南京三方化工設(shè)備監(jiān)理有限公司 江蘇南京

　　摘要：伴隨著科技日新月異的發(fā)展，對石油化工設(shè)備的要求也越來越高，對于新技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用就顯得十分重要。本文主要針對高頻電阻焊螺旋翅片管，從發(fā)展歷程，制造工藝，檢驗(yàn)驗(yàn)收，應(yīng)用前景幾個方面展開討論，希望通過本文的論述，能夠?yàn)樵擃I(lǐng)域的工程技術(shù)人員提供參考。

　　關(guān)鍵詞：高頻電阻焊；翅片管；檢驗(yàn)；缺陷

　　1、高頻翅片管焊接原理

　　高頻翅片管的焊接原理是利用高頻電流的集膚效應(yīng)，對翅片的邊緣和待焊基管部位加熱，使其熔化，然后再施加一個外力，將二者擠壓在一起，從而達(dá)到焊接的目的。高頻翅片管的特點(diǎn)主要有：①生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)繞制和自動化焊接，從基管的拋光到翅片的焊接一氣呵成；②熱影響區(qū)小，由于高頻電流的集膚效應(yīng)，其電熱能只在管子表面聚集，不會對管壁內(nèi)部組織產(chǎn)生影響；③接頭強(qiáng)度高，焊接之前，通過焊接工藝評定，接頭抗拉強(qiáng)度可達(dá)到170MPa以上，保證了翅片管的服役安全，拉伸試樣如圖1.

　　圖1 拉伸試樣

　　2、制造工藝

　　翅片管的翅片按照形狀不同分為整體形和鋸齒形兩種，鋸齒形又分為U形鋸齒形和V形鋸齒形，如圖2所示

　　圖2 翅片形式

　　翅片管的制造主要包含兩大部分，即基管拋光和翅片焊接，基管和鋼帶在焊接前，要去除表面的氧化物，銹跡，水漬，油漆涂層等影響焊接質(zhì)量的雜質(zhì)，以露出金屬光澤為合格；在正式施焊之前，要做焊接工藝評定，主要考察焊接接頭的抗拉強(qiáng)度、熔深、結(jié)合率，必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，施焊人員嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程，焊接過程中，允許基管表面和翅片產(chǎn)生色變，焊后不需要進(jìn)行熱處理，若繞制過程中翅片斷裂，則應(yīng)將翅片對接焊接后方可繼續(xù)繞制?；芡ǔＪ褂脽o拼接的無縫管，若采用拼接管，則拼縫應(yīng)有合格的工藝評定支持，且應(yīng)進(jìn)行100%磁粉或滲透表面檢查，100%射線或超聲檢查合格，然后將焊縫余高磨平，使用Cr-Mo耐熱鋼做基管時，拼縫應(yīng)嚴(yán)格控制好“四把火”（預(yù)熱、層溫、后熱、終熱）的溫度和保溫時間。

　　3、檢驗(yàn)及驗(yàn)收

　　翅片管的檢驗(yàn)及驗(yàn)收分為原材料檢驗(yàn)，過程檢驗(yàn)，成品檢驗(yàn)，分述如下：

　　圖3 翅片鋼帶 圖4 高頻焊接

　　圖5 成品翅片管

　?、僭牧蠙z驗(yàn)，對于到廠的基管和鋼帶按要求進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，按爐復(fù)驗(yàn)化學(xué)成分，按批復(fù)驗(yàn)力學(xué)性能，應(yīng)用于有晶間腐蝕環(huán)境的奧氏體不銹鋼管和鋼帶還應(yīng)進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)，審查質(zhì)保書是否合格，檢查材料表面的原始標(biāo)記是否齊全、正確，爐批號等是否與質(zhì)保書保持一致，尺寸規(guī)格是否滿足訂貨技術(shù)條件，經(jīng)復(fù)驗(yàn)合格的材料，才能用于生產(chǎn)制造，鋼帶見圖3.

　　②過程檢驗(yàn)，過程檢驗(yàn)主要是檢查焊接工藝參數(shù)是否滿足工藝要求，如：交流電流、直流電壓、直流電流、柵極直流電流、轉(zhuǎn)速、施加壓力、冷卻介質(zhì)、焊前是否拋光除銹等，如果有超出工藝范圍的，應(yīng)立即停止，調(diào)整工藝參數(shù)后重新施焊，同時注意核對所焊基管和鋼帶牌號是否符合工藝要求，見圖4.

