摘要：
為加快城市化的發展進程，需借助固定管板式換熱器改造現有居民建筑供暖問題。固定管板式換熱器不僅可以傳遞物料熱量，并具有節能、低溫熱能、高效益回收等方面優勢。因此本文主要從管板式換熱器制造工藝角度出發，對其進行分析和概述。
關鍵詞：固定管板、換熱器、制造工藝、研究
一、立式式換熱器介紹
固定管板式換熱器分為上管帽、下管帽以及零件結構復雜、大噸位的殼程三個部分。殼程作為換熱器的核心，制作過程復雜，因此生產完畢還需要進行1.25MPa的水壓試驗。殼程生產所使用的生產工藝，包含穿管、脹管以及焊管，再結合相應的措施，嚴格控制零部件生產環節以及殼程組裝環節。
圖 1 換熱器基本結構示意圖
二、立式換熱器的零件要求
固定管板式換熱器由大量的孔連接而成，因此在對部件的加工工藝上，需要考慮以下幾點要求：第一，為滿足管板鉆孔管孔同心度要求，需要按照自上而下的順序放置上管板、折流板以及下管板；第二，為了保證同心度，可按照圖紙要求將三塊管板疊加在一起劃線鉆出拉桿孔。
三、立式換熱器零件加工
固定管板式換熱器質量的好壞，與零件的使用和加工具有密切的關聯。因此本文主要分析管板下料加工、折流板、換熱器、上下管帽以及筒體等不同單件的加工工藝要求和工藝流程做相應概述：
第一，管板下料結束后，需要對管板的外圓和平面以及平臺劃線進行加工，兩者加工完畢之后，還需要對管孔螺孔以及拉桿絲孔等在內的鉆孔進行加工，后進行加工的便是鉗工攻絲；
第二，運用A3鋼板通過點焊的方式拼接成折流板，在校平之后，將三塊管板按照自上而下的順序疊加，并根據圖紙加工要求進行點焊；
第三，關于換熱器的加工，需要按照以下步驟進行：首先按照圖紙的尺寸要求進行鋸管，然后檢查兩端切口是否存在裂紋，如果沒有則可以進行后一步的磨管工作。但需要注意的是管子在經過打磨之后，管子切口兩端形狀不能過扁，顏色需要呈現金屬光澤，同時管端清銹長度要超過兩倍的管板厚度；
第四，上下管帽的加工，需要根據大法蘭上的十字線標記管孔位置，焊接法蘭和接管已預先組，還需要借助100%磁粉探傷，焊接大法蘭和封頭焊縫，進而加大法蘭密封面；
第五，對于筒體的加工，需按照拼料、接縫圖、按拼料圖分塊下料、刨坡口、卷筒、焊縱焊縫、矯圓、組對各筒體、焊環縫、X射線 20%探傷等圖紙要求的加工工藝步驟進行[1]。
四、殼程的組裝過程
（一）筒體組裝
首先，將法蘭和管節進行組隊焊接，法蘭和接管的垂直度處于1%Dg至3mm范圍內；其次按照焊縫布置圖，將位于焊接滾輪架上的筒體按照0~270°畫出十字線標記。參考管口方位圖，在筒體上使用樣板畫出接管孔位，并借助角面磨光機打磨坡口；通過焊接的方式，將加強圈和接管點固定在管子上，并通過100%磁粉探傷的方式，穩固加強圈接管以及筒體之間的關聯，同時為檢驗焊縫質量，需通入0.5MPa的壓縮空氣，進行保壓5分鐘的壓力試驗；筒體加工工序完成后，需放置在地梁平臺，并用高v型鐵墊平，90°標記線朝上，兩端面垂直于地梁平臺；借助煤油清洗下管板的管孔和兩端的油污和鐵屑，重合筒體十字線標記和下管板十字線標記。通過直角尺測量兩者之間的垂直度，并將兩者通過焊接的方式固定在一起；將坡口兩端預熱到150°左右，分別運用E5016準3.2 焊條、 E5016 準4 焊條，一邊用小錘敲打焊縫，一邊圍繞焊縫進行圓周分段對稱焊接，從而焊接筒體和下管板間的焊縫。通過這樣的焊接方式，一方面可以保證焊縫表面質量，另一方面也可以杜絕焊接變形狀況的發生。但是需要注意的是，坡口無法全部焊滿，焊完之后還需要檢查管板的焊接平度，如果焊接平度大于一毫米，則證明管板焊接變形；焊接完畢之后，下管板安裝拉桿，且安裝第三塊折流板并按照折流板的鉆孔方向穿插第3段定距管，以此類推，從上管板至下管板分別安裝第1~3段定距管，所有定距管安裝完畢之后，擰上螺母[2]。
