產(chǎn)品詳情介紹

1、不銹鋼冷凝器特點

-耐腐蝕性：不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，能夠在惡劣的工作環(huán)境下長期穩(wěn)定運行，不易受到酸堿等化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。

-高強度：不銹鋼冷凝器具有較高的抗拉強度和抗壓強度，能夠承受較高的工作壓力和溫度。

-良好的熱傳導(dǎo)性能：不銹鋼冷凝器能夠有效傳導(dǎo)熱量，實現(xiàn)高效率的熱交換。

-易于清潔和維護：不銹鋼表面光滑，不易黏附污垢，清潔和維護相對簡單。

2、不銹鋼冷凝器工作原理：

不銹鋼冷凝器通過改變工質(zhì)（如氣體或液體）的狀態(tài)，將熱量從高溫區(qū)域傳遞到低溫區(qū)域。其工作原理基于以下幾個基本步驟：

-熱媒介流入：熱媒介（如蒸汽或冷卻劑）通過輸入口進入冷凝器，具有高溫高壓狀態(tài)。

-冷凝過程：高溫高壓的熱媒介在冷凝器內(nèi)部與冷卻介質(zhì)（如水或空氣）進行熱交換。在這個過程中，熱媒介的溫度逐漸降低，釋放出熱量，并逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w狀態(tài)。

-出口排出：冷卻后的熱媒介通過出口排出冷凝器，并輸送到下一個工藝環(huán)節(jié)或回收利用。

3、不銹鋼冷凝器分類

不銹鋼冷凝器按傳熱方式的不同可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類。該設(shè)備一般都用金屬材料制成，其中碳素鋼和低合金鋼大多用于制造中、低壓換熱器；不銹鋼除主要用于不同的耐腐蝕條件外，奧氏體不銹鋼還可作為耐高、低溫的材料；鎳合金則用于高溫條件下.。

4、不銹鋼冷凝器的優(yōu)勢

-高耐腐蝕性：不銹鋼冷凝器能夠抵抗腐蝕性氣體和液體的侵蝕，延長設(shè)備使用壽命。

-抗氧化性能：不銹鋼具有良好的抗氧化性能，能夠在高溫環(huán)境下長時間穩(wěn)定運行，不易生銹。

-衛(wèi)生安全：不銹鋼材料符合食品級衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，可以安全應(yīng)用于食品加工等領(lǐng)域。

-環(huán)保性：不銹鋼材料可回收利用，對環(huán)境影響較小，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

5、不銹鋼冷凝器的應(yīng)用領(lǐng)域

-化工工業(yè)：在化工生產(chǎn)中，不銹鋼冷凝器可以用于惡劣的工作環(huán)境下，抵抗腐蝕性氣體和液體的侵蝕，保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和安全性。

-食品加工行業(yè)：不銹鋼冷凝器符合食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，可以應(yīng)用于食品加工過程中的熱交換和冷凝操作，確保產(chǎn)品的安全和質(zhì)量。

-能源行業(yè)：在石油、煤氣和核能等能源領(lǐng)域，不銹鋼冷凝器被廣泛應(yīng)用于熱交換和冷卻過程，提高能源利用效率。

-制藥工業(yè)：不銹鋼冷凝器能夠滿足制藥工業(yè)的嚴(yán)格衛(wèi)生要求，確保藥品生產(chǎn)過程的安全和純凈度。

-制冷和空調(diào)行業(yè)：不銹鋼冷凝器能夠高效冷卻制冷劑，提升制冷和空調(diào)設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。

6、不銹鋼冷凝器焊接工藝

近年來，隨著不銹鋼管的產(chǎn)量增加和管道焊接技術(shù)的成熟，不銹鋼管作為火力發(fā)電廠凝汽器材料與銅管競爭逐漸增強。不銹鋼管憑借其壁薄、換熱面積大、強度高等特點，已成為火力發(fā)電廠凝汽器的主要競爭對手。特別是火力發(fā)電廠中30萬千瓦以上的新機組凝汽器基本上都改用不銹鋼冷凝器管。在一些水質(zhì)較差的地區(qū)，如采用海水進行冷卻的濱海地區(qū)，新建電廠普遍選擇了高成本、一次性投資大的鈦管來替代銅合金管。另外，由于核電站基本都建設(shè)在海邊，采用海水作為冷卻介質(zhì)，目前使用鈦管作為冷凝器管材。

