Penukar haba cangkerang-dan-dalam penyaman udara pusat yang besar, unit pam haba-air-dan air{3}}bergantung pada sambungan kebocoran-di antara tiub penukar haba dan kepingan tiub. Pengembangan mekanikal sahaja sudah memadai untuk tugas biasa, tetapi pembinaan kapal dan aplikasi nuklear menambah keperluan pengedap, getaran dan kelesuan yang teruk serta permintaan untuk pencegahan kakisan celah, jadi gabungan pengembangan dan sambungan kimpalan digunakan sebaliknya. Artikel ini menerangkan titik kawalan utama untuk kimpalan pengembangan tiub kuprum T2 kepada kepingan tiub komposit keluli T2-, berdasarkan kimpalan argon argon tungsten-berdenyut automatik diikuti dengan pengembangan.
Konsep Sambungan: Welding Plus Expansion
Sambungan dibuat pada kepingan tiub komposit yang terdiri daripada lapisan tembaga T2 yang diikat pada plat sokongan keluli. Tiub dikimpal pada muka kuprum dan kemudian dikembangkan ke dalam lubang tiub, jadi kimpalan menyediakan pengedap utama dan panjang yang diperluaskan memberikan kekuatan mekanikal yang menentang tekanan pembezaan dan tekanan haba.
Dalam sambungan pengembangan, tiub kuprum berubah bentuk secara plastis manakala lubang tiub pulih secara elastik, meninggalkan tekanan sisa pada antara muka antara dinding tiub dan lubang. Panjang pengembangan berkesan mengawal daya tarik-keluar, iaitu yang menentang perbezaan suhu dan tekanan, dan kesesuaian antara permukaan sentuhan mengawal keketatan. Oleh itu, kualiti kimpalan dan kualiti pengembangan menentukan hayat perkhidmatan unit.
Kawalan Kebersihan Sebelum Kimpalan
Pra-kebersihan kimpalan adalah penentu. Pengalaman dalam pengeluaran menunjukkan bahawa karat, minyak, lembapan atau pencemaran lain pada kepingan tiub mudah menghasilkan liang bawah permukaan. Liang-liang tersebut biasanya mempunyai bukaan yang luas dan kedalaman yang besar, yang menjadikan pembaikan sukar dan selalunya mustahil tanpa mengolah semula sendi.
Degris dan bersihkan kepingan tiub sebelum mengimpal untuk mengeluarkan minyak permukaan dan bendasing sepenuhnya.
Tiup kawasan sendi dengan udara termampat kering selepas dibersihkan.
Lap permukaan dengan kain putih-bebas; sendi diterima apabila kain tidak menunjukkan perubahan warna.
Kendalikan bahagian yang dibersihkan dengan sarung tangan bersih dan-bersihkan semula mana-mana sendi yang dibiarkan terdedah semalaman.
Weld Gap and Fit{0}}Up Control
Tembaga T2 mempunyai kekonduksian terma yang sangat tinggi, beberapa kali ganda daripada keluli karbon, jadi haba mengalir dengan cepat dari arka. Jika jurang antara tiub dan lubang terlalu besar, kolam lebur terdedah kepada retak penghabluran, gabungan tidak lengkap dan penembusan berkurangan, dan haba berlebihan juga mengoksidakan zon pengembangan di hadapan kimpalan dan merendahkan kualiti pengembangan. Oleh itu, sambungan lembaran tiub-ke-tiub-oleh itu menggunakan struktur pengedap di mana kimpalan digabungkan dengan pengembangan mekanikal dan kawalan jurang dianggap sebagai parameter kritikal.
Gunakan pas pengembangan bersaiz atau melekat untuk mengurangkan atau menghapuskan jurang antara tiub dan kepingan tiub sebelum mengimpal.
Laraskan panjang pengembang tiub supaya kira-kira 3 mm helaian tiub kekal tidak dikembangkan pada muka kimpalan, yang memastikan jahitan kimpalan bebas daripada picitan luar.
Biarkan kira-kira 3 mm tidak dikembangkan di bahagian muka belakang juga, untuk mengelakkan-pengembangan berlebihan dan kerosakan di mana lubang tiub bertemu dengan dinding tiub.
