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1、压力容器不锈钢胀管施工工法SJGF27-2006 摘要：随着我国改革开放政策不断深入和国民经济的飞速发展， 在人民生活中和工业生产中各种换热类设备不但数量增加很快，而且 在制造工艺要求上也要求越来越高。为了满足一些设备特别是蒸发类 设备列管需要时常更换的要求，设备制造工艺要求列管和管板的连接 方式为强度胀接。压力容器碳钢钢管胀接在施工技术上已比较成熟， 如果列管材质是不锈钢能否胀接？胀接质量能否得到保障？我公司 从 2002 年承接江苏洪泽 20 万吨 /年元明粉项目开始就该技术问题进 行探讨和研究并去得了一定的成效，2005 年获得中国安装协会科技 进步二等奖。一、特点压力容器不锈钢胀管工艺
2、具有以下特点： 1、作为特种设备的压力容器，其技术要求必须满足 GB150-1998钢制压力容器和GB151-1999管壳式换热器的要求，而且还要接受压力容器安全技术监察规程的监督和约束；2、不锈钢钢管胀管其胀管率的计算方法、水压试验的要求、补 胀的要求均应符合蒸汽锅炉安全技术监察规程和工业锅炉安装 工程施工及验收规范的有关要求；3、每个管板孔内孔均有二条环形 0.8mm 深的密封沟槽，强度账 接密封性好；4、经济效益显著，在施工中用胀管器进行列管和管板的连接，不使用焊接，这样不但节约了焊条，而且提高了工效；当需要更换换 热管时，可直接将换热管退出而不伤害管板，这为设备的再利用提供 了可能。二
3、、适用范围：容器设计压力小于等于4MPa、设计温度小于等于300C，操作中 无剧烈的振动，无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀的情况下使 用。三、工艺原理：强度胀接是换热器列管连接的一种方式，主要利用材料的塑性变 形特性，使用外力将较软的材料发生塑性变形使之既具有一定的强度 又能密封的施工工艺。四、机具设备：压力容器不锈钢胀管质量的好坏，主要有以下几个方面：1、不 锈钢钢管的质量；2、管板的加工质量，特别是管孔内的两个密封槽 的加工质量好坏是非常重要的，在施工中需要开槽器；3、胀管过程 中控制胀管率，良好的胀管率是胀管过程中必须要保证的。所以测量 工机具在整个施工过程中就就占有非常重要的地位，一
4、般情况下主要 有内径百分表、游标卡尺、卷尺等。由于不锈钢管韧性好，一旦管口 胀裂，管口处理很费工时，所以我们采取不翻边胀管器-五个直胀 珠自进式胀管器。五、不锈钢钢管胀管工艺：现就 2002 年我公司承接的江苏洪泽大洋化工有限公司20 万吨/年元明粉项目中的加热室不锈钢钢管胀管威力对压力容器不锈钢钢 管工艺进行介绍。该项目有五台加热室，分别为I效加热室，11效加热室，111效加 热室，IV效加热室，V效加热室。加热室的壳程直径为1600mm、厚 度为5=14mm、长度为L=6000mm,换热管为45*3、长度为L=6010mm、 单台数量为n=562根。筒体材质为1Cr18Ni9Ti，管板材质
5、为 1Cr18Ni9Ti，换热管材质为1Cr18Ni9Ti。由于设计压力、设计温度 和管壳程的工作介质等原因，I效加热室，11效加热室受压力容器 安全技术监察规程控制，接受技术监督局的监察。1. 工程特点及主要技术指标：(1). 压力容器不锈钢管胀管工艺是一项技术性要求比较高的工 程，它既要符合压力容器制造的有关技术规范要求，又要符合锅炉胀 管的有关技术规范要求，必须系统的考虑各道工序的技术要求，并做 好每一道工序质量的预控制，以保证工程整体质量。2) 主要技术指标名称指标管程壳程设备类别一类压力容器工作压力MPa0.11(1)0.11( II)0.3 ( I ) 0.11(II)工作温度 C
