本发明涉及石化及煤化工装置的技术领域，尤其是涉及一种翅片管式空冷器的制造工艺及其制造的翅片管式空冷器。
背景技术：
翅片管式空冷器是石化、煤化工装置的常规设备，一般是由管束、管箱、风机、百叶窗和构架等主要部分组成，其中翅片管与管板的焊接、管箱箱体的焊接和管箱后续热处理是翅片管式空冷器可靠性运行的关键。
目前，现有的翅片管式空冷器的制造工艺为先焊接管箱，随后将焊接后的管箱整体进入退火炉进行退火热处理，然后再用深孔焊的焊接方法将管束的管头和管箱的管板焊接在一起。上述焊接方法是管箱可以整体提前预制，从焊接方法上看，无论是根部打底的可靠性，还是焊接效率，都比现场拼装的管箱要便利得多，同时从管箱焊后消除应力热处理来看，提前预制的管箱可以整体进炉进行退火热处理，由于炉内温度场均匀，其管箱热处理的效果可以达到最佳。
但是，上述先焊管箱后焊管头的工艺顺序虽然可以消除管箱焊接应力过大的问题，但忽略了深孔焊的技术缺陷，深孔焊焊枪机头在管箱内部的旋转半径很小，无法焊接有足够截面尺寸的焊缝，焊缝拉脱力较差，而且管头焊的检验和挖补难度极大。因此，由于深孔焊无法保证管端焊缝具有足够的截面厚度，导致管头焊缝部位出现了很多非正常腐蚀的泄露事故。某石化公司加氢装置4台高压碳钢空冷器使用仅几天就有3台管束的管头焊出现泄漏，由于使用部位存在易燃易爆的安全隐患，该部位的4台高压空冷器被迫废弃后重新采购，其停工损失巨大。
因此，鉴于在翅片管式空冷器的制造工艺中，管头的焊接质量和管箱的焊接质量二者均同等重要，均是保证石化企业安全运行的前提，为了保证高压空冷器的使用安全和运行安全，对翅片管式高压空冷器的制造工艺进行改进，变得十分必要和迫切。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种翅片管式空冷器的制造工艺，所述制造工艺为先将翅片管与管板进行组装并使用开坡口焊接的方法将翅片管的管头和管板焊接在一起，随后再进行管箱焊接并在管箱焊接过程中进行分步热处理，得到翅片管式空冷器。该制造工艺相较于现有的先焊接管箱，然后再用深孔焊的焊接方法将翅片管的管头和管箱的管板焊接在一起的制备工艺，有效缓解了深孔焊无法保证管端焊缝具有足够的截面厚度，导致管头焊缝部位出现了很多非正常腐蚀的泄露事故的问题。
本发明的第二目的在于提供一种翅片管式空冷器，所述翅片管式空冷器管头和管箱均具有较高的焊接质量，有效缓解了深孔焊无法保证管端焊缝具有足够的截面厚度，导致管头焊缝部位出现了很多非正常腐蚀导致泄露事故的问题，进而有效保证了高压空冷器的使用安全和运行安全。
本发明提供的一种翅片管式空冷器的制造工艺，所述制造工艺包括以下步骤：
(a)管头焊接：将翅片管与管板进行组装并使用开坡口焊接的方法将翅片管的管头和管板焊接在一起，
(b)管箱焊接：将焊接有翅片管的管板与对称布置的丝堵板和上下盖板进行组装后焊接，随后进行接管和侧板的焊接，同时在管箱焊接过程中进行分步热处理，得到焊接后的翅片管式空冷器。
进一步的，所述步骤(a)管头焊接的具体方法包括：
首先将管板孔开出坡口，然后将翅片管与管板进行组装，翅片管的管头露出管板面3～5mm，随后将组装后的管头和管板用氩弧焊进行焊接，所述焊接的遍数为2～4遍，下道焊的起弧与上道焊的收弧位置错开30～90°。
更进一步的，所述管板孔坡口的角度为40～50°，深度为1.0～3mm。
进一步的，所述步骤(b)管箱焊接的具体方法包括：
(ⅰ)箱体焊接：将焊接有翅片管的管板和对称布置的丝堵板与上下盖板进行组装后，先用氩弧焊打底，随后用气保焊或焊条电弧焊填充焊接至焊道总厚度的30％～60％位置，焊接得到箱体；
