Теплообменник – это устройство, передающее часть тепла горячей жидкости холодной жидкости. Теплообменник широко используется в повседневной жизни людей и в таких отраслях, как нефтяная, химическая промышленность, энергетика, медицина, атомная энергетика и атомная промышленность. Его можно использовать как самостоятельное устройство, например, нагреватель, конденсатор, охладитель и т. д.; Его также можно использовать в качестве компонента некоторого технологического оборудования, например, теплообменника в некотором химическом оборудовании.

Особенно в химической промышленности с большим потреблением энергии теплообменники являются незаменимым оборудованием в процессе теплообмена и передачи в химическом производстве, а также занимают значительную часть всего оборудования химического производства.

С точки зрения своей функции теплообменник, с одной стороны, обеспечивает определенную температуру среды, необходимую для промышленного процесса, а с другой стороны, он также является основным оборудованием для улучшения использования энергии. По конструктивной форме различают в основном пластинчатые теплообменники, теплообменники с плавающей головкой, пластинчатые теплообменники с фиксированными трубками, U-образные трубчатые теплообменники и т. д. За исключением пластинчатых теплообменников, остальные теплообменники являются кожухотрубными.

Поскольку кожухотрубный теплообменник имеет большую площадь теплообмена на единицу объема, хороший эффект теплообмена и обладает преимуществами прочной конструкции, высокой адаптируемости и отработанной технологии производства, он стал наиболее часто используемым типичным теплообменником.

Соединение теплообменных трубок и трубных решеток в кожухотрубных теплообменниках

В кожухотрубном теплообменнике теплообменная трубка и трубная пластина являются единственными барьерами между трубчатой стороной и стенкой кожуха теплообменника. Структура соединения и качество соединения между теплообменными трубками и трубной решеткой определяют качество и срок службы теплообменника. Это важнейшее звено в процессе производства теплообменника.

Большинство повреждений и отказов теплообменников происходят в местах соединения теплообменной трубки и трубной решетки. Качество соединительных соединений напрямую влияет на безопасность и надежность химического оборудования и устройств. Таким образом, процесс соединения между теплообменной трубкой и трубной пластиной в кожухотрубном теплообменнике стал наиболее важным звеном управления в системе обеспечения качества изготовления теплообменника. В настоящее время в процессе изготовления теплообменных аппаратов к основным способам соединения теплообменных трубок и трубных решеток относятся: сварка, вспенивание, сварно-вспенивание и соединение с вспениванием.

Сварка

Когда теплообменная трубка приварена к трубной решетке, технологические требования к трубной решетке низкие, производственный процесс прост, характеристики уплотнения хорошие, а сварка, визуальный осмотр и обслуживание очень удобны. Это один из наиболее широко используемых методов соединения труб и трубных решеток в кожухотрубных теплообменниках. При соединении сваркой различают прочностную сварку, обеспечивающую герметичность и прочность сварного соединения, и герметизирующую сварку, обеспечивающую лишь герметичность соединения теплообменной трубки с трубной доской. Прочная сварка имеет ограниченные характеристики и подходит только для ситуаций с небольшой вибрацией и отсутствием щелевой коррозии.

При использовании различных технологий сварки для соединения расстояние между теплообменными трубками не может быть слишком малым, иначе качество сварных швов не будет полностью гарантировано из-за воздействия тепла. При этом между концами труб следует оставлять определенное расстояние, чтобы способствовать уменьшению взаимного развития учащихся. сварочное напряжение. Длина теплообменной трубки, выходящей из трубной пластины, должна соответствовать требованиям соответствующих правил, чтобы обеспечить ее эффективную несущую способность.

Что касается методов сварки, в зависимости от материалов труб теплообменника и трубных пластин могут использоваться такие методы сварки, как электродуговая сварка, сварка TIG и сварка CO2.

Традиционный метод сварного соединения подвержен коррозии и перегреву из-за зазора между трубой и отверстием трубной пластины. Термическое напряжение, создаваемое сварным соединением, также может вызвать коррозию под напряжением и повреждение, приводящее к выходу из строя теплообменника.

В настоящее время теплообменники, используемые в атомной, энергетической и других отраслях промышленности Китая, используют технологию сварки внутренних отверстий. Этот метод соединения заменяет торцевую сварку теплообменной трубки и трубной доски сваркой внутреннего отверстия пучка труб. Он имеет форму полного проплавления, что устраняет зазор в концевой сварке и повышает способность противостоять коррозии зазора и коррозии под напряжением.

Он обладает высокой виброустойчивостью, выдерживает высокие температуры и высокие давления, имеет хорошие механические свойства сварных соединений, позволяет контролировать внутреннее качество сварного шва.сварки и повышения надежности сварного шва.

Однако процесс сварки внутренних отверстий сложен в сборке, требования к процессу сварки высоки, производство и контроль сложны, а стоимость производства относительно высока. По мере развития теплообменников в сторону высоких температур, высокого давления и больших размеров требования к качеству их изготовления становятся все выше и выше, а технология сварки внутренних отверстий будет использоваться все шире.