從市場情況來看，鐵素體不銹鋼管在我國的應(yīng)用剛剛開始。而在美國，鐵素體不銹鋼焊管在電廠凝汽器方面的應(yīng)用較為廣泛，此外，在化工換熱裝置上也有較多的應(yīng)用。我國目前在濱海電站和核電站的凝汽器換熱管材上多使用鈦管，石化行業(yè)的換熱裝置在采用海水作為冷卻介質(zhì)或在含氯離子較高的工作環(huán)境下，也傾向于使用鈦管。這兩個領(lǐng)域是鐵素體不銹鋼管的目標(biāo)市場。此外，海水淡化和船舶制造領(lǐng)域中，因冷凝管數(shù)量較大且使用海水作為冷凝介質(zhì)，也是鐵素體不銹鋼管的潛在市場。對于汽車制造、電子儀表、冶金、紡織和印染等領(lǐng)域，鐵素體不銹鋼管也具備潛在的應(yīng)用市場。然而，對于其他領(lǐng)域如化肥工業(yè)，雖然對不銹鋼管的需求量很大，但規(guī)格、鋼種和批量的多樣性使得替代性較小。在供水行業(yè)，盡管對不銹鋼管的需求量可能很大，但由于普通的304不銹鋼管已能滿足要求，并且受到價格的影響，因此無需采用高性能的鐵素體不銹鋼管。

常減壓蒸餾塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)是煉油廠中較容易腐蝕的部位，主要受到HCl和硫化氫等腐蝕介質(zhì)的侵蝕。碳鋼會遭受均勻腐蝕，而奧氏體不銹鋼會出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕破裂。如果工藝中的防腐措施不當(dāng)，還可能發(fā)生酸露點腐蝕和HCl垢塔下腐蝕。由于不同煉油廠原油來源和采用的工藝防腐措施的不同，塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)的腐蝕程度也有所差異。常用的材料包括碳鋼、高合金鋼、鈦及鎳合金等。雙相不銹鋼是在采用高合金材料之前作為塔頂冷凝器和冷卻器的理想選擇。它具有良好的耐蝕性能，可以控制工藝中出現(xiàn)的正常波動，提高設(shè)備的可靠性，延長使用壽命，并降低維護和總體運營成本。

a、雙相不銹鋼焊接特點

雙相不銹鋼綜合了奧氏體型和鐵索體型不銹鋼兩者的優(yōu)點，具有良好的韌性、強度和焊接性其屈服強度可達普通不銹鋼的2倍，耐中性氯化物應(yīng)力腐蝕性能遠很過l8—8型不銹鋼，并具有良好的抗孔蝕和間隙腐蝕的能力。其含鎳量只有l(wèi)8—8鋼的I／2，解決了鎳資源不足問題。焊接熱循環(huán)會使雙相不銹鋼焊接接頭組織(無論焊縫或熱影響區(qū))發(fā)生重要的相變，對焊件的塑性和耐蝕性都有很大的影響。雙相不銹鋼焊接的關(guān)鍵是要使焊縫和熱影響區(qū)均保持有適量的鐵素體和奧氏體，在焊接過程中若采用了不當(dāng)?shù)暮附庸に嚕瑹嵊绊憛^(qū)易出現(xiàn)單相鐵索體，從而喪失雙相不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕和晶間腐蝕的特征，可見合理的焊接工藝在雙相不銹鋼應(yīng)用過程中起著重要作用。

b、焊接難點分析

(1)易產(chǎn)生焊接變形殼程導(dǎo)流筒和上管箱上面都有大尺寸開孔，焊接接管時容易產(chǎn)生筒體塌陷變形。尤其是殼程導(dǎo)流筒部分，其材質(zhì)為022Crl9Ni10，該類材料線膨脹系數(shù)較大，傳熱系數(shù)較小，更容易產(chǎn)生較大的焊接變形。

(2)影響管板的密封性能管板與殼程簡體接頭連接形式，焊接管板與筒體的角焊縫時，焊縫填充金屬較多，如果控制不當(dāng)，隨著焊縫金屬的冷卻收縮，容易產(chǎn)生管板邊緣部分向簡體部分拉伸、管板中間部分向外突出變形的現(xiàn)象，從而影響管板的密封性能。

