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化工行业用换热器换热管和管板之间的紧密贴合,影响到使用寿命又涉及到安全性

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高压换热器钛管-管板爆炸焊接模拟与试验

化工行业用换热器换热管和管板之间的紧密贴合,既影响到换热器的使用寿命,同时又涉及到高压换热器的安全性。高压换热器管子管板的连接一般采用胀接+焊接的方式。胀接是使管子在载荷作用下,其伸入管板孔内的换热管端部直径扩张,产生塑性变形,而管板仍处于弹性变形范围,载荷去除后,管子与管板实现过盈配合起到连接的作用。目前,国内外一般采用的胀管技术主要有:机械胀管、液压胀管、橡胶胀管等。无论哪一种胀管方法,虽然其工作介质和工艺方法不尽相同,但其管子与管板界面的结合究其本质均是一种过盈配合,而不是原子之间的键合,且这些方法工艺设备复杂。因此这几种方法均存在以下两个问题:一是生产率低、制造成本高;二是界面贴合不好、易造成漏水漏气,存在安全隐患。

采用爆炸焊接技术实现金属薄壁钛管和管板的焊接成型,不仅提高了生产效率、降低了加工成本,而且提高了换热器的使用寿命和安全生产,因此具有重要的工业应用价值。同时,通过试验装药参数的优化和精确控制,可望在工厂内部建成爆炸焊接成型车间,将会大大降低生产成本。
通过多次试验测试优化炸药配方,可获得良好无裂纹的接头的炸药为60%-70%,而加的盐、珍珠岩、锯末等配方在40%-30%左右;间距S为炸药厚度0.2倍。通过多次试验,爆炸间隙控制在0.4-4mm,其焊接效果较好,最佳间隙在2mm左右;装药时不稳定爆轰端应引出2-10cm,最后通过爆炸切割和焊接于一体的技术实现薄壁钛管和普通钢管板的爆炸焊接成型。


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