一、概述
隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)換熱器生產(chǎn)要求越來(lái)越高，在高溫、高壓、易燃、易爆及強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的工況條件下，對(duì)脹管的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)落后的機(jī)械脹接工藝已不能滿足要求，為了減少換熱器管子和管板脹接部位的泄漏，消除換熱器與折流板之間的間隙，從根本上解決磨蝕、噪音以及管端焊縫的疲勞裂紋等問(wèn)題，我公司于1996年在國(guó)內(nèi)率先成功研發(fā)出液壓脹接技術(shù)，并迅速在石化系統(tǒng)得到了推廣應(yīng)用。應(yīng)用本技術(shù)可以對(duì)多種規(guī)格、多種材料的換熱器進(jìn)行可靠的脹接，特別適用于對(duì)厚管板和大口徑管換熱器的脹接。用本技術(shù)制造的換熱器，脹接質(zhì)量均勻可靠，無(wú)腐蝕、無(wú)污染，具有較長(zhǎng)的使用壽命和較低的故障率，而且脹接操作簡(jiǎn)單，脹接速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度非常低，極大縮短了制造或維修時(shí)間，減少設(shè)備的停產(chǎn)損失，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。
目前，我公司所研發(fā)的液壓脹接技術(shù)已在石化、電力、鍋爐、核電、制冷等領(lǐng)域換熱器制造中得到了廣泛的應(yīng)用，極大的提高了我國(guó)換熱器設(shè)備質(zhì)量和生產(chǎn)效率。公司與中國(guó)石油及中國(guó)石化旗下化工機(jī)械企業(yè)、張家港化工機(jī)械股份公司等國(guó)內(nèi)化工機(jī)械龍頭企業(yè)建立了長(zhǎng)期的合作關(guān)系，Linda、THT、GEA等外資企業(yè)也選擇了與通明合作。我公司最新研發(fā)的高壓液壓脹管機(jī)，關(guān)鍵部件采用進(jìn)口元件，增壓迅速，系統(tǒng)穩(wěn)定，工作高效，脹接質(zhì)量均勻可靠，用我公司產(chǎn)品制造的換熱器符合出口德國(guó)等歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求?！巴鳌迸埔簤好浌軝C(jī)經(jīng)歷了近20年的市場(chǎng)考驗(yàn)和公司的不斷努力改進(jìn)，產(chǎn)品為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。
二、技術(shù)原理
我公司研發(fā)的液壓脹接技術(shù)所用脹桿由高強(qiáng)度合金鋼芯桿和耐高壓進(jìn)口彈性橡膠組成，一體化設(shè)計(jì)，不需使用密封件即可以承受超高壓力，使用方便，工作效率高，工作原理如圖所示，它是利用脹管機(jī)提供的高壓液壓壓力施加于耐高壓彈性橡膠體產(chǎn)生的徑向壓力將管子脹接于管板上，當(dāng)超高液壓壓力通過(guò)高強(qiáng)度合金芯桿進(jìn)入耐高壓彈性橡膠體時(shí)，耐高壓彈性橡膠體產(chǎn)生徑向壓力,該壓力足以使管子材料發(fā)生塑性變形,從而實(shí)現(xiàn)管子與管板間的脹接。
三、特點(diǎn)
1．可以對(duì)15-500mm厚度管板進(jìn)行全厚度一次性均勻脹接；
2．?dāng)?shù)字化自動(dòng)控制，脹接壓力可精確設(shè)定，操作簡(jiǎn)單，脹接質(zhì)量可靠；
3．液壓系統(tǒng)集成化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)不漏油；
4．可以對(duì)內(nèi)螺紋管或有縫焊接管進(jìn)行脹接；
5．脹接后的換熱管殘余應(yīng)力低，有效防止間隙腐蝕，不易受應(yīng)力腐蝕；
6．換熱器脹接后軸向不拉長(zhǎng)而稍有收縮，降低設(shè)備運(yùn)行噪音；
