大型固定管板式管头热处理工装的制作方法

本实用新型涉及一种大型固定管板式管头热处理工装，属于换热器热处理制造领域。

背景技术：

随着我国在大型炼油、大型煤化工、大乙烯等项目建设中的投资力度加大，规模也越来越大。为和大型化的成套装置相适应，诞生了许多大型换热器。而这些换热器中以固定管板式换热器居多。换热器大型化的同时，给加工制造带来了很大困难。尤其是固定管板式换热器的管头热处理为重要控制点。解决好热处理问题，消除焊接产生的热应力、均匀焊缝和热影响区组织、细化焊缝和热影响区的晶粒、排除焊缝在焊接过程中产生的氢脆、通过热处理可以使焊缝金属与母材金属更好的融合。控制好热处理问题，将会提高产品质量、延长设备使用寿命的重要保障。

现有市场中均没有专用固定管板式换热器的管头热处理工装，管头的热处理均为制造厂根据实际情况，采用履带式电加热带进行热处理。履带式电加热带热处理这种方式，受热不均匀，管板热处理效果不好，质量无法保证。从而影响设备的使用寿命，影响整个装置的运作。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种大型固定管板式管头热处理工装，结构简单合理，热处理效果好，并能适应多种直径固定管板式换热器管头的热处理，既能保证热处理质量又节约成本。

本实用新型所述的大型固定管板式管头热处理工装，包括盖板，盖板第一侧设有内套筒和外套筒，盖板第二侧设有支撑板装置，外套筒靠近盖板一端设有支撑角钢装置，支撑角钢装置与内套筒交叉处，支撑角钢装置上开设连接槽，盖板第一侧设有电加热带，电加热带连接支撑角钢装置。

电加热带能够解决大型固定管板式管头无法使用热处理炉进行管头热处理的问题，能够达到热处理的效果，提高了热处理产品质量，同时，内套筒根据所需的实际尺寸进行更换，也可重复利用；缩短了加工周期，节约了生产费用。支撑板装置用于支撑和固定盖板，确保盖板不变形，特别是外套筒与盖板焊接后不易发生变形，确保外套筒和盖板不变形。

进一步优选地，盖板第一侧外套筒内设有第一盖板保温层，盖板第一侧内套筒内设有第二盖板保温层。

进一步优选地，第一盖板保温层内设有第一盖板保温钉，第一盖板保温钉固定连接外套筒或内套筒，第一盖板保温钉用于固定第一盖板保温层；第二盖板保温层内设有第二盖板保温钉，第二盖板保温钉固定连接内套筒，第二盖板保温钉用于固定第二盖板保温层。第一盖板保温钉可以通过焊接连接外套筒或内套筒。第二盖板保温钉可以通过焊接连接内套筒。

进一步优选地，外套筒内侧面设有外套筒保温层，内套筒内侧面设有内套筒保温层。

进一步优选地，外套筒保温层内设有外套筒保温钉，外套筒保温钉连接外套筒内壁，内套筒保温层内设有内套筒保温钉，内套筒保温钉连接内套筒内壁。

进一步优选地，电加热带沿外套筒横截面水平中心线下方布置数量多于上方。热处理时效果更均匀，热处理产品质量高。

进一步优选地，外套筒及内套筒通过焊接与盖板连接；支撑角钢装置与外套筒内壁通过焊接连接；支撑板装置与盖板通过焊接连接。

进一步优选地，支撑角钢装置为碳钢支撑角钢装置；支撑板装置为碳钢支撑板装置。

进一步优选地，盖板第二侧靠近边缘处设有吊耳，吊耳与盖板之间设有垫板。

进一步优选地，盖板和外套筒底部设有支座组件，支座组件上开设内凹的与外套筒外表面相适应的支撑槽。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过设置内套筒、外套筒、支撑角钢装置与电加热带，来适应多种型号的固定管板式换热器管头热处理，适用于多种直径设备的热处理，实现了大直径固定管板式换热器管头的热处理效果，结构简单合理，达到了热处理的效果，节约了费用，能够保证热处理质量，缩短了加工周期；