Kawal kadar penipisan dinding- kepada kira-kira 2 peratus, iaitu had penerimaan biasa untuk pengembangan tiub kuprum.
Gunakan minyak mengembang yang tidak menentu,-tidak berminyak supaya pelincir tidak boleh mencemarkan lubang tiub atau zon kimpalan.
Tetapan Persekitaran, Peralatan dan Gas Perisai
Draf, tetapan aliran gas, penyediaan elektrod dan pelarasan peralatan semuanya menjejaskan kimpalan. Pergerakan udara yang berlebihan menghilangkan gas pelindung, menjejaskan kestabilan arka dan membiarkan udara masuk ke dalam kolam, yang menjadikan permukaan kimpalan hitam atau menghilangkan kilauan logamnya; elektrod tungsten kemudiannya boleh digunakan dan kimpalan tidak dapat diteruskan seperti biasa. Aliran gas yang berlebihan adalah sama berbahaya, kerana jet itu menolak suasana pelindung, menghalang aliran laminar dan memusnahkan sampul pelindung. Jadual di bawah menyenaraikan tetapan pengeluaran empirikal untuk kimpalan pengembangan argon tungsten-argon automatik bagi tiub kuprum T2.
| Parameter | Tetapan pengeluaran |
|---|---|
| Kelajuan udara di zon kimpalan | Di bawah 1 m/s |
| Peminat diarahkan ke zon kimpalan | Tidak dibenarkan; hentikan kimpalan jika draf terasa atau keliangan muncul |
| Melindungi tekanan silinder gas | Gantikan silinder dengan segera apabila tekanan jatuh di bawah 1.0 MPa |
| Melindungi kedudukan meter aliran gas | Menegak, jadi apungan membaca aliran sebenar |
| Kedudukan elektrod tungsten | Arka berpusat pada persimpangan antara kepingan tiub dan tiub pertukaran haba |
| Diameter rata hujung tungsten | 0.2 mm hingga 0.8 mm, dipilih mengikut arus kimpalan |
| Arah pengisaran tungsten | Membujur sepanjang paksi elektrod; tidak pernah berpusing |
| Selang pemeriksaan elektrod | Sekurang-kurangnya sekali setiap 5 lubang tiub, ditambah penggantian apabila terbakar atau tercemar |
| Sudut kon pengisaran | Diubah dengan arus kimpalan untuk menstabilkan arka |
Urutan Pengembangan: Kimpalan Dahulu, Kemudian Kembangkan
Urutan kedua-dua operasi mengubah hasil dengan ketara. Apabila tiub dikembangkan terlebih dahulu dan dikimpal selepas itu, medan suhu kimpalan bertindak pada zon yang telah dikembangkan dan mengendurkannya, yang melemahkan sendi. Untuk mengehadkan interaksi itu, standard penukar haba GB/T 151-2014 meninggalkan zon yang ditentukan bersebelahan dengan kepingan tiub tidak dikimpal dan tidak dikembangkan, biasanya 15 mm. Walau bagaimanapun, kerana kimpalan menutup ruang ini, habuk dan gas yang terperangkap di dalamnya mengembang dengan cepat semasa pemanasan dan tidak mempunyai laluan untuk melarikan diri. Sebaik sahaja tekanan mencapai ambang, gas yang terperangkap dilepaskan secara meletup ke dalam kolam lebur dan meninggalkan lubang telus dalam kimpalan, dengan baki yang tinggal sebagai liang bawah permukaan. Logam sering dikeluarkan pada masa yang sama dan elektrod tungsten boleh dimusnahkan.
Kimpalan dahulu dan mengembang selepas itu menjadikan fenomena ini sangat tidak mungkin. Statistik medan yang diterbitkan menunjukkan bahawa jujukan kimpalan-kemudian-menghasilkan keliangan jenis ini kira-kira 40 hingga 60 kali lebih kerap daripada jujukan kimpalan-kemudian-kembang. Pengagihan tegasan juga memihak kepada laluan kedua: paip dikembangkan sebelum kimpalan berakhir dengan keadaan tegasan yang lebih kompleks selepas kimpalan, manakala sambungan dikimpal dahulu dan dikembangkan selepas itu menunjukkan corak tegasan kimpalan yang agak stabil. Oleh itu, kedua-dua kawalan kecacatan dan keadaan tegasan sambungan menyokong kimpalan-mula-mula, kembangkan-selepas jujukan untuk struktur dikimpal pengembangan.
