换热管与管板连接

概 述

泵做为将电子零件间热液体的部分热能传达给冷液体的热传导电子设备，在人们现实生活及石油、化工、动力、医药、原子武器和中核等行业中有著广为的应用领域。它可做为独立的电子设备，如冷却系统、凝汽器、冷却系统等；也可做为某些工艺技术电子设备的重要组成部分，如一些化工电子设备中的冷却系统等。

尤其在能源消耗使用量非常大的化工业中，泵在化工制造的热能互换和传达操作过程中是不可缺少的电子设备，在整个化工制造电子设备中也占据相当的比例。

泵从其功能上来看，一方面是保证工业操作过程对电介质所明确要求的某一环境温度，另一方面也是提高能源利用效率的主要就电子设备。按其内部结构形式主要就有机械式泵、Casiquiare式泵、一般来说管机械式泵和U形双管泵等等。其中除机械式泵外，其余三种属于红腺式泵。

虽然红腺式泵具备单位表面积上非常大的TE10G面积，而且TE10G效果好，同时具备内部结构厚实、适应能力强、锻造工艺技术成形等缺点，已正式成为最普遍使用的一类众所周知的泵。

红腺式泵中换纯铜与管板的相连

在红腺式泵中换纯铜和管板是泵MBean和壳程间的唯一天然屏障，换纯铜与管板间的相连内部结构和相连产品质量决定了泵的产品质量好坏和寿命，是泵锻造操作过程中非常重要的一个各个环节。

绝大多数泵的毁坏及失灵都发生在换纯铜与管板的相连足部，其相连接点的产品质量也直接影响着化工电子设备及器的安全安全性，因此对于红腺式泵中换纯铜与管板的相连工艺技术就正式成为了泵锻造产品质量海漆中最关键性的控制各个环节。现阶段在泵锻造操作过程中，换纯铜与管板的相连主要就有：冲压、胀接、胀接加冲压以及胶接加胀接等方式。

1.冲压

换纯铜与管板选用冲压相连时，虽然对管板加工明确要求较高，锻造工艺技术简单，有良好的气密性，并且冲压、外形检查、修理都很方便快捷，是现阶段红腺式泵中换纯铜与管板相连应用领域最广为的一类相连方式。在选用冲压相连时，有保证冲压接点气密性及抗拉脱强度的强度焊和仅保证换纯铜和管板相连气密性的密封焊。对于强度焊其使用性能有所限制，仅适用于振动较小和无间隙腐蚀的场合。

选用冲压相连时，换纯铜间距离不能太近，否则受热影响，焊缝产品质量不易得到保证，同时管端应留有一定的距离，以利于减少相互间的冲压应力。换纯铜伸出管板的长度要满足规定的明确要求，以保证其有效的承载能力。在冲压方式上，根据换纯铜和管板的材质可以选用焊条电弧焊、TIG焊、CO2焊等方式进行冲压。对于换纯铜与管板间相连明确要求高的泵，如设计压力大、设计环境温度高、环境温度变化大，以及承受交变载荷的泵、薄管板泵等宜选用TIG焊。

常规的冲压相连方式，虽然管子与管板孔间存在间隙，易产生间隙腐蚀和过热，并且冲压接点处产生的热应力也可能造成应力腐蚀和毁坏，这些都会使泵失灵。现阶段在国内中核、电力工业等行业使用的泵中，换纯铜与管板的相连已开始使用内孔冲压技术，这种相连方式将换纯铜与管板的端部冲压改为管束内孔冲压，选用全熔透形式，消除了端部焊的缝隙，提高了抗间隙腐蚀和抗应力腐蚀的能力，

其抗振动疲劳强度高，能承受高温、高压，冲压接点的力学性能良好；对接点可进行内部无损探伤，焊缝内部产品质量可得到控制，提高了焊缝的安全性。但内孔冲压技术装配较难，对冲压技术明确要求高，锻造和检验复杂，并且锻造成本相对较高。随着泵向高温、高压和大型化发展，对其锻造产品质量明确要求越来越高，内孔冲压技术将会得到更加广为的应用领域。

2.胀接

胀接是一类传统的换纯铜与管板的相连方式，利用胀管器械使管板与管子产生弹塑性变形而紧密贴合，形成牢固相连，达到即密封又能抗拉脱的目的。在泵的锻造操作过程中，胀接适用于无剧烈的振动，无过大的环境温度变化，无严重的应力腐蚀的场合。

