管壳式换热器检验基本工艺.doc

管壳式换热器检查工艺
1. 合用范畴
合用于GB151－设计钢制管壳式换热器。
2. 检查前准备工作
2.1 按照工况划为压力容器类别换热器，制造单位必要获得锅炉压力容器安全监察机构颁发相应压力容器制造允许证。
2.2 检查重要根据：
2.2.1 《固定式压力容器安全技术监察规程》简称《容规》
2.2.2 劳动部门下达关于技术文献
2.2.3 GB150－《压力容器》
2.2.4 GB151－《管壳式换热器》
2.2.5 《容规》及技术条件中涉及到材料、检查、实验等原则。
2.3 检查工作所需工具与仪器设备超声波测厚仪、观片灯、温度计、焊缝检测器、手电筒、放大镜（5倍以上）、游标卡尺、钢卷尺、三角板、直尺、塞尺、内径百分表、弦线等检测仪器。
3. 检查工艺程序
4.胀接检查
3.1 检查程序图见图1
2.材料检查
3.焊接检查
1.图样审查

9.出厂资料审查
8.耐压实验检查

图17.热解决检查
6.无损检测检查
5.外观和几何尺寸检查

3.2 管壳式换热器检查工艺 见表1
表1 管壳式换热器检查工艺
程序
检查项目
原则及技术规定
检查办法
原则号
1.
图
样
审
查
⑴设计单位资格
设计总图上应有压力容器设计单位设计资格印章，确认资格有效。
核 实
《规程》
⑵压力容器类别划分
需要拟定类别压力容器，其拟定类别应符合《固定式压力容器安全技术监察规程》规定
核 实

⑶制造和检查原则
所选用制造、检查等原则，应为现行原则
核 实

⑷无损探伤原则
所选定无损探伤办法、探伤比例与合格级别，应符合关于规范、原则规定。

核 实
2.
材
料
检
验
⑴重要受压元件和焊接材料材质证明书、复验报告
应有材料生产单位提供材质证明书（或复印件）；按《规程》等规定复验，应有复验报告，各项指标应符合相应材料原则，确认重要受压元件材料和焊接材料，应符合设计图样和工艺文献规定。
审 查
《规程》

⑵材料标记移植
标记清晰（涉及材质号、炉批号、检查员确认标记等）
抽 查
GB150-

⑶材料代用
重要受压元件材料实际用材要对的无误；原设计批准代用证明文献，制造单位工艺员和技术负责人汇签，手续齐全，符合关于规范和原则规定。
审 查
《规程》

⑷钢材表面质量
钢板表面不容许有裂纹、气泡、结疤、折叠和夹渣等缺陷，不得有分层。上述缺陷清理时，应保证钢板最小厚度，清理处应平滑无棱角，修磨范畴内斜度至少为3:1，冷卷修磨处深度不得超过名义厚度δn5%，且不不不大于2mm。超过以上规定者应不不大于计算厚度δ与腐蚀裕量C2之和

现场检查
放大镜、超声波测厚仪、游标卡尺
母材表面机械损伤，工卡具焊迹要重点检查
3.
焊
接
检
验
⑴焊接工艺评估
产品施焊所采用焊接工艺，必要是按关于规范和原则经焊接工艺评估合格，并且选用对的，按《规程》规定
审 查
《规程》

⑵焊接前焊件清除
焊前应将钢板表面水、油、锈、氧化皮等杂物清除干净，坡口表面清除干净，两侧约10~20mm范畴内用钢丝刷清除出金属光泽

⑶施焊点固
进行点固焊时，应使用与产品焊接时相似焊条，并应遵守相应工艺条件，点固焊不应有气孔、夹渣、裂纹等缺陷

⑷产品焊接试板制备
1） 确认产品焊接试板材料牌号与产品一致；
2）在筒节纵焊缝延长线上同步焊接；

现场检查
《规程》

续表1
程序
检查项目
原则及技术规定
检查办法
原则号
3.
焊
接
检
验
⑸产品焊接试板性能报告
按《规程》
1）机械性能实验（二拉、二弯曲、三冲击）
2）机械性能实验不合格项目，容许取双倍试样复验；复验不合格，则试板所代表焊缝为不合格
3）需做整体热解决换热器，其试板必要同炉进行热解决，之后再做机械性能实验
审 查
《规程》

