该低温管壳式换热器的主要技术参数见表1,传热面积为60 m2。换热器壳体规格为DN 600mm,材质为16MnDR;管子规格为Φ19×2. 5,材质为16Mn(正火);管板材质为16MnDⅡ。文献附录A中对主要受压元件的要求为:壳体、封头、管板等钢板及换热管、接管用管材在正火状态下使用,并宜采用冷成形或回火温度以下的温成形,须避开钢材的回火脆性区。若在回火温度以上热成形时,应根据需要进行与母材相同或相类同的热处理。

2　壳体与管板的焊接工艺

低温管壳式换热器施焊前应按JB 4708—2000《钢制压力容器焊接工艺评定》进行焊接工艺评定试验,包括焊缝和热影响区的低温夏比(V形缺口)冲击试验。冲击试验的取样方法和合格指标见文献。对于普通管壳式换热器,壳体与管板的焊接方式见图1。

考虑到低温管壳式换热器结构设计应有足够的柔性,连接应平滑过渡,避免截面的急剧变化以降低局部应力,因此壳体与管板的焊接采用对接方式,见图2。焊接完毕后,按JB/T 4730—2005《承压设备无损检测》进行超声波或表面探伤,比例不少于各条焊缝的50%,合格级别为Ⅱ级。最后按技术要求对整台低温管壳式换热器进行整体水压试验,水压试验是换热器受压元件密封连接的最终检验。对水压试验不合格的接头应进行补焊,但一个接头补焊次数不宜超过3次。

图 2　低温管壳式换热器壳体与管板的焊接方式

3　管子与管板的连接方式与工艺