Расширенные соединения труб с трубными решетками

Расширенные соединения труб с трубными решетками — это традиционный китайский метод соединения теплообменных трубок и трубных решеток. Оборудование для расширения труб используется для создания упруго-пластической деформации материала между трубными решетками и трубами для их плотного прилегания, образования прочного соединения и достижения мгновенной герметизации. Его цель – противостоять отрыву. В процессе производства и разработки теплообменников компенсаторы подходят для ситуаций, когда нет сильной вибрации, чрезмерных изменений температуры окружающей среды и серьезных напряжений, вызывающих коррозию.

Используемые в настоящее время процессы расширения в основном включают механическую прокатку и гидравлическое расширение.

Сварные и расширенные соединения труб с трубными решетками

При высоких температуре и давлении, а также под действием термической деформации, термического удара, термической коррозии и давления жидкости соединение теплообменной трубки с трубной решеткой легко повреждается, поэтому трудно обеспечить прочность соединения и герметичность. требований с использованием компенсаторов или сварки.

В настоящее время широкое распространение получил метод комбинированной компенсационной сварки. Компенсатор и сварочная конструкция могут эффективно гасить повреждения сварного шва, вызванные вибрацией пучка труб, эффективно устранять коррозию под напряжением и коррозию зазоров, улучшать усталостную прочность соединения, тем самым увеличивая срок службы теплообменника, что лучше, чем простой компенсатор или прочная сварка, имеет более высокую прочность и герметичность. Обычные теплообменники обычно используют форму «прочной сварки с расширением % прочности»; в то время как теплообменники с тяжелыми условиями эксплуатации требуют применения сварки «расширение прочности % уплотнения». В зависимости от порядка расширения и сварки в процессе компенсационные швы и сварку можно разделить на два типа: сначала расширение, а затем сварка, и сначала сварка, а затем расширение.

(1) Смазочное масло, которое сначала расширяется, а затем сваривается, проникает в зазор соединения и очень чувствительно к сварочным трещинам и порам, что делает дефекты сварки более серьезными. Масло, проникшее в зазор, сложно очистить, поэтому не применяйте механическое расширение в процессе сварки после первого расширения. Расширение склеивания не выдерживает давления, но оно может устранить зазор между трубкой и отверстием трубки, тем самым эффективно гася вибрацию пучка труб к приварной части трубного отверстия.

В то время как традиционные методы ручного или механического расширения не могут удовлетворить требования к равномерному расширению, метод расширения с помощью жидкостной камеры, управляемый компьютером, может удобно и равномерно удовлетворить требования к расширению. В процессе сварки из-за воздействия высокотемпературного расплавленного металла газ в зазоре быстро нагревается и расширяется. Когда эти газы с высокой температурой и высоким давлением просачиваются наружу, характеристики уплотнения из-за расширения прочности в определенной степени ухудшаются.

(2) Сначала сварите, а затем разверните. Для процесса сначала сварки, а затем расширения основной проблемой является точность труб системы управления и отверстий трубных пластин, а также их взаимное взаимодействие. Когда зазор между трубой и отверстием трубной доски достаточно мал и достигает определенного значения, процесс расширения не повредит качеству сварного соединения. Однако способность максимального сварного соединения выдерживать сдвиговую силу относительно низкая. Поэтому при проектировании прочной сварки, если технология контроля не соответствует требованиям стандарта, это может привести к перерасширению или повреждению сварного соединения вследствие расширения.

В процессе производства существует большой зазор между внешним диаметром теплообменной трубки и трубным отверстием трубной решетки, а зазор между внешним диаметром каждой теплообменной трубки и трубным отверстием трубной решетки неровный. вдоль осевого направления.

Склеивание с расширенным

Процесс клеевого компенсатора помогает решить проблему утечки в соединении между теплообменной трубкой и трубной пластиной теплообменника. Очень важно правильно подобрать клей согласно условиям работы клеевого соединения. Во время реализации процесса параметры процесса должны выбираться в соответствии со структурой и размером теплообменника, в основном включая давление отверждения, температуру отверждения, силу расширения и т. д., и строго контролироваться в ходе производственного процесса. Этот процесс прост и легокВнедрение, надежность, признание фактического использования предприятиями и достойное поощрения.

(1) При способе соединения трубок с трубными решетками кожухотрубного теплообменника трудно обеспечить прочность соединения и требования к герметизации, используя только обычные сварные или компенсационные соединения.

(2) Исследования по способу компенсаторов и сварки помогут предприятиям обеспечить прочность и герметичность соединения теплообменных трубок с трубными решетками, повысить срок службы теплообменников моей страны.

(3) Метод склеивания и компенсаторов может помочь решить проблемы с утечками и утечками при соединении теплообменных трубок и трубных решеток. Процесс прост, осуществим и надежен.

(4) Технология производства сварки внутреннего отверстия может быть использована в качестве метода сварки с полным проплавлением для изучения. Способность противостоять щелевой коррозии и коррозии под напряжением, антивибрационная усталостная прочность и механическая модель сварного соединения очень хороши. Внутренний анализ качества сварных швов можно эффективно контролировать, что повышает надежность сварных швов. Прежде всего, он больше подходит для продвижения, разработки и применения в высококачественных корпоративных продуктах.