⑹焊工资格和钢印
按《规程》,施焊焊工资格符合规定
现场抽查焊工钢印，并详细记录抽查成果
《规程》

⑺焊缝超次返修
1）有返修工艺和办法，由合格焊工担任
2）须由技术负责人签字
3）质量证明书上有记录
检查审批手续，必要时应审核返修工艺
《规程》

⑻焊接记录
焊接记录符合焊接工艺
抽 查

⑼焊接设备
齐全、完好，表、计齐全敏捷
现场抽查

⑽焊工钢印
规定位置上打焊工钢印，有防腐蚀性规定奥氏体不锈钢制换热器可不打焊工钢印，但应有详细记录
现场抽查
《规程》

⑾焊接环境
1）手工焊时风速不不大于10m/s，气体保护焊时风速不不大于2m/s，相对湿度不不大于90％，雨、雪环境匀不准施焊
2）焊件温度低于0℃，不准施焊；在始焊处100mm范畴内预热到15℃左右可施焊
3）不得在强力组装下焊接
现场抽查

⑿焊接接头表面质量
1）符合图样和工艺规定，除换热管
2）对接焊缝余高e1、e2（mm）

现场检查

目视、
焊缝检测器、卷尺、直尺、塞尺、内外样板、放大镜
GB150-

对所有焊接接头应重点检查有无裂纹、咬边，焊缝深度
δ（δ1）是指：对单面焊为母材厚度；

原则抗拉强度下限值бb＞540MPa
钢材以及Cr-Mo低合金钢材

单面坡口
双面坡口
e1
e2
e1
e2
0~10%δs
且≤3
≤1.5
0~10%δ1
且≤3
0~10%δ2
且≤3
其她钢材
单面坡口
双面坡口
e1
e2
e1
e2
0~15%δs
且≤4
≤1.5
0~15%δ1
且≤4
0~15%δ2
且≤4

续表2
程序
检查项目
原则及技术规定
检查办法
原则号
3.
焊
接
检
验
⑿焊接接头表面质量
3）对接焊缝宽度：依照《锅炉压力容器焊工考试规则》比坡口增宽≤5mm，每侧增宽≤3mm
4）角焊缝焊脚，无图样规定，取焊件中较薄者之厚度。补强圈焊脚，当补强圈厚度不不大于8mm时，其焊脚等于补强圈厚度70%，且不不大于8mm
5）焊缝，热影响区表面无裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷，焊缝至母材应圆滑过渡
6）用原则抗拉强度бb＞540MPa钢材及Gr-Mo低合金钢材和奥氏体不锈钢钢材制造换热器以及焊缝系数为1换热器，其焊缝表面不得有咬边
其她换热器焊缝表面咬边深度不不不大于0.5mm，咬边持续长度不不不大于100mm，焊缝两侧咬边总长不超过该焊缝长度10%，焊肉不低于母材
7）清除焊缝熔渣和两侧飞溅物
8）冷卷圆筒焊缝修磨处深度不得超过名义厚度δn5%，且不不不大于2mm；热卷圆筒焊缝修磨处厚度不不大于计算厚度δ与腐蚀裕量C2之和，超过以上规定者，容许焊补

对双面焊为坡口直边某些中点至母材表面深度，两侧分别计算。
平封头与圆筒连接角焊缝、多层圆筒上接管角焊缝、管板与筒体连接角焊缝、主体法兰角焊缝、人孔接管角焊缝和直径≥250mm接管角焊缝等必要检查
⒀焊缝棱角度
1）A、B类焊缝均为：
不大于等于（0.1δn+2）mm，且不不不大于5mm
现场检查
A类焊缝：弦长等于1/6Di，且不不大于300mm内、外样板；B类焊缝：长度不不大于300mm直尺
GB150-

2）换热管为拼接时应做通球检查，以钢球通过为合格。尺寸如下：
换热管内径di mm 钢球直径di mm
d1≤25 0.75di
25< di≤40 0.8 di
di>40 0.85 di

