高少平

（大慶石油化工機(jī)械廠有限公司，黑龍江 大慶163000）

由于空氣冷卻器是以環(huán)境空氣作為冷卻介質(zhì)，橫掠翅片管外，使管內(nèi)高溫工藝流體得到冷卻或冷凝的設(shè)備。它由許多零部件構(gòu)成，但其中最主要的幾個(gè)部分是：管束、風(fēng)機(jī)、構(gòu)架以及百葉窗，管束作為檢驗(yàn)空冷器性能的主要部件，其質(zhì)量的高低直接影響著空冷器換熱能力也就是空冷器的冷卻效果，因此必須要做好空冷器管束的設(shè)計(jì)、制造以及檢驗(yàn)工作。

1 空冷器管束設(shè)計(jì)技術(shù)

1.1 翅片管的類(lèi)型選擇

在空冷器當(dāng)中，翅片管是最主要的換熱元件，因此在設(shè)計(jì)空冷器管束的結(jié)構(gòu)前，首先就要確定好翅片管的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，而這需要根據(jù)使用者對(duì)空冷器的具體要求來(lái)決定。當(dāng)前存在于市面上的翅片管類(lèi)型有很多，常用的有L 型繞片型翅片管、LL 型繞片型翅片管、鑲嵌式翅片管、雙金屬軋片式翅片管等。這些翅片管在使用時(shí)都有一些注意事項(xiàng)，例如L 型繞片型翅片管不能應(yīng)用在濕式空冷器當(dāng)中，由于濕式空冷器內(nèi)部的空氣水含量較多，可能從翅片根部縫隙對(duì)換熱管產(chǎn)生腐蝕，從而使換熱管產(chǎn)生泄漏，進(jìn)而影響使用；而雙金屬軋片式翅片管是由鋁管與換熱管套軋構(gòu)成，換熱管整體緊密地包裹在套軋管內(nèi)，翅片不會(huì)產(chǎn)生松弛，這樣就有效的避免了腐蝕的問(wèn)題，但是其造價(jià)相對(duì)較高。因此在選用翅片管時(shí)必須要根據(jù)實(shí)際的需求來(lái)選擇。

1.2 翅片管支撐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在空冷器當(dāng)中，是通過(guò)排布多個(gè)翅片管來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中熱量的交換，因此為了使翅片管之間的位置穩(wěn)定，通常情況下會(huì)使用波紋板等對(duì)翅片管進(jìn)行支撐。在整個(gè)管束的結(jié)構(gòu)中，最主要的影響因素就是翅片管因空氣的流動(dòng)而產(chǎn)生的振動(dòng)，長(zhǎng)期的振動(dòng)會(huì)降低翅片管支撐的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而使其失效，因此常見(jiàn)的解決方法是將受空氣流動(dòng)影響最大的空氣進(jìn)出口處的翅片管支撐進(jìn)行固定，這樣就會(huì)降低整體的振幅，從而減輕振動(dòng)帶來(lái)的影響。再一個(gè)問(wèn)題就是翅片管的受力問(wèn)題，翅片管支撐在長(zhǎng)時(shí)間工作后容易產(chǎn)生或多或少的變形，這樣就會(huì)使翅片管得不到有效支撐，其解決方法是通過(guò)將翅片管的支撐結(jié)構(gòu)焊接在管束橫梁上，從而增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1.3 管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

管箱是整個(gè)空冷器的最主要的承壓部件，因此在管箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中最主要的就是要考慮管箱的承壓能力是否符合標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前在實(shí)際設(shè)計(jì)中最常見(jiàn)的管箱結(jié)構(gòu)有三種，分別是：鍛焊結(jié)構(gòu)、集合管結(jié)構(gòu)與矩形板結(jié)構(gòu)。鍛焊結(jié)構(gòu)與集合管結(jié)構(gòu)由于自身的整體性，受力結(jié)構(gòu)合理，適用于高壓工況，但對(duì)制造要求較高，造價(jià)較高，矩形板結(jié)構(gòu)的管箱由于其拼接的結(jié)構(gòu)突變特性，易產(chǎn)生應(yīng)力集中等問(wèn)題不適用于高壓工況，但其生產(chǎn)制造條件簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，是目前應(yīng)用最廣泛的一種管箱結(jié)構(gòu)。

2 空冷器管束制造技術(shù)

2.1 換熱管與管板接頭技術(shù)

