换热器

换热器制作工艺规程

换热器是压力容器中比较常见的换热设备，在制造过程中应严格执行《压力容器安全技术监察规程》和GB151《管壳式换热器》及相关标准的规定。另外，还应按照以下工艺要求进行换热器的制造、检验、验收。 1、壳体

1.1用钢板卷制时，内直径允许偏差可通过外圆周长加以控制，其外圆周长允许上偏差为10mm，下偏差为零。

1.2 筒体同一断面上，最大直径与最小直径之差为e≤0.5%DN。 且：当DN≤1200mm时，其值不大于5mm； 当DN＞1200mm时，其值不大于7mm

1.3 筒体直线度允许偏差为L/1000（L为筒体总长） 且：当L≤6000mm时，其值不大于4.5mm； 当L＞6000mm时，其值不大于8mm

直线度检查应通过中心线的水平和垂直面，即沿圆周0°90°180°270°四个部位测量。 1.4 壳体内壁凡有影响管束顺利装入或抽出的焊缝均应磨至与母材表面平齐。

1.5 在壳体上设置接管或其他附件而导致壳体变形较大，影响管束顺利安装时，应采取防止变形措施。 1.6 插入式接管，管接头除图样有规定外，不应伸出管箱、壳体的内表面，而且在穿管前应将内侧角焊缝先焊，为防止筒体变形，外侧角焊缝待组装管束后再施焊。 2、换热管

2.1 换热管管端外表面应除锈、去污。用于焊接时，管端清理长度应不小于管外径，且不小于25mm；用于胀接时，管端应呈现金属光泽，其长度不应小于2倍的管板厚度。 2.2 换热管拼接时应符合以下要求：

2.2.1 对接接头应作焊接工艺评定，试件的数量、尺寸、试验方法应符合JB4708的规定：

2.2.2 同一根换热管的对接焊缝，直管不得超过一条；U型管不得超过二条；最短管长不应小于300mm，包括至少50mm直管段的U型弯管段范围内不得有拼接焊缝； 2.2.3 管端坡口应采用机械方法加工，焊前应清洗干净；

2.2.4 对口错边量应不超过换热管壁厚的15%，且不大于0.5mm；直线度偏差以不影响顺利穿管为限； 2.2.5 对接后应先取相应钢球直径（d≤25 钢球直径0.75di；25＜d≤40 钢球直径0.8di；d＞40 钢球直径 0.85di；di为管子内径＝

2.2.6 对接接头应进行射线检测，抽查数量应不少于接头总数的10%，且不少于一条，以JB/T4730的Ⅲ级为合格；如有一条不合格时，应加倍抽查；再出现不合格时，应100%检查； 2.2.7 对接后的换热管，应逐根进行液压试验，试验压力为设计压力的2倍。

2.3 U型管的弯制：U型管弯管段的圆度偏差，应不大于换热管名义外径的10%；但弯曲半径小于2.5倍换热管名义外径的U形弯管段可按15%验收。 3、管板：

3.1 拼接管板的对接接头应进行100%射线或超声检测，按JB/T4730射线检测不低于Ⅱ级，或超声检测中的Ⅰ级为合格；

3.2 除不锈钢外，拼接后管板应作消除应力热处理。 3.3 堆焊复合管板

3.3.1 堆焊前应作堆焊工艺评定；

3.3.2 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Ⅱ级缺陷显示；

3.3.3 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。 3.4 管板中管孔表面粗糙度

3.4.1 当换热管与管板焊接连接时，管孔表面粗糙度Ra值不大于25mm； 3.4.2 当换热管与管板胀接连接时，管孔表面粗糙度Ra值不大于12.5mm；

3.5 换热管与管板胀接连接时，管孔不应有影响胀接紧密性的缺陷，如贯通的纵向或螺旋状刻痕等。 3.6 管板隔板槽密封面应与环形密封面平齐，或略低于环形密封面（控制在0.5mm以内），保证管箱与管板密封时，不至于因隔板与隔板槽硬碰硬而影响密封。 4、换热管与管板的连接

4.1 连接部位的换热管和管板孔表面应清理干净，不应留有影响胀接或焊接连接质量的毛刺、铁屑、锈斑、油污等；

4.2 胀接连接时，其胀接长度，不应伸出管板背面（壳程侧），换热管的胀接部分与非胀接部分应圆滑过渡，不应有急剧的棱角。

4.3 焊接连接时，焊渣及凸出于换热管内壁的焊瘤均应清除。管头焊接工艺应优先采用自动氩弧焊、手工氩弧焊、手工电弧焊，但不论采用哪种焊接方法，均要求施焊两遍，以消除一遍施焊时焊肉上的气孔及收口处缺陷，保证管头焊接的质量。焊缝缺陷的返修，应清除缺陷后焊补。 5、折流板、支持板

