一种急冷器换热管与管板焊接结构的制作方法

本实用新型涉及一种急冷器换热管与管板焊接结构。

背景技术：

近年来，国家重点发展乙烯工业。而大型裂解炉、一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器等急冷换热器装备，均为乙烯生产过程中的核心设备，因此市场需求量巨大。

而急冷换热器，是对乙烯生产工艺中产生的高温裂解气进行降温、换热，裂解原料在裂解炉中经过高温裂解后产生高温裂解气，其组分主要含有目标产品h2、c2h4、c3h6、混合c4、芳烃(c6～c8)，另外还含有苯乙烯、二烯烃等；一级冷凝器为线性急冷换热器，通常采用夹套式内外管结构设计，内管为高达1000℃左右的高温裂解气，外管与内管夹套之间走冷却水，冷却水将高温裂解气急速降温到550℃左右，而冷却水通过该换热过程，转变为高压高温蒸汽，高压高温蒸汽通过集箱汇入汽包，在汽包内除氧脱游离水后，形成纯净蒸汽用于生产过程的其他工艺流程，完成能源的一次高效转化和利用；从一级冷凝器流出的550℃左右高温裂解气进入二级冷凝器管程换热管内，通过换热，再次产生高压高温蒸汽，完成能源的二次高效转化和利用；从二级冷凝器流出的350℃左右高温裂解气进入三级冷凝器管程换热管内，通过换热将壳程冷却水转化为低压蒸汽，完成能源的三次高效转化和利用。

由此可知，对于一、二、三级冷凝器，其均需要进行内外温差极大的换热过程，因此换热管与管板的焊接质量极其重要，关系到整个系统的高效运转。但是现有的换热管与管板的焊接结构，如图1所示，其通常为45°的倒角结构，由于倒角的底部较小，倒角又较深，焊枪的钨棒无法接触到底部，在向下立焊的部位由于铁水自重往下淌不可避免会产生底部不完全焊透的缺陷，使得焊接质量得不到保证。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种改进的换热管与管板焊接结构。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种急冷器换热管与管板焊接结构，包括管板、穿设于所述管板中的换热管，所述管板具有与所述换热管的外周面相抵接的连接端，所述连接端一侧向内凹陷形成弧形的焊接面，所述焊接面与所述换热管的外周面之间形成施焊区域。

优选地，所述焊接面绕着所述换热管的周向设置。

进一步优选地，所述施焊区域绕着所述换热管的周向设置形成环形的施焊槽，所述施焊槽与所述换热管同轴设置。

优选地，所述管板上具有用于安装所述换热管的安装孔，所述焊接面两侧分别与所述管板的板面和所述安装孔的内孔面相连接。

优选地，所述焊接面为圆弧形且其圆心角30°≤a≤60°。

进一步优选地，所述焊接面的圆心角a为45°。

优选地，所述焊接面为圆弧形且其半径为3.0±0.1mm。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的焊接结构，通过将焊接面设计成弧形，使得施焊区域的底部空间增大，焊枪的钨棒能够完全伸入施焊区域底部进行焊接，极大的保证了焊接质量。

附图说明

附图1为现有技术中的焊接结构示意图；

附图2为本实用新型的具体实施例中的焊接结构的示意图。

图中：1、管板；1a、安装孔；2、换热管；3、连接端；3a、焊接面；4、施焊区域。

具体实施方式

下面结合附图来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。

本实用新型涉及对急冷器换热管与管板焊接结构的改进。改进后的焊接结构，通过将焊接面设计成弧形，使得施焊区域的底部空间增大，焊枪的钨棒能够完全伸入施焊区域底部进行焊接，极大的保证了焊接质量。

参见图2所示，其中示出了一种急冷器换热管与管板焊接结构，包括管板1、穿设于管板1中的换热管2，管板1具有与换热管2的外周面相抵接的连接端3，连接端3一侧向内凹陷形成弧形的焊接面3a，焊接面3a与换热管2的外周面之间形成施焊区域4。如此，极大的增加了施焊区域4的底部空间，保证了焊接的质量，避免了缺陷。焊接后填充于施焊区域4的焊接金属的径向截面成鱼眼状。

