对空冷器管箱制作工艺的探讨

摘要：管箱是空冷器的重要组成部分之一，只有其制作符合相在规范及工艺的要求，才能切实提升空冷器的整体使用效率，创造较为理想的经是效益。下面就对空冷器管箱制作工艺进行深入探讨。

关键词：空冷器管箱制作管箱型式具体制作工艺分析

近年来，为了满足空冷器高压加氢装置的需要，我国的空冷器管箱制作工艺取得了较大发展。目前来看，我国空冷器高压管箱主要有锻焊型管箱和焊接型管两种结构型式。虽然型式结构不尽相同，但管箱的制作工艺大体一样，下面就空冷器高压管箱的制作工艺进行探讨。

1、空冷器高压管箱的主要型式

对于结构不同的高压空冷器管箱而言，其工作原理是相同的。当前我国常见的空冷器高压管箱型式主要有两种，具体如下所述。

1.1 锻焊型管箱

这种型式的管箱为一整块大锻件，流体通道用机加工而成，两端用端板封焊死，管箱流体通道孔横截面呈一圆形，受力情况较好，管箱组装较容易，需要的自动焊机种类少，焊接、无损检验的工作量也少。但是需要大型锻造设备和大型特殊加工机床来加工管箱流体通道孔，机加工工作量大，消耗材料多，材料利用率低，管箱重量大，造价高。

1.2 焊接型管箱

这种型式的管箱由顶板、底板、两个侧板及两个端板组焊而成。根据换热面积的大小，管箱的长度及宽度可以增加或减小，按需要可随意减薄或加厚管箱的顶、底、侧板及两个端板的厚度，管箱尺寸可制造得较大，如法国BTT公司为镇海石化总厂加氢装置生产的高压空冷器，管箱尺寸为3000x202，如果采用内隔板，宽度可以加宽到所需尺寸。这种型式的管箱不需要大型锻压设备，不需要大型机床加工管箱流体通道孔，消耗材料少，材料利用率高，重量轻，造价低。但是，这种结构的管箱，焊缝坡口加工、焊接及无损检验的工作量都大，管箱组装较麻烦。当管箱宽度尺寸较大时可在管箱内部设置加强板，以减小管箱顶板、底板、侧板的厚度，节省用材。然而加强板(或内隔板)与侧板的焊接、当管箱侧板与上、下板的四条主焊缝采用双面焊时需要特殊的内孔焊机。

2、空冷器管箱制作工艺分析

2.1 空冷器管箱制作前要做好领料工作

做好领料工作主要包括以下环节：一是，确保所领材料须具有合格质保书，标记齐全；二是，钢板表面不允许存在有裂纹、气泡、结疤、折叠和夹杂等缺陷。钢板不得有分层。如有上述表面缺陷，允许清理，清理深度从钢板实际尺寸算起，不得超过钢板厚度公差之半，并应保证钢板的最小厚度；三是，对于图样及标准规定进行超探的材料应检验并确保合格。

2.2 空冷器管箱制作的号料环节

(1)按图纸给出的尺寸分别对管箱顶底板、端板、管板、丝堵板（翅片管空冷）、长法兰条板（叠片空冷）、管箱盖板进行号料；(2)划线、号料时须预留约2mm的刨削余量，其长、宽号料允差为±1mm，对角线允差≤1.5mm；(3)号料后板面各项标记应齐全如产品编号，料板名称等。

2.3 空冷器管箱制作过程中标记的移植

(1)将包括材质、质保书自编号的标记分别标移到各板的中部，顶底板还需打上产品编号钢印，不锈钢、Cr-Mo钢、高强钢、低温钢材料表面不得打制钢印；(2)标移时需根据坡口加工面，选择标移在管箱外表面。

2.4 空冷器管箱制作过程中的具体下料方法

(1)不锈钢板下料采用数控等离子切割机放水切割，复合钢板下料可用普通等离子或数控等离子切割；(2)碳钢板下料采用数控或小车式氧－乙炔切割；(3)剪切、切割后相对于检查线偏差为±1mm并清除熔渣毛刺；(4)切割后应校平，要求表面直线度每米不大于2mm，全长范围内不大于总长的1.5/1000。

2.5 空冷器管箱制作过程中的坡口加工工艺

(1)坡口加工时尽量采用机械加工，坡口角度误差要求在±2.5°，坡口表面粗糙度要求在12.5μm以内；(2)如用半自动气割机加工坡口，在割制成型后必须用角向砂轮机打磨光洁，且U形坡口必须打磨成形，角度误差在±5°以内；(3)坡口加工后的板长、宽要充分考虑焊缝组对时的间隙；(4)接管先行加工坡口后，进行压扁加工。

2.6 空冷器管箱制作过程中的组对和焊接环节

(1)组对接管/法兰时需注意压扁的最长轴相对法兰螺孔跨中布置。

(2)叠片空冷法兰圈组对必须在有靠模的钢平台上进行，按焊接工艺进行施焊时也必须在不脱模的情况下进行，一面焊接完毕后，背面清根后焊接，焊后焊缝需按法兰圈形状打磨平整并校平；法兰圈焊缝需经RT检测。

(3)按管板、隔板、顶底板、端板、丝堵板（或法兰圈）的顺序分别在专用靠模上组对，整体组对完成后再行施焊，焊接时除严格遵守焊接工艺外，还需时刻观察焊缝背面的成型情况，不得有未焊透的缺陷存在。

(4)组对点焊固定时其焊点距离要求≤200mm。

(5)焊后对管箱长、宽、高及平面度的公差进行认真复查，严禁有超出图样规定的公差存在。

(6)组焊完管箱体后按图样划出各开孔位置线、切割线，经确认后开孔，开孔后必须清除熔渣毛刺。

(7)接管法兰密封面应与管箱顶底板平行，其允差≤2mm；管嘴（或凸台）应与管箱顶底板平行, 其允差≤1mm；接管法兰螺栓孔应与管箱中心线跨中，接管法兰伸出高度、两接管法兰中心线间距偏差应符合图纸要求。

(8)按焊工艺对接管角焊缝进行施焊，焊后仔细检查焊缝外观，要求外观质量达到公司优良标准，内部焊缝不得有未焊透的缺陷存在。

2.7 空冷器管箱制作过程中的热处理工艺环节

管箱所有焊缝焊接完毕并经检测检合格后，按热处理工艺进行热处理，热处理时不得采用现场包扎的方式，必须进炉热处理。热处理完毕后，经硬度检测合格后方能进行管板孔、法兰螺栓孔、丝堵板孔的加工。

2.8 空冷器管箱制作过程中金加工工艺的技术要求

(1)丝堵孔与管板孔的同轴度误差为≤0.5mm；(2)管箱上相邻两孔的中心距允差为±0.5mm，任意两孔中心距允差为±1mm；(3)管孔直径上偏差必须符合标准规定的上偏差要求；(4)丝堵孔的有效螺纹不允许有多于两扣的缺陷，否则需进行修补。修补孔不应相邻，累积缺陷孔数不应超过总丝堵孔数的5%；(5)管箱上所有密封面不允许有表面斑痕和贯通刻痕。

此外，在空冷器管箱制作过程中，如有对法兰端板管箱要求内表面镀Ni-P时，必须在管箱金加工完成后对内表面进行喷砂处理，且要保证其除锈等级在Sa2以上。