蒸汽发生器管子管板液压胀接缺陷原因分析及预防措施

针对核电机组蒸汽发生器管子-管板接头的制造过程,介绍了液压胀接原理。对未胀合缝隙长度过大(欠胀)、胀过、漏胀、重复胀接,以及造成换热管划痕等典型胀接事故进行原因分析,结合工程经验提出预防和纠正措施。     

核电蒸汽发生器胀接接头质量事故分析及应对措施研究

全深度液压胀接技术是核电机组蒸汽发生器及其他换热器管子-管板接头普遍采用的制造工艺,具有液压胀接压力均匀、管壁减薄均匀、管子和管板的残余应力小、接头质量稳定等优点。液压胀管时需将300兆帕水介质封闭在胀管区域,一旦密封失效,将直接影响接头质量,胀接过程中易出现未胀合缝隙长度过大(欠胀)、过胀、肿胀、漏胀、重复胀接以及造成换热管划痕等质量问题。对国内外蒸汽发生器制造厂出现的典型胀接缺陷归类并进行原因分析,结合工程经验获得良好经验反馈及应对纠正措施,为核电蒸汽发生器管子管板接头胀接工序提供指导。     

核电蒸汽发生器管板液压胀接压痕问题的分析

液压胀接技术是核电蒸汽发生器管子和管板接头采用的关键制造工艺。介绍了液压胀接的原理,针对核电蒸汽发生器管板液压胀接后传热管内壁产生的压痕问题,进行了原因分析,并结合工程经验制订了改进措施,包括改进胀管器,改进胀接止环,对支撑圈使用控制,进行胀接过程控制。     

动态效应对管子与管板液压胀接接头接触压力的影响

常见的低碳钢换热管与低合金钢管板胀接为例,采用有限元法进行了管子与管板液压胀接的动态和静态分析,研究了材料应变率等动态效应对胀接接头接触压力的影响。计算结果表明将液压胀管过程简化为静态过程处理,能够节省大量计算时间,而且对结果影响甚微,因此,在换热器管子与管板液压胀接过程中,材料加工的动态效应不显著,将其简化为静态过程是合理的。计算结果为换热器管子与管板液压胀接的理论分析和数值模拟提供了参考。     

换热器的液压胀管研究（四）———胀接接头的拉脱力和压脱力

本文应用弹塑性理论,研究了轴向载荷对液压胀接接头残余接触压力分布的影响,提出了液压胀接管板的最佳开槽位置应根据轴向载荷的性质来确定的建议,导出了接头最大理论拉脱或压脱强度的表达式。分析表明,当管板厚度较大时,工程拉脱力的计算公式与理论值存在较大的误差,在胀接接头的管子受拉时,工程计算公式偏于冒验。     

先胀后焊过程中接头残余接触压力的变化

建立了胀焊结合的管子与管板连接接头的三维有限元模型，研究了液压胀接接头在焊接热影响过程中管子与管板接触面上的残余接触压力的分布和变化。结果发现，受焊接热影响后，胀接残余接触压力经过了消失和逐渐恢复的过程，其数值最终几乎不变。     

管板孔开槽液压胀接接头性能的三维有限元分析（一）——管板孔开槽时液压胀接接头处的等效应力及残余接触压力的分布

采用三维弹塑性有限元方法对换热器管板孔开槽的液压胀接接头进行分析,研究了管子和管板材料都具有非线性应变硬化性质时,胀接接头处的等效应力和管子—管板之间接触压力与残余接触压力的分布状况,以及它们随胀接压力大小而变化的规律。     

特材换热器胀接工艺评定研究

以锆材换热器管子-管板接头的胀接试验研究为基础,分析了特材换热器管子-管板接头的特点和胀接工艺方面的特殊要求,提出了特材换热器胀接工艺评定的项目、要求和方法。     

管板孔开槽液压胀接接头性能的三维有限元分析（二）——管板孔槽的几何尺寸对接头紧密性的影响

在管板孔开槽的液压胀接接头中,开槽的几何尺寸,包括槽的宽度、深度及位置,对管子一管板孔界面上残余接触压力的分布有很大影响。因而对接头的紧密性和拉脱强度等重要性能具有很大影响。本文采用三维弹塑性有限元分析方法,研究了管子和管板材料都具有非线性应变硬化性质时,槽的宽度,深度以及位置对接头密封性能的影响;并将开槽胀接与光孔胀接接头密封环上的残余接触压力进行了对比分析。     

管子管板重叠胀接工艺试验

某新型换热器管子管板的连接形式为液压＋机械重叠胀接,通过工艺试验分析了该种结构胀接接头的连接强度、密封性、管子变形等性能特点,并分析了该种胀接形式的可靠性。     

管子－管板液压胀接管内缺陷的产生机理及防止

全深度液压胀接技术是核电机组蒸汽发生器及其他换热器管子－管板接头普遍采用的制造工艺。液压胀接具有操作简单、胀后变形均匀、壁厚减薄率低、残余应力小等优点,但也会产生管内划伤、胀接长度超差等管内缺陷,薄壁管厚管板胀接时胀接过渡区的管子内部缺陷产生的几率更高。对液压胀接时管子长度缩短量、壁厚减薄率进行了理论计算和测量,对过渡区胀接芯轴和管子受力进行分析,表明过渡区管子内部缺陷是由于管子长度缩短效应及管子受力共同作用产生的,胀接区的划痕缺陷主要是由于芯轴损伤及金属颗粒残留引起的,未胀区胀接长度超差主要是由于芯轴设定失误引起的。通过改进胀接芯轴密封形式和限位止环的设计,证明采用芯轴保护套及非膨胀式的限位止环等工艺措施能够有效避免管内缺陷的发生。     

