对空冷器管束组装工艺的探讨

摘要：管束结构是空冷器的核心部件，空气横向掠过管束以冷却管内的热流体，达到换热的目的。因此，探讨进一步加强空冷器管速成组装工艺的措施，对提升空冷器整体质量意义非凡，值得深入探讨。

关键词：空冷器管束结构组装工艺具体措施

空冷却器是以空气为冷却介质的工业热交换装置，它广泛地应用在炼油、化工、电力等行业。空冷管束是空冷器的关键部件，设计合理，制造质量保证，是空冷器安全可靠运行的前提。

1、对空冷器管束结构的认识与分析

1.1 翅片管的支撑结构

空冷器的水平管束，翅片管排与排之间多采用波纹板进行支撑。在实际使用中，管束的外层翅片管容易振动，使得翅片管变形，影响传热效果和管束寿命，将支承结构改为用外层的两排翅片管固定，使之不能振动，中间的翅片管因受的翅片管重量作用，其振动相对最外层的翅片管要小，中间仍采用波纹板支承结构，这样的结构相对而言更加合理一些。

对干一湿联合式空冷的立放管束和斜式管束，采用波纹板结构支撑就不太理想。容易造成翅片管下垂、错位。用定距盒作为翅片管的支撑件可以使翅片管四周受力，防止翅片管下垂;事实上，由于翅片管累积误差及锈蚀，会使翅片管产生较大的挠度，给管子与管板的胀口施加一个附加力，严重时会使管与管板的胀口破坏，导致泄漏问题的发生。

针对上述支撑件存在的问题，参照管壳式换热器的折流板结构，用支撑板整块下料，几块支撑板叠起后与管板一次划线钻孔而成，这即保证了管孔的同心度，减少了制造穿管时的难度，同时，在每一支撑板孔中点焊一套筒，托起翅片，也能有效防止管子下垂和错位现象的发生。

1.2 翅片型式选择

目前翅片管的型式很多，最常用的有：I型简单绕片管、L型绕片管、LL型绕片管、镶嵌翅片管、双金属轧片式翅片管、椭圆翅片管等几种，其结构各有优势。目前看来，与其它翅片型式比较而言，双金属轧片式翅片管经过轧制，内、外管子结合紧密，不仅显著提高传热效率，且不会造成碳钢管子表面的间隙腐蚀。同时还具有翅片牢固，不易变形，可用高压水、高压蒸汽清垢的优点。因此，综合比较来看，选用双金属轧制翅片管的综合效益还是最优的。

2、空冷器管束组装的具体工艺流程探讨

2.1 做好空冷器管束组装前的准备工作

准备工作主要是领料和验收，具体则应注意以下几个环节：一是核对质保书与到货管子是否相符；二是对于翅片管需检查翅片两端有防止翅片松动的管箍，翅片总长度是否符合图样和标准要求。要求按图样尺寸两管板之间每根翅片管上无翅片部分的总长度不应超过管板厚度的1.5倍；三是检查翅片缠绕质量，要求翅片无裂纹、磕碰和倒塌等缺陷，翅片的连接焊缝数量应符合标准规定，翅片接头距离管端及翅片接间的距离是否大于1.5m；四是检查翅片管每米管长翅片数量，要求相同批的翅片数量差距在0.5%以内；五是用外径千分尺测量基管直径偏差，要求其偏差在工艺准许范围内；六是注意叠片空冷需检查到货管子外表的锈蚀情况、管子直线度(0.05%)、管子椭圆度(要求≤0.1mm)、叠片孔径(比管子外径大0.3-0.4mm)；要求叠片冲孔方向和方位与图样相同等问题；最后，对侧梁内侧、管箱、上下支梁、上下防风挡板等部位应在组装前按图样要求油漆完毕。

2.2 注意管子、管孔除锈工作

翅片管两端基管外表面需除锈至露出金属光泽，不得有锈痕。除锈后的管端圆度为≤0.1mm，管端外径尺寸下偏差要符合相关技术要求；叠片空冷管子下料时应比图样尺寸长200-300mm，管子应整根采用机械抛光清除毛刺、锈蚀及油污等直至露出金属光泽，管子表面不得有锈痕，除锈后的管子外径与叠片孔径的差距应在0.3-0.4mm之间；管板孔内的毛剌、铁屑、锈蚀、油迹必须清理干净。

2.3 空冷器的组装

空冷器组装环节的具体工艺措施如下：

(1)组装用支架架子上平面调整至同一平面，宽度按空冷器两侧梁外侧宽度加5mm定位；(2)将两侧梁放在架子上，连接下支梁、下挡风梁；(3)将固定管箱及浮动管箱分别安装到位，管箱垂直度允差0.5mm，两者间距允差2mm，对角线允差5mm,检查合格后固定在侧梁上；浮动管箱安装到位后要求有不少于15mm的活动间隙；(4)翅片管空冷器管子从两管箱之间插入管子，管子穿入管板后要求有相对于管板内表面1±0.5mm的高度差；(5)叠片空冷穿管前用镀锌钢板弯制一长度为支撑梁单跨长度的L型胎具，在此胎具上按图样要求放置叠片和支撑板，从管板处按每组管子的数量穿入管子；组与组之间叠片数量每米允许误差为0.5%，叠片穿入管子后要求叠片之间的距离仅为叠片穿管孔的台阶高度；(6)穿管时采用电动胀管器的电动头边转动管子边穿入，穿入过程中应避免擦伤叠片并保证各档支撑板位置一致，使管子、叠片重量通过支撑板作用于下支梁；(7)穿入端管口伸出管板长度控制在1±0.5mm左右，另一端留出足够的长度。

2.4 管子-管板的连接

管子-管板的连接宜采用密封焊加强度胀结构进行，由于空冷器管板厚度无法满足液压胀要求，因此胀接时均采用机械胀，连接顺序均为先焊后胀；翅片管空冷器管子-管板接头应采用电弧焊连接后再强度胀接，胀接时不能在一根管子的两头同时胀接。；叠片空冷的管子-管板连接则应先焊接一端的管子-管板接头，而另一端处于自由状态。

2.5打弹子

叠片空冷器的传热效率决定于叠片与管子的接触情况，为确保其传热效率管子与叠片之间必须紧密接触，其配合要求为过盈配合，为此需对换热管进行整体胀管处理。胀管采用比管子内径大0.5～0.6mm的钢球，利用如左图所示的打压接头将钢球通过整根管子，以使管子扩大；通球前应先在已焊接的一端管内喷入一定的机油，然后先将弹子压入管内一段距离，再用聚四氟生料带缠绕的外径略大于管子内径的柱状密封体塞入管内，随后将打压接头塞入管内，最后用液压泵打压使钢球通过管子从而使管子胀大。打弹子结束后对叠片空冷的另一端进行平头焊接，再用机械胀管器胀接两端的管子-管板接头。

2.6 其它附件的安装

安装防风挡板等其它零部件，铭牌支架安装于固定管箱上表面中部；安装管箱盖板时注意检查密封面，盖板槽内及螺栓螺纹涂二硫化钼脂；管箱盖板外表面在安装前按图样要求油漆完毕；空冷器管束组装完成后需对其翅片或叠片进行有效的保护，若要在其上作业时必需垫上薄的镀锌钢板，管束在外委进行内部防腐加工前需在叠片上安装好防踩钢板网。