除可卸蓋板、可卸帽蓋式管箱（均屬矩形板結(jié)構(gòu)管箱）外，其余類(lèi)型管箱很難拆開(kāi)管箱對(duì)換熱管與管板接頭進(jìn)行堵漏等維修，因此換熱管與管板接頭一定要確保密封的可靠性與持久性。換熱管與管板接頭有強(qiáng)度脹、強(qiáng)度焊、強(qiáng)度脹加密封焊和強(qiáng)度焊加貼脹等形式，一定要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件的要求施工，必要時(shí)進(jìn)行換熱管與管板接頭脹焊等工藝評(píng)定，制定合理的施工工藝。對(duì)于焊接接頭一般采用氬弧焊打底，焊縫至少焊兩遍，以保證焊縫質(zhì)量。

2.2 管箱焊接及熱處理技術(shù)

空冷器管箱焊接量大，限于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)只能采用單面焊雙面成形，且均為角焊縫，焊接難度大，要制定合理的焊接工藝保證焊縫全焊透，并且盡量減少焊后變形，特別是隔板、拉撐板的焊接，要防止焊縫與管頭及絲堵孔發(fā)生干涉，焊接坡口宜采用40°～45°，坡口鈍邊1mm，或不留鈍邊，坡口鈍邊或尖角處間隙1～2mm，這樣既有利于焊透，又可減少焊接量。管箱焊后是否進(jìn)行熱處理按圖紙要求，若要求熱處理，必須編制嚴(yán)格的熱處理工藝，對(duì)管箱進(jìn)行整體或局部熱處理，以消除或減少焊接應(yīng)力。

3 空冷器管束檢驗(yàn)技術(shù)

3.1 管箱焊縫檢查

管箱焊縫的檢測(cè)要求應(yīng)在圖紙中明確，因?yàn)楣芟浣Y(jié)構(gòu)的特殊性，對(duì)于要求進(jìn)行焊縫內(nèi)部缺陷檢查，但不能按照GB/T 150的要求用射線照相來(lái)檢查管箱焊縫，應(yīng)在焊縫背部鏟平或刨削后，用磁粉或液體滲透的方法對(duì)其根部焊道和最終焊道進(jìn)行全面檢查。焊縫的硬度檢查則應(yīng)在各種規(guī)定的熱處理后進(jìn)行，應(yīng)檢查有代表性的焊縫，包括接管與管箱焊縫。對(duì)于碳鋼和含鉻量不超過(guò)1.25%的鉻鉬鋼，硬度不應(yīng)超過(guò)225HB，對(duì)于其他鉻鉬鋼和含鉻量為11%、13%、17%的鉻鋼，硬度不應(yīng)超過(guò)240HB。

3.2 管束耐壓試驗(yàn)

空冷器管束需要承載介質(zhì)的工作壓力，因此需要對(duì)空冷器管束進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。耐壓試驗(yàn)一般有兩種，一種是液體介質(zhì)壓力試驗(yàn)，另一種是氣體介質(zhì)壓力試驗(yàn)，在這兩種試驗(yàn)中，氣體介質(zhì)壓力試驗(yàn)檢測(cè)的效果較為直觀，但是相比液體介質(zhì)壓力試驗(yàn)要更危險(xiǎn)一些，一旦壓力超過(guò)臨界值，產(chǎn)生的爆炸會(huì)具有極強(qiáng)的破壞性，因此在采用氣體介質(zhì)壓力試驗(yàn)時(shí)要有一定的保護(hù)措施。

對(duì)于耐壓試驗(yàn)，要嚴(yán)格控制試驗(yàn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，同時(shí)要嚴(yán)格按照耐壓試驗(yàn)的一切標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)無(wú)可見(jiàn)變形、無(wú)泄漏、無(wú)異常響聲，管束耐壓試驗(yàn)則可認(rèn)為是合格的，最終在保壓過(guò)程中，壓力無(wú)明顯變化，則認(rèn)為管束的抗壓性能良好。

4 結(jié)論

隨著用戶企業(yè)技術(shù)升級(jí)，空冷器的作用勢(shì)必越來(lái)越重要。因此空冷器的制造廠商必須強(qiáng)化空冷器的設(shè)計(jì)、制作與檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，優(yōu)化管束的設(shè)計(jì)，可以使空冷器的換熱能力提升；規(guī)范管束的制作過(guò)程，可以提升管束的質(zhì)量；加強(qiáng)檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，可以為空冷器的質(zhì)量提供保障，從而使空冷器的使用壽命提升，帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益。