胀紧度对管子与管板胀接强度影响的试验研究

采用按三角形排列的7管孔试件，进行了胀紧程度对换热器液压胀接和机械胀接接头连接强度影响的试验研究。分别以胀接压力，管子内径增大率表征液压胀接和机械胀接的胀接程度，考虑了管板开槽数目的影响，给出了胀接程度和开槽尺寸及数目选取的参考数据。     

管子与管板先胀后焊与先焊后胀的工艺性能比较

一、概述换热器管子与管板的连接方式主要有焊接和胀接两种,而胀接又有机械胀接、爆炸胀接、液压胀接和橡胶胀接等几种方法;目前采用较多的仍是比较简便的机械胀接法。随着化学工业的发展,对换热管与管板连接的性能及可靠性要求越来越高,光靠胀接或光焊接的接头已不能适应高温、     

热交换器制造中管子管板的胀接方法

采用管子、管板来隔离介质的任何热交换设备,其管子、管板连接的好坏将直接影响热交换器的质量和使用寿命。 　　胀接是管子、管板联接的主要方法之一,传统管子、管板的胀接一般采用机械胀管的方式。随着技术的不断发展,相继出现了橡胶胀管、液压胀管和爆炸胀管等新工艺,使热交换器的制造技术前进了一大步。不论采用何种方法对管子管板进行胀接,其原理都是通过在管子内壁施加作用力来增大管子内径,使管子变形压向管孔并产生塑性变形,同时,管孔产生弹性变形 (或微量的塑性变形 )。在胀管结束卸去管内作用力后,由于管板的回弹,在管…     

液压胀管工艺残余接触压力分析

通过对AP1000型管子-管板的液压胀接过程进行分析,充分利用ANSYS软件的面-面接触单元,研究管子-管板材料、管子-管板尺寸、管孔排列方式、胀管压力、保压时间等因素与残余接触压力之间的关系,从而为管子-管板胀接工艺参数的确定提供理论依据。最后应用AP1000型管子进行胀管实验,证明了理论计算的准确性。     

双相不锈钢管子与管板胀接工艺研究

主要研究双相不锈钢管子与管板胀接工艺,选取液压胀管的方法进行胀接试验,并对胀前和胀后的管子分别进行尺寸检验、点腐蚀试验、金相观察、硬度测量等试验来验证胀接工艺的可行性,从而确定了最佳的胀管压力。     

换热器管板液压胀接接头高温强度及拉脱性能的数值模拟与试验研究

结合理论分析、有限元模拟和试验验证,系统地对12Cr2Mo1管板与321不锈钢管子组成的换热器管板胀接接头在不同温度载荷下的残余接触压力和拉脱性能进行了研究。利用叠加原理建立了胀接接头在高温下残余接触压力的数学模型,得到了胀接接头残余接触压力分布规律以及在不同环境温度下残余接触压力和拉脱力随温度的变化关系。模拟和试验结果表明,高温下胀接接头的残余接触应力明显高于常温,且下端的残余接触应力高于上端;拉脱强度随着温度的升高而增大;高温下残余接触压力会由常温下的2条高压力接触环带变为3条高压力接触环带,提高了接头的结构强度。     

管子管板机械胀接工艺改进

胀接是管壳类换热器管子管板连接的主要形式,机械胀接以胀接效率高、接头连接强度大、生产成本低等优点被广泛采用。但是对于大直径、厚壁管的胀接,因为胀接扭矩大,胀接操作过程中容易挤压管子管板焊缝,影响产品质量。通过改造机械胀管器,避免了对管子管板焊缝的损伤,并通过宏观、微观检测以及拉脱力检测,验证了改造方案的可靠性,为解决类似问题提供借鉴。     

内压下固定管板管接头结构对管板作用的模拟分析

为研究固定管板管接头结构对管板支撑作用,并考察对接头结构进行简化数值模拟所带来的误差。采用有限元方法建立了不同管接头结构的数值分析模型,得到了管板的中心挠度及应力,并与将换热管与管板连为一体的简化模型计算结果进行了比较。同时,还分析了胀接连接时换热管的相对胀接长度以及焊接连接时管子与管板孔间隙大小对管板强度和刚度的影响。结果表明,管接头结构对管板中心挠度及应力有明显影响;在胀接接头未松脱的前提下,胀接结构的管板刚度和强度要好于焊接结构的管板;与实际接头模拟结果相比,简化模型模拟结果偏于不保守;胀接长度越大,管子对管板的支撑作用越大,结果越接近于简化模型模拟结果。对于焊接接头,换热管与管板管孔间隙在0.05～0.25 mm范围内变化,对管板强度和刚度的影响可以忽略不计。     

蒸汽发生器管子管板胀焊结合残余接触应力分析

采用有限元方法模拟蒸汽发生器管子管板的胀焊结合工艺过程,研究不同胀接压力下管子管板残余接触应力的分布情况、焊接温度场对管子管板残余接触应力的影响,以及未胀接区域长度对管子管板胀接区域残余接触应力的影响.分析结果表明,在胀接压力作用下,管子管板两端产生环向应力峰值,环向应力峰值随胀接压力的增大而增大,且管子过渡区域环向应...