现场抽查
游标卡尺
GB151-

续表3
程序
检查项目
原则及技术规定
检查办法
原则号
3
焊
接
检
验

⒁焊缝对口错边量

1）A类焊缝为：
对口处名义
厚度δn，mm 错边量b，mm
δn≤12 ≤1/4δn
12<δn≤50 ≤3
δn>50 ≤1/6δn，且不不不大于10mm

现场检查
弦长等于1/6Di，且不不大于300mm内外样板、直尺、塞尺

GB150-

2）B类焊缝为：对口处名义厚度δn，mm 错边量b，mm
≤12 ≤1/4δn
12<δn≤20 ≤1/4δn
20<δn≤40 ≤5
40<δn≤50 ≤1/8δn
>50 ≤1/8δn，且不不不大于20mm
现场检查
焊缝检测器

3）换热管拼接时，对口处错边量不超过管子壁厚15%，且不不不大于0.5mm

现场检查
焊缝检测器
GB151-

⒂焊缝布置、坡口

1）焊缝布置
a.封头：由瓣片和顶圆板拼制时，焊缝方向只容许是径向和环向，径向焊缝之间最小间距应不不大于名义厚δn3倍，且不不大于100mm
b.换热管拼接：一根换热管，对接焊缝不得超过一条（直管）或二条（U形管），最短管长不得不大于300mm，涉及至少50mm直管段U形管弯管段范畴内不得有拼接焊缝
c.相邻筒节纵焊缝距离或封头焊缝端点与相邻筒节纵焊缝距离应不不大于3δn，且不不大于100mm
容器内件与壳体焊接焊缝边沿尽量避开圆筒与封头相焊焊缝，容器上凡被补强圈、支座、垫板等覆盖焊缝，均应打磨至母材齐平

现场检查
直尺、钢卷尺、弦线

GB150-

GB151-

GB150-

2）坡口
按图样和关于规范
a.不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷
b.原则抗拉强度δb>540MPa钢材及Gr-Mo低合金钢材经火焰切割坡口表面应做MT或PT，无法进行MT或PT时，应由切割工艺保证坡口质量
c.施焊前应将坡口表面氧化物、油污、熔渣及其她有害物质清除干净。清除范畴（以离坡口边沿距离计）不得不大于20mm

现场检查
焊缝检测器、直尺

续表4
程序
检查项目
原则及技术规定
检查办法
原则号
4.
胀
接
检
验
⑴试 胀

1）在进行正式胀接前，应进行试胀，试胀时，应对试样进行比较性检查，检查胀口某些与否有裂纹，胀接过渡某些与否有突变，喇叭口根部与管壁接合状态与否良好等，然后检查管板孔与管子外壁接触表面印痕和啮合状况。
2）依照试胀成果，拟定合理胀管率。

对试件进行所有检查
《规程》

⑵胀 接
1）胀接管端不应有起皮、邹纹、裂纹、切口和偏斜等缺陷。
2）在胀接过程中，应随时检查胀口胀接质量，及时发现和消除缺陷。
3）胀按完毕后，必要进行耐压实验，检查胀口严密性。

用内径百分表、游标卡尺测量管孔直径，并计算胀率
《规程》

⑴筒体长度
±2L/1000mm
用尺测量

5
外
观
检
验
⑵筒体直线度
1）除图样另有规定，筒体直线度允差为：L.1000（L为筒体总长度）
L≤6000mm时，其值不不不大于4.5mm
L<6000mm时，其值不不不大于8.0mm
2）换热管为拼接时，对接后直线度偏差以不影响顺利穿管为限
现场检查
直尺，Ф0.5mm细钢丝水平面和垂直面，即沿着0 O、90 O、180O、270O四个部位测量
GB151-

⑶筒体最大内径与最小内径差
e≤0.5%Di，且不不不大于：
Di≤1200mm时，e≤5mm
Di>1200mm时，e≤7mm

现场检查
卷尺、直尺
GB151-

⑷封头形状偏差
1）内表面形状偏差最大间隙不得不不大于封头设计内直径Di1.25%
2）直边某些纵向皱折深度应不不不大于1.5mm
3）直边高度允差 mm
4）表面凹凸量允差Di≤800 ±2mm
Di<800 ±4mm
5）最大与最小直径允差为1%Di，且不不不大于10mm
6）直径允差2%Di，且不不不大于6mm
7）曲面高度允差为2%Di，且不不不大于20mm
8）封头壁厚：冲压成型后，其值最小厚度不得不大于名义厚度δn减去钢板厚度负偏差C1（钢板厚度8~25mm时，负偏差C1为0.8mm）