Asas Pemeriksaan, Pengujian dan Spesifikasi
Tiub kuprum T2 dan bahan kepingan tiub ditentukan oleh komposisi kimia dan suhu di bawah sistem penetapan kuprum tempa, dan tiub gred-penyejukan biasanya dibekalkan kepada spesifikasi tiub kuprum penyaman udara-dedikasi. Pembinaan penukar haba mengikuti GB/T 151-2014 untuk shell-dan-penukar tiub, yang mengawal butiran sambungan tiub-ke-tiub, zon tidak dikimpal dan keperluan ujian tekanan.
Pemeriksaan visual setiap manik kimpalan untuk melihat riak seragam, warna yang betul dan ketiadaan potongan terkecil.
Pemeriksaan penembusan ke atas tiub-ke-tiub-kimpalan lembaran untuk mengesahkan kebebasan daripada keretakan permukaan.
Ujian kebocoran helium atau ujian tekanan udara bagi berkas tiub yang dipasang untuk mengesahkan kekejangan sebelum pemasangan akhir.
Ujian hidrostatik penukar siap pada tekanan ujian yang ditentukan, dengan bahagian cangkang dan tiub diperiksa secara berasingan.
Tarik-keluar atau tolak-semakan pada kupon kelayakan proses untuk mengesahkan kekuatan pengembangan.
Soalan Lazim
S: Mengapakah kimpalan pengembangan digunakan dan bukannya pengembangan mekanikal sahaja?
Pengembangan mekanikal tidak dapat menjamin sambungan tertutup di bawah getaran yang teruk, keletihan atau kitaran haba, dan ia meninggalkan celah antara tiub dan lubang di mana kakisan celah boleh bermula. Menambah pengedap muka kimpalan akan mengeluarkan celah dan memberikan kebocoran-sambungan ketat yang sesuai untuk pembinaan kapal dan tugasan nuklear.
S: Mengapakah pengembangan mesti mengikut kimpalan?
Kimpalan selepas pengembangan melegakan zon yang diperluas dan mewujudkan keadaan tegasan yang kompleks. Kimpalan mula-mula menutup sambungan dengan bersih, kemudian pengembangan membina tegasan antara muka sisa yang membawa beban tarik-keluar dan risiko keliangan gas-terperangkap dalam kimpalan adalah jauh lebih rendah.
S: Seberapa besar tanah yang belum dikembangkan di muka kepingan tiub?
Kira-kira 3 mm pada muka kimpalan dan kira-kira 3 mm pada muka belakang. Tanah sisi kimpalan-menjauhkan pengembang daripada manik kimpalan dan tanah belakang menghalang-pengembangan dan kerosakan sentuhan antara tepi lubang dan dinding tiub.
S: Apakah yang menyebabkan liang bawah permukaan dalam kimpalan kepingan tiub kuprum T2?
Punca biasa ialah pencemaran, terutamanya minyak, karat atau lembapan pada kepingan tiub, digabungkan dengan celah yang membolehkan gas terperangkap dan kemudian meniup ke dalam kolam. Pembersihan, kawalan jurang dan bekalan gas pelindung yang mantap adalah langkah balas yang berkesan.
S: Mengapakah aliran gas pelindung sangat kritikal pada kuprum?
Kuprum menghantar haba dengan cepat, jadi arka menjadi panas dan kolam sensitif kepada sebarang kemasukan udara. Gas yang terlalu sedikit membolehkan pengoksidaan dan kimpalan hitam; terlalu banyak gas menghasilkan pergolakan yang memecahkan sampul laminar, dengan hasil yang sama.
S: Berapa kerap elektrod tungsten perlu diperiksa?
Periksa ia sekurang-kurangnya sekali setiap 5 lubang tiub, dan gantikannya dengan segera jika hujungnya terbakar atau membawa sisa logam asas. Hujung dikisar secara membujur hingga rata 0.2 mm hingga 0.8 mm bergantung pada arus kimpalan.