现阶段选用的胀接工艺技术主要就有机械滚胀和液压胀接。机械滚胀胀接不匀，一旦管子与管板相连失灵再用胀管来修复十分困难；选用液袋式液压胀接由电脑控制操作，精度较高，并能保证胀接紧密程度均匀一致，相连的安全性比机械胀接要好。但对加工精度明确要求严格，对密布的接点要保证胀接成功也有一定困难，如果失灵再胀接修复也较为困难。

3.胀接加冲压

当环境温度和压力较高，且在热变形、热冲击、热腐蚀和液体压力的作用下，换纯铜与管板相连处极易被毁坏，选用胀接或冲压均难以保证相连强度和气密性的明确要求。现阶段广为选用的是胀焊并用的方式。胀接加冲压内部结构能够有效地阻尼管束振动对焊缝的损伤，可以有效地消除应力腐蚀和间隙腐蚀，提高了接点的抗疲劳性能，

从而提高了泵的寿命，比单纯胀接或强度焊具备更高的强度和气密性。对普通的泵通常选用贴胀%强度焊的形式；而使用条件苛刻的泵则明确要求选用强度胀%密封焊的形式。胀接加冲压按胀接与冲压在工序中的先后次序可分为先胀后焊和先焊后胀两种。

（1）先胀后焊胀接时使用的润滑油会渗透进入接点间隙，而它们对冲压裂纹、气孔等有很强的敏感性，从而使冲压时产生缺陷的现象更加严重。这些渗透进入间隙的油污很难清除干净，所以选用先胀后焊工艺技术，不宜选用机械胀接的方式。选用贴胀虽不耐压，但可以消除管子与管板管孔的间隙，所以能有效的阻尼管束振动到管口的冲压足部。

但是选用常规手工或机械控制的胀接方式无法达到均匀的贴胀明确要求，而选用由电脑控制胀接压力的液袋式胀接方式可方便快捷、均匀地实现贴胀明确要求。在冲压时，虽然高温熔化金属的影响，间隙内气体被加热而急剧膨胀，这些具备高温高压的气体在外泄时对强度胀的气密性能会造成一定的损伤。

（2）先焊后胀对于先焊后胀工艺技术，首要的问题是控制管子与管板孔的精度及其配合。当管子与管板管孔的间隙小到一定值后，胀接操作过程将不至于损伤冲压接点的产品质量。但是焊口承受剪切力的能力相对较差，所以强度焊时，若控制达不到明确要求，可能造成过胀失灵或胀接对冲压接点的损伤。

在锻造操作过程中，换纯铜的外径与管板管孔间存在着非常大的间隙，且每根换纯铜的外径与管板管孔间隙沿轴向是不均匀的。当冲压完成后胀接时，管子中心线必须与管板管孔中心线相重合，才能保证接点产品质量，若间隙非常大，虽然管子的刚性非常大，过大的胀接变形将对冲压接点产生损伤，甚至造成焊口脱焊。

4.胶接加胀接

选用胶接和胀接的工艺技术有助于解决泵中换纯铜与管板相连处经常出现的泄漏和渗漏的问题，重要的是根据被胶接件的工作条件正确选择胶接剂。在工艺技术实施操作过程中要结合泵的内部结构、尺寸选择好工艺技术参数，主要就包括固化压力、固化环境温度、胀紧力等，并在制造操作过程中严格进行控制。此工艺技术简单、易行、可靠，在企业的实际使用中已得到了认可，具备推广价值。

结 语

（1）在红腺式泵换纯铜与管板的相连方式中，单独选用常规的冲压或胀接都难以保证相连强度和对气密性的明确要求。

（2）选用胀接加冲压的方式有利于保证换纯铜与管板间的相连强度和气密性，提高泵的寿命。

（3）选用胶接加胀接的方式有助于解决换纯铜与管板相连时出现的泄漏和渗漏问题，工艺技术简单易行可靠。

（4）内孔冲压技术做为一类全熔透的冲压方式，抗间隙腐蚀和抗应力腐蚀的能力、抗振动疲劳强度、冲压接点的力学性能都很好；焊缝内部产品质量可得到控制，提高了焊缝的安全性，首先更适宜在高端产品中推广应用领域。