[其他]在管座之间固定管子的方法

说明书

本发明涉及一种在换热器的管座之间固定管子的方法。管座通过一个最好为刚性的外壳联结起来。其中，管子和/或管座由一种钢制成，这种钢材经过一道焊接工序后必须退火，以消除应力。当带有在两个管座之间的多根管子的换热器作这种热处理时，不可避免地会有局部性的温度区别，因此，即使非常小心地进行热处理，也还是会在换热器中产生应力。这种应力对于在换热器中分隔要加热或要冷却的介质的管子和管座之间的焊缝非常不利。除此以外，这种已知结构的修理费工、费时，而且昂贵。

迄今为止，为了在换热器的管座之间固定管子，一般均将管端与管座直接焊接，这样，由于管子和/或管座的材料要求在一道焊接工序后必须退火消除应力，因此至少在换热器的焊缝区进行热处理，以消除由于焊接造成的局部应力和脆化。

此外已知，用于生产换热器的管座外侧覆以一种金属包覆层。在这种情况下，当管子由一种在焊接后必须进行热处理以消除局部应力和脆化的钢材制成时，也必须对管子和金属包覆层之间的焊缝进行热处理。在这种情况下，修理时可以通过在包覆的金属中塞入栓塞的办法来堵塞一根或几根管子，栓塞由与包覆的金属层相同的材料，或一种与之等效的材料制成。因为栓塞只与包覆的金属相焊接，所以在修理时不需要后续的热处理。这些用栓塞堵住的管子当然不再起热交换的作用。

本发明的目的是提出一种换热器管座之间固定管子的方法，用这种方法可以使管子和管座之间的连接不产生内应力，并可简单修理，即使管子和/或管座是由一种在焊接后须退火消除应力的钢材制成的。本发明达到这一目的的方法所具有的特征是，管子至少在一端通过焊接一个管段来加长，加长的管段由一种无需热处理可以焊接的材料制成;至少在两个管座中的一个的外侧，焊接加长安装管子的孔的套管，套管至少在自由端是由一种无需热处理而可焊接的材料制成;最晚在进行了所有要求热处理的焊接工序后进行一次最终热处理，这时，这些管子充其量只是将其一端固定在有关的管座上;插入的管子仅通过其延长管段和套管的自由端间接地与管座焊接在一起。

由于管子和管座的焊接仅仅经由延长管段和套管的自由端，而它们的材料不要求随后进行热处理，因此排除了将换热器在两个管端均固定在管座上之后再次进行热处理的必要性，而这种热处理导致产生不可控制和不可避免的应力。管子和延长管段以及套管与管座之间的焊缝事先进行的热处理，可以分别进行，或与整个换热器的热处理合起来一起进行，在后面这种情况下，管子至多只有一端固定在有关的管座上，因此管子的另一端在热处理过程中可以自由地在另一个管座的孔中伸长。于是避免产生不可控制的应力。

按本发明的方法制造的在管子、延长管段和套管上的焊缝，都是完全可以检验的，它们均处于换热器工作中不出现应力的区域。因此不会在工作中使焊缝损坏。如果一根或几根管子出现损坏，可以按本发明的方法来修理，或更换个别管子，而且没有必要进行后续的热处理。此外所有在这种修理中形成的焊缝都是完全可以检验的。

在本发明方法的一个最佳设计中，管子通过现有的方法进行液压扩张以固定在管座中，这时，液压扩张亦在延长管段和套管的区域中进行。因此，在延长管段和套管之间可能存在的间隙被闭合，所以在其他地方密封不好的情况下亦不会有介质流入延长管段和套管之间。以这种方式防止了在换热器工作时在该区出现损坏或泄漏。

本发明的方法可借助于附图详细说明。其中：

图1通过按本发明的方法在两个管座之间要加以固定的一根管子的纵剖面图，这是在进行固定之前但已完成准备工作后的情况，以及

图2按本发明的方法完成连接后的相应的纵剖面图。

图中只表示了两个管座1和2的局部，它们有孔1a和2a，在孔中固定直管3的端头。在图1和2中表示了一根这样的管子3和有关的管座1和2的局部。管座1和2以及管子3总合在一起构成了换热器的核心部分。

一个这样的换热器用来加热或冷却一种介质，这种介质或者通过管子3流动，或者在管子3的外部流动。因此，换热是通过管子3的管壁进行的。为此目的，在管座1和2之间的管束3被一个图上未表示的外壳所包围，外壳将管座1和2彼此连接起来。

在所表示的这个实施例中，无论是管座1和2，还是管子3均由焊接后必须退火消除应力的钢材制成，退火处理是为了消除焊接所带来的局部应力和脆化。在管座1的外侧设金属包覆层4，它是采用一种不作事后热处理而可焊接的材料制成的，例如是一种高级合金钢。尽管金属包覆层4具有这种材料性质，但仍有必要在管子3的端头与金属包覆层4焊接后进行一次热处理，因为在管子3中的应力和脆化必须经过这种热处理来消除。