7．對(duì)換熱管尺寸精度要求低，管子內(nèi)孔誤差大，現(xiàn)場(chǎng)可適當(dāng)調(diào)整；
8．脹接處無(wú)污染，先脹后焊不受影響；
9．可脹接銅、碳鋼、不銹鋼、雙相鋼、鈦合金、復(fù)合材料等；
10．操作手柄僅重1.5kg，單人可連續(xù)快速脹接；
11．耐高壓進(jìn)口橡膠脹袋抗疲勞性強(qiáng)，平均使用壽命100次以上/支；
12．一體化設(shè)計(jì)的易損件—脹桿，更換簡(jiǎn)單；
13．勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)效率高，每臺(tái)設(shè)備每班可脹接2000個(gè)以上管孔。
四、技術(shù)參數(shù)
| 項(xiàng)目 | 單位 | GYZJ-280C |
| 最高額定脹接壓力 | Mpa | 250 |
| 最高試驗(yàn)脹接壓力 | Mpa | 280 |
| 脹接速度 | 次/min | 4-6 |
| 脹接管內(nèi)徑范圍 | mm | ≥10 |
| 脹接管板厚度 | mm | ≥15 |
| 脹接管壁厚度 | mm | ≥0.5 |
| 脹管系數(shù) | 外徑/內(nèi)徑 | ≤1.35 |
| 脹接介質(zhì) | 乳化液或水 | |
| 單機(jī)操作人數(shù) | 人 | 1 |
| 脹頭接口 | mm | M10x1 |
| 整機(jī)重量 | Kg | 400 |
| 操作手柄重量 | Kg | 2 |
| 外型尺寸 | mm | 1050x850x600 |
| 輸入功率 | KW | 3 |
| 電源 | VAC | 380V/50Hz |
| 管板孔粗糙度 | 6.3 | |
| 強(qiáng)度脹開(kāi)槽寬度 | mm | 8-10-8或9-10-9 |
五、脹接壓力計(jì)算及選取
根據(jù)管板管子材料及脹接幾何參數(shù)等實(shí)際狀況，可按下式計(jì)算脹接壓力：
1. 管子殘余接觸應(yīng)力可由下式計(jì)算
Pc= (1-2C) Pi-σstlnkt (1)
其中C=1/{kt2(1-Ut)+1+Us+Et[(kt2-1)/Es(ks2-1)][1- Us+ ks2(1+ Us)]}
由上式可以看出，當(dāng)管子與管板材料及管孔結(jié)構(gòu)尺寸給定時(shí)，C為定值。
2.若f為管子外表面和管板孔之間的摩擦系數(shù)，[q]為許用拉脫力，，對(duì)于貼脹取[q]=2MPa,強(qiáng)度脹[q]=4MPa,殘余接觸應(yīng)力應(yīng)滿足
Pc≥[q]/f (2)
將上式代入式（1）中，可知脹接壓力許用值應(yīng)滿足如下關(guān)系
[Pi] ≥{[q]/f+σstlnkt}/(1-2c) (3)
3.最大脹接壓力為管板內(nèi)壁發(fā)生屈服時(shí)的壓力，即
Pimax=σstlnkt +σsplnks （4）
因此，脹接壓力的選取范圍為
σstlnkt +σsplnks≥[Pi] ≥{[q]/f+σstlnkt}/(1-2c) （5）
符號(hào)說(shuō)明
Es、Et—管板、管子材料的彈性模量，Mpa；
σsp、σst—管板、管子材料的屈服應(yīng)力，Mpa；
Us、Ut—管板、管子材料的泊松比；
C—管子與管板的材料與結(jié)構(gòu)系數(shù)；
kt、ks管子、管板單管模型的徑比，kt=do/ di、ks=Do/ DI;
常規(guī)管板和管子可參照我公司經(jīng)過(guò)多年模擬試驗(yàn)得出的最佳脹接壓力參考值，當(dāng)采用特殊規(guī)格換熱管時(shí)可以先理論計(jì)算，然后通過(guò)模擬試驗(yàn)，確認(rèn)其貼脹及強(qiáng)度脹的適宜壓力范圍，以保證脹接的可靠性。
強(qiáng)度脹需滿足開(kāi)槽要求：槽寬8-10mm。因材質(zhì)、批次、槽寬等不同，脹接壓力可根據(jù)試脹后檢查“凹陷”程度進(jìn)行調(diào)整；
常規(guī)管板和換熱管液壓脹接壓力參考值(單位：Mpa)
六、現(xiàn)場(chǎng)使用情況