6、130(1)110(II)143 ( I )121(II)设计压力MPa0.150.35设计温度 C137150介质名称硝浆饱和硝水饱和水蒸汽换热面积M2320容积M312主要受压元件材质1Cr18Ni9Ti2. 管板加工技术要求：(1) .管板材质lCrl8Ni9Ti，管板直径1760mm，厚度56mm。(2) . 管板密封面应与轴线垂直，其垂直度允差为 0.5mm。(3) .管孔应严格垂直与管板，其垂直度允差为0.08mm,管孔内 壁加工粗糙度Ra为12.5 ym，管孔内壁不得有纵向条痕，若不慎产 生纵向条痕必须设法消除，并作出专门标记，以便做特殊处理。(4) .本次胀管的不锈钢管规格为
7、45*3mm，已要求供应商供应 的管子外径公差必须控制在 45- 45.20mm之间，所以管孔的加工 尺寸必须控制在 45.50- 45.70mm之间，个别管孔的加工尺寸不得 大于 45.90mm, 且控制在总数的 15%之内。(5) . 上下管板最好为配钻, 以保证管孔同心。若不能配钻，孔桥 宽度应严格控制在加工图纸规定的范围内，孔桥宽度超标的数量不得 超过5 个。(6) . 为确保胀管质量建议修改设计, 管孔内增加两道密封槽, 以 增强密封性。(7) . 机加工班组要加强质量的自检、互检，做好检验数据记录。 质量部做好专检、抽检工作，并做好检验数据记录。3、胀管工艺要求：(1)胀管工艺应符
8、合劳动部发(96)276 号中华人民共和国 劳动部蒸汽锅炉安全技术监察规程、GB50273工业锅炉安装 工程施工及验收规范及GB151-1999管壳式换热器要求。(2).设备本体制造应符合 GB150-98钢制压力容器、 GB151-1999管壳式换热器的相关规定。其中1、11效加热室 接受压力容器安全技术监察规程的监察。设备壳体制造应严 格按公司压力容器质量保证体系的要求进行，严格执行压力容器 制造工艺流程卡、焊接工艺流程卡的有关技术要求。设备壳体按 上述标准验收后方可进行胀管工作。3) 胀管前的准备工作A. 做好胀管的试胀准备工作，如：试胀材料、材质、工具等。 试胀工作要模拟实际工程的需要
9、严格进行，认真作好各项数据记 录，计算胀管率，并对试胀情况进行认真研究分析,确定合适的。 胀管率宜控制在 1.5-1.7%范围内。在正式试胀前，我们对待胀 材料的硬度进行测量，如下表 1：材料硬度记录表 1材料材质HLDC里氏HU韦氏lcrl8ni9Ti 159*8346110lcrl8ni9Ti 57*44071541cr18ni9Ti 25*3378132不锈钢板5 =40483218不锈钢板5 =5359119试胀情况及胀管率见表 2单位：mm序号管板管孔直径管外径未胀前管内径间隙终胀管内径胀管率146.2744.8639.461.4141.391.12246.3044.8439.465
10、1.4641.651. 5346.4344.8539.481.5841.581.11446. 3744. 8639. 451. 5241. 561. 27546. 4444. 8639. 451. 4741. 211. 62646. 2544. 8939. 471. 3641. 270. 95746. 2544. 8739. 471. 3841. 771. 98试胀13 个管口，以上为其中 7组数值，胀管率符合规范要求。试压1.6Mpa ; 15分种不降压，胀口无渗漏，无冒汗现象。完全符合规范要求。表2B. 本胀管工艺为手动胀管工艺且管口不需翻边。胀管器采 用五个直胀珠自进式胀管器。胀管前应检
