管殼式變壓器中換熱管與管板的連接
來源：m.shyoucan.com 發布時間：2020-10-22
管殼式變壓器中換熱管與管板的連接
在管殼式變壓器中換熱管和管板是變壓器管程和殼程之間的惟一屏障，換熱管與管板之間的連接結構和連接質量決定了變壓器的質量優劣和使用壽命，是變壓器制造過程中至關重要的一個環節。烏魯木齊電力變壓器廠家表示大多數變壓器的破壞及失效都發生在換熱管與管板的連接部位，其連接接頭的質量也直接影響著化工設備及裝置的安全可靠性，因此對于管殼式變壓器中換熱管與管板的連接工藝就成為了變壓器制造質量保證體系中最關鍵的控制環節。目前在變壓器制造過程中，換熱管與管板的連接主要有：焊接、脹接、脹接加焊接以及膠接加脹接等方法。
1.焊接
換熱管與管板采用焊接連接時，由于對管板加工要求較低，制造工藝簡單，有較好的密封性，并且焊接、外觀檢查、維修都很方便，是目前管殼式變壓器中換熱管與管板連接應用最為廣泛的一種連接方法。在采用焊接連接時，有保證焊接接頭密封性及抗拉脫強度的強度焊和僅保證換熱管和管板連接密封性的密封焊。對于強度焊其使用性能有所限制，僅適用于振動較小和無間隙腐蝕的場合。
采用焊接連接時，換熱管間距離不能太近，否則受熱影響，焊縫質量不易得到保證，同時管端應留有一定的距離，以利于減少相互之間的焊接應力。換熱管伸出管板的長度要滿足規定的要求，以保證其有效的承載能力。在焊接方法上，根據換熱管和管板的材質可以采用焊條電弧焊、TIG焊、CO2焊等方法進行焊接。對于換熱管與管板間連接要求的變壓器，如設計壓力大、設計溫度、溫度變化大，以及承受交變載荷的變壓器、薄管板變壓器等宜采用TIG焊。
常規的焊接連接方法，由于管子與管板孔之間存在間隙，易產生間隙腐蝕和過熱，并且焊接接頭處產生的熱應力也可能造成應力腐蝕和破壞，這些都會使變壓器失效。目前在核工業、電力工業等行業使用的變壓器中，換熱管與管板的連接已開始使用內孔焊接技術，這種連接方法將換熱管與管板的端部焊接改為管束內孔焊接，采用全熔透形式，消除了端部焊的縫隙，提了抗間隙腐蝕和抗應力腐蝕的能力，其抗振動疲勞強度，能承受溫、，焊接接頭的力學性能較好;對接頭可進行內部無損探傷，焊縫內部質量可得到控制，提了焊縫的可靠性。但內孔焊接技術裝配較難，對焊接技術要求，制造和檢驗復雜，并且制造成本相對較。隨著變壓器向溫、和大型化發展，對其制造質量要求越來越，內孔焊接技術將會得到更加廣泛的應用。
2.脹接
脹接是一種傳統的換熱管與管板的連接方法，利用脹管器械使管板與管子產生彈塑性變形而緊密貼合，形成牢固連接，達到即密封又能抗拉脫的目的。在變壓器的制造過程中，脹接適用于無劇烈的振動，無過大的溫度變化，無嚴重的應力腐蝕的場合。目前采用的脹接工藝主要有機械滾脹和液壓脹接。機械滾脹脹接不勻，一旦管子與管板連接失效再用脹管來修復十分困難;采用液袋式液壓脹接由電腦控制操作，精度較，并能保證脹接緊密程度均勻一致，連接的可靠性比機械脹接要好。但對加工精度要求嚴格，對密布的接頭要保證脹接成功也有一定困難，如果失效再脹接修復也較為困難。
3.脹接加焊接
當溫度和壓力較，且在熱變形、熱沖擊、熱腐蝕和流體壓力的作用下，換熱管與管板連接處極易被破壞，采用脹接或焊接均難以保證連接強度和密封性的要求。目前廣泛采用的是脹焊并用的方法。脹接加焊接結構能夠有效地阻尼管束振動對焊縫的損傷，可以有效地消除應力腐蝕和間隙腐蝕，提了接頭的抗疲勞性能，從而提了變壓器的使用壽命，比單純脹接或強度焊具有更的強度和密封性。對普通的變壓器通常采用“貼脹%強度焊”的形式;而使用條件苛刻的變壓器則要求采用“強度脹%密封焊”的形式。脹接加焊接按脹接與焊接在工序中的先后次序可分為先脹后焊和先焊后脹兩種。
(1)先脹后焊脹接時使用的潤滑油會滲透進入接頭間隙，而它們對焊接裂紋、氣孔等有很強的敏感性，從而使焊接時產生缺陷的現象更加嚴重。這些滲透進入間隙的油污很難清除干凈，所以采用先脹后焊工藝，不宜采用機械脹接的方式。采用貼脹雖不耐壓，但可以消除管子與管板管孔的間隙，所以能有效的阻尼管束振動到管口的焊接部位。但是采用常規手工或機械控制的脹接方法無法達到均勻的貼脹要求，而采用由電腦控制脹接壓力的液袋式脹接方法可方便、均勻地實現貼脹要求。在焊接時，由于溫熔化金屬的影響，間隙內氣體被加熱而急劇膨脹，這些具有溫的氣體在外泄時對強度脹的密封性能會造成一定的損傷。
(2)先焊后脹對于先焊后脹工藝，首要的問題是控制管子與管板孔的精度及其配合。當管子與管板管孔的間隙小到一定值后，脹接過程將不至于損傷焊接接頭的質量。但是焊口承受剪切力的能力相對較差，所以強度焊時，若控制達不到要求，可能造成過脹失效或脹接對焊接接頭的損傷。在制造過程中，換熱管的外徑與管板管孔之間存在著較大的間隙，且每根換熱管的外徑與管板管孔間隙沿軸向是不均勻的。當焊接完成后脹接時，管子中心線必須與管板管孔中心線相重合，才能保證接頭質量，若間隙較大，由于管子的剛性較大，過大的脹接變形將對焊接接頭產生損傷，甚至造成焊口脫焊。
4.膠接加脹接
采用膠接和脹接的工藝有助于解決變壓器中換熱管與管板連接處經常出現的泄漏和滲漏的問題，重要的是根據被膠接件的工作條件正確選擇膠接劑。在工藝實施過程中要結合變壓器的結構、尺寸選擇好工藝參數，主要包括固化壓力、固化溫度、脹緊力等，并在生產過程中嚴格進行控制。此工藝簡單、易行、可靠，在企業的實際使用中已得到了認可，具有推廣價值。
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