空冷换热器制造关键过程控制及检验要点

邹捷

江西方舟流体科技有限公司 江西吉安 343100

1 概述

空冷换热器广泛应用于石油，化工，电力等领域，随着国内制造能力的不断提高，国产空冷换热器已进入国际市场，对空冷换热器产品的质量提出了严格的要求。对于主要制造过程的质量控制而言，这一点尤为重要，并且必须充分了解检查点以确保产品质量。

2 个主要过程控制和检查点

2.1 原材料验收

金属结构材料和焊接材料的化学成分和性能直接影响空冷热交换器的运行特性和使用寿命。材料生产设备必须提供完整准确的质量证明，所有理化特性必须符合相应的国家标准或行业标准的要求。为了制造用于关键结构的压力组件和材料，必须分批处理原材料。测试。确保材料的性能指标符合适用标准的要求[1]。材料的验收项目应根据产品的设计要求确定，主要项目为材料型号，品牌炉，批号，化学成分，机械性能，耐蚀性，高温或低温韧性等。对于首次使用的压力材料，还必须根据适用的标准进行金属焊接测试和焊接工艺鉴定测试。

2.2 承压焊缝过程控制及检验

焊前检查包括：①基本材料质量检查：检查材料质量证明书和复检单，以确保化学成分，机械性能和表面质量符合标准要求，检查领料单，并确保领料正确。检查材料上的原始标记，并确保标记植入正确。②焊接材料质量检查：检查焊接材料质量证明书和复检单，以确保化学成分，机械性能和表面质量符合标准要求，符合工艺文件的要求，检查选择清单，检查领料。确保正确，焊接材料的原始标记清晰，更换焊接材料时有批准程序。③检查凹槽，确保凹槽的形状和尺寸符合要求，并检查表面质量，例如表面粗糙度和清洁度。④焊缝装配质量检查：检查坡口间隙，位移，坡口角度等是否符合要求，对接接头是否牢固，压焊和焊缝质量是否符合要求[2]。⑤焊接前进行预热检查，以确保预热方法，预热温度和预热范围符合要求。⑥焊接质量检验，请确保焊接机具有合格证，合格项目与有效期内所含产品相符。

焊后检查主要包括：①外观检查，焊缝表面尺寸和表面缺陷检查，焊缝表面清洁检查。②无损检测，按照图纸和标准进行相应的无损检测。

2.3 无损检测

空冷式热交换器的无损检测要点如下。

（1）考虑到热处理会改变质量，例如裂纹和其他缺陷（在这种情况下为成组焊接），因此在热处理之前和之后，必须对焊接零件进行热处理。热处理前对原材料的无损检测主要用于评估原材料的质量，热处理后对原材料的无损检测是选择热处理过程中质量发生变化的零件。这两项测试旨在确保产品质量，但是先前的测试可以选择合格或有缺陷的产品，从而节省热处理过程中的能源和劳动力并确保合格。原材料进入后续的热处理过程。后者的非破坏性测试是选择在热处理过程中质量会发生变化的零件，以确保最终产品的质量。同时，测试结果还可以为改善热处理工艺提供基础，这一点非常重要。

（2）由于氢的存在，某些高强度钢焊接会延迟开裂，因此应考虑进行无损检测的时间。如果在焊接后立即进行非破坏性检查，则尚未出现裂纹并且无法检测到裂纹。对于这种类型的钢焊接，焊接后数小时内可能会出现裂纹，并且裂纹会随着时间的流逝而扩展，因此必须在焊接前一天进行焊接部件的无损检查。

3 管板焊接工艺

3.1 合理选择焊接方法

空冷器管-管板开展焊接工作应该采用焊接工艺评定的相关参数，按照实际情况进行焊接区域的划分，然后再确定各个管的位置，一般情况下划分为4 个焊接区域，每个区域中焊接单元设置3个管孔，以管板中心为原点，距离管板中心最近的地方首先开始焊接，然后错相邻单元完成另外单元的焊接工作，向外不断推进直到焊接到区域的最外侧单元，最后以对称的方式进行其他区域的焊接作业，这样就完成了全部区域的第一遍焊接，接下来按照同样的方式完成第二遍焊接。在焊接过程中，应该合理的控制热量应力，使其能够最大限度的降低，并且需要减轻应力对焊接结构的作用力，避免焊缝出现形变，提升空冷器管-管板的焊接质量，空冷器管-管板一般采用钨极氩弧焊或焊条电弧焊方法焊接。

3.2 对焊接过程的有效控制

空冷器管-管板的焊接作业中，首先需要对焊接的工艺和时间进行有效控制，提前制定工作方案，并严格按照工作方案进行施工，对焊接长度的合理性进行检查，不能出现随意更换焊接位置的状况。同时在焊接过程中，还要注意对焊接速度的控制，焊条需要在四孔三角区域内进行熄弧，引弧也需要在三角区域内完成，对焊接质量进行详尽的检查，发现问题及时采取补焊等补救措施，然后进行二次焊接，这样可以有效的提升焊接处的稳定性和可靠性。

3.3 焊接试验

在开展空冷器管-管板焊接时，如情况允许则应该开展试验试件，通过试验的方式选择合适的焊接方法。根据《压力容器》相关规定的要求，科学选择空冷器管及管板的尺寸，并进行合理的布局。接头可以采用端面环形焊接的方式，管段伸出管控的长度不得高于2mm，通过对伸出管孔长度的有效控制，可以降低管壁过烧发生的概率[3]。在进行空冷器管-管板的焊接过程中，钨极氩弧焊可采用脉冲焊接方式，可以有效的降低熔池时间和试件的冷却时间，并且能够产生优质的电弧挺度，便于集中能量作用于焊接接头处。在焊接试验过程中，需要对钨级进行有效的控制，对于宽度较小的焊缝以及较大的熔深应该采用尺寸为2.5mm 的钨极，这样才能够保证焊接作业的需求。此外，在焊接作业时，应以起焊点为中心沿顺时针的方向开展工作，钨级与管轴线的夹角应小于20°，因为若是夹角过大，会造成空冷器管壁过热，出现烧毁的状况。

4 结语

随着现代工业技术的不断发展和制造方法的不断改进，风冷换热器产品的质量保证面临着更大的挑战，因此有效控制制造核心过程检查可以挑战激烈的市场竞争并提供家用风冷换热器。空冷器管-管板焊接工艺主要分为两个部分，分别为焊接顺序和管端焊接，应采取有效的措施对焊接过程进行控制，提升焊接质量，保证空冷器管-管板之间连接的稳定性。通过对换热管与管板焊接工艺的不断研究、发展，管端焊接可靠性有着质的飞跃，但仍然面临严峻的考验，因此只有通过不断的探索创新、课题攻关，才能使国产空冷器立足于国际市场。