现场检查
弦长不不大于封头3/4设计内直径Di内样板，偏差检查应使样板垂直于表面进行测量，容许避开焊缝部位
GB150-

续表5
程序
检查项目
原则及技术规定
检查办法
原则号

⑸管板制造
1）管板孔直径及允差
a.I级换热器换热管和管孔直径允差（mm）
钻孔后，
应抽查不不大于60O管板中心角区域内管孔，在这一区域内容许有4%管孔上偏差比表中数值大0.15mm
用游标卡尺和内径百分表测量
GB151-

5
外
观
检
验

换热管
外径
10
14
16
19
25

允差
±0.15
±0.20
管板
管孔
10.20
14.25
16.25
19.25
25.25
允差
±0.15
0

b.II级换热器换热管和管孔直径允差（mm）

换热管
外径
10
14
16
19
25

允差
±0.20
±0.40
管板
管孔
10.30
14.40
16.40
19.40
25.40
允差
0.15
0
±0.20
0

2）孔桥宽度
a.I级换热器孔桥宽度（mm）
抽查出钻一侧管板表面抽查数不得不大于60O管板中心角区域内管桥宽度B
用游标卡尺测量
GB151-

管外径
孔
心
距
S
管
孔
直
径
d
名
义
孔
桥
宽
度
S-d
容许孔桥宽度B
（≥96%孔桥宽度不得不大于下列值）
Bmin容许最小孔桥宽度
（≤4%孔数，且不超过5个）

管板厚度δ
20
30
40
10
14
10.35
3.65
2.98
2.90
2.82
1.88
14
19
14.40
4.60
3.98
3.92
3.86
2.35

16
22
16.40
5.60
4.37
4.32
4.21
2.50
19
25
19.40
5.60
4.75
4.71
4.67
2.85
25
32
25.40
6.60
5.77
5.74
5.71
3.35

续表6
程序
检查项目
原则及技术规定
检查办法
原则号
5
外
观
检
验
⑸管板制造
b.II级换热器孔桥宽度（mm）

管
外
径
孔
心
距
S
管
孔
最
大
直
径
d
名
义
孔
桥
宽
度
S-d
容许孔桥宽度B
（≥96%孔桥宽度不得不大于下列值）
Bmin容许最小孔桥宽度
（≤4%孔数，且不超过5个）
管板厚度δ
20
30
40
10
14
10.45
3.55
2.88
2.79
2.12
1.83
14
19
14.55
4.45
3.83
3.77
3.71
2.28
16
22
16.60
5.60
4.19
4.14
4.09
2.52
19
25
19.60
5.40
4.55
4.51
4.47
2.75
25
32
25.60
6.40
5.57
5.54
5.51
3.25

3）管孔表面粗糙度
a.当换热器与管板焊接连接时，管孔表面粗糙度Ra≤25µm
b.当换热器与管板胀接连接时，管孔表面粗糙度Ra≤25µm
c.胀接连接时，管孔表面不得有影响胀接紧密性缺陷，如贯通纵向或螺旋状刻痕等
检查
目测
GB151-

4）螺栓孔或通孔中心圆直径以及相邻两弦长允差为
±0.6mm，任意两孔弦长差：
检查
用尺测量
GB150-

内径Di
<600
600~120
>1200

允差
±1.0
±1.5
±2.0

⑹折流板、支持板制造
1）折流板、支持板管孔直径及允差
a.I级换热器折流板管孔尺寸及允差（mm）
抽查
游标卡尺、直尺
容许超差0.1mm管孔数不得超过4%
GB151-

换热管直径d，或无支撑跨距L
d>32
或L≤900
L>900
且d≤32

折流板管孔直径
d+0.8
d+0.4
管孔直径容许偏差
+0.3
0
b.II级换热器折流板管孔尺寸及允差（mm）

换热管外径d
10
14
16
19
25

折流板管孔直径
10.5
14.6
16.6
19.6
25.8
管孔直径允差
+0.40

续表7
程序
检查项目
原则及技术规定
检查办法
原则号
5
外
观
检
验
⑹折流板、支持板制造
2）折流板、支持板外圆表面粗糙度值不得不不大于25μm，外圆面两侧夹角应倒钝
3）应清除折流板、支持板上任何毛刺