2、通过使用第一盖板保温层、第二盖板保温层、内套筒保温层、外套筒保温层和电加热带，热处理效果均，避免了因使用履带式电加热带热处理的效果不均匀情况，提高了质量，延长了使用寿命。电加热带进行均匀布置，可以根据管板直径的大小，选取电加热带的型号，上面布置数量少于下面布置数量，致使热处理时效果均匀，热处理效果好。

3、内套筒与盖板采用焊接，装拆方便，便于制造和使用。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例的结构示意图，

图2是图1中A-A剖视结构示意图，

图3是本实用新型的一实施例中支撑板装置结构示意图，

图4是图3的左视图，

图5是本实用新型的一实施例中支撑角钢装置结构示意图，

图6是本实用新型的一实施例中电加热带分布示意图。

图中：1、支撑板装置 2、吊耳 3、垫板 4、盖板 5、支撑角钢装置 6、外套筒 7、内套筒 8、电加热带 9、第一保温钉 10、支座组件 11、内套筒保温层 12、第一盖板保温层 13、外套筒保温层 14、第二盖板保温层 15、拉耳；

1-1、第一支撑板 1-2、第二支撑板；

5-1、第一支撑角钢 5-2、第二支撑角钢 5-3、第三支撑角钢 5-4、第四支撑角钢

5-5、第五支撑角钢；

8-1、第一电加热带 8-2、第二电加热带 8-3、第三电加热带 8-4、第四电加热带。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案作进一步清楚、完整地描述：

实施例1

如图1～图6所示，本实用新型所述的大型固定管板式管头热处理工装，包括盖板4，盖板4第一侧设有内套筒7和外套筒6，盖板4第二侧设有支撑板装置1，外套筒6靠近盖板4一端设有支撑角钢装置5，支撑角钢装置5与内套筒7交叉处，支撑角钢装置5上开设连接槽，盖板4第一侧设有电加热带8，电加热带8连接支撑角钢装置5。

盖板4第一侧外套筒6内设有第一盖板保温层12，盖板4第一侧内套筒7内设有第二盖板保温层14。第一盖板保温层12内设有第一盖板保温钉9，第一盖板保温钉9固定连接外套筒6，第一盖板保温钉9焊接到外套筒6上；第一盖板保温钉9也可以固定连接内套筒7，第一盖板保温钉9也可以焊接到内套筒7上。第一盖板保温钉9用于固定第一盖板保温层12。第二盖板保温层14内设有第二盖板保温钉，第二盖板保温钉固定连接内套筒7，第二盖板保温钉焊接到内套筒7上，第二盖板保温钉用于固定第二盖板保温层14。

外套筒6内侧面设有外套筒保温层13，内套筒7内侧面设有内套筒保温层11。

外套筒保温层13内设有外套筒保温钉，外套筒保温钉连接外套筒内壁，外套筒保温钉焊接外套筒内壁；内套筒保温层11内设有内套筒保温钉，内套筒保温钉连接内套筒内壁；内套筒保温钉焊接内套筒内壁。

如图6所示，电加热带布置是根据设备直径大小进行布置，电加热带是固定在支撑角钢装置5上，每块电加热带8分别与支撑角钢装置进行固定连接，盖板上钻孔，并通过盖板上的孔将电加热带的引线引出，以便电加热带引线穿入与电源相接。电加热带规格选取大、中、小号的规格，方便使用。电加热带8沿外套筒横截面水平中心线下方布置数量多于上方。电加热带8位于沿外套筒横截面水平中心线下方可以均匀分布，电加热带8位于沿外套筒横截面水平中心线上方可以均匀分布，确保热处理效果均匀，确保热处理产品质量。外套筒6与盖板4通过焊接连接。内套筒7与盖板4通过焊接连接。支撑角钢装置5 与外套筒6内壁通过焊接连接。