5.1 折流板、支持板外圆表面粗糙度Ra值不大于25mm，外圆面两侧的尖角应倒钝。 5.2 折流板、支持板上的任何毛刺，由容器车间在组装管束前由铆工来打磨清理。 6、管束的组装

6.1 折流板应按照序号及排序进行分布，切记勿将顺序打乱，给穿管造成困难；

6.2 拉杆端部的螺母应拧紧、以免在装入或抽出管束时，因折流板窜动而损伤换热管。每层折流板间的定距管尺寸应一致，个别尺寸小造成松动的定距管，应采取将其点焊在折流板上的措施，避免换热器使用过程中因气流冲击形成定距管的振动。

6.3 穿管时不应用铁锤进行敲打管端面，个别不宜穿的管子应用木锤及铜锤进行敲打，但应保证管端面不应出现凹陷及划伤。

6.4 除换热管与管板间焊接连接外，其它任何零件均不准与换热管相焊。 7、管箱制作

7.1 壳体及管箱上划线开孔时，一定要注意管板上隔板槽的方位与管箱上的隔板一致（或管箱上设备法兰螺孔布置与管板的螺孔布置应一致，一般为跨中布置）；

7.2 碳钢、低合金钢制的焊有分程隔板的管箱和管箱的侧向开孔超过1/3圆筒内径的管箱，在施焊后均应做消除应力的热处理，设备法兰密封面应在热处理后加工。 8、釜式重沸器

8.1 支撑导轨上有碍滑道通过的焊接头应修磨齐平；

8.2 支撑导轨应与设备纵向中心线保持平行，其平行度偏差应不超过2/1000，且不大于5mm； 8.3 溢流板的上端面应水平，其倾斜度不应大于3mm。

9、换热器的密封面应予以保护，不得因磕碰划伤、电弧损伤、焊瘤、飞溅等而损坏密封面。密封面机加工后其表面均应涂黄油，以防止其生锈。

10、密封垫片应为整体垫片，特殊情况下允许拼接，但垫片拼接接头不得影响密封性能。 11、补强圈的信号孔，应在压力试验前通入0.4~0.5Mpa的压缩空气检查焊接接头质量。

12、重叠换热器须在制造时应进行重叠预组装，重叠支座间的调整板应在压力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，以备到用户现场组装对中。 13、换热器组装

13.1 换热器零部件在组装前应认真检查和清扫，不应留有焊疤、焊接飞溅物、浮锈及其他杂物等； 13.2 吊管束时，应防止管束变形和损伤换热管，并注意防护管头焊缝，以防拉脱，特别是浮头式换热器更应引起注意。

13.3 螺栓的坚固至少应分为三遍进行，每遍的起点应相互错开120°，紧固顺利可按下图进行。 14、压力试验

14.1 固定管板换热器压力试验顺序：a、壳程试压，同时检查换热器管与管板连接接头；b、管程试压； 14.2 U型管换热器、填料函式换热器压力试验顺序： a、用试验压环进行壳程试验，同时检查接头焊缝； b、管程试压；

14.3 浮头式换热器、釜式重沸器压力试验顺序：

a、用试验压环和浮头专用试压工具进行管头试压。对釜式重沸器尚应配备管头试压专用壳体； b、管程试压；c、壳程试压 14.4 按压差设计的换热器：

a、接头试压（按图样规定的最大试验压力差）

b、管程和壳程步进试压（按图样规定的试验压力和步进程序）

14.5 换热器介质为氯气、液氯等特殊介质的换热器，试压时应增加氨渗透方法来检查管头焊缝的焊接质量

不锈钢压力容器制造工艺守则

1范围

本标准规定了所有不锈钢压力容器制造及常压容器的工艺原则。

本标准适用于我公司制造的奥氏体不锈钢和不锈复合钢另部件等容器的制造。 2 引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。本标准出版时所示版本均为有效，使用本标准的各方应使用下列标准的最新版本。 GB150 钢制压力容器 GB151管壳式换热器

HG20584 钢制化工容器制造技术要求。 GB4735常压容器

压力容器安全技术监察规程

钢制压力容器下料通用工艺守则 容器铆工艺守则 钢制压力容器焊接规程

奥氏体不锈钢压力容器酸洗钝化工艺守则 产品零部件制造的表面防护与清理规定 压力试验和致密性试验工艺守则 3一般要求

3.1 不锈钢另部件或容器的制造应具备制造场地通风、清洁、文明生产条件。不锈钢材料及另部件应防止长期露天存放、混料保管。要求按时投料、集中使用、随时回收、指定区域存放遮蔽保管。

