关于尿素洗涤塔U型换热管的制作工艺

关于尿素洗涤塔U型换热管的制作工艺

韩学利

芜湖信安智能装备有限公司

摘要：

本文简单介绍了三聚氰胺设备中尿素洗涤塔中U型换热管的制作工艺工装，以及工装产生的意义，对解决带有换热管夹套式设备的制作起到指导性作用。同时，本工艺已申请新型专利，已实用。

关键词：工艺流程  弯管工装    工作原理   发展前景

一、U型换热管的简述

换热管安装简图

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换热管在安装尿素洗涤塔时，要求U型换热管的中心距和尿素洗涤塔内筒体上面钻孔的中心距相同。并且保证两端U型弯曲时，保证高度一致，传统的弯管机很难保证U型管中心距一致，所以要设计一种工装同时弯曲，达到高度和中心距一致型。以便后期U型管和内筒体装配。

换热管是38mm*5的316L的换热管，换热管R尺寸从100mm-500mm之间，共10种规格 高度Hmm，中心距长度Lmm（如图）定值，例如为2500mm时。

二、316L的化学成分及力学性能

316L化学成分以及力学性能

316L是一种不锈钢材料牌号，表示主要含有Cr，Ni，Mo数字表示大概含有的百分比(不是准确的,只是大概)，316L是这种材料对应的美国标号，sus 316L 是对应的日本标号。我国的标准牌号为022Cr17Ni12Mo2.(新标)旧牌号为00Cr17Ni14Mo2

316L化学成分以及力学性能 ,化学成分:碳 C ：≤0.030 硅 Si：≤1.00 锰 Mn：≤2.00硫 S ：≤0.030磷 P ：≤0.035铬

Cr：16.00～18.00镍 Ni：10.00～14.00钼 Mo：2.00～3.00

学性能:抗拉强度 σb (MPa)：≥480条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥177伸长率 δ5 (%)：≥40断面收缩率 ψ (%)：≥60，硬度 ：≤187HB;≤90HRB;≤200HV硬度≤187HB ≤90HRB ≤200HV 密度：7.98g/cm3;热导率(W/(m*K))100℃300℃500℃15.118.420.9

三、计算U型管展开尺寸

弯管展开长度计算公式：l=n(圆心角)×π(圆周率)×r(半径)/180++直线段L1+10mm(余量）。圆心角是指在中心为O的圆中，过弧AB两端的半径构成的∠AOB， 称为弧AB所对的圆心角。圆心角等于同一弧所对的圆周角的二倍。弯管是采用成套弯曲设备进行弯曲的，分为冷煨与热推两种工艺。本工装采取冷弯工艺，并在弯制过程中，注意钢管的塑形变形。

四、工艺方法

弯制U型管采用卷扬机，受力是直径10mm双股钢丝绳，带动两侧R轮，同时弯制钢管，卷扬机要确保在两R轮中心距中心，中心距不得偏移10mm。垂直距离大于3m以上。

  工装示意图：

1.)弯管弯曲半径应符合设计文件和国家现行有关标准的规定。规定时，高压钢管的弯曲半径宜大于管子外径的5倍，其他管子的弯曲半径宜大于管子外径的3.5倍。2.)有缝管制作弯管时，焊缝应避开R轮，金属管应在其材料特性允许范围内进行冷弯或热弯用高合金钢管或有色金属管制作弯管时，宜采用机械方法；当允砂制作弯管时，不得用铁锤敲。3.）金属管热弯或冷弯后，应按设计文件的规定进行热变形计算。

此图中，定位轮材质为45#，调质HRC28-32，中心轴为30mm，材质45#。动R轮为弯曲模板轮，R数值按照成型U型管R角数值*0.93-0.96。动拉杆以动R轮中心轴为基准，卷扬机通过钢丝绳拉动动拉杆进行弯制，卷扬机电机工作时候采用点动形式，发现异常，及时停止工作。安装好防护栏。

U型管成型后，按照数值制作R角卡板，对照U型管的R角进行校对。及时调整动拉杆挡销的位置。

U型管弯制后管子弯制后，应将内外表面清理干净。弯管质量应符合下列规定：1.不得有裂纹、过烧、分层等缺陷。2.弯管内侧褶皱高度不应大于管子外径的3%，波浪间距（图3）不应小于褶皱高度的12倍。褶皱高度应按下式计算：

式中：hm—褶皱高度（mm);

D—褶皱凸出处外径（mm);

1

D—褶皱凹进处外径（mm);

2

D—相邻褶皱凸出处外径（mm);

3

            弯曲褶皱和波浪间距

弯管的圆度应符合下列规定：

1.弯管的圆度应按下式计算  

式中：u—弯管的圆度（%）

D—同一截面的最大实测外径（mm）

max

D—同一截面的最小实测外径（mm）

min

2对于承受内压的弯管，其圆度不应大于8%；对于承受外压的弯管，其圆度不应大于3%。

弯管的平面度允许偏差

允许对弯管进行冷整形，不可进行热处理。永久变形量不应大于冷整形前径的1.5%。计算如下：

管端口处，按照焊接工艺规范进行打磨坡口。

此工艺方法优点在于保证了中心距，但R角成型90度后，已变形，故在调整挡销时，弯曲成89-88度，根据表格R数值，数值越小，挡销定位形成的角度越接近90度，反之，角度越小于90度。

技术前景

此工艺在弯制大型U型管时，特别对于例如尿素洗涤塔这种设备的换热管，制作便捷，特别是后期安装U型换热管在内筒体上面时，换热管之间的安装间隙很容易控制。

参考文献：

[1]GB/T2288    金属材料        室温拉伸试验方法

[2]GB/T232      金属材料        弯曲试验方法

[3] 专利:一种弯制大型U型钢管工装    韩学利、蔡鸿飞

[4]百度文库   弯管技术

[5]哈尔滨锅炉厂  机械工程手册    机械工业出版社

[6]陈华杰、李宪麟  冷作钣金工手册【M】 上海科学技术出版社

[7] SY/T4127-2018  钢质管道冷弯管制作及验收规范

[8]GB5310-2017 高压锅炉用无缝钢管

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