支撑角钢装置5为碳钢支撑角钢装置；支撑角钢装置5包括上下对称布置成T型的第四支撑角钢5-4和第五支撑角钢5-5，两个第五支撑角钢5-5之间留有布置电加热带8的空间，第四支撑角钢5-4和第五支撑角钢5-5左右两侧分别顺次对称布置第三支撑角钢5-3、第二支撑角钢5-2和第一支撑角钢5-1。

第四电加热带8-4设于两个第三支撑角钢和两个第五支撑角钢围成的内套筒7圆心处空间内；第三电加热带设于第四支撑角钢、第三支撑角钢和第五支撑脚感围成的空间内；第二电加热带设于第二支撑角钢和第三支撑角钢之间；第一电加热带设于第一支撑角钢和第二支撑角钢之间。沿外套筒横截面水平中心线，第一电加热带8-1、第二电加热带8-2、第三电加热带和第四电加热带8-4下方布置数量多于上方。

支撑板装置1与盖板4通过焊接连接。支撑板装置1为碳钢支撑板装置。支撑板装置 1为碳钢支撑板装置。支撑板装置包括若干交叉焊接的第一支撑板1-1和第二支撑板1-2，其交叉部位可以根据实际情况进行切割；支撑板装置是焊接在盖板第二侧，支撑板装置对盖板起到加固和支撑的作用，用于实现外套筒与盖板焊接后不容易变形，确保盖板不变形，确保外套筒不变形。

盖板4第二侧靠近边缘处设有吊耳2，吊耳2与盖板4之间设有垫板3。

盖板4和外套筒6底部设有支座组件10，支座组件10上开设内凹的与外套筒6外表面相适应的支撑槽。

由于固定管板式换热器的结构是管板与筒体焊接在一起，管头焊接后无法直接进炉热处理。所述的大型固定管板式管头热处理工装，管板直径大于2.5米，优先选用。小直径设备管头热处理选用内套筒，大直径设备管头热处理直接用外套筒。内套筒的直径一般大于2.5米，考虑到管束有多种尺寸规格，设置多种规格内套筒，以备各种尺寸管束使用。电加热带规格选取大、中、小号的规格，方便使用。

支撑板装置1是由碳钢材料的第一支撑板和第二支撑板焊接而成，支撑板装置焊接完成后，再焊接固定在盖板上面，起到加固作用。支撑板的厚度与盖板的厚度基本一致。支撑板装置焊接交叉部位可根据实际情况进行切割。盖板第一侧、内套筒内壁和外套筒内壁均匀布置100毫米厚的保温层，保温层采用耐保温材料，保温层需装填结实。电加热带优选分布在内套筒内，电加热带也可以分布于外套筒内；电加热带分布原则首先是均匀分布，上面布置的数量少于下面布置的数量，电加热带的选取按照大、小、中号进行选取。保证管头热处理后整个管板均匀热透，效果一致。电加热带连接控制系统，通过控制系统调节温度，保证效果良好。电加热带8连接控制系统属于电加热领域的常规技术手段，不再赘述。

盖板4和外套筒6外周设有拉耳15，拉耳15可以沿盖板4圆心对称布置，通常设有4 个。拉耳15与盖板4及外套筒6焊接。

工作过程或工作原理：

热处理前，先测量管板的外圆尺寸，根据尺寸选取合适的内套筒。内套筒确定后，安装第一盖板保温层、第二盖板保温层、内套筒保温层、外套筒保温层、保温钉、布置电加热带，然后套装于管板上通过控制系统连接电加热带进行热处理。所述的大型固定管板式管头热处理工装焊接完毕后，采用吊耳进行吊装套入管板中，使用4个拉耳进行固定，以保证安全性。所述的大型固定管板式管头热处理工装套装到管板上后，管板背面同时需要填充管板保温层，填充管板保温层可以采用保温岩棉填充，也就是说，以实现热处理效果。

本实用新型中对结构的方向以及相对位置关系的描述，如前后左右上下的描述，不构成对本实用新型的限制，仅为描述方便。