[发明专利]一种有效控制大型管板堆焊后管板平面度的方法

说明书

本发明属于机械设备加工技术领域，涉及一种有效控制大型管板堆焊后管板平面度的方法，在管板制造过程中，对管板待堆焊面进行预加工；所述预加工是将管板待堆焊面加工成“龟背”凸起形状，“龟背”凸起的中心高度mm：h=e×10^‑5×δ×r，式中：e×10^‑5表示预留加工系数，δ表示管板堆焊前厚度mm，r表示管板半径mm，其中e取值范围4.00‑5.00。本发明方法，通过精准控制管板堆焊预留量，有效控制管板堆焊后平面度。精加工后的管板“平面度”满足技术要求，从而可以保证管板与换热管的连接质量和大换热器（反应器）管板最终制造质量。

技术领域

本发明属于机械设备加工技术领域，涉及大型换热器（反应器）管板的制造装备，特别是一种有效控制大型管板堆焊后管板平面度的方法。

背景技术

大型换热器（反应器）管板的制造中，管板堆焊时，一般将管板装夹在大型变位器上，进行由内向外环形带极堆焊方法，这种堆焊方法的残余应力造成管板A面球面状下凹，发生堆焊面凹面变形，同时由于有堆焊层的管板在制造过程中，要经过多道制造环节，产生多种应力。为保证管板与换热管的连接质量和大换热器（反应器）管板最终制造质量，需要控制堆焊后管板平面度。

目前，控制堆焊后管板平面度最常用、最有效的方法是机械校平，但当管板直径较大时，机械校平的方法受限于企业装备能力，不太容易实现，且机械校平也存有一定风险隐患。

另一种控制堆焊后管板平面度的方法，是将两块管板叠置在一起以此来增加管板刚性，两块管板交替堆焊来互相抵消变形量。但是实践证明，这种方法操作繁琐，效果不理想，堆焊应力殘留较多。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，而提供的一种有效控制大型管板堆焊后管板平面度的方法。

本发明的技术思路是这样的：堆焊管板在堆焊会时会发生堆焊面凹面变形，这种凹面变形量的大小可以在加工时预留出来，所以要把管板加工面加工成凸面“龟背”形状，这个凸起量我们称之为堆焊预留量。从工程经验来看，堆焊管板制造过程中，管板平面度控制最为关键的点是管板堆焊前凸面堆焊预留量的控制。

申请人对堆焊后管板平面度的控制，通过理论和实践相结合的方法，在长期的实践中进行研究、分析、归纳、验证，提出了以精准控制堆焊预留量，来有效控制管板堆焊后平面度的技术方案。

本发明的主要技术方案：有效控制大型管板堆焊后管板平面度的方法，其特征是在管板制造过程中，对管板待堆焊面进行预加工；所述预加工是将管板待堆焊面加工成“龟背”凸起形状，“龟背”凸起的中心高度mm：h=e×10^-5×δ×r，式中：e×10^-5表示预留加工系数，δ表示管板堆焊前厚度mm，r表示管板半径mm，其中e取值范围4.00-5.00。

优选地，所述e取值范围4.50-4.70。

进一步优选地，e取值范围4.64。

一般地，根据材料特性，材料的强度越高，塑性变形抗力越大，变形量越小。相反材料的强度越低，塑性变形抗力越小，变形量越大，在常用的低碳钢和合金钢管板材料中，根据材料抗拉强度值，系数在4.00-5.00区间选取。

优选地，所述δ取值范围180mm～300mm。

优选地，所述r取值范围2000mm～4050mm。

优选地，所述管板的材质为低碳钢或合金钢。

采用本发明方法加工后的管板平面度小于6mm。

本发明方法，通过精准控制管板堆焊预留量，有效控制管板堆焊后平面度。精加工后的管板“平面度”满足技术要求，从而可以保证管板与换热管的连接质量和大换热器（反应器）管板最终制造质量。

附图说明