3.2 工件存放制造场地应铺地板或橡胶板。滚轮架上配挂胶轮。 3.3 防止在不锈 钢表面跌踏。如果不可避免应穿没有铁钉的软底鞋并带脚套，过后应将表面擦扫干净。

3.4 使用工具，如铜锤、木锤、不锈钢铲或淬火工具钢铲等尽量使工件不和铁器接触。磨削磨轮用纯氧化物制成。

3.5 材料标记用墨水或记号笔应不含金属颜料、硫、氯含量要≤25PPm. 3.6 防止磕碰划伤

钢板或另部件在吊运制作过程中应始终保持钢板表面、设备及胎具的清洁.防止将焊豆、熔渣、氧化皮压入工件表面。

3.6.1 吊具应加铜垫，吊带首选尼龙吊带且为不锈钢产品另部件专用，绝不允许与其它碳素钢混淆，如用钢丝绳外套必须套胶管或用麻绳。 3.6.2 等离子切割后的溶渣应清除干净。

3.6.3 剪床前工作台面最好垫石棉橡胶板。避免直接在剪床前后工作台台面上拉动磨擦。 3.7 复合钢板号料划线应在复层面上(不锈钢表面)。

3.8 除切割线外其余标记线不应使用“划针”划线及“冲子”冲孔。可使用硬色笔或记号笔。也可以使用不含金属颜料及硫氯含量小于25PPm的墨水划线作标记。

3.8 不锈钢另部件应尽量采用冷成形。当采用热成形时，材料不得与焦碳炉中焦炭接触，加热温度510~1150℃，热成形过程中加热次数中得超过二次。

3.9 板材应用剪切或等离子切割。当无晶间腐蚀械时，可采用碳弧气刨，但碳弧刨面应进行磨削，打磨深度在0.2mm左右。

4 焊接 4.1 焊前准备及施焊环境 4.1.1 焊条、焊剂及其他焊接材料的储存库应保持干燥，相对湿度不得大于60%。 4.1.2 当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊： a）手工焊时风速大于10m/s； b）气体保护焊时风速大于2m/s； c）相对湿度大于90%； d）雨、雪环境； 4.1.3 焊接温度应不低于5℃,当环境温度低于5℃时,在常温下予热的焊件也应在焊口100mm范围内加热~15℃才能施焊。可用氧—乙炔焰予热。用表面温度计或试温笔检查予热温度。 4.2 焊口清理：焊前,另件坡口内须用丙酮或洒精擦去油污，用不锈钢丝刷或砂轮清理坡口表面。 4.3 焊接过程 4.3.1与承压另部件相焊的焊缝必须有焊接工艺评定，在产品焊接过程中焊工必须按焊接工艺规程执行。 4.3.2 在不锈钢产品另部件上临时辅件焊接要求：应尽量避免在工件上焊临时性辅件如需要则须用与母材相近材料焊接；定位焊、点焊、焊临时性辅件均应按产品焊接工艺规定执行。 4.3.3 不锈钢另部件或容器在进行焊接时，严禁将接地线直接搭在不锈钢工件上，须将接地线通过与工件同材质或相近材质制成的卡子与工件牢固相连以防打火。 4.3.4 定位焊、点焊、焊临时性辅件以及引出板的去除严禁强行打掉，而应采用风铲或高速砂轮等机械方法去除，并进行液体渗透检验。 4.4 焊缝表面的形状尺寸及外观要求 4.4.1不锈钢A、B类接头焊缝的余高按表一：GB150标准第10.3.3条款执行； 表一 单面坡口 e1 0～10%δs 且≤3 e2 δ≤1.5 e1 双面坡口 e2 0～10%δ2且≤3 0～10%δ1 且≤3 5 热处理 5.1 按图样规定进行整体或局部热处理，热处理按工艺要求外协。 5.2 受压元件用钢板冷成形后，如果变形率超过ε=15%时,应进行热处理，以消除加工应力,改善延性。 单向拉伸(如钢板卷圆) ε=(δ/2Rf)×(1－Rf /Ro) ×100% 双向拉伸(如筒体折边、冷压封头) ε=(1.5δ/2Rf)×(1－Rf /Ro) ×100% 式中: ε----- 钢板变形率，%； δ----- 钢板名义厚度，mm； Rf ----- 钢板弯曲后的中心半径，mm； Ro---- 钢板弯曲前的中心半径，对于平板Ro为无限大，mm；