(3)焊接熱輸入的控制管板直徑較大，換熱管根數(shù)較多，焊接換熱管與管板角焊縫時，熱輸入過于集中，如果控制不當(dāng)，容易導(dǎo)致管板發(fā)生不規(guī)則的波浪形變形。

c、施焊方案及控制措施

(1)為了防止導(dǎo)流筒和管箱大口徑接管在焊接過程中發(fā)生變形，我們采取了一系列的控制措施。首先，我們使用了輔助支撐工裝。根據(jù)以往的經(jīng)驗，根據(jù)導(dǎo)流筒和管箱的內(nèi)徑尺寸制作了兩套防變形支撐工裝。工裝分為上下兩部分，由弧形墊板、弓形板、筋板和圓形墊板組成。在焊接接管之前，先將上下兩部分的支撐工裝分別放置于接管筒體和相應(yīng)的位置上。使用一臺32噸螺旋千斤頂放置在中間的圓形墊板上，并使用四臺16噸螺旋千斤頂放置在外面四塊圓形墊板上，將上下兩部分緊密頂住。如果螺旋千斤頂?shù)男鲩L度不足，可以在千斤頂頂蓋上放置適當(dāng)長度和直徑的高壓管短節(jié)，使工裝的弧形墊板與導(dǎo)流筒或管箱的內(nèi)壁緊密接觸，有效防止焊接過程中的徑向變形。根據(jù)多年的施工經(jīng)驗，焊接之前可以使用千斤頂將筒體向外支撐6～8mm的變形量，這樣在焊接完成后，由于工裝的支撐作用，筒體的塌陷變形很小，并且與6～8mm的預(yù)變形量基本抵消。這樣既有效減小了實際變形量，又減少了焊接殘余應(yīng)力。其次，在焊接過程中嚴(yán)格控制焊接熱輸入。采用小電流多層多道快速焊接方法，焊接時不進行橫向擺動，控制焊道之間的層間溫度保持在60℃以下。每焊完一層后，經(jīng)過合格檢查后，使用小刨錘敲打焊縫表面的金屬，使焊道模糊，以釋放焊接應(yīng)力。待焊縫金屬冷卻至60℃以下后，再進行下一道焊接，如此重復(fù)直至全部焊接完成。待焊縫完全冷卻后，再拆除支撐工裝。

(2)對于管板與簡體角焊縫的焊接，我們采取了以下控制措施：

①. 使用管箱法蘭對管板進行剛性固定。在制作過程中，先不進行管箱法蘭的焊接。在焊接管板之前，使用雙頭螺柱將管箱法蘭與管板牢固地緊固在一起，有效地固定了管板的邊緣部分，降低了管板焊接后邊緣部位可能發(fā)生的受力拉伸變形。

②. 在管板中間部分，臨時抽出10根換熱管，并使用圓鋼加工10根M24×6080mm拉桿，穿入管孔中并用螺母緊固。然后對每根拉桿周圍的6根換熱管的兩端進行焊接，相當(dāng)于對管板中間部分進行了10處支撐和固定，降低了管板中部向外突出變形的可能。

③. 采用合理的焊接參數(shù)，嚴(yán)格控制焊接熱輸入。使用小電流多層多道快速施焊的方法進行焊接，焊接時焊條不進行橫向擺動。每完成一層焊接后，經(jīng)過合格檢查，使用小刨錘敲打焊縫表面金屬至焊道模糊，以釋放焊接應(yīng)力。待焊縫金屬冷卻至60℃以下時，再進行下一道焊接。

④. 由于設(shè)備簡體的直徑較大，焊接時采用兩名焊工分段對稱施焊，下一層焊縫起點與上一層焊縫起點錯開90°。

通過以上控制措施，我們成功完成了FN=1600m蒸發(fā)冷凝器的制作。經(jīng)過檢驗，各項指標(biāo)均符合圖樣和相關(guān)規(guī)范的要求，并通過了壓力試驗和氣密性試驗。因此，我們得出結(jié)論：盡管大型不銹鋼蒸發(fā)冷凝器由于材料和結(jié)構(gòu)的特殊性容易產(chǎn)生焊接變形，但只要善于分析和總結(jié)，針對具體問題采取工藝措施、焊接參數(shù)、焊接方法等方面的注意，是完全可以將焊接變形控制在較小限度內(nèi)的。

大型不銹鋼冷凝器制造方法

某廠定制的大型不銹鋼冷凝器，規(guī)格為DN1800×11000×12/16mm，設(shè)備總重44000kg，其中不銹鋼42000kg，設(shè)備如圖1，主要技術(shù)參數(shù)見表1，我們以此為例，講述大型不銹鋼冷凝器的制造方法。
 

 

