[实用新型]一种含爆炸复合层的对接焊管板及具有其的换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及热交换设备技术领域，特别是涉及一种含爆炸复合层的对接焊管板及具有其的换热器。

背景技术

管壳式列管换热器是应用最广泛的热交换器，一般由管束与壳体、管箱等组成。成排的高效换热管通过支持板支持，两端穿进管板的管孔中与管板相连接，保证接头的密封性和强度，即可组成一台管束，通过管束与管箱的隔板组合，可以把换热管分成几个流程，以便介质在换热管内来回流动，延长换热路程，增加换热时间，充分与管外的壳程介质换热。

如果换热管内是冷介质，换热管外是强制对流的烟气，则组成一个加热器，如果换热管内是热介质，换热管外是强制对流的空气，则组成冷却器，但两者均是换热器的一种。这种换热器制造工艺成熟，在换热设备中是关键的能耗设备，广泛应用于换热介质是中温中压及其以下的操作工况。

管板主体是一块圆饼状锻件，中间按一定的间距钻有很多圆孔，圆孔直径略大于换热管外径，换热管插入这些管孔中，换热管的端头与管孔边缘焊接密封，管板外圆周再与两侧的管程筒体、壳程筒体分别密封，即可把管程介质和壳程介质分离开，这样管程介质和壳程介质可以通过壁厚很薄的换热管进行热量交换。

目前随着石油资源的匮乏，对原油的炼制工艺上日益高温高压化以企充分利用资源，在高温高压工况下运行的管壳式列管换热器其主体材料一般是高等级铬钼钢，根据国家法规TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》、国家标准GB150-1998《钢制压力容器》、GB151-1999《管壳式换热器》的有关规定，管板属于主要受压元件，其材料属于高强度合金钢，合金元素含量较高，脆硬倾向和冷裂倾向较大，焊接时要考虑马氏体冷却速度不能太快，以免产生冷裂纹；另外，在焊后冷却过程中，热影响区易出现冷塑性的脆性组织，使硬度明显提高，塑性和韧性降低，低温冲击韧性也比较难保证，所以要严格控制焊后热处理的温度和时间。焊接过程中，应适当控制焊接线能量不能太大或过小，以免焊接接头易出现脆硬倾向而降低韧性。另外，还要严格控制预热温度和层间温度，防止冷裂纹的产生。

现有技术中，管箱与管板之间的密封结构一般是螺栓法兰的形式，不能用于高温高压工况。高温高压换热器管箱的理想结构为管箱和管板是由同一件大型锻件加工出来的一体化整体结构，管箱和管板之间没有薄弱的环焊缝，但是这种大锻件成本很高、加工成管箱的技术装备要求高，所以高温高压换热器管箱的常用结构为管箱与管板的一半结构为焊接固接，管箱与管板的另一半结构为螺栓法兰密封结构。管箱筒节与管板之间的焊接结构一般采用角接焊接密封或者搭接焊接密封，但是当管板同时需要复合一层耐腐蚀金属层时，一般只能采用传统的带极堆焊工艺，带极堆焊工艺技术存在如下问题：(1) 反复高温堆焊使管板毛坯凹凸变形，增加了调平工序和加工成本，能源耗损大； (2) 反复高温堆焊及调平对铬钼合金钢锻件的力学性能是严重的损伤，使硬度明显提高，塑性和韧性降低，低温冲击韧性也比较难保证；(3) 堆焊层质量难控制，只要堆焊层中存在细小的夹杂或气孔未被发现处理，介质就会滲进去对基体金属形成腐蚀，这些缺陷与堆焊操作水平、钢带的成分均衡性、钢带的几何尺寸均匀性、被堆焊件的几何形状均匀性等均有关系；(4) 第一层复合层的堆焊过程在一定程度上熔化了管板的基体金属，对管板的强度有所削弱，之所以要堆焊两层，其实两层的材质不完全一样，就是把第一层设计成基体金属和第二层之间的过渡层，避免第二层对基体金属的直接稀释，最有效的耐腐蚀层是第二层。总之，带极堆焊是一种熔化极电焊，成本高、辅助工序多、生产周期长、技术难掌握、堆焊质量较差的复合工艺。

发明内容

本实用新型的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种成本低、易操作、复合层焊接质量好的含爆炸复合层的对接焊管板。

本实用新型的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种成本低、易操作、复合层焊接质量好的换热器。

本实用新型的目的之一通过以下技术方案实现：

提供了一种含爆炸复合层的对接焊管板，包括管板基体，管板基体与其他部件对接焊的端面为焊接面，焊接面紧贴管板基体的内环面处设有轴向凸出的对接凸台，焊接面爆炸焊接有复合金属层。

其中，焊接面通过缓冲斜坡来连接对接凸台。

其中，焊接面与缓冲斜坡的连接处为圆滑的弧形。

其中，缓冲斜坡的坡面为圆锥面或者微球面。

其中，缓冲斜坡的倾斜角度小于45度。

其中，对接凸台远离管板基体的内环面的一侧设有环形的斜面，焊接面通过缓冲斜坡来连接斜面，缓冲斜坡和斜面在同一平面上。