在本实施例中，焊接面3a为圆弧形且其圆心角为45°，半径为3.0±0.1mm。

进一步地，焊接面3a绕着换热管2的周向设置，使得施焊区域4能够绕着换热管2的周向设置形成环形的施焊槽，其中施焊槽与换热管2同轴设置。焊接时，拖动焊枪绕着换热管2的周向施焊，将焊接金属填充于施焊槽内即可。

进一步地，管板1上具有若干个用于安装换热管2的安装孔1a，焊接面3a两侧分别与管板1的板面和安装孔1a的内孔面相连接。

在本实施例中，采用新的焊接思路，采用自动钨极氩弧焊，焊接前先用机械加工的方式加工出与设备同种材料、同样结构的坡口试件，调节好自动焊接的参数，包括电流，电压，旋转速度，送丝量等，在坡口试件上进行焊接操作，当试件外观与内在质量合格后再将参数保存在自动焊机上，对厚壁容器设备进行正常的自动化焊接，避免了温度和环境对焊接的影响，提高了生产效率。如此，采用焊机保存的试件参数进行操作，合格率达到100%。

进一步地，在本例中，在传统二道添丝焊的基础上进行改进，分三道进行焊接，降低每层焊缝的厚度，减小产生气孔的可能性，由于换热管和管板均为cr-mo钢材料，后道焊缝能够对前道焊缝进行热处理，增加一层焊接对焊缝性能更有益。

焊接结束后，采用100%rt棒阳极检测，而不是传统的伽玛检测，棒阳极检测对管头要求较高，可检测出直径0.3mm以下的气孔，能够很好的保证最终焊缝的焊接质量。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种急冷器换热管与管板焊接结构，包括管板（1）、穿设于所述管板（1）中的换热管（2），其特征在于：所述管板（1）具有与所述换热管（2）的外周面相抵接的连接端（3），所述连接端（3）一侧向内凹陷形成弧形的焊接面（3a），所述焊接面（3a）与所述换热管（2）的外周面之间形成施焊区域（4）。

2.根据权利要求1所述的一种急冷器换热管与管板焊接结构，其特征在于：所述焊接面（3a）绕着所述换热管（2）的周向设置。

3.根据权利要求2所述的一种急冷器换热管与管板焊接结构，其特征在于：所述施焊区域（4）绕着所述换热管（2）的周向设置形成环形的施焊槽，所述施焊槽与所述换热管（2）同轴设置。

4.根据权利要求1所述的一种急冷器换热管与管板焊接结构，其特征在于：所述管板（1）上具有用于安装所述换热管（2）的安装孔（1a），所述焊接面（3a）两侧分别与所述管板（1）的板面和所述安装孔（1a）的内孔面相连接。

5.根据权利要求1所述的一种急冷器换热管与管板焊接结构，其特征在于：所述焊接面（3a）为圆弧形且其圆心角30°≤a≤60°。

6.根据权利要求5所述的一种急冷器换热管与管板焊接结构，其特征在于：所述焊接面（3a）的圆心角a为45°。

7.根据权利要求1所述的一种急冷器换热管与管板焊接结构，其特征在于：所述焊接面（3a）为圆弧形且其半径为3.0±0.1mm。

技术总结
本实用新型公开了一种急冷器换热管与管板焊接结构，包括管板、穿设于管板中的换热管，管板具有与换热管的外周面相抵接的连接端，连接端一侧向内凹陷形成弧形的焊接面，焊接面与换热管的外周面之间形成施焊区域。本实用新型的焊接结构，通过将焊接面设计成弧形，使得施焊区域的底部空间增大，焊枪的钨棒能够完全伸入施焊区域底部进行焊接，极大的保证了焊接质量。

技术研发人员：陈卉妍;董迎道;张屹杨;杨卫芳;沈佑刚;包振月
受保护的技术使用者：张家港市江南锅炉压力容器有限公司
技术研发日：2020.11.30
技术公布日：2021.07.30