不銹鋼波紋管換熱器的制造工藝流程介紹波紋管換熱器是一種新型的強化傳熱節能型高效換熱設備,它是在傳統的列管式換熱器的基礎上,應用強化傳熱理論,對傳統的各類換熱器的突破,具有換熱效率高、耐腐蝕、不易結垢、運行安全平穩等優點,在相同換熱面積的情況下,波紋管換熱器的換熱量是管殼式換熱器的2～3倍。
    1　制造工藝
    1.1　波紋管的對接購買的波紋管為定型管,一般不需要對接,但在驗收過程中發現有的換熱管有劃痕,可能是裝卸過程中不小心造成的。如將上述有缺陷的換熱管都剔除,會造成總換熱管數量不夠,因此采用將換熱管缺陷部位鋸掉后,重新拼接的辦法。但這樣做又出現以下兩個問題:一是組對后應保證波距不變;二是使用的波紋管厚度只有08ｍｍ或1ｍｍ,焊接時極易造成燒穿、晶粒粗大等缺陷。前者采用先測量波距,考慮鋸口及偏差后,在波峰處鋸開,重新組對。為解決焊接問題,用手工鎢極氬弧焊進行了多次試驗,最后確定采用以下規范進行焊接:焊接電流35～50Ａ,焊接速度2～25ｍｍ/ｓ,氬氣流量4～6Ｌ/ｍｉｎ,管內氬氣3～4Ｌ/ｍｉｎ,焊絲Ｈ0Ｃｒ20Ｎｉ10Ｔｉ(10ｍｍ),對接間隙為0。焊接后經100%Ｘ射線檢測,全部達到ＪＢ473094Ｉ級要求。對接后的管子逐根進行水壓試驗,全部合格。
    1.2　波紋管與短接頭的焊接由于管板與波紋管厚度相差懸殊,為使波紋管與管板能很好地熔合,同時波紋管能順利地穿過管板和折流板,須在波紋管的端部加一段與波紋管波峰外徑相同的短管,該短管采用普通不銹鋼管,其與波紋管的焊接是另一個難題。波紋管的厚度一般為08～1ｍｍ,而短接頭的厚度為25～3ｍｍ,厚度相差較大。兩者對接焊時,電弧對兩側加熱效果不一樣,一側未熔化,另一側可能已燒穿,熔池也會偏向一側造成未熔合,影響到換熱管的安全使用。針對這種情況,采用在厚的短管側進行削邊,削出墊板,插入波紋管內。這樣,既保證了組對后的同軸度,又解決了不等厚管的焊接問題。焊接采用手工鎢極氬弧焊,焊接電流45～50Ａ,焊接速度27～32ｍｍ/ｓ,不填充焊絲,對接間隙05ｍｍ。焊后經100%Ｘ射線探傷,全部達到ＪＢ473094Ｉ級要求。管子經逐根水壓試驗,全部合格。
    1.3　焊接接頭試壓不論是波紋管對接接頭,還是波紋管與短接頭的焊縫,都應進行水壓試驗,試驗壓力為換熱器設計壓力的2倍。試壓時,在試壓工裝上加墊橡膠板,防止不銹鋼波紋與鐵離子接觸。試壓采用軟水,Ｃｌ-濃度控制在25×10-6以下,試壓完后及時用壓縮空氣吹凈存水。試壓后的波紋管用麻袋片包裹好,碼放在墊有橡膠板的枕木上。
    1.4　波紋管在折流板內磨損的問題由于波紋管為薄壁不銹鋼管,表面輕微的劃碰或磨損都將破壞波紋管表面的鈍化膜,使管壁耐腐蝕性能下降,且因壁薄,與折流板間的摩擦將大大縮短波紋管的使用壽命。而管壁與折流板孔間的摩擦在設備運行當中不可避免,溫度、壓力的變化及設備振動引起的摩擦、磨損都較直管嚴重。為此,有的廠家采取加厚折流板的方法,使波峰位于折流板管孔中,這樣可能會避免波峰與孔端棱角的摩擦,但不能避免波峰與孔壁的摩擦,長期的振動引起的摩擦必然會引起波紋管的嚴重磨損,而且在組裝穿管時,也可能引起管壁的尖銳劃傷。也有的廠家采用在波紋管波峰處加鋼管套。鋼管套為薄壁不銹鋼管,內徑與波紋管波峰外徑基本一樣,管長稍大于波距,與波紋管波形同時加工,這樣可避免波峰與折流板孔直接接觸,有利于延長波紋管的使用壽命。但這種方法對安裝要求較高,管套的間距和與波紋管的配合間隙都難以控制,且仍然不能避免套管與波紋管及套管與折流板間的摩擦。經過反復試驗,決定在折流板管孔中鑲裝厚度為1ｍｍ的薄壁聚四氟乙烯套(圖2)。聚四氟乙烯套的一端凸臺加工成錐形,以便使聚四氟乙烯套能順利鑲嵌在折流板的管孔內,鑲裝完畢后,聚四氟乙烯套管孔直徑及偏差應符合ＧＢ1511999的相關要求。由于聚四氟乙烯的材質柔軟,與波紋管接觸時,避免了波紋管摩擦受損,同時也降低了成本,確保了波紋管的安全和使用壽命。
    1.5　波紋管管束的組裝與組裝普通列管式換熱器管束相比,波紋管管束的組裝應注意以下幾點:
    (1)波紋管堆放應加墊橡膠板;
    (2)穿管前檢查清理管板孔內的毛刺和鐵屑,以防劃傷和污染管束;
    (3)組裝時,焊機二次線和地線應徹底絕緣,地線的搭設位置應合理,防止與管束打火,氣割作業時應有防止熔渣燙壞波紋管的措施;
    (4)組裝時應及時檢查波紋管與聚四氟乙烯套的間隙大小,波峰是否在聚四氟乙烯套內;不得強力組裝,必要時,只能用木塊輕輕敲擊。
    1.6　其他加工要求波紋管短接頭與管板的焊接采用手工鎢極氬弧焊,填充材料與焊接參數根據管板和換熱器的材質而定。換熱器管、殼程的試壓及酸洗鈍化與普通列管式換熱器基本相同。
    2　波紋管的驗收目前,國家尚無波紋管驗收方面的標準,為此,我們在查閱有關資料的基礎上,制定了如下的驗收標準。
    (1)波紋管管坯材料應符合ＧＢ/Ｔ1497694及《容規》第二章的有關規定。
    (2)波谷外徑偏差:±020ｍｍ,波峰外徑偏差:0～10ｍｍ。
    (3)波距偏差:±10ｍｍ,直線度偏差:≤25ｍｍ/ｍ。
    (4)長度偏差:0～15ｍｍ。
    (5)波紋管出廠前應逐根進行水壓試驗,試驗壓力為換熱器設計壓力的2倍。以上要求均應在波紋管供貨合同中注明。
    3　結　語
    (1)選用手工鎢極氬弧焊,采用合理的焊接規范是保證波紋管焊接接頭質量的關鍵。
    (2)波紋管兩端加短接頭,可解決薄壁波紋管與管板接頭的焊接問題。
    (3)通過在折流板的管孔上鑲裝聚四氟乙烯套,成功地解決了波紋管在折流板管孔內易磨損的問題