　?、鄢善窓z驗(yàn)，成品檢驗(yàn)要從首件開始按批進(jìn)行，主要檢查總長度、翅片長度、兩端光管長度、直線度、傾伏角、翅片高度、單位長度內(nèi)的翅片數(shù)、焊接中斷間距等，重點(diǎn)檢查焊接接頭是否有未熔合、飛濺及擠出物過多等缺陷，見圖5.

　　4、常見缺陷

　　基管缺陷

　?、侔伎?、劃傷、麻點(diǎn)，可能是基管自帶，也可能是運(yùn)輸及吊裝過程中碰撞產(chǎn)生的，對于這類影響翅片焊接的連續(xù)性和焊著率的缺陷，要在繞制翅片前打磨去除，使之與周圍圓滑過渡，并測厚檢測是否滿足*小壁厚要求，不允許深度超過0.3mm的凹坑存在。

　?、谥本€度，如果直線度超標(biāo)，在基管旋轉(zhuǎn)時其運(yùn)動軌跡是一個不規(guī)則的圓，將會影響翅片的焊接附著率，一般要求在任意3m內(nèi)，直線度不大于2.5mm，且在總長度內(nèi)直線度不大于6mm，以保證焊接質(zhì)量。

　　翅片缺陷

　?、賰A伏角過大

　　合格的翅片管焊接后，翅片應(yīng)是垂直于基管的，如果翅片不垂直于基管，就會產(chǎn)生一個夾角，稱為傾伏角，一般要求傾伏角不大于10°，否則會導(dǎo)致翅片傳熱不均勻，煙氣流通不暢，局部熱應(yīng)力過大，影響傳熱效率；焊接不牢固，不對稱，機(jī)械損傷等都會造成傾伏角過大，在生產(chǎn)過程中應(yīng)密切關(guān)注。

　　②翅片厚度減薄

　　翅片厚度減薄主要來自于兩個方面，一是盤卷鋼板在切割成盤卷鋼帶時會將鋼帶拉薄，二是在翅片繞制過程中，原來的平鋼帶會被側(cè)彎成圓弧狀，翅片外緣頂部會被拉伸減薄，導(dǎo)致傳熱截面積變小，縮短翅片管使用壽命，

　　翅根缺陷

　?、俪岣噶?/p>

　　當(dāng)焊接工藝參數(shù)不合適或基管表面清理不徹底時，就會有較多鐵銹形成的熔化態(tài)氧化物擠出并聚集在有銹跡的地方，造成表面應(yīng)力過大，容易積垢，降低傳熱效率，在施焊前要徹底清除基管表面的污垢、銹跡、涂層等有害雜質(zhì)，焊接時嚴(yán)格遵守工藝文件。

　　②翅根焊渣

　　當(dāng)電流過大、轉(zhuǎn)速過慢時，熔化過多的金屬就會堆積在翅根兩側(cè)，引起積垢，降低傳熱效果，因此，合適的轉(zhuǎn)速和工藝參數(shù)是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。

　?、鄢岣w濺

　　當(dāng)電流過大、轉(zhuǎn)速過快時，熔融態(tài)的金屬擠出物還未來得及結(jié)晶凝固，就被因高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力帶走，成為飛濺，而真正用于連接的金屬就會減少；此時的飛濺會與翅片有一夾角，不再與翅片垂直，在夾角內(nèi)容易引起污垢聚集，縫隙腐蝕，增加煙氣流通阻力，影響換熱效果。

　　5、總結(jié)

　　高頻電阻焊螺旋翅片管已在石化行業(yè)內(nèi)大量應(yīng)用，尤其是乙烯裂解爐的對流段模塊，通過使用翅片管，降低了排煙溫度，提高了裝置的熱效率，有利于節(jié)能減排，節(jié)能降耗和環(huán)境保護(hù)，無論是從經(jīng)濟(jì)角度還是從環(huán)保角度，翅片管的研發(fā)和應(yīng)用都**價值，將有很大的市場空間。

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