管板采用数控钻床加工管孔，以保证管孔直径、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Ra6.3~Ra12.5，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Ra3.2~Ra6.3。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。②内侧管板管孔的胀管槽尺寸一定要符合图样要求。③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。④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9~10mm，槽深为0.5mm。当采用机械胀接时，，槽宽为3mm，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。74.1.4.3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Ra12.5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。4.2.3.3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。4.2.4U形管的制造：4.2.4.1U形管弯管段的圆度偏差应不大于管子名义外径的10%。4.2.4.2U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。84.2.6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500~700mm，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——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。