浅谈锅炉胀管技术应用

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中图分类号： C35 文献标识码： A

摘要:

乍得恩贾梅纳炼厂项目自备电站装置安装5台由上海四方锅炉厂制造的75t/h燃油燃气锅炉，我单位承担全部锅炉安装工程。

锅炉对流管束采用胀接方式与汽包连接，通过现场5个月的实际操作，对胀接工艺及施工所需的人工、机具、消耗材料量真实总结和记录，并与我单位以前施工的焊接锅炉进行比较，结果表明锅炉胀接比焊接更能保证质量，并节约成本。

引言：锅炉胀接国内常见的是小型锅炉，工作压力在2.5Mpa以下的，国内比较有经验的施工单位主要有上海四方锅炉厂、中国机械工业第二安装公司等。但是75t/h、工作压力3.83Mpa、汽包厚度55mm锅炉采用胀接方式在国内很少见。

施工中依据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《锅炉胀接管孔尺寸和管端伸出长度》JBT1622-1993、《电力建设施工及验收技术规范(锅炉机组篇)》DLT5047－95、《锅炉安装工程施工及验收规范》GB50273-2009，采用自动胀管机，外径控制法为主，用内径控制法复核。统计胀接过程中“人、机、材”的用量，于采用焊接方式的锅炉对比其优劣性。

一、工程概况

乍得炼厂自备电站锅炉为“D”型布置双锅筒自然循环水管锅炉额定蒸发量为75t/h，出口过热蒸汽温度450℃，出口过热蒸汽压力3.82Mpa。所有锅炉部件(除燃烧器外)均由锅炉设备厂制造，我单位负责现场安装。锅炉水管系统主要采用胀接形式，具体胀接口数见表1

表1 水冷壁、水管系统胀接概况

序号 名称 规格（mm） 材质 焊口

类别 胀接

口数 备注

1 前壁（前水冷壁） Φ76×4 20G F 1

2 膜式壁 Φ76×4 20G F 105 上锅筒

3 后壁（后水冷壁） Φ76×4 20G F 1

4 水管系统 Φ76×4 20G F 96 靠近膜式壁侧96根

（上锅筒）

Φ51×3.5 20G F 96 靠近膜式壁侧96根

（下锅筒）

Φ51×3.5 20G F 1260 上锅筒 共计1260根

Φ51×3.5 20G F 1260 下锅筒

Φ63.5×4 20G F 87 上锅筒 共计87根

Φ63.5×4 20G F 87 下锅筒

总计 平均管径

Φ53.4 20G F 2993

注： F表示现场胀接口。

二、施工准备

为了更好的完成锅炉的胀接的施工任务，我们请来有经验的胀管器厂家人员，对施工人员进行培训，在模拟培训中，工人掌握了基本操作，为实际施工打下了坚实的基础。

对锅炉胀管工进行试板操作考试，以6.0MPa水压试验进行检查，胀接口无渗漏、30分钟内压力不降为合格。

三、现场准备

1根据考察，国内胀管器基本集中在江浙一带，最大功率1.5 kw，依据现场的工作量，在国内订购了如下施工机具及消耗材料

胀管机材料计划

序号 材料及名称 规格及型号 单位 数量 单价（元） 总价（元） 备注

1 电动胀管机 P3z1-125 台 10 5500 55000

2 电动胀管机 P3z1-76 台 12 3300 39600

3 翻边胀管器 76*4 套 60 196 11760 15

4 翻边胀管器 51*3.5 套 260 88 22880 100

5 翻边胀管器 63.5*4 套 30 130 3900 12

6 电动磨管机 76型 套 4 2300 9200

7 电动磨管机 51型 套 6 2350 14100

8 砂轮片 76型 付 500 2.5 1250

9 砂轮片 51型 付 1000 2.5 2500

10 汽包架 1.5米 付 2 850 1700

11 汽包架 0.9米 付 3 850 2550

合计 164440 含税及设备运费

2、现场带上操作平台，用工字钢（I20a）和12mm的钢板搭设，保证胀接之前的每道工序对流管束保持洁净状态。

三、施工工艺

1、试胀

将锅炉厂自带的胀接试板试胀，找到正确的胀接电流调整值，确定胀管率测量方法为外径测量法。

2、磨管及通球

2.1检查管子表面是否有重皮、裂纹、压扁、严重锈蚀等缺陷。

2.2清除管端油污，打磨管端发出金属光泽，上锅筒管端打磨长度105mm，下锅筒管端打磨长度为90mm。内径面也应打磨。

2.3打磨后管壁厚度：公称壁厚为 3.5mm的管不得小于3.15mm，公称壁厚为 4mm的管不得小于3.6mm。

2.4管端面倾斜：φ51的管不得大于0.76mm, φ63.5的管不得大于0.95mm, φ76的管不得大于1mm。

2.5打磨后的管子应逐根进行通球试验，φ51的管子通球使用的钢球直径为35mm，φ63.5使用钢球直径为45mm，φ76使用钢球直径为55mm，把样球放进管的一端，样球从另一端出来，无卡涩、为通球试验合格。