(ⅱ)接管焊接：将接管与步骤(ⅰ)箱体进行坡口焊接，先用氩弧焊打底，随后用气保焊或焊条电弧焊填充焊接至焊缝全厚度的30％～60％位置；
(ⅲ)第一步热处理：接管按步骤(ⅱ)焊接完成后，用石棉将所有换热管管口堵住，再将加热带从还没有焊接的管箱侧板处穿入管箱内部，管箱外部所有金属部分及侧板未焊接部分全部用石棉覆盖，随后对箱体焊道和接管焊道的焊缝做消除应力的局部热处理；
(ⅳ)侧板焊接：所述侧板与管板、丝堵板和上下盖板的焊接方法与步骤(ⅰ)和(ⅱ)的焊接方法相同，组对后先用氩弧焊打底，随后用气保焊或焊条电弧焊填充焊接至焊道总厚度的30％～60％位置；
(ⅴ)第二步热处理：侧板按步骤(ⅳ)焊接完成后，将加热带覆盖在侧板外部，用石棉进行保温，随后对侧板的焊缝进行局部热处理；
(ⅵ)填充焊接：待第二步热处理完成后，用气保焊或焊条电弧焊对所有焊道中剩余未焊接部分进行填充焊接至盖面，完成管箱焊接；
(ⅶ)第三步热处理：将加热带缠绕覆盖管箱外部的所有焊道，再用石棉将管箱全部覆盖，进行最终热处理，随后得到翅片管式空冷器。
进一步的，所述箱体焊接、接管焊接和侧板焊接的焊接坡口均为u型坡口；
更进一步的，所述u型坡口的角度为1～15°，坡口根部圆弧r为5～10mm，钝边厚度为1～2mm
进一步的，所述第一步、第二步和第三部热处理的温度为580～730℃，保温时间为30～120min。
更进一步的，所述翅片管式空冷器的材质为低合金钢q345r和抗氢钢q345时，热处理的温度为580～640℃；
优选的，所述翅片管式空冷器的材质为铬钼钢时，热处理的温度为660～730℃。
进一步的，所述步骤(b)管箱焊接还包括对步骤(ⅶ)第三步热处理完成后的焊缝进行硬度检测的步骤。
本发明提供的一种翅片管式空冷器，所述翅片管式空冷器由上述翅片管式空冷器的制造工艺制得。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的翅片管式空冷器的制造工艺，所述制造工艺为先将翅片管与管板进行组装并使用开坡口焊接的方法将翅片管的管头和管板焊接在一起，随后将焊接有翅片管的管板与对称布置的丝堵板和上下盖板进行组装后焊接，随后进行接管和侧板的焊接，同时在管箱焊接过程中进行分步热处理，得到焊接后的翅片管式空冷器。该制造工艺相较于现有的先焊接管箱，然后再用深孔焊的焊接方法将翅片管的管头和管箱的管板焊接在一起的制备工艺，有效缓解了深孔焊无法保证管端焊缝具有足够的截面厚度，导致管头焊缝部位出现了很多非正常腐蚀的泄露事故的问题。
本发明提供的翅片管式空冷器，所述翅片管式空冷器管头和管箱均具有较高的焊接质量，有效缓解了深孔焊无法保证管端焊缝具有足够的截面厚度，导致管头焊缝部位出现了很多非正常腐蚀导致泄露事故的问题，进而有效保证了高压空冷器的使用安全和运行安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的本发明开坡口焊接的管头焊接示意图；
图2为本发明实施例1提供的本发明开坡口焊接的管头焊接实物图；
图3为本发明实施例1提供的现有的深孔焊管头焊接示意图；
图4为本发明实施例1提供的现有的深孔焊管头焊接操作图；
图5为本发明实施例1提供的主焊道、接管和侧板焊接的u型焊接坡口示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。为了有助于更清楚的理解本发明，现通过具体的实施例对本发明进行详细的介绍。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
