为提高管翅式油冷却器换热管内壁清洁度,在对现有4种胀接技术分析的基础上,提出了一种液压胀接新方法,将其应用于薄翅片、薄管壁、小口径、胀接区较长的管翅式油冷却器的胀接加工,在满足管翅式油冷却器制造工艺要求的同时,简化了加工工艺,提高了生产效率。

对单孔和多孔的管子管板的液压胀接进行理论计算和有限元分析,计算结果表明,在相同和不同胀接参数下,多孔胀接后和单孔胀接的残余接触压力有明显差异;选取不同布孔的管进行拉脱力试验,试验结果表明,多孔胀接后,管子拉脱力数值与孔区布置具有相关性。模拟分析和试验结果对胀接评定试样的制作、多孔胀接性能的评价提供了参考。

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。

换热器在运行时受介质作用力、温差应力、振动及腐蚀等作用,常发生换热管与管板连接接头失效泄露事故。胀接是换热器制造的重点工序,提高胀接质量是提高换热器管头强度和密封性能的有效途径。在普遍采用的液压胀接中,胀紧压力值的合理选取对换热管与管板接头的质量起着决定性的作用。本文结合实际胀管评定试验对胀紧压力计算程序,胀管评定试样数据测量、统计、分析和取值原则,胀管评定剖切试样判定要点,拉脱试验评定方式及液压压力试验评定方法进行分析。

本文介绍了利用ANSYS对换热管与管板液压胀接进行有限元数值模拟分析的研究过程,详细阐述了从建立模型到计算求解的应力分析过程,并通过数值模拟结果与实验结果相对比的方法,验证数值模拟分析过程和结果的正确性。利用有限元数值模拟分析方法对新产品的液压胀接进行应力分析,为胀接工艺提供可靠的胀接参数。

空调换热器液压胀接是利用液压力均匀的作用于铜管内壁,铜管与翅片发生弹塑性变形而使两者贴合。在换热器液压胀接工艺中,装置的密封很重要。采用硬密封的密封方式设计了一种能用于空调换热器液压胀接的装置,解决了密封件因磨损而频繁更换密封件的问题,提高了换热管与翅片液压胀接的效率。研究结果表明:当轴向力为2.5 kN时,装置密封性好,能使铜管发生胀破,胀破压力为16 MPa且试件不会发生弯曲。该装置结构灵活、操作简单,满足液压胀接的要求。

蒸汽发生器是一回路与二回路之间防止放射性物质泄漏的关键防护屏障。该防护屏障中管子—管板结构是最薄弱的环节,一旦管子—管板胀接后的密封结构出现失效,核电站二回路将会受到辐射污染,进而影响核电站的安全可靠运行。本文较为详细的介绍了CPR1000蒸汽发生器管子—管板液压胀接过程,并依据管子—管板胀接验收准则,进行了胀接后的接头密封性试验、拉脱力试验及100%轮廓度检查,为蒸汽发生器的管子—管板胀接制造工艺技术提供行业制造经验反馈借鉴意义。

空调换热器通过液压胀接实现管材和翅片的连接,密封的效果决定了液压胀接能否达到要求。目前工厂常用的软质密封圈存在容易被工件破坏的弊端。为解决工厂液压胀接密封圈寿命短的问题,从选用密封材料和重新设计密封结构两方面开发了一种适用液压胀接工况的软质密封圈,并测试其性能。结果表明,该密封圈性能较之前得到很大提升。

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。

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。