脹接工藝

脹 接 工 藝

1脹接前的準(zhǔn)備工作

1．1受熱面管子安裝前的檢查，應(yīng)符合下列要求

1．1．1管子表面不應(yīng)有重皮、裂紋、壓扁和嚴(yán)重銹蝕等缺陷。當(dāng)管子表面有刻痕、麻點(diǎn)等其他缺陷時(shí)，其深度不應(yīng)超過管子公稱壁厚的10%。

1．1．3對流管束應(yīng)作外形檢查及矯正，校管平臺應(yīng)平整牢固，放樣尺寸誤差不應(yīng)大于1mm，矯正后的管子與放樣實(shí)線應(yīng)吻合，局部間隙不應(yīng)大于2mm，并應(yīng)進(jìn)行試裝檢查。

1．1．4受熱面管排列應(yīng)整齊，局部管段與設(shè)計(jì)安裝位置偏差不宜大于5mm。

1．1．5脹接管口的端面傾斜度不應(yīng)大于管子公稱外徑的1.5%，且不大于1mm。

1．1．6受熱面管子應(yīng)作通球檢查，通球后的管子應(yīng)有可靠的封閉措施，通球直徑應(yīng)符合表4-1的規(guī)定。

表4-1通球直徑（mm）

注：1、Dw—管子公稱外徑；Dn—管子公稱內(nèi)徑；

2、試驗(yàn)用球一般采用不易產(chǎn)生塑性變形的材料制造。

試驗(yàn)用球一般應(yīng)用鋼材或木材制成，不宜用鋁等易產(chǎn)生塑性變形材料，通球所用的球要逐個(gè)編號，嚴(yán)格管理，防止球遺忘于管內(nèi)，對完成通球檢查的管子臨時(shí)封堵。做好通球記錄。

1．2管子的硬度測定，每根管子的兩端均應(yīng)測試硬度，常用的硬度測定方法有布氏硬度（HB）和洛氏硬度（HRC）等。

1．3管子端頭退火

1．3．1脹接管子的鍋筒（鍋殼）和管板的厚度應(yīng)不小于12mm。脹接管孔間的距離不應(yīng)小于19 mm。外徑大于102 mm的管子不宜采用脹接。

1．3．2脹接管子材料宜選用低于管板硬度的材料。若管端硬度大于管板硬度時(shí)，應(yīng)進(jìn)行退火處理。管端退火不得用煤炭作燃料直接加熱，管端退火長度不應(yīng)小于100 mm。

1．3．3管子脹端退火時(shí)，受熱應(yīng)均勻，退火溫度應(yīng)控制在600~650℃之間，并應(yīng)保持10~15min，退火時(shí)間應(yīng)為100~150min，退火后的管端應(yīng)有緩慢冷卻的保溫措施。

1．4脹接管孔的質(zhì)量應(yīng)符合下列要求

1．4．1脹管管孔的表面粗糙度Ra不應(yīng)大于12.5μm，且不應(yīng)有凹痕，邊緣毛刺和縱向裂痕，少量管孔的環(huán)向或螺旋形刻痕深度不應(yīng)大于0.5mm，寬度不應(yīng)大于1mm，刻痕至管孔邊緣的距離不應(yīng)小于4mm。

1．4．2脹管管孔的允許偏差應(yīng)符合表4-2

表4-2脹接管孔的直徑與允許偏差（mm）

注：管徑Ф51的管孔，可按Ф51.5+0.4加工

1．5脹管器、脹管機(jī)選擇

1．5．1脹管動力有手動、電動、風(fēng)動、液壓傳動等多種，大中型鍋爐脹接多采用電動脹管機(jī)。

1．5．2脹管器的規(guī)格選擇

脹管器蓋板上應(yīng)有產(chǎn)品規(guī)格鋼印，并附有說明書和質(zhì)量證明等技術(shù)文件，其說明書應(yīng)明確該脹管器可脹接管子的規(guī)格。使用前還應(yīng)根據(jù)對鍋筒和管子的檢測結(jié)果，對脹管器的可適用性進(jìn)行檢查。方法是：

1．5．2．1將脹桿向里推進(jìn)，使脹珠盡量向外，形成的切圓的直徑應(yīng)大于管子的終脹內(nèi)徑；

1．5．2．2脹珠的長度應(yīng)與鋼筒的壁厚相適應(yīng)，翻邊終脹的脹管器直脹珠的長度，應(yīng)是鍋筒壁厚加管端伸入鍋筒兩倍的長度。例如脹接Ф32~Ф63.5管子與壁厚50mm的鍋筒脹接，選脹管器脹珠直段的長度應(yīng)是50+18±2=68±2mm。