⑺接管及法兰组装
1）管位划线
所有开孔都应避开焊缝，开孔边沿与焊缝距离应不不大于100mm
目测
用钢板尺测量
《规程》

2）开孔
用火焰切割开孔坡口，需对影响质量局部凹凸不平某些进行修整，坡口不应有裂纹、分层、夹渣
目测

3）组焊管位及法兰和补强圈
a.接管应垂直于筒体主轴中心线允差L/100，且≤5mm，伸出长度应符合图纸规定，允差±5mm；位置偏移≤5mm（L为接管长度）
b.法兰面应垂直于接管或筒体主轴中心线，安装接管法兰应保证法兰面水平或垂直，其偏差均不超过法兰外径1%（法兰外径不大于100mm时，按100mm计算），且不不不大于3mm
c.法兰螺栓通孔与壳体主轴线或铅垂线跨中布置
d.法兰螺栓孔中心圆直径、相邻两孔弦长和任意两弦长允差为±2mm
e.凡被补强卷、支座垫板等覆盖焊缝，均应打磨至与母材齐平
目测
用尺测量
GB150-

⑻换热管与管板连接
按图样和工艺规定
1）胀接 换热管管端应除锈至呈钞票属光泽。其除锈长度不不大于管板厚度2倍，管端及管孔不得有油污、铁屑、锈蚀、换热管扩大某些过渡区圆滑过渡，不得有急剧棱角，胀接长度不得伸出管板背面（壳程侧）
现场检查
直尺

GB151-

2）焊接
焊接形式按施工图；
凸出于换热管内壁焊瘤、焊渣均应清除，焊缝缺陷返修，应先清除缺陷，后补焊；除换热管与管板间焊接连接外，其她任何零件不准与换热管相焊
现场检查
焊缝检测器、直尺
GB151-

⑼筒体装管束前
筒体内部应修磨至不影响装管束
现场检查

⑽管束组装后
换热管管端、换热管等，表面按规定；管束装配、折流板间距、块数按图纸
现场检查

续表8
程序
检查项目
原则及技术规定
检查办法
原则号
6.
无
损
检
测
检
验

⑴无损检测报告
1）探伤人员资格，持三级证以上可进行工作，持二级证以上人员可对底片审核并出具报告，资格证在有效期内
审查证明

2）探伤报告、记录应完整，对的，签字齐全
检查布片（排版）图和探伤报告，核算探伤记录和片位
GB150-
3）探伤原则规定，射线探伤按NB/T47013-，100％RT不低于II级合格；不不大于等于20%RT，不低于III级合格
核算探伤比例，对局部探伤产品返修焊缝，检查按关于规范、原则规定进行扩探状况
GB150-
超声波探伤比例按NB/T47013-，100%UT不低于I级合格；不不大于等于20%UT不低于II级合格，且对所探部位作射线复验。复验长度为超探相应焊缝20%，且不不大于300mm
对超声波探伤和表面探伤应不定期到现场进行实地检查

表面探伤按NB/T47013-
拼接管板焊缝，100%射线或超声波探伤检查，射线按NB/T47013-I级合格。板厚不不大于38mm，用射线探伤时，还需超声波探伤复查，其复查长度均为拼接焊缝长度20%，且不不大于300mm长
换热管拼接焊缝，抽查数量不少于接头总数10%，且不少于一条，不低于III级为合格。如有一条不合格，加倍抽查，再浮现不合格，应100%检查

GB150-

GB151-

GB151-
⑵射线探伤底片
1）抽查底片数量不得少于该台射线探伤底片总数30%
2）按NB/T47013-原则规定，底片自身质量要合格
3）底片焊缝级别评估对的
观片灯