3、选配、硬度测试、穿管、自检

3.1自检人员将打磨后的管子逐根进行外径、硬度测量，并将测量所得数据与已测管孔直径、硬度相对比，选出最合适的胀接管与管孔。

3.2穿管人员从中间向两边纵向穿管，以锅筒纵向中心线为界，穿12-12、11-11、10-10、……6-6、13排管子。严格按胀接顺序穿管。管端与管孔间隙：φ51≤1.41mm，φ63.5≤1.53mm，φ76≤1.66mm 。

3.3穿管人员将合格的管子穿入上下锅筒所对应的管孔中，φ51、φ63.5的管端伸出长度为7～11mm（宜为9mm），φ76管端伸出长度为8～12mm（宜为10mm）。

3.4调整管子排列整齐，局部管段与设计安装位置偏差不大于5mm。

4、对流管束的胀接

4.1 锅筒纵向两端临时固定基准管，基准管是按照图纸，选出尺寸最合适的样管，样管临时固定后，拉上基准线，其他管束胀接后以样管为标准。

4.2上汽包壁厚55mm，下汽包40mm；上、下锅筒φ51的管子胀接采用P3Z1-76型胀管机，φ63.5和φ76的管子胀接采用P3Z1-125型胀管机

4.3上汽包φ51和φ63.5的管子胀接时电流调节到32以下（此电流的胀管率为1.26%～1.78%），初始固定胀接一次，消除管与管口之间的间隙，然后强度胀一次，翻边胀接一次。胀接φ76的管子电流调节到40以下（此电流的胀管率为1.15%～1.7%），直边胀接两次，翻边胀接一次。

4.4下汽包φ51和φ63.5的管子胀接时电流调节到32以下（此电流的胀管率为1.4%～1.8%），初始固定胀接一次，强度胀一次，翻边胀接一次。

4.5胀管顺序采用从中间向两边环形胀接，先胀接高温区的管子，后胀接低温区的管子，以锅筒纵向中心线为界，胀接12-12、11-11、……6-6、13排管子

胀管顺序采用从中间向两边胀接，先胀纵向，再胀环向，以锅筒纵向中心线为界，胀接12-12、11-11、……6-6、共计13排管子。

5、连接板焊接

5.1焊接人员在每根管子胀接完毕后，及时焊接两根管子中间的连接板，高温区连接板平行于锅筒纵向中心线，低温区连接板平行于锅筒横向中心线。

5.2炉管与不锈钢连接板焊接时采用A307焊条，若不锈钢之间需要焊接时采用A102焊条，焊接完的连接板应平整。

四、胀接施工的总结

1、在实际胀管中，电流控制箱的档位与胀接有很大关系，1、2档属于胀接速度较慢当是胀紧力相对大；3档属于中间当位，速度与胀紧力都比较适中；4档胀紧力一般，但是胀紧旋进速度快。

2、φ51的对流管束用3档胀接；φ63.5、φ76的对流管束用2档胀接。

3、胀接后的数据测量由于量很大，建议使用数显千分尺，能大大减少人为的测量偏差，但要保证数显千分尺的卡尺头长度大于被测量管束的直径，保证测量的准确性。

4、 胀接是先胀接下汽包，让后再胀下汽包，穿管时把上汽包管端的长度比标准值减少2mm左右，因为与其对应的下汽包管口胀完后，会有一个向上的伸长量。

5、胀接锅炉上汽包标高允许值是-3，实际操作再-5左右最为合适，并且得到了现场河南洛阳锅检院、总包商及业主的认可。

五、结论

1、通过现场的实际施工，每台锅炉胀接用工360工日，若是焊接形式需要大约450工日。国外人工费按300元计算，5台锅炉胀接比焊接节约人工费13.5万元。

2、机械费及消耗材料

胀接锅炉机械及消耗材料费用总计16.4万元；如采用焊接预计在8万元，但由于采用焊接每道口都需要无损检测，检测费大约36万元。

综上所述5台锅炉胀接比焊接共计节约成本40.6万元。现场如果条件允许的话，胀接工艺虽然繁琐，但是实际消耗的人工和费用比焊接节约。