专利名称：锆制换热器管箱法兰衬环的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及锆制换热器管箱法兰衬环采用复合板设计。
背景技术：
压力容器对材料的应用除要求承压外，常要求耐高温、耐低温、耐腐蚀等。锆材料在许多强腐蚀介质中有很好的耐蚀性，但锆材料的不易得到决定了锆远贵于其他材料，一般复合板的应用较多。由于锆的膨胀系数与常用的钢材相差较大，所以工程上常用锆-钛-钢复合板，同时由于锆、钛与钢材极难相溶，不可焊接造成了管箱筒体与法兰连接
的结构复杂性。在采用三层复合板做管箱筒体的应用中管箱法兰和筒体法兰的连接型式选用GB1515. 7节图18的e型结构，由于是三层复合板，选用JB/T4703长颈法兰衬环结构，法兰内径的取与复合板筒体基层相等。法兰连接结构参照JB/T4703，见图I。在此情况下锆衬环与法兰的连接只能选用连接强度很差的银钎焊，径向应力只由锆螺钉承受。在管箱直径较大的情况下，单纯的锆材衬环旋转刚度较小，承受的径向应力较大。
实用新型内容本实用新型目的是提出一种锆制换热器管箱法兰衬环，改善法兰受力，提高设备耐腐蚀的可靠性。本实用新型技术方案是锆制换热器管箱法兰衬环，其特征是所述法兰衬环采用三层复合板，三层复合板是锆复层、钛复层和碳钢基层板；法兰衬环的碳钢基层板与换热器管箱上的碳钢法兰焊接，三层复合板衬环的锆复层和钛复层在碳钢基层板上设有一个台阶，台阶处设有一锆衬筒内衬，锆衬筒与钛复层焊接，最后用锆贴条覆盖锆衬筒和锆复层、钛复层的切面，锆贴条与锆复层焊接。进一步的，在法兰衬环上与管箱法兰配有螺栓孔。焊接时衬环碳钢基层内外缘与法兰相焊，衬环钛复层与锆衬筒加垫板相焊，衬环锆复层加贴条与锆衬筒相焊或堆焊。特材换热器管箱法兰设计采用碳钢锻件衬环结构，衬环常用结构按JB/T4701-JB/T4703皆是纯材衬环，由于锆材与钢材极难相焊，所以衬环与法兰的连接只能采用螺钉连接并熔焊，然后打磨加工密封面。锆衬环与法兰的连接用强度很差的银钎焊，径向应力只由锆螺钉承受。在管箱直径较大的情况下，单纯的锆材衬环旋转刚度较小，承受的径向应力较大。当设备的操作压力和温度较高时，对于作为主要受压元件的设备法兰来说，可靠性明显不足。如若采用采用三层复合板制作法兰衬环则不然，首先复合板能够承受一定的剪切强度，其次衬环内外缘皆可与法兰焊接，增强了法兰的整体刚度，然后衬环的防腐要求并没有降低。[0011]本实用新型的有益效果是采用复合板的衬环，衬环内外缘皆可与法兰焊接，可获得较高的制造强度，且衬环的旋转刚度极大提高，复合板也可承受一定的径向应力，法兰受力状况得到改善。
图I是现有法兰连接结构示意图；图2是图I中I部位的放大示意图；图3是本实用新型锆换热器管箱法兰结构示意图；图4中图3中III部位示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型具体实施方式
进行说明。如图所示，图I中II为银钎焊。I衬环锆复层；2衬环钛复层；3衬环碳钢基层；4碳钢法兰；5锆衬筒；6锆贴条；7垫板。首先确定法兰的尺寸，按照软件计算顺序将设计条件提供的设计温度、设计压力、法兰材料、垫片材料、紧固件材料输入计算软件SW6。法兰型式选整体法兰，密封面型式选凹凸面，法兰尺寸基本按照JB/T4703标准件的尺寸，注意内径与筒体复层内径相同，具体情况可相应调整尺寸。法兰计算合格后根据结构及经济性考虑适当选取合适的衬环复合板厚度，并考虑爆炸复合板要求及密封面加工的余量。衬环碳钢基层内外缘与管箱法兰相焊，衬环钛复层与锆衬筒加垫板相焊，衬环锆复层加贴条与锆衬筒相焊或堆焊。锆制换热器管箱法兰衬环采用复合板设计，将管箱法兰衬环采用三层复合板制作，在其上方与法兰配钻螺栓孔。衬环碳钢基层内外缘与法兰相焊，衬环钛复层与锆衬筒加垫板相焊，衬环锆复层加贴条与锆衬筒相焊或堆焊。衬环需与法兰配钻螺栓孔，衬环锆复层需加工至与计算尺寸相应的凹面密封尺寸，衬环碳钢基层内外缘与法兰相焊，衬环钛复层与法兰锆衬筒加垫板相焊，衬环锆复层加贴条与锆衬筒相焊或堆焊。管箱筒体钛复层与法兰锆衬筒加垫板相焊，管箱筒体锆复层加贴条与锆衬筒相焊，形成一个完整的耐腐蚀内表面。结构见图3-4。
权利要求1.锆制换热器管箱法兰衬环，其特征是所述法兰衬环采用三层复合板，三层复合板是锆复层、钛复层和碳钢基层板；法兰衬环的碳钢基层板与换热器管箱上的碳钢法兰焊接，三层复合板衬环的锆复层和钛复层在碳钢基层板上设有一个台阶，台阶处设有一锆衬筒内衬，锆衬筒与钛复层焊接，最后用锆贴条覆盖锆衬筒和锆复层、钛复层的切面，锆贴条与锆复层焊接。
2.根据权利要求I所述的锆制换热器管箱法兰衬环，其特征是在法兰衬环上与管箱法兰配有螺栓孔。
专利摘要锆制换热器管箱法兰衬环，所述法兰衬环采用三层复合板，三层复合板是锆复层、钛复层和碳钢基层板；法兰衬环的碳钢基层板与换热器管箱上的碳钢法兰焊接，三层复合板衬环的锆复层和钛复层在碳钢基层板上设有一个台阶，台阶处设有一锆衬筒内衬，锆衬筒与钛复层焊接，最后用锆贴条覆盖锆衬筒和锆复层、钛复层的切面，锆贴条与锆复层焊接。在法兰衬环上与管箱法兰配有螺栓孔。
文档编号F28F9/12GK202675998SQ20122031874
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者邓家爱, 徐晶晶, 张猛, 宋四兵, 张海军 申请人:南京德邦金属装备工程股份有限公司