冷凝器形式為BJM，容器類別為Ⅱ類；公稱直徑DN1800mm，換熱管共4068根，規(guī)格19X2mm，長度為9000mm，換熱面積2154．5m。；殼程中心入口處接管直徑DN700mm，中間分流板一塊，兩側(cè)折流板各11塊，為加強殼體的剛度，殼程上增設(shè)了兩道角鋼外加強圈；管板、換熱管、殼體等殼程材料為全不銹鋼，材質(zhì)S30408，管箱材料為16MnII／Q245R，設(shè)備總重約44000kg，其中不銹鋼42000kg。

制造過程控制要點針對設(shè)備結(jié)構(gòu)特點，對影響設(shè)備制造質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)進行了分析：首先是控制殼體制造的圓度、直線度和兩端面的平行度，以保證管束順利裝入；其次是減少管板與殼體、換熱管焊接后的變形，保證管板與殼程簡體的垂直度、兩管板的平行和同心符合圖紙要求；第三是控制管子與管板的焊接質(zhì)量以及所采用的檢驗、試驗方法。通過以上的分析，有針對性的制定出合理的制造工藝和質(zhì)量控制計劃，加強對各工序的質(zhì)量控制和檢驗，以保證整臺設(shè)備的制造質(zhì)量。

1、殼體的圓度和直線度

殼體制造公差(直徑公差、圓度、直線度)和折流板的直徑公差決定了管束能否順利裝入和保證設(shè)備的使用性能，為此我們采取了如下的工藝和檢驗措施，并加強制造過程中的質(zhì)量控制。

1．1按GB151—1999口嚴(yán)格控制每節(jié)筒體的下料尺寸。在下料時，按周長允許上偏差10mm的原則，確定下料、刨邊尺寸，保證每節(jié)簡體板對角線誤差不很過2mm；

1．2所有的縱、環(huán)焊縫采用GTAW打底、SMAW中間層焊接，SAW蓋面的焊接工藝，采用此焊接工藝，既可以減少焊接變形、又可以提高工效；縱、環(huán)焊縫組對時，保證對口錯邊量不大于0．5mm。

1．3各筒節(jié)經(jīng)卷圓、焊接、校圓、RT、組對、縱環(huán)焊縫磨平后，認(rèn)真仔細的測量殼體的形位尺寸，測量結(jié)果如下。

·殼體各截面的較大較小直徑差測量結(jié)果見表2，測量位置見圖2；

·殼體兩端面平行度測量結(jié)果見表3，測量位置見圖3；

·各段筒體的外周長測量結(jié)果見表4，測量位置見圖4；

·各縱焊縫的棱角度為l~2mm，環(huán)焊縫的棱角度為2-2．5mm；

·通過沿圓周0。、90。、180。、270。四個方位測量，殼體直線度較大3mm，較小lmm。

測量數(shù)據(jù)分析：

·從表2中可看出，各檢測面的較大較小直徑差均小于等于7mm，符合GB151—1999中不大于7mm的規(guī)定。

·比較表2和表4的測量數(shù)據(jù)，因焊縫收縮，環(huán)縫處的平均直徑小于殼體按外周長測量換算的當(dāng)量直徑，這與環(huán)縫處棱角度測量數(shù)據(jù)相吻合。其他截面的測量值均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

·從表3中可以看出，殼體兩端面的平行度誤差僅為2mm，為管束裝入后，另一側(cè)管子的引出和管板定位后與殼程筒體的垂直度、兩管板的平行和同心度提供了保證。

·從表4中可看出，各測量面外周長換算的殼體當(dāng)量直徑在GB151—1999標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的范圍內(nèi)，且各當(dāng)量直徑較大較小偏差僅為0．9mm，說明各筒節(jié)制造過程中的質(zhì)量得到了有效控制。

2大開孔的工藝要求

為減少DN700大開孔接管焊接時，造成殼體變形很差而影響管束的安裝，經(jīng)討論，采用了具有焊材填充量少、焊接變形小優(yōu)點的不對稱K形坡口焊接接頭(見圖5)。焊前先在筒體內(nèi)側(cè)安裝撐圓工裝，防止簡體變形；焊接時，采用TIG方法，先焊接接頭內(nèi)側(cè)焊縫，并經(jīng)PT檢測合格，焊后將焊縫磨至與母材平齊，待管束裝入、管子與管板、管板與殼體等焊縫焊接結(jié)束后再焊接接管的外側(cè)焊縫。接管內(nèi)側(cè)焊縫焊接前后筒體開孔處尺寸測量結(jié)果見表5，測量位置見圖6。

