[实用新型]厚壁镍