由II级以上评片人员进行复查，审片工作应在热解决前或液压实验前完毕，返修底片必要查，对所抽查底片应在上面恰当位置做出标记

续表9
程序
检查项目
原则及技术规定
检查办法
原则号
7.
热
处
理
检
验
⑴热解决工艺
热解决工艺
检查执行状况

⑵热解决报告及记录

完整、对的、签字齐全、有热解决报告、热解决曲线、数据齐全

审查

⑶热解决工艺执行

设备完好、仪表放置对的、敏捷，热解决工艺曲线符合对的工艺

抽查

⑷管箱浮头盖

碳钢、低合金钢制焊有分程隔板管箱和浮头盖以及管箱侧向开孔超过1/3圆筒内直径管箱，施焊后应做消除应力热解决，按图纸和厂内关于热解决工艺规定

审查报告及记录曲线

⑸拼接管板

除不锈钢外，拼接后管板应作消除应力热解决
审查报告及记录曲线
GB151-

⑹U形管进行消除残存应力热解决

图样注明有抗拉应力腐蚀规定，冷弯U型管应进行热解决

审查报告及记录曲线

GB150-
8.
耐
压
试
验
检
验
⑴试压条件
1）每台产品必要做耐压实验（除图样另有规定）

GB150-
2）介质为水，对奥氏体不锈钢产品，水质氯离子含量不超过25PPm和图纸特殊规定
图纸审查，水质有特殊规定期，水质化验报告审查

3)碳素钢、16MnR钢制容器，液体温度不低于5℃；低合金钢制容器，液体温度不低于15℃；其她钢种容器液体温度按图样

⑵设备仪器

1）两个量程相似，通过校正压力表。量程在实验压力2倍左右，但不低于1.5倍和高于4倍实验压力

现场检查

GB150-
2）水泵不泄漏

⑶实验压力

按图样规定，且不低于1.25倍设计压力，对壁温≥200℃容器，实验压力为
Pt=1.25P [б]／[б]t
审核
GB150-
P为容器设计压力，[б]为实验温度下材料许用应力，[б]t为设计温度下材料许用应力

续表10
程序
检查项目
原则及技术规定
检查办法
原则号
8.
耐
压
试
验
检
验
⑷升压环节
布满液体，待容器壁温与液体温度相似时，缓慢升压至实验压力，依照容积大小，保持10~30分钟；然后将压力降到规定实验压力80%，至少保持30分钟，同步进行检查。如发既有异常响声、压力下降或加压装置发生故障等不正常现象时，应停止实验，查明因素
现场检查
GB150-
⑸合格原则
1）容器受压元件密封面和各部焊缝无渗漏
现场检查
《规程》
2）胀口处无渗漏

3）无可见异常变形、无异常响声

4）试压后内部积水须放净，吹干

⑹试压程序

1）浮头式换热器
a.管子与管板连接口试压：打壳程实验压力进行检查，检查管子与管板焊接或胀接质量
现场检查
手电筒

b.管箱和浮头盖试压：打管程实验压力进行检查，检查焊接及密封质量

c.壳体和外头盖试压：组装后打壳程实验压力进行检查，检查焊接及密封面质量

2）固定管板换热器
a.壳体试压：打壳程实验压力，检查壳体及管子与管板焊接或胀接质量
现场检查
手电筒

b.管程试压：打管程实验压力（在管内打压）检查管箱和封头焊接及密封面质量

3）U形管换热器
a.管程压力不不大于壳程压力
当两压力差较大，管子数量较多，从管板背面不易拟定泄漏部位，则采用专用试水壳体试压，按管程压力试压，然后再试管程
现场检查
手电筒

b.管程压力不大于等于壳程压力，或两压力相差不太大时可以先试壳程，然后再试管程

4）浮动盘管换热器
a.浮动盘管与母管接口试压：打管程实验压力，检查管子与母管焊接质量

b.壳体试压：打壳体实验压力，检查壳体及法兰密封面质量

⑴出厂合格证、竣工图
按《规程》，齐全、对的、最后签发、签字（盖章）手续完整无误。竣工图反映该产品实际制造状况，如修改，签字手续应齐全
审 查

9
出
厂
资
料
审
⑵质量证明书
1）重要受压材料明细、机械性能和化学成分报告
审 查
某些核心项目已在现场确认签字
2）装配尺寸检查报告
3）无损探伤报告，涉及表面裂纹检查报告、射线或超声波探伤报告
4）焊接试板报告
查

5）热解决检查报告

6）耐压实验报告

7）与图样不一致检查报告，审批齐全、对的、签字（盖章）手续完整无误