1．5．3拆解脹管器進(jìn)行檢查

1．5．3．1脹桿脹珠不直度應(yīng)小于0.1mm；

1．5．3．2脹桿的錐度應(yīng)為1/20~1/25，脹珠的錐度應(yīng)是1/40~1/50（即脹桿與脹珠錐度比2：1）；

1．5．3．3脹桿和脹珠的表面必須光潔、無溝紋斑痕、起皮等缺陷，其工作表面粗糙度Ra≤12.5μm；

1．5．3．4脹珠的工作表面硬度應(yīng)不低于HRC52，脹桿的工作表面硬度應(yīng)比脹珠工作表面硬度高HRC6~10；

1．5．3．5同一脹管器各巢孔的傾斜應(yīng)一致，斜度應(yīng)為a=1.5°~2.5°向左斜,錯(cuò)列式翻邊脹珠巢不需斜度,巢孔錐度與脹珠錐度相匹配,脹殼上的脹珠巢與脹珠間隙，新的脹管器為0.2～0.3mm，舊的不大于0.7mm。

1．5．4對脹管器組裝體進(jìn)行檢查

1．5．4．1將脹桿全推入脹管器內(nèi)進(jìn)行檢查：翻邊脹管器，脹珠應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活，脹珠不從珠巢中脫落；串列式翻邊脹管器，翻邊珠與直脹珠軸向總間隙應(yīng)小于1mm。

1．5．4．2自進(jìn)式脹管器脹桿順時(shí)轉(zhuǎn)動脹桿，脹桿向里推進(jìn)，同時(shí)脹珠能自動均勻平穩(wěn)擴(kuò)脹，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動脹桿時(shí)脹桿能輕松退出。

1．5．4．3用直尺測量脹桿推進(jìn)或遲出量，用油標(biāo)卡尺測量各脹珠外擴(kuò)或內(nèi)縮直徑是否均勻，是否與脹桿伸縮量成固定的正比例。

2試脹及脹接工藝規(guī)程的制訂

2．1脹接前應(yīng)進(jìn)行試脹工作，以檢查脹管的質(zhì)量和管材的脹接性能。在試脹工作中，要對試樣進(jìn)行比較性檢查，檢查脹口部分是否有裂紋，脹接過渡部分是否有劇烈變化，喇叭根部與管孔壁的結(jié)合狀態(tài)是否良好等，然后檢查管孔壁與管子外壁的接觸表面的印痕和嚙合狀況。根據(jù)檢查結(jié)果，確定合理的脹管率。

需在安裝現(xiàn)場進(jìn)行脹接的鍋爐出廠時(shí)，鍋爐制造單位應(yīng)提供適量同鋼號的脹接試件（脹接試板應(yīng)有管孔）。

2．2施工單位應(yīng)根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)圖樣和試脹結(jié)果制訂脹接工藝規(guī)程。

脹管操作人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)，并嚴(yán)格按照脹接工藝規(guī)程進(jìn)行脹管操作。

2．3電動脹管機(jī)試驗(yàn)檢驗(yàn)內(nèi)容

2．3．1脹接消除間隙階段電流值；

2．3．2固定脹管，即消除間隙后，再將管徑擴(kuò)脹0.2～0.3mm階段的電流值；

2．3．3翻邊擴(kuò)脹階段的電流值

2．3．4試驗(yàn)脹管內(nèi)孔每擴(kuò)大1mm，脹桿進(jìn)伸實(shí)際深度，和實(shí)際旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)；

2．3．5試脹中應(yīng)準(zhǔn)確控制2.3.1～2.3.4條款的數(shù)據(jù)，以便實(shí)際脹管參照這些數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。

2．4要求連續(xù)試脹，不斷測量和記錄，將每一個(gè)脹口的脹前管孔徑、管內(nèi)徑及管與孔間隙擴(kuò)脹量等準(zhǔn)確詳實(shí)記錄。

2．5水壓試驗(yàn)檢查試脹口，將試脹板的脹口翻邊的一側(cè)密封，按鍋爐水壓強(qiáng)度試驗(yàn)的壓力，對試脹口進(jìn)行水壓試驗(yàn)。如果水壓試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)泄漏，應(yīng)拆開封閉進(jìn)行復(fù)脹，并做復(fù)脹記錄，再做水壓試驗(yàn)，直至水壓試驗(yàn)合格。

