王紅梅 李 浩 杜 巖 張社輝

（洛陽(yáng)隆華傳熱節(jié)能股份有限公司，洛陽(yáng) 471132）

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空冷器異形接管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工工藝

王紅梅 李 浩 杜 巖 張社輝

（洛陽(yáng)隆華傳熱節(jié)能股份有限公司，洛陽(yáng) 471132）

摘 要：異形接管與空冷器管箱連接處的施工條件和探傷條件苛刻，容易泄露。該部位流體流通截面積變化較大，異形接管結(jié)構(gòu)不合理，將導(dǎo)致空冷器換熱效果變差、異形接管提早失效等問(wèn)題。本文針對(duì)異形接管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工工藝進(jìn)行了詳細(xì)討論和研究，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：異形接管 空冷器 結(jié)構(gòu)改進(jìn)

異形接管是空冷器流體進(jìn)出口接管的一種。當(dāng)接管公稱(chēng)直徑較大時(shí)，出于經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)的考慮，一般采用異形接管。異形接管一端為圓形，與法蘭焊接；另一端為長(zhǎng)圓形，與管箱焊接。

異形接管與空冷器管箱連接處的結(jié)構(gòu)特殊，施工條件和探傷條件苛刻，是空冷器中最容易泄露的位置之一。該部位流體流通截面積變化較大，異形接管結(jié)構(gòu)不合理。一方面會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱管內(nèi)流體分布不均勻，空冷器換熱效果變差；另一方面會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部介質(zhì)流速流態(tài)突然變化，流體沖刷腐蝕嚴(yán)重，異形接管過(guò)早失效。本文針對(duì)異形接管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工工藝進(jìn)行詳細(xì)討論和研究，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果。

異形接管的制作方法有板壓制成形和管壓制成形兩種形式。管壓制成形又分為局部熱壓成形和模具熱壓成形兩種。

1 板壓制成形異形接管工藝過(guò)程及特點(diǎn)

板壓制成形異形接管的主要工序是：板材放樣、下料，加工坡口；板壓制成形；異形接管組對(duì)、焊接；對(duì)異形接管焊縫進(jìn)行X射線或超聲波探傷。

板壓制成形異形接管工藝復(fù)雜、成本高、效率低。通常在特殊要求或者接管直徑特別大的場(chǎng)合使用。

2 局部熱壓成形異形接管工藝過(guò)程及特點(diǎn)

局部熱壓成形異形接管的加工工序是：無(wú)縫管定尺下料，加工坡口；無(wú)縫管一端局部加熱；利用簡(jiǎn)單的工具，將無(wú)縫管一端壓制成長(zhǎng)圓形。

局部熱壓成形異形接管存在以下問(wèn)題：第一，人工控制異形接管的形狀和尺寸，沒(méi)有專(zhuān)用的模具。因此，異形接管的精度低、坡口角度不均勻，生產(chǎn)效率不高。第二，異形接管長(zhǎng)圓端在壓力作用下產(chǎn)生塑性變形，由圓形變?yōu)殚L(zhǎng)圓形。圓端金屬在長(zhǎng)圓端拉應(yīng)力的作用下，晶粒內(nèi)部產(chǎn)生滑移和孿生，產(chǎn)生塑性變形，出現(xiàn)橢圓、外徑增大、馬鞍形等不良現(xiàn)象。第三，異形接管長(zhǎng)圓端局部加熱后，金屬局部塑性變好，變形抗力減小。在壓制過(guò)程中，局部變形量過(guò)大，形成了明顯的三角區(qū)。該區(qū)域流體流通面積急劇減小，流體流速增大，容易造成嚴(yán)重的沖刷腐蝕，進(jìn)而導(dǎo)致異形接管過(guò)早失效。

3 模具熱壓成形異形接管工藝過(guò)程及特點(diǎn)

模具熱壓成形異形接管的加工工序是：無(wú)縫管下料，加工坡口；無(wú)縫管整體加熱（不銹鋼需采用真空電爐加熱，并避開(kāi)敏化區(qū)）；將無(wú)縫管放入模具內(nèi)壓制成形；對(duì)異形接管進(jìn)行修整、校正。

模具熱壓成形異形接管具有的優(yōu)點(diǎn)：

第一，異形接管的成形受模具的控制，異形接管的形狀和尺寸精度高，生產(chǎn)效率高，適合大批量生產(chǎn)。第二，異形接管加工過(guò)程中，整體加熱，整體受力，內(nèi)應(yīng)力小，加工后尺寸無(wú)反彈。第三，異形接管內(nèi)部呈流線型結(jié)構(gòu)。流體流速分布均衡，在使用的過(guò)程中可以降低阻力降，減少內(nèi)部介質(zhì)流動(dòng)時(shí)的局部過(guò)渡沖刷，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

4 異形接管結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題

異形接管加工過(guò)程中，有些廠家控制異形接管長(zhǎng)圓端短邊側(cè)外寬W≤管箱內(nèi)寬H。

這種結(jié)構(gòu)存在以下問(wèn)題：第一，異形接管與管箱焊接多采用騎座焊，管箱開(kāi)孔根據(jù)異形接管短邊側(cè)內(nèi)寬W1配開(kāi)孔。加工基準(zhǔn)不一致，累計(jì)誤差較大。第二，異形接管流通截面積減小較大，引起流體分布不均衡，流體流速增大，流體沖刷加劇。

5 異形接管結(jié)構(gòu)改進(jìn)

為了解決異形接管結(jié)構(gòu)上存在的問(wèn)題，下面將對(duì)異形接管結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)前后的對(duì)比圖如圖1所示。

圖1 異形接管結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后對(duì)比圖

異形接管加工過(guò)程中，控制短邊側(cè)內(nèi)寬W1≤管箱內(nèi)寬H。

結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，異形接管具有以下優(yōu)點(diǎn)：

第一，加工基準(zhǔn)一致，累計(jì)誤差?。?/p>

第二，在接管規(guī)格不變的情況下,長(zhǎng)圓端變徑范圍變小。換熱管內(nèi)流體分布均衡，空冷器整體換熱效果提高；流體流通截面積變化減小，因流速流態(tài)變化導(dǎo)致的流體沖刷腐蝕減緩。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)異形接管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工工藝進(jìn)行詳細(xì)討論和研究，使空冷器異形接管的加工質(zhì)量得到了提升。目前，采用模具熱壓成形的異形接管，經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。

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Analysis Structure Design and Processing Technology of Air Cooler Adapter Bonnet

WANG Hongmei, LI Hao, DU Yan, ZHANG Shehui
(Luoyang Longhua Heat Transfer Technology Co., Lt d, Luoyang 471132)

Abstract:Construction conditions and testing condition of Adapter Bonnet and air cooler junction is harsh, easy to leak. Fluid circulation area of the junction changes a lot. Unreasonable structure in addition to deterioration air cooler heat transfer effect, also cause adapter bonnet failure in advance. This article in view of the heat exchange tube structure design and processing technology has carried on the detailed discussion and research .And achieved good effect in practical application.

Key words:Adapter Bonnet,Air cooler,Improve

基金項(xiàng)目：河南省洛陽(yáng)市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（No：1101087A）。