根据本发明的一个方面，一种翅片管式空冷器的制造工艺，所述制造工艺包括以下步骤：
(a)管头焊接：将翅片管与管板进行组装并使用开坡口焊接的方法将翅片管的管头和管板焊接在一起，
(b)管箱焊接：将焊接有翅片管的管板与对称布置的丝堵板和上下盖板进行组装后焊接，随后进行接管和侧板的焊接，同时在管箱焊接过程中进行分步热处理，得到焊接后的翅片管式空冷器。
本发明提供的翅片管式空冷器的制造工艺，所述制造工艺先将翅片管与管板进行组装并使用开坡口焊接的方法将翅片管的管头和管板焊接在一起，随后将焊接有翅片管的管板与对称布置的丝堵板和上下盖板进行组装后焊接，随后进行接管和侧板的焊接，同时在管箱焊接过程中进行分步热处理，得到焊接后的翅片管式空冷器。该制造工艺相对于现有的先焊接管箱，然后再用深孔焊的焊接方法将管束的管头和管箱的管板焊接在一起的制备工艺，有效缓解了深孔焊无法保证管端焊缝具有足够的截面厚度，导致管头焊缝部位出现了很多非正常腐蚀泄露事故的问题。
如图1和图2所示，在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(a)管头焊接的具体方法包括：首先将管板孔开出坡口，然后将翅片管与管板进行组装，翅片管的管头露出管板面3～5mm，随后将组装后的管头和管板用氩弧焊进行焊接，所述焊接的遍数为2～4遍，下道焊的起弧与上道焊的收弧位置错开30～90°。
在上述优选实施方式中，所述管板孔坡口的角度为40～50°，深度为1.0～3.0mm。
如图3所示，现有深孔焊焊接的工艺，由于深孔焊焊接管板的管孔没有坡口，因此焊枪从丝堵孔插入，枪头的旋转半径很小，开坡口以后深孔焊无法呈45°夹角填充焊丝，焊丝与管板基本呈90度进行垂直焊接，所以焊肉截面厚度很小。
而本发明的制造工艺由于没有管箱的约束，焊枪可以全位置旋转进行角焊焊接，焊接焊肉的截面厚度远远大于深孔焊的焊缝，其拉脱强度远高于深孔焊的焊缝结构。因此，本发明管头焊接方法得到的焊缝明显具有更高的截面厚度，有效缓解了深孔焊无法保证管端焊缝具有足够的截面厚度，导致管头焊缝部位出现了很多非正常腐蚀泄露事故的问题。
此外，如图4所示，现有的深孔焊焊接操作方法相当于盲焊，焊接后管头的检验和挖补难度极大。而本发明的制造工艺对焊缝表面可以有效进行pt检验和煤油渗漏检验，有利于及时发现问题，对焊缝也可以进行彻底挖补。
优选的，在管头的焊接过程中每焊接一道，都要进行vt检验，焊接完成后，做pt和煤油渗漏检验，以确保焊缝质量可靠；
在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(b)管箱焊接的具体方法包括：
(ⅰ)箱体焊接：将焊接有翅片管的管板和对称布置的丝堵板与上下盖板进行组装后，先用氩弧焊打底，随后用气保焊或焊条电弧焊填充焊接至焊道总厚度的30％～60％位置；
(ⅱ)接管焊接：将接管与步骤(ⅰ)箱体进行坡口焊接，先用氩弧焊打底，随后用气保焊或焊条电弧焊填充焊接至焊缝全厚度的30％～60％位置；
(ⅲ)第一步热处理：接管焊接完成后，用石棉将所有换热管管口堵住，再将加热带从还没有焊接的管箱侧板处穿入管箱内部，管箱外部所有金属部分及侧板未焊接部分全部用石棉覆盖，随后对箱体焊道和接管焊道的焊缝做消除应力的局部热处理；
(ⅳ)侧板焊接：所述侧板与管板、丝堵板和上下盖板的焊接方法与步骤(ⅰ)和(ⅱ)的焊接方法相同，组对后先用氩弧焊打底，随后用气保焊或焊条电弧焊填充焊接至焊道总厚度的30％～60％位置；