2．6試脹外觀檢查：觀察脹口有無單邊偏擠、脹口內(nèi)不光滑、翻邊有臺階、切口或裂紋、過渡段不自然等缺陷。

2．7解剖脹口檢查脹口嚙合與脹縮情況。將試脹合格和不合格的脹口分別用機(jī)械切開（不能用乙炔割開）檢查各種脹口管外徑與管孔壁嚙合情況，測量管壁減薄值，通過比較管孔切開前后的直徑變化判斷管孔回彈實(shí)況。

2．8分析以上試脹檢查記錄，對材料的脹接性能、機(jī)具操作參數(shù)、脹管操作工藝程序、合理的脹管率控制值等作出鑒定，寫出書面試脹工藝評定，用以指導(dǎo)鍋爐脹管施工。

3脹接的技術(shù)要求

3．1脹接前，應(yīng)清除管端和管孔的表面油污，并打磨至發(fā)生金屬光澤；管端的打磨長度應(yīng)至少為管孔壁厚加50mm。打磨后，管壁厚度不得小于公稱壁厚的90%，且不應(yīng)有起皮、凹痕、裂紋和縱向刻痕等缺陷。

3．2脹接管端應(yīng)根據(jù)打磨后的管孔直徑與管端外徑的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行選配，脹接管孔與管端的最大間距應(yīng)符合表4-3的規(guī)定。

3．3脹接時(shí)，環(huán)境溫度宜為0℃以上。

3．4脹管應(yīng)符合下列要求

表4-3脹接管孔與管端的最大間隙（mm）

3．4．1管端伸出管孔的長度，應(yīng)符合表4-4的規(guī)定

表4-4管端伸出管孔的長度（mm）

3．4．2管端裝入管孔后，應(yīng)立即進(jìn)行脹接。

3．4．3其準(zhǔn)管固定后，宜從中間分向兩邊脹接。

3．4．4脹管率應(yīng)按測量管子內(nèi)徑在脹接前后的變化值計(jì)算（以下簡稱內(nèi)徑控制法），或按測量緊靠鍋筒外壁處管子脹完后的外徑計(jì)算（以下簡稱外徑控制法）。

當(dāng)采用內(nèi)徑控制法時(shí)，脹管率Hn應(yīng)控制在1.3%~2.1%的范圍內(nèi)；當(dāng)采用外徑控制法時(shí)，脹管率Hw應(yīng)控制在1.0%~1.8%的范圍內(nèi)，并分別按下列公式計(jì)算：

Hn=(d1―d2―δ)÷d3×100%

HW=( d4－d3)÷d3×100%

式中 Hn—采用內(nèi)徑控制法時(shí)的脹管率；

HW—采用外徑控制法時(shí)的脹管率；

d1—脹完后的管子實(shí)測內(nèi)徑（mm）；

d2—未脹時(shí)的管子實(shí)測內(nèi)徑（mm）；

d3—未脹時(shí)的管孔實(shí)測內(nèi)徑（mm）；

d4—脹完后緊靠鍋筒外壁處管子實(shí)測內(nèi)徑（mm）；

δ—未脹時(shí)管孔的管子實(shí)測外徑之差（mm）

3．4．5管口應(yīng)翻邊，翻邊起點(diǎn)宜與鍋筒表面平齊，翻邊角度宜為12°~15°。

3．4．6脹管器滾柱數(shù)量不宜少于4只；脹管應(yīng)用專用工具測量。

4脹接的質(zhì)量及檢驗(yàn)

4．1脹接后，管端不應(yīng)有起皮、皺紋、裂紋，切口和偏斜等缺陷。在脹接過程中，應(yīng)隨時(shí)檢查脹口的脹接質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除缺陷。

4．2為了計(jì)算脹管率和檢查脹管質(zhì)量，施工單位根據(jù)實(shí)際檢查和測量結(jié)果，做好脹接記錄。

4．3脹接全部完畢后，必須進(jìn)行水壓試驗(yàn)，檢查脹口的嚴(yán)密性。

5脹口補(bǔ)脹及脹管率的控制

5．1經(jīng)水壓試驗(yàn)確定需補(bǔ)脹的脹口，應(yīng)在放水后立即進(jìn)行補(bǔ)脹，補(bǔ)脹次數(shù)不宜多于2次。

5．2脹口補(bǔ)脹前應(yīng)復(fù)測脹口內(nèi)徑，并確定補(bǔ)脹值。補(bǔ)脹值應(yīng)按測量脹口內(nèi)徑在補(bǔ)帳前后的變化值計(jì)算。其補(bǔ)脹率應(yīng)按下式計(jì)算：

