胀接管道管端退火工艺

中图分类号：TK229文献标识码：A 文章编号：

概述：在锅炉安装过程中，锅炉受热面管子与锅筒之间的组装是其中一项很关键的工序，连接方法一般采用胀接，而胀接过程中管端退火又是保证胀接质量的关键，是采取胀接方式连接时所进行的必要工艺措施，下面简单叙述一下施工过程中总结出来的管端退火工艺。

原理：因为轧制管子的钢锭化学成分不均匀及轧制过程中常在较低温度下停轧，造成管子内部组织分布不均匀，呈现出显著的带状组织，在此情况下机械性能常在同一根管子上分布不均匀，塑性也随之不同。一般锅炉的锅筒孔壁硬度要大于HB50。但当管子材料的硬度比孔壁小时，胀管时管子容易胀大，抗拉力会大大降低，为使管端的硬度和塑性达到胀接要求，进一步调整机械性能，做到既不降低强度，又使塑性满足要求，胀后不产生裂纹等，在一般情况下要求对管端进行退火处理。一般退火长度不小于100mm。因此必须根据管子及孔壁硬度测试数据来决定是否需要退火。当现场测试管端硬度大于或等于孔壁硬度时或管端硬度大于HB170时，必须进行退火处理。

常用的几种退火方法比较

管端退火的方法有以下几种：

用含硫磷极少的燃料，如木炭、焦炭加热炉直接加热法。

电感应加热法

远红外加热法

铅浴加热法

火焰烘热法

焦炭炉直接加热法，由于其火焰直接接触管端，容易使管端氧化；并且温度计显示为火焰温度而不是管子温度，温度不宜测量准确并且升温降温难以迅速控制。电感应加热法和远红外加热法对操作环境要求高并且成本较大，现场施工时一般不采用。铅浴加热法虽然操作简单、易于掌握且退火质量好，但退火用铅要求纯度高且有毒易挥发，容易铅中毒，给施工人员身体造成伤害。乙炔焰烘热法是综合借鉴以上四种退火加热方法的优点，逐步消除各项不足，通过多次实验而逐渐形成的退火工艺。其特点为：加热均匀温度稳定，管端不与火焰接触不会被氧化；温度测量准确、升温降温易于控制；施工操作简单、退火速度快、费用小。

三、现推荐的方法：火焰加热法，其具体操作如下：

⑴烘热箱的制作。箱体用料选用δ=20碳钢板制作成长方体。宽度以500mm为宜，一面开口作为管子码放端，另一面封堵作为燃烧室。长度和高度可根据管子直径和管子数量自行确定。一般为了提高效率，制作两个烘热箱，交替使用。箱体尺寸详见附图。

⑵热源的设置。以乙炔焰为热源，使用中号或大号烤把为燃烧器，不配置氧气在燃烧室中横向喷射自然燃烧。箱体底部开有助燃孔，根据烤把大小和燃烧快慢确定助燃孔通空气或是氧气助燃。燃烧器孔和助燃孔的布置见附图。

⑶温度测量装置的设置。选用量程0℃~1000℃热电偶温度计，热电偶瓷管外套一节相应规格而且一段封堵的钢管作为保护。热电偶安放位置如附图所示。将热电偶的毫伏计调校准确用补偿线或补偿器加导线跟热电偶连接，远离热源放置。

⑷管子的码放。管子一般以水平布置10根垂直布置5根为宜，间距10mm左右。管端进入箱体200mm左右。

⑸点火加热和温度的控制。点燃燃烧室布置的四个烤把，观察热电偶的毫伏计，通过调节燃烧气和助燃气的流量来使毫伏计的示数缓慢上升，平均温升不超过15℃/分钟，当升温到600 ~650℃时，调整燃烧气流量，使温度保持10~15分钟，然后熄灭燃烧火焰使其自然冷却。

四、选用火焰烘热法退火时注意事项：

烘热箱的长度和高度要根据管径的大小和火焰温度确定，必要时烘热箱各面需要以硅酸铝纤维板保温，以保证升温速度和达到需要温度。

退火管子应根据管排分批堆放，管端内外脏物应清理干净，如管内潮湿，应进行预热烘烤。

退火管子的另一端应用木塞或纸团封堵，以防止管内空气流动引起骤冷，影响退火制冷质量。

控制退火升温温度，平均温升不超过15℃/分钟，以避免迅速升温对管子内部结构的影响。

当升温到600 ~650℃时，调整燃烧气流量，使温度保持10~15分钟后在熄灭燃烧火焰，需静待箱体内温度自然冷却至100℃左右时方能将管子取出，不得退火后直接将管子从烘热箱中直接取出，以免影响退火质量。

不得将烘热箱温度加热到700℃，以免降低管子金属的抗拉极限，影响胀接头的胀接强度。

附页：管子火焰烘热法退火示意图

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。