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如何控制换热器机械胀管的加工质量
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【物理综合实践论文】【摘 要】随着社会经济的发展，工业的进步，空调已广泛运用于民用、商用、工?I、交通运输中，与我们的生活越来越密切了。因此，空调的质量与我们的生活也越来越息息相关了，如何控制换热器的产品加工质量显得尤为重要。它在应用时既可以单独使用又可以作为某些设备的一
【摘 要】随着社会经济的发展，工业的进步，空调已广泛运用于民用、商用、工?I、交通运输中，与我们的生活越来越密切了。因此，空调的质量与我们的生活也越来越息息相关了，如何控制换热器的产品加工质量显得尤为重要。它在应用时既可以单独使用又可以作为某些设备的一部分，单独使用比如冷却器、加热器等，组成部分如一些化工设备中的热交换器等。本文从机械胀管的原理为基础，探讨了影响换热器胀管质量的多种因素，及如何控制胀管质量。
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【关键词】换热器；机械胀管；质量
换热器管子与管板的连接，常需采用胀接工艺，管子管板的胀接质量直接影响换热器的密封性能。在换热器或压力容器的制造中，主要的胀管方式有机械胀管、爆炸胀管、液压胀管和橡胶胀管。换热器在加工过程中，如何控制好胀管质量问题则直接影响了机器的正常运行，更影响了产品的质量。在管壳式换热器中，换热器壳程及管程之间的惟一屏障就是换热管和管板，连接换热管与管板之间的结构质量直接影响着换热器的使用寿命和质量好坏，所以在换热器的制造过程中这是非常重要的一个环节。
一、机械胀接
机械胀管原理。机械胀接是国内外目前最为常用的方法。机械胀管的工具有电动、气动、手动等区别。该方法除了具有劳动强度高和工作效率低、损伤管子等缺点外，还难以对管板厚度超过100毫米以上的换热器实行全厚度胀接。而现代化工装置都在高参数下运行，换热器的管板厚度越来越厚，管板厚度超过200毫米的换热器已不鲜见，用传统的机械胀接技术已无法对这种厚管板换热器进行全厚度胀接，使得换热管和管板之间的间隙难以消除，留下间隙腐蚀的隐患。
机械胀管分类。机械胀管根据胀管器型式，可分为螺旋式胀管器型式、前进式胀管器型式、后退式胀管器型式。三种胀管器型式。因螺旋式胀管器的工作状态为不连续胀管，仅用于辅助胀管或用于铜管的胀接。前进式胀管器适合于胀接长度较短的场合，胀接长度小于80mm，管子内径与胀接长度的比值较大（D/L<0.4），胀接管的内径为 10mm- 80 mm。后退式胀管器适合于胀接长度较长，管子内径与胀接长度的比值较小。
二、胀接
胀接是一种传统的换热管与管板的连接方法。指根据金属具有塑性变形这一特点，用胀管器将管子胀牢固定在管板上的连接方法。多用于管束与锅筒的连接。工作过程是：将胀管器插入管子头，使管子头发生塑性变形，直至完全贴合在管板上，并使管板孔壁周围发生变形，然后拔出胀管器。由于管子发生的是塑性变形，而管板仍然处在 弹性变形状态，扩大后的管径不能缩小，而管板孔壁则要弹性恢复而使孔径变小，这样就使管子与管板紧紧地连接在一起了。利用管端与管板孔沟槽间的变形来达到紧固和密封的连接方法。用外力使管子端部发生塑性变形，将管子与管板连接在一起，又叫胀管[1]。
三、如何控制换热器机械胀管的加工质量
控制好换热管与管板孔连接部位的粗糙程度。换热管与管板孔连接部位的粗糙度对胀接质量有着直接的影响，要求确保结合面上不产生泄漏现象。换热器换热管与管板孔的连接部位表面必须清理干净，不应有影响胀接的毛刺、焊渣、铁屑、油污和锈斑等，否则都会胀管质量产生影响。如果是先焊接后胀管的，必须检查焊缝对管板的孔径有没有影响，而且要先去除焊缝上的毛刺、焊渣，换热管端部应光滑无塌陷。否则则会因为这些缺陷的存在造成管壁破损拉伤。
胀完后检查换热器管胀接接触是否圆滑。胀完后需要检查换热器管胀接部分与为胀接部分的接触面是否圆滑过渡，不允许有急剧变化的棱角，导致管壁出现折损泄漏。胀管完成后算出胀度值。换热管胀后内径的检测数量；当采用胀管控制仪控制胀度时，检测胀接总数的5%，且不少于10个；当无胀管胀管控制仪时，检测胀接接头总数的10%，抽查结果，如发现有胀度不合格时，应对胀接接头余下数量再抽查20%，且不少于40个，如再发现不合格时，应对胀接接头100%测量胀后内径。检查结果，对胀度不足者，就进行补胀，对胀度超过8%更换换热管重新进行胀接。热器制造完毕后，检查胀接间隙，再按装配图中规定的方法检查管板与换热管连接处有无泄漏，对有泄漏者应进行补焊或补胀[2]。
切管时综合考虑换热管的裁剪长度。由于换热器换热管的每批次的拉伸率不同，在切管的时候要考虑换热管的裁剪长度，否则就会出现拉伸率过大导致管口开裂甚至整个换热器扭曲变形，或者拉伸率过小而导致胀管之后换热管下移管口处铜管缩进换热片中。同时如果管板的板材过硬可能会导致在胀管的过程中换热管、换热片与管板挤胀在一起导致换热器铜管破裂，换热片破损。每批次制作时要对产品进行比较性检查，检查胀口部分是否有裂纹，胀接过渡部分是否有突变，喇叭口根部管壁的结合状态是否良好等，然后检查管板孔与换热管外壁的接触表面的胀紧程度。
控制管板的加工精度。对于换热器来讲，管板的加工精度是换热管与管板连接组装管束的关键，管板孔孔心距尺寸偏差的大小直接影响焊管、胀管的施工质量。胀管的密封性和拉托强度是衡量胀管质量的两个基本要素，管板的材质、尺寸、精准度以及径向间隙、表面清洁度、板材的硬度、管板孔的开槽情况、表面粗糙度，胀管的方法以及设备的使用状况、操作方法等等都是影响胀管质量不可缺少的因素之一，其中一项出现问题，都会造成换热器的质量出现问题，所以换热器质量的好坏不是解决单一要素的问题，而是一个整体解决的要求[3]。胀管是最容易发生质量问题的薄弱环节，胀管质量的好坏，决定了换热器质量的高低，并且会直接影响到换热器的换热效果。因此胀管质量是不容忽视的根本要素。
四、结语
空调的关键部分是换热器，而换热器的关键部分是机械胀管，因此如何控制机械胀管的质量成为研究的热点，连接接头的质量直接影响装置设备的可靠性。因此，要严格控制换热管与管板的连接工艺，可以提高管壳式换热器的质量和使用寿命。
参考文献：
[1]王立昆，张盛岩，陈小平.浅析核电换热器的管子管板胀接工艺[J].电站辅机，2015，36（02）：9-13.
[2]张光庆，王彦，王建平.不锈钢管与管板材料的屈服强度对机械胀管的影响[J].电站辅机，2014，35（02）：20-23.
[3]张振华.核级热交换器液压胀管方法及性能要求[J].中国核电，2013，6（04）：301-306.
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