ΔH＝(d3―d2)÷d1×100%

式中ΔH—補(bǔ)脹率

d3—補(bǔ)脹后的管子內(nèi)徑（mm）；

d2—補(bǔ)脹前的管子實(shí)測內(nèi)徑（mm）；

d1—未脹時(shí)的管孔實(shí)測內(nèi)徑（mm）；

補(bǔ)脹后，脹口的累計(jì)脹管率應(yīng)為補(bǔ)脹前的脹管率與補(bǔ)脹率之和，當(dāng)采用內(nèi)徑控制法時(shí)，累計(jì)脹管率宜控制在1.3％～2.1％范圍內(nèi)；當(dāng)采用外徑控制法時(shí)，累計(jì)脹管率宜控制在1.0％～1.8％的范圍內(nèi)。

5.3脹管率超出控制范圍時(shí)，超脹的最大脹管率：當(dāng)肛用內(nèi)徑控制法控制時(shí)，不得超過2.6％；當(dāng)采用外徑控制法控制時(shí)，不得超過2.5％；在同一鍋筒上的超脹管口數(shù)量不得大于脹接總數(shù)的4％，且不得超過15個(gè)。

5.4擴(kuò)脹量的控制方法。原則是利用試脹結(jié)果，例如：擴(kuò)脹量與電流或擴(kuò)脹與脹桿進(jìn)行伸量的比例關(guān)系，控制擴(kuò)脹量，實(shí)際操作還要邊脹接邊測量，隨時(shí)調(diào)整擴(kuò)脹值，不能盲目操作，造成不可彌補(bǔ)的脹接缺陷。

5.5翻邊調(diào)整。擴(kuò)脹時(shí)原翻邊會有所變化，當(dāng)擴(kuò)脹到預(yù)定值時(shí)，停止進(jìn)脹，脹管器3～5圈達(dá)到調(diào)整翻邊和光滑脹口內(nèi)表面的目的。

5.6對擴(kuò)脹結(jié)果測量記錄。各個(gè)脹口擴(kuò)脹后，對脹管內(nèi)徑進(jìn)行測量，按實(shí)測數(shù)據(jù)核算脹管率，將實(shí)測值和脹管率填入脹管記錄作為交工依據(jù)。

6脹接常見缺陷和預(yù)防糾正措施

脹接常見缺陷和預(yù)防糾正措施見表4-5～4-7。

表4-5脹接常見缺陷和預(yù)防糾正措施

脹接缺陷特征及不良后果

 原因分析

 預(yù)防和糾正措施

 1外觀一般缺陷

 人、機(jī)、料、法、環(huán)

 有針對性、對癥采取預(yù)防糾正措施

 1.1翻邊有裂紋，嚴(yán)重時(shí)可影響脹接使用壽命

 人：管端處理不當(dāng)

料：材質(zhì)不均勻有裂紋

環(huán)：脹接溫度低

 A、管端伸入鍋筒不能過長

B、端頭修磨

C、插管前超聲波抽查管端缺陷

D、環(huán)境溫度0℃以上或?qū)芏祟A(yù)熱翻邊

 1.2脹口內(nèi)壁環(huán)向擦痕或起皮、麻坑等

 脹管器脹珠破損

 A、適當(dāng)潤滑

B、清洗檢查脹珠硬度和光潔度

C、必要時(shí)更換脹管器

 1.3未脹與受脹過渡段明顯

1.4受脹內(nèi)壁有縱向突起條紋

 直脹珠末端過渡段短且無過渡圓角

在一個(gè)位置起始脹接旋轉(zhuǎn)不均勻

 A、檢查脹珠下部過渡段必要時(shí)人工修磨此部分

B、轉(zhuǎn)換角度起脹

C、不進(jìn)脹轉(zhuǎn)脹管器

 1.5翻邊轉(zhuǎn)角和直段交接部

1）擠壓雙層臺嚴(yán)重時(shí)影響脹口嚴(yán)密性

2）有切痕，嚴(yán)重時(shí)影響管端壽命

機(jī)：翻邊脹珠與直脹珠有間隙

機(jī)：直脹珠與翻邊脹珠接觸直徑不等

 A、如使用串列脹管器時(shí)檢查直脹珠與翻邊珠間隙應(yīng)小于0.5mm

B、用錯(cuò)列式三珠翻邊脹管器

C、減緩翻邊速度

 表4－6脹接常見缺陷和預(yù)防糾正措施

脹接缺陷特征及不良后果

 原因分析

 預(yù)防和糾正措施

 2整體或部分漏分

 原因復(fù)雜

 補(bǔ)脹，限脹率1.3％～2.1％（內(nèi)控法）

 2.1管子受脹與未脹部分外徑變化不明顯

擴(kuò)脹量不足

 A、確定脹管率的大小要經(jīng)試驗(yàn)鑒定

B、擴(kuò)脹達(dá)到預(yù)定脹管率，不可隨意少脹

C、審查脹接記錄，確認(rèn)欠脹的補(bǔ)充擴(kuò)脹

 2.2管與孔接觸面有雜物，材料有縱向溝紋

 對管與孔檢查處理不嚴(yán)