11、查胀管器胀杆和胀珠不得弯曲，五个直胀珠不得 超过48mm，在使用胀管器时胀珠应抹上适量黄油，以便润滑。正式胀管时一般胀 20-30 个管口就应该在煤油中进行一次 清洗，并检查是否有磨损或破坏。C. 胀管器胀管的试胀的材料、材质、胀管器必须和实际工 程相一致。(4).胀管工作为了确保胀管质量胀管工作在安装现场进行。 胀管操作必须遵守以下要求：1) 胀管工作必须选派有胀管工作经验的技术工人进行胀管。2) 对管孔进行测量或抽测，对超标准的管孔做出标识，以便 对号入座。管孔内壁不得有毛刺、不得有纵向沟痕，必须用砂纸 把管孔内壁打磨光滑并达到技术要求。3) 管口应平直，与管子中心线垂直成直角，不直角度不
12、得大 于管子直径的 1%，管子外径及内径均要光滑，不得有毛刺，管口 不得有钝边，若有上述现象必须进行处理并达到要求后才可以。4) 串装管子前必须用汽油、白布对管子外端、管孔特别是管 孔内的密封槽进行清洗，确保没有油污、铁锈及脏污。清洗管端 的长度 70mm 即可。5) 胀前对管子要进行严格检查，管子外表不得有重皮、裂纹、 压扁、外表面不得有沟纹、麻点及其他缺陷。不符合要求的管子 坚决不得使用，控制胀管率，确保胀管质量。管子的外径控制在45-45.20mm为宜。可以用事先加工好的直径为45mm、45.20mm两种套管进行检测，即快又准确。直管 弯曲度每米不得超过1mm，全长不得超过5 mm。管子
13、椭圆度不应超 过 0.2mm，管子在全长段中间不得有鼓包现象。6) 本次胀管为不翻边胀管法，串管子挂管时要保持两端均等，管子全 长6010mm，设备壳体全长6000mm，即每端申出管板5mm，管子全长 偏差不得超过 5mm。7）.胀管必须从管板中心开始，逐步向周围成圆形（或正三角 形）扩散，以逐步消除应力。挂管和初胀可以同时进行，分左 右两组人同时进行，边挂管边进行胀管， 换热管的胀接长度应 为管孔深度的 70-80%为标准，不要求满胀。胀管器放入管内时 应保持胀杆正对管孔中心，操作时始终保持正确的相对位臵， 胀杆运动应平稳而均匀，不得忽快忽慢，也不得对胀杆施加压 力。胀管时管子内、胀杆、胀珠
14、要均匀的抹上黄油以减少阻力， 保护管壁和胀管器。胀管时所需的各种测量值要及时、准确的 记录下来。初胀的胀管率控制在 1-1.2%为宜。8）.设备起吊到位，完成找平找正，设备固定后，方可进行胀 接工作。胀管时分成上管板与下管板两组同时进行。胀管时要 边胀边进行外观检查：胀接过渡部分是否有剧烈变化，喇叭口 根部与管板孔壁的结合情况是否良好，胀口各部分尺寸是否符 合要求，并观察管孔壁周围氧化皮脱落情况。胀管率控制在 1.5-1.7%为宜，少量管口胀管率最多不得超过 2.1% 。若有过胀 的管子最多不得超过总胀管数的 3% ，且总数不得超过 14 个。 （过胀的胀管率不得超过 2.6%）9）. 胀管率
15、的计算方法：（采用内径控制法）dl-d2-5胀管率= 00%d3dl胀完后的管子实测内径d2未胀时的管子实测内径d3未胀时的管孔实测直径5 未胀时的管孔与管子实测外径之差(5) 水压试验1) 胀管完成后必须对容器进行水压试验，水压试验的试验压 力为设计压力的1.25 a n/ at倍。(on为筒体材料在常温状态 下的许用应力，at为筒体材料在使用状态下的许用应力。根 据该项目的工艺要求，设备壳程进行水压试验，管程利用工艺 管道进行试压。壳程的水压试验压力为：I 效：0.35Mp*1.25*113/113=0.44Mp ,II效：0.35Mp*1.25*113/113=0.44Mp,试验压力(I)为 0.44 Mpo (II)为 0.44 Mp2) 水压试验宜采用干净的自来水，水中cl-含量控制在不超 过 25mg/Lo3
