换热器焊接前应注意焊接质量问题

在制造过程中,常见碳钢换热管管头清理不净或管头清理后较长时间未组装又生锈;管板加工后长时间放置生锈或涂油防锈,组装时均难清理,从而导致焊肉中杂质多。采用手工电弧焊时,引弧和熄弧直接在联接的角焊缝上,管板垂直位置焊接,焊缝一次成形等,都较易导致夹渣和气孔3分析和措施

换热管和管板焊接接头受载较特殊,除了受管程和壳程压力差外,还有管板变形,尤其是固定管板换热器还有温差应力,角焊接头本身具有应力集中,存在焊接热应力,尽管部分应力具有自限性,但管板为密集开孔,焊接热影响大,应力集中点多,微裂纹产生的可能性大。制造时虽有一段时间超压试验检漏,但在实际使用中,承受管程和壳程升卸压等压力波动和温度的变化,焊接产生的气孔、夹渣、微裂纹在类似疲劳载荷作用下会迅速扩展,造成泄漏,特别当焊缝厚度薄时,承受能力更为不足。我公司曾有一台固定管板换热器在使用一个月后停车检修,经修补、试漏合格后开车又泄漏,连续多次,不断地有新的管子与管板焊接接头漏点出现。

针对上述情况,我们采用了合理的加工工艺和时间安排:首先,换热器的组装紧接在管板加工之后,孔加工坡口尺寸到位;换热管打磨管头后立即组装,并检查伸出长度,不合格者调整更换;将换热器吊立(可在车间地面挖建深井,便于换热器放置),管板水平放置,对U型管束可支撑其管板,尽量使管板接近水平。在焊前用钢丝刷清理,压缩空气吹净等方法使见金属光泽。在焊接过程中,采用合理的焊接工艺和速度,每根焊条应焊完整个管的焊缝且在四孔中间三角区引弧和熄弧。对于碳钢换热器采用双道焊接,先将管板和换热管焊接一道,然后用钢丝刷等清理干净,根据现场情况采用试压检查或着色等方法检查,有经验者也可直接肉眼检查,对漏点和裂纹要打磨掉后补焊。上述所有工序完成后再焊接一道。通过双道焊接,使焊接接头尺寸达到设计要求;通过中间检查,有效地消除焊接缺陷,从而保证换热器和管板焊接接头质量。对于一些耐蚀性能好的不锈钢材质且采用氩弧焊等来保证焊缝质量的换热器,则可视情况采用一道或二道焊接,但也须采用合理的焊接工艺和速度来充分保证焊接接头质量。

采取上述措施后,有效地提高了换热管和管板焊接接头的质量。近几年来我公司制造的管壳式换热器在使用中没有出现管板泄漏事故,节省了维修费用,减少了生产损失。

管壳式换热器尤其是固定管板式换热器中管板和换热管焊接接头受载复杂,且化工介质又具腐蚀性,焊接缺陷极易诱发裂纹扩展;管壳式换热器本身在制造中工序多,要求高,有些方面常被忽视,容易产生缺陷,且在次数少的超压检验中难以发现,应在制造中采用正确方法,保证焊接质量。对于一些使用环境差、质量要求高的换热器,特别是碳钢材质换热器,应采用特殊的制造工艺,如双道焊接,中间检查等,这样可大大提高换热器质量,满足苛刻的使用要求。