 A、檢查處理溝紋打磨與清洗管端和保持管與孔間隙不被污染

B、適當(dāng)補(bǔ)充擴(kuò)脹（以不過脹為限）

 2.3沿圓周方向脹接不均勻，管壁略呈棱形或三角形

 進(jìn)脹速度快，脹珠數(shù)量少

 A、機(jī)械脹管機(jī)應(yīng)平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)緩慢進(jìn)脹

B、不進(jìn)脹空轉(zhuǎn)動脹管器或少量擴(kuò)脹碾壓管壁

 2.4沿軸線方向脹接不均勻，脹口有錐度

管孔呈錐體或脹管器與脹桿錐度不標(biāo)準(zhǔn)

 A、脹管圓錐度應(yīng)符合允許偏差否則應(yīng)處理合格再脹接

B、脹珠錐度與脹桿錐度比應(yīng)1：2，如不適宜更換脹管器

C、少量擴(kuò)脹碾壓管壁，糾正錐狀

 2.5單邊偏擠。一側(cè)達(dá)到預(yù)定擴(kuò)脹量甚至過脹，另一邊欠脹

 脹桿與脹孔不同心，與截面不垂直

 A、如果管子與脹孔不同心或偏斜應(yīng)調(diào)正

B、設(shè)法強(qiáng)制脹管器與脹孔同心和與截面垂直，并少量進(jìn)脹，達(dá)到預(yù)防目的

C、緩慢少量擴(kuò)脹糾正偏脹，嚴(yán)防另側(cè)過脹

 2.6無單邊偏擠缺陷，且脹管率已達(dá)到允許值上限，但試壓漏水

 管端硬度高，變形沒達(dá)到材料屈服點(diǎn)，脹后管壁回彈

 A、嚴(yán)格檢查管孔和管端硬度

B、孔與管硬度差小于HB50或管硬度HB170應(yīng)對管端退火

C、在脹管率允許限度內(nèi)適量擴(kuò)脹

 表4-7脹接常見缺陷和預(yù)防糾正措施

脹接缺陷特征及不良后果

 原因分析

 預(yù)防和糾正措施

 3過脹，換管或降低使用

 脹管率過高

 這是應(yīng)嚴(yán)格預(yù)防而不能糾正的缺陷

3.1受脹和未受脹管外徑相差過大，如ф51～ф63脹后管外徑增加2.5～3mm或試壓后漏水反而加重

管與孔間隙過大，管受脹變形過量超過材料塑性極限達(dá)到硬化點(diǎn)

A、嚴(yán)格測量每一脹管和脹孔直徑

B、大孔配大管來選配管子管孔使其間隙在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)

C、必要時(shí)加強(qiáng)退火，擴(kuò)大材料塑性延伸率或更換直徑適當(dāng)?shù)墓茏?/p>

3.2鍋筒壁管孔邊緣被擠凸起，試壓漏水或不漏水，使用壽命低

管孔受脹變形超過材料屈服點(diǎn)，產(chǎn)生塑性變形

一般是操作失誤或機(jī)械失控造成

A、培訓(xùn)操作人員，嚴(yán)格執(zhí)行試脹工藝

B、脹管時(shí)不要一次脹到位，應(yīng)及時(shí)檢測

C、給脹管器加止推片

D、少量脹至不漏水，如仍漏水則更換管或報(bào)廢

3.3被脹管端縱向伸長，脹管率或高或低但不漏水，使用壽命降低

管端過軟，材料比例極限值太低

A、限制管與孔硬度差HB＝50左右

B、退火檢驗(yàn)，不要以為管端硬度越低越好

C、選擇較低脹管率

7受熱面管脹接記錄

7.1管端硬度測試記錄

7.2管端退火記錄

7.3試脹記錄

7.4脹接管孔及管端的實(shí)測記錄

7.5鍋筒脹管記錄

7.6水壓試驗(yàn)記錄及簽證

7.7脹口補(bǔ)脹記錄