(ⅴ)第二部热处理：侧板焊接完成后，将加热带覆盖在侧板外部，用石棉进行保温，随后对侧板的焊缝进行局部热处理；
(ⅵ)填充焊接：待第二步热处理完成后，用气保焊或焊条电弧焊对所有焊道中剩余未焊接部分进行填充焊接至盖面，完成管箱焊接；
(ⅶ)第三步热处理：将加热带缠绕覆盖管箱外部的所有焊道，再用石棉将管箱全部覆盖，进行最终热处理，随后得到翅片管式空冷器。
作为一种优选的实施方式，本发明管箱焊接过程中，首先将箱体和接管进行焊接，随后焊接侧板并在上述两次焊接完成后对焊道进行局部热处理，箱体、接管和侧板的焊接仅焊至焊道总厚度的30％～60％位置，以避免焊接应力对焊道的影响，待局部热处理完成后，再填充焊接至盖面，完成管箱焊接，并对焊接后的管箱进行整体的热处理以消除管箱焊后的应力。
同时，由于管箱内腔窄小，上下盖板、左右侧板与管板和丝堵板的组对尺寸只有100mm坡口加工焊接以后两条焊缝的实际间距仅60～70mm。管箱材料厚度较大，单道焊缝的焊接应力本身就很大，而在两条焊缝间距很小的情况下，焊缝收缩所导致的结构应力巨大。必须严格禁止采用大线能量的焊接参数进行焊接。
在本发明的一种优选实施方式中，所述箱体焊接、接管焊接和侧板焊接的焊接坡口均为u型坡口；
如图5所示，在上述优选实施方式中，所述u型坡口的角度为1～15°，坡口根部圆弧r为5～10mm，钝边厚度为1～2mm。
在本发明的一种优选实施方式中，所述第一步、第二步和第三部热处理的温度为580～730℃，保温时间为30～120min。
在上述优选实施方式中，所述翅片管式空冷器的材质为低合金钢q345r和抗氢钢q345时，热处理的温度为580～640℃；
优选的，所述翅片管式空冷器的材质为铬钼钢时，热处理的温度为660～730℃。
在本发明的一种优选实施方式中，所述制造工艺还包括对步骤(ⅶ)第三步热处理完成后的焊缝进行硬度检测的步骤。
作为一种优选的实施方式，上述管箱热处理后焊缝金属的硬度测试结果应满足以下要求：
所述翅片管式空冷器的材质为低合金钢q345r和抗氢钢q345时，焊缝表面的平均硬度值应≤200hb；
所述翅片管式空冷器的材质为铬钼钢时，焊缝表面的平均硬度值应≤220hb。
所述翅片管式空冷器，对于焊缝长度≤1000mm的，每条焊缝测试的硬度值不能少于5个点。对于焊缝长度≥1000mm的，按每1000mm范围测试一组硬度值，每组5个点。
实施例2
根据本发明的一个方面，一种翅片管式空冷器，所述翅片管式空冷器由上述翅片管式空冷器的制造工艺制得。
本发明提供的翅片管式空冷器，所述翅片管式空冷器管头和管箱均具有较高的焊接质量，有效缓解了深孔焊无法保证管端焊缝具有足够的截面厚度，导致管头焊缝部位出现了很多非正常腐蚀导致泄露事故的问题，可以有效保证高压空冷器的使用安全和运行安全。
综上所述，本发明提供的翅片管式空冷器的制造工艺，所述制造工艺先将翅片管与管板进行组装并使用开坡口焊接的方法将翅片管的管头和管板焊接在一起，随后将焊接有翅片管的管板与对称布置的丝堵板和上下盖板进行组装后焊接，随后进行接管和侧板的焊接，同时在管箱焊接过程中进行分步热处理，得到焊接后的翅片管式空冷器。该制造工艺相对于现有的先焊接管箱，然后再用深孔焊的焊接方法将管束的管头和管箱的管板焊接在一起的制备工艺，有效缓解了深孔焊无法保证管端焊缝具有足够的截面厚度，导致管头焊缝部位出现了很多非正常腐蚀泄露事故的问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。