對比焊接前后的測量數(shù)據(jù)，開孔處的筒體直徑雖有減小，但不明顯，表明所采用的工藝方法和防變形措施是可行且有效的。

3管板和折流板的加工

管板管孔采用數(shù)控鉆床鉆孔，嚴(yán)格控制管孔直徑、垂直度及管孔間距。為利于穿管，管板和折流板的鉆孔方向與穿管方向保持一致。按圖樣和GB151規(guī)定對每塊管板的管孔進行檢驗。

4折流板的加工

4．1按圖紙要求，折流板外徑為1790-1.2，結(jié)合表2中對各環(huán)縫的測量結(jié)果，因環(huán)縫處的內(nèi)徑均偏小，為既能保證管束能順利裝入，又符合圖紙中對折流板外徑尺寸的要求，以保證換熱器的使用性能要求，決定將折流板外徑按1789．2mm尺寸加工，加工后經(jīng)逐件測量，折流板外徑尺寸在1789．2-1788．6mm之間，符合設(shè)計圖紙要求。

4．2因折流板數(shù)量較多，在加工折流板管孔時，需將折流板分成4次疊鉆，按鉆孔方向逐塊做上順序號和正、反面的標(biāo)記。為防止穿管時損傷換熱管的外表面和利于穿管，每塊折流板正、反面的管孔均按0．5×45。要求倒角，清除毛刺；折流板外圓邊緣打磨成O．5×45。的倒角，以利于管束裝入并減輕折流板對殼體的磨擦損傷。

5管束與殼體的組裝

由于換熱管數(shù)量多，重量達35000Kg，如果將管束全部穿好后裝入筒體，必將導(dǎo)致入筒困難，且在裝入過程中易損壞換熱管。因此在施工過程中，先將固定側(cè)管板、拉桿、定距管和折流板先行固定，以梅花形將部分換熱管先穿人，調(diào)整好折流板與管板的同心度，并保證整個管束有足夠的剛度，再將管束裝入殼體內(nèi)，之后再穿剩余的換熱管；因換熱管很長，且是在盲穿狀態(tài)下穿管，因此穿管時，在換熱管入筒前端裝上導(dǎo)向，以便于穿管。

6管子與管板的焊接

管子與管板之間的焊接接頭采用鎢很氬弧焊。焊接時，采用分區(qū)梅花形焊接，以防止不銹鋼管板的焊接變形。在焊接過程中加強對管板的溫度測量，當(dāng)管板溫度很過100 ℃，立即停止焊接，直至冷卻到室溫后，再繼續(xù)焊接。管頭第1道焊縫焊接后，以0.05MPa壓力的壓縮空氣對管頭進行氣密性試驗，無泄漏后，再焊接第2道焊縫，管頭焊縫表面進行100％PT檢查。

7管板與殼體連接焊縫的焊接

管板與殼體之間的連接焊縫如圖7所示。由于管板和簡體均為S30408不銹鋼，線膨脹系數(shù)大，焊接后管板很易產(chǎn)生焊接變形，從而影響管板的密封性能，對此我們采用了如下焊接工藝。

7．1采用鎢很氬弧焊打底焊接兩道，以保證根部焊透；

7．2蓋面采用藥芯焊絲二氧化碳氣體保護焊，相比焊條電弧焊，二氧化碳氣體保護焊具有熔敷效率高，焊接應(yīng)力和焊后變形小等優(yōu)點口，且CO2氣體對焊縫金屬還具有冷卻作用。焊后經(jīng)測量，管板密封面平面度公差僅為0．5mm.

8管子與管板的帖脹

管頭焊縫焊接結(jié)束后，經(jīng)外觀和PT檢查合格后，采用液袋進行液壓脹接。脹接前，預(yù)先劃出區(qū)域，分片脹接，對每一個脹過的管頭，做好標(biāo)記，防止因管頭數(shù)量多而造成漏脹現(xiàn)象。

9壓力試驗

首先按圖樣壓力進行殼程的水壓試驗，水壓試驗合格后，以氨滲漏試驗替代氣密性試驗，即符合固容規(guī)中對高度危害介質(zhì)進行泄漏檢查的要求，又提高了對換熱器管頭焊縫檢查的要求，較后對管程進行水壓試驗。

對于大規(guī)格薄殼不銹鋼換熱器，應(yīng)預(yù)先制定詳細的制造工藝和質(zhì)量計劃，對影響換熱器制造質(zhì)量的各個環(huán)節(jié)應(yīng)加強過程控制和檢驗、測量，并對測量數(shù)據(jù)進行分析。

管板與殼體之間的連接焊縫采用藥芯焊絲二氧化碳氣體保護焊，可有效的減少焊接變形。