圖 2 穿管順序示意圖
（二）穿管
下管板穿管，需要從下管板的兩側第1排孔對稱位置，由外向中心穿管，總共需要穿4根管子，每根管子的長度都需要大于管板厚度10毫米以上。其穿管順序示意圖，如上圖所示；下管板穿完，便輪到上管板穿管。上管板的穿管需要與下管板維持相同的起吊和起調位置，兩者可進行組對。為固定上管板位置，從下管板穿出4根管子到上管板，并借助卷尺、角尺等測量工具使相鄰管板之間的差距在二毫米以下，當管板平行度達標之后，將殼程放置在滾輪加上，實施對稱施焊，通過焊接的方式固定上管板和筒體。焊接需要兩人分別站在兩端共同完成，將圓周分成相的偶數，兩人分別對兩端相對稱的等分進行焊接，每焊完一根焊條，都要對焊縫進行錘擊，此焊接過程需要遵循分段、多道、多層、對稱焊的原則。對于焊接后留存的焊渣還需要進行打磨，保持焊接表面平滑；并采取同樣的方式，保持相同的高度，焊接筒體與下管板。
（三）脹管
在貼脹的過程中，采取分區對稱跳脹的方式，一方面可以防止管板發生變形，另一方面也可以避免脹接的集中。在貼脹完成后，還需要對管板的密封面平行度進行重點檢查，將其平行度控制在1.5毫米以內；其次，貼脹過程如果脹接量失控必然會引發欠脹、過脹等不良現象，因此為規避此類問題，需要運用塞規檢測脹接量，從而保證管子的良好質量；再次，脹管可借助簡易電動脹管器設備，并以潤滑用機油以及二硫化鉬等潤滑劑，開展脹管過程，并在結束后對每根管子的脹接質量進行核驗；后，在殼程下放置工裝墊，從而使殼程能夠保持豎直的狀態，并用汽油清洗換熱器管端，對換熱器和管板間的焊縫實施焊接處理[3]。
圖 3 脹管示意圖
（四）焊管
換熱管和管板兩者之間存在的焊縫，在進行焊接的處理過程中可以采用射線交叉式的順序，依次焊接上下管板，為了杜絕焊接變形以及焊接殘余應力的出現，焊接環境的溫度需要在0℃以下，或者是管板需要在150℃的環境下進行局部預熱之后才可進行焊接；焊接完成之后，在管板的表面以及換熱器內部會殘存焊瘤，而對于焊瘤的處理可以通過電磨頭進行有效清理；《容規》要求殼程在焊接完成后，需要進行1.25MPa的水壓試驗，其主要目的在于檢查焊接的各管口焊接質量、焊縫是否嚴密。通過放大鏡觀察管口表面的滲漏，不存在滲漏的證明殼程符合生產標準，可投入使用。
圖 4 焊管順序示意圖
五、結論
綜上所述，固定管板式換熱器的加工，首先需要按照圖紙將上、下管帽和殼程進行組裝，并用橡膠石棉墊結合脹結加焊接的方式做密封處理，后通過水壓試驗驗證管程的合格性。所有步驟全部合格，則證明通過控制工藝過程可以有效的改善管板的變形狀況，保障產品質量。固定管板式換熱器優勢在于成本低、傳熱面積大、并具有較小的滲流特性，因此目前應用領域廣泛，相信在未來通過不斷強化和提升制作工藝，可以為企業創造巨額的經濟效益。
廣州聯合冷熱設備有限公司
劉磊
參考文獻：
[1]王再麗.固定管板式換熱器制造工藝[J].科技視界，2012（13）.
[2]陳永東，陳學東．我國大型換熱器的技術進展[J].機械工程學報，2013，49（10)：134 ～143．
[3]甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司，上海藍濱石化設備有限責任公司，中國石化工程建設有限公司，等．熱交換器GB／ T151－2014[S].北京：中國標準出版社，2015．