5.3 冷成形封头可不进行热处理，热成形件必须进行热处理。

5.4 加热温度在1000~1150℃,热作终了温度≥750℃一般不进行热处理。 6 压力试验和致密性试验

6.1 压力试验用介质为水，水中氯离子含量≤25PPm.。

6.2按图样要求进行致密性试验或氨渗透试验。要求方法按《压力容器耐压试验和气密性试验式守则》。 7容器表面要求

7.1 容器、另部件制成后表面应无油污、油漆痕、锈蚀、划痕、焊豆及熔渣等污物。钝化膜完整均匀，呈灰白的金属颜色。

7.2 另部件热作或热处理后表面应进行清理，如喷砂或用纯氧化物砂轮打磨。 7.3容器表面用砂轮打磨时应避免产生过热（回火）现象。

7.4 表面的磕碰划伤应修磨。板厚＜10mm的打磨深度不超过0.3mm；板厚＞10mm的打磨深度不超过0.5mm，且均不超过板材的负偏差，打磨处应进行液体渗透检验。

7.5 容器及其另部件按设计图样规定进行整体或局部酸洗钝化处理。具体方法按《不锈钢压力容器酸洗钝化式守则》。

压力容器审图中图纸常见错误

（换热器）

1． 压力容器类别搞错，特别是有一腔的设计压力已是1.6MPa，还是定为一类，应该为二类。 2． 管板本身具有凸肩与圆筒（或封头）对接连接时，没有采用锻件，采用了板材。 3． 管板采用锻件时，级别不正确。 4． 管程、壳程的进出口温度调反。

5． 水压试验的压力不正确，管程与壳程对调了。 6． 结构上未设置放气口或排液口。

7． F型、S型位置安放错误，应对调，并注意是热膨胀型还是冷收缩型的长圆形孔的位置。 8． 鞍座安放尺寸不正确，未按照GB151-1999P87执行。

9． CS、LAN制的焊有分程隔板的管箱未提出热处理要求，并且密封面应在热处理以后进行机加工。 10．设备法兰的公称压力等级不正确，紧固件选用不合理，密封面形式不对。 11．管法兰的公称压力等级不正确，密封面形式不对，紧固件选用不合理。 12． 折流板缺口的方向不正确。

13． 折流板间距不正确，太大，不符合最大无支撑跨距要求。 14． 图纸上有非径向接管，但无非径向焊接节点图。

15． 板固定端未远离圆筒焊有防冲板的接管端，圆筒组装困难。 16． 图样上进出口与管口表不一致，介质没有按逆向进出。

17． 甲型法兰或乙型法兰与圆筒组焊的C 缝没有提无损检测的要求。 18． 采用乙型法兰时，未设置法兰短节。

19． 乙型法兰短节与圆筒不等厚焊接未按JB/T4700—2000要求进行削边处理。

20． 采用长颈对焊法兰时，法兰与圆筒不等厚焊接未按JB/T4700—2000要求进行处理。

21． 对长颈对焊法兰，应注意：当工作压力大于或等于0.8倍标准中规定的最大允许工作压力时，法兰与

圆筒的对接焊缝必须进行100％的RT或UT，合格级别为RTⅡ级、UTⅠ级。

22． 不锈钢换热器水压试验时，技术要求中没有提水质要求，控制水中的氯离子含量不超过25mg/l。 23． 对带衬环的法兰（不锈钢与碳钢、低合金钢之间的焊接）焊接材料用错，未采用高铬镍焊条。 24． 技术数据栏中可能会少一部分数据，如：管束级别等。而且级别可能搞错。 25． 技术要求中缺少部分内容，如材料的标准等，特别时是有关换热管的有关内容。 26． 当管程试验压力高于壳程试验压力时，接头试压在图样上未作要求。 27． 设备法兰应注意螺栓的跨中问题，图样上可能没有跨中。 28． 圆筒厚度未满足换热器规定的最小厚度。 29． 分程隔板的厚度未满足最小厚度的要求。

30． U形管换热器应注意U形管的弯曲半径不小于两倍的换热管外径，并注意防短路结构。 31． 管束能抽出来的换热器应设置防松支耳。 32． 重量超过30Kg的管箱最好设置吊耳。

33． 立式换热器如有膨胀节应注意它与耳座的位置。 34． 壳程进口处没有按标准设置防冲装置。

35． 管板与换热管焊接节点图中，换热管的厚度与标准中的厚度不一致时，未调整焊接坡口深度。 36． 在图纸上应注意尺寸标注是否齐全，管口定位尺寸是否齐全。

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