[发明专利]一种管壳式换热器传热管微损取管装置及工艺

说明书

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种管壳式换热器传热管微损取管装置及工艺，目的在于提供一种新型管壳式换热器微损取管装置及工艺，在保证取管过程对换热器整体损害最小的前提下，完整取出传热管胀管过渡区。通过本发明的工艺取出的传热管包含完整胀管过渡区，最大程度保持了过渡区的原始状态，有利于开展传热管长期运行后的性能评价与失效机理研究。此外，该种取管工艺在取出传热管胀管过渡区后，对换热器整体的破坏小，对取管后的管孔使用焊接/机械堵头堵管后，换热器仍可继续运行，大大节约了各类经济资源。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种管壳式换热器传热管微损取管装置及工艺。

背景技术

换热器的功能是将管内侧高温水的热量传递给外侧变成蒸汽并保持其压力边界完整性，换热器最核心的部件是传热管。目前，通常使用的换热器是管壳式换热器，其传热管数量为数千根，呈U型结构构成管束，传热管两端与管壳式换热器管板连接是胀接加焊接形式。根据石油化工及核电站运行经验，管壳式换热器传热管的失效位置主要是在胀管过渡区，涡流在役检查人员通常可能在换热器传热管胀管过渡区发现超标缺陷信号而实施堵管。由于涡流检测技术的局限性，无法通过缺陷信号直接判断出传热管的具体失效形式，因此，将传热管胀管过渡区完整取出，并进行详细分析，对研究传热管运行过程中的主要失效机理和提高涡流检查的可靠性是必要的。

目前，将传热管胀管过渡区完整取出的一般方法是，将换热器整体解剖，采用锯切的方式将管板完全破坏，然后取出完整的胀管过渡区管段。此种取管方式虽可完整取出所需的传热管管段，但是对换热器造成了明显的破坏，使换热器无法继续运行使用，造成一定的经济损失。为了完整取出传热管胀管过渡区，同时保证取管过程不损伤或只轻微损伤换热器整体，使换热器具备继续运行的条件，需要开发一种管壳式换热器微损取管工艺，保证取管后换热器仍可继续运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型管壳式换热器微损取管装置及工艺，在保证取管过程对换热器整体损害最小的前提下，完整取出传热管胀管过渡区。

本发明是这样实现的：

一种管壳式换热器传热管微损取管装置，包括磁力钻固定工装、传热管内切刀、传热管顶出工装和取管顶棒；磁力钻固定工装用于固定磁力钻；传热管内切装置用于从内部切割传热管；传热管顶出工装用于插入传热管并向上顶紧；取管顶棒用于向上顶紧传热管顶出工装，从而实现传热管与管板的分离。

如上所述的磁力钻固定工装整体为“U”形板状，在上端面设置有定位孔，用于固定磁力钻；磁力钻固定工装采用碳钢或低合金钢制成。

如上所述的传热管内切刀包括底板、限位螺帽、膨胀螺钉和刀片；底板整体为方形板状，在下端面的左部开设有一个螺纹孔和一个光孔，分别用于固定限位螺帽和穿过刀片，在下端面的右部开设有多个安装孔，用于安装膨胀螺钉；限位螺帽用于限制底板和管板之间的相对位置；膨胀螺钉自下而上穿过底板后插入与切割对象的传热管相邻的其他传热管；刀片整体为弧形，刀口向外，从管板一次侧进入管孔，达到切割位置后，刀片沿内壁方向旋转切割传热管。

如上所述的传热管顶出工装整体为圆柱体形，分为上、下两个部分，上部的直径为14mm，长度20mm；下部的直径为12mm，长度为50mm。

如上所述的取管顶棒整体为圆柱体形，分为上、下两个部分，上部的直径为14mm，下部的直径为20mm。

一种管壳式换热器传热管微损取管工艺，使用上述的取管装置，包括如下步骤：

第一步，采用传热管内切刀从一次侧进入传热管内侧，在管板二次侧和第一块支撑板之间将传热管切断，并切口以上的U型管提起取出；

第二步，使用倒角刀去除传热管-管板焊缝，使传热管与管板间的焊缝连接脱离；

第三步，使用直径大于传热管外径的钻头，从一次侧对管孔进行扩孔，去除胀管过渡区的传热管及部分管板；