[发明专利]油浆蒸汽发生器换热器管束及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油浆蒸汽发生器换热器管束及其生产方法，属于化工设备技术领域。

背景技术

油浆蒸汽发生器换热器是石油炼化企业催化裂化装置中的关键设备之一。传统的油浆蒸汽发生器换热器是根据GB151标准设计制造的，由于GB151标准中对于管板的剖口及与换热管连接形式规定较为笼统，适用范围广，对于中压高温且管壳程温差较大的油浆蒸汽发生器的管束没有规定特殊的要求。此类设备在投入使用后，在一年之内，有的仅三个月左右就发生管板开裂，裂纹成放射状、无规则，导致管壳程串通，蒸汽和油互相混入。管束开裂主要是因为管束在使用过程中存在着焊接应力与温差应力，当焊接应力与温差应力叠加超过了管束材质的许用应力时，就会造成管束开裂。管束从最初的微裂纹开始，逐步扩大，直至穿透性开裂。虽经抽出管束对开裂进行补焊试压，但裂纹无法根除，补焊只能将表面堵死，内部裂纹仍存在。在投入运行后很短时间又再次裂开，同时会有新的裂纹产生。几次补焊后管束只能报废，造成生产停滞，影响到了企业的正常运转，对企业造成较大的经济损失。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种油浆蒸汽发生器换热器管束及其生产方法，提高了换热管和管板的焊接质量和连接强度，又有效的减少了焊接部位的焊接应力，极大的提高了焊接部位的抗疲劳强度和抗热应力能力，可以防止管束开裂，提高管束使用寿命，使油浆蒸汽发生器换热器安全连续运行，降低维修次数，最终提高生产效益。

按照本发明提供的技术方案，所述油浆蒸汽发生器换热器管束，包括管板和换热管，其特征是：所述管板内设有贯通的管孔，管板端部设有球形剖口；所述换热管安装在管孔中，换热管与管板在球形剖口处焊接连接。

所述球形剖口弧面所在圆的直径小于等于换热管壁厚，大于换热管壁厚的0.7倍。

所述的油浆蒸汽发生器换热器管束的生产方法，包括以下步骤：

a．预加热：焊接连接前对管板和换热管进行预加热，使管板和换热管温度达到150~200℃；

b．自动焊接：预热完成后对管板和换热管进行自动焊接，焊接时采用低速多道连续焊，焊接温度为150~200℃；

c．第一次保温：对焊接完成后形成的管束加热升温到660±10℃，升温速度为20~50℃/h，然后保温2~4小时；

d．第一次降温：管束保温完成后降温到400±10℃，降温速度为20~50℃/h；

e．第二次保温：管束降温完成后再次升温至660℃±10℃，升温速度为20~50℃/h，然后保温2~4小时；

f．第二次保温：管束保温完成后再次降温到400±10℃，降温速度为20℃~40℃/h；

g．自然冷却：管束再次降温完成后自然冷却至室温。

本发明与已有技术相比具有以下优点：本发明结构简单、紧凑，合理；有效的减少了焊接部位的焊接应力；极大的提高了焊接部位的抗疲劳强度和抗热应力能力；提高了管束使用寿命，使油浆蒸汽发生器换热器安全连续运行；降低维修次数，最终提高生产效益。

附图说明

图1为管板结构示意图。

图2为本发明结构示意图。

附图标记说明：1-管板、2-换热管、3-球形剖口、4-管孔。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

如图1~2所示，本发明主要包括管板1和换热管2。所述管板1内设有贯通的管孔4，管板1端部设有球形剖口3。所述换热管2安装在管孔4中，换热管2与管板1在球形剖口3处焊接连接。

所述球形剖口3弧面所在圆的直径小于等于换热管2壁厚，大于换热管2壁厚的0.7倍。

实施例一：焊接管板直径为1600mm；焊接换热管直径为32mm，换热管壁厚为3mm；球形剖口弧面所在圆的直径为2.5mm。

a．预加热：焊接连接前对管板和换热管进行预加热，使管板和换热管温度达到180℃。

b．自动焊接：预加热完成后对管板和换热管进行自动焊接，焊接时采用低速多道连续焊，焊接温度为180℃。所用的焊条为常规焊条。

c．第一次保温：焊接完成后对管束加热升温到650℃，然后保温3小时，升温速度为40℃/h。

d．第一次降温：管束保温完成后降温到410℃，降温速度为40℃/h。

e．第二次保温：管束降温完成后再次升温至650℃，然后保温3小时，升温速度为40℃/h。

f．第二次保温：管束保温完成后再次降温到410℃，降温速度为40℃/h。