[发明专利]一种换热器管子-管板焊接拉脱力实验方法

说明书

本发明为一种换热器管子‑管板焊接拉脱力实验方法，属于焊接拉力实验技术领域，是针对现有实验方法导致实验准确率低、实验周期长和实验成本高的缺陷所提出，其包括制备试样、利用万能实验机的夹具分别对试样两端的管板进行夹持固定、启动万能试验机，使其夹具分别向两侧进行垂直拉伸运动，并逐渐提高拉力值，直至换热管产生屈服、断裂或焊缝断裂脱离时实验停止、获得实验拉力数值。本发明实验方法可有效提升测量成功率，减少实验次数，节约实验成本，同时也大大缩减了产品技术准备周期。

技术领域：

本发明属于焊接拉力实验技术领域，具体涉及一种换热器管子-管板焊接拉脱力实验方法。

背景技术：

目前，换热器产品在火电高压加热器、核电高压加热器及石化容器产品中被广泛应用，而换热器产品中都会涉及管子与管板的焊接。对管子与管板焊接结构的机械性能通常采用管子-管板焊接实验进行考察，该实验不仅要对焊接接头进行宏观检测和角焊缝焊脚尺寸检验，还需对管子与管板焊缝进行拉脱力实验，通过测量力值来验证管子与管板焊缝的结合强度。如图3所示，常用换热器产品中管子与管板的结构分为内缩式和伸出式两种，目前针对换热管的管子-管板焊接拉脱力实验在行业内和相关标准中尚无明确规定。如图4所示，现有拉脱力实验方法的实验过程为：首先将管子-管板焊接试样的一端采用管堵5与换热管2焊接牢固，另一端插入顶杆6，然后采用电子万能试验机对顶杆6施加压力，顶杆6传力于管板1与换热管2的焊缝结构处，随着压力载荷不断升高，换热管2会被顶杆6从管板1的管板孔中顶出脱落或换热管由于自身强度低于焊缝强度导致屈服，最终测量获得最大的压力值，完成测量。

现有换热管的管子-管板焊接拉脱力实验方法存在如下缺点：1、顶杆材料的强度经常小于管子-管板焊缝的强度，导致顶杆提前出现弯曲，导致测量不准确；2、由于顶杆外径小于换热管内径，在实验过程中顶杆易出现晃动导致压力不能垂直作用于顶杆，致使顶杆易弯曲，最终导致测量不准确；3、管堵与换热管的焊接质量无法保证，当管堵与换热管焊缝的强度低于管子-管板焊缝强度时，易导致管堵先脱离，导致测量不准确。由于以上因素导致目前管子-管板焊拉脱力实验过程能够进行测量的成功率低于60％，导致管子-管板焊拉脱力实验需要多次重复进行，增加了技术准备周期和实验成本。

发明内容：

本发明为克服现有实验方法导致实验准确率低、实验周期长和实验成本高的缺陷，提供了一种换热器管子-管板焊接拉脱力实验方法，该实验方法通过改变现有实验试样的固定方式，从而有效提高实验的准确率和实验效率。

本发明采用的技术方案在于：一种换热器管子-管板焊接拉脱力实验方法，具体步骤如下：

S1、制备试样：先准备两个管板和换热管，在两个管板上分别开设有管板孔，再将换热管的两侧分别插入管板的管板孔内并通过焊接实现固定；

S2、实验准备阶段：利用万能实验机的夹具分别对试样两端的管板进行夹持固定；

S3、实验阶段：启动万能试验机，使其夹具分别向两侧进行垂直拉伸运动，并逐渐提高拉力值，直至换热管产生屈服、断裂或焊缝断裂脱离时，实验停止；

S4、获得实验拉力数值。

优选地，如S1中所述每个管板的加工方法为：先通过电渣堆焊方式在管板一侧形成堆焊层，而后在管板上开设管板孔。

优选地，每个管板的堆焊层与换热管通过焊接实现固定，并在结合处形成焊缝。

优选地，所述换热管的两端均位于管板的管板孔内，且焊缝位于堆焊层与换热管的端部之间。

优选地，所述换热管的两端均从管板的管板孔内穿出，且焊缝位于堆焊层与换热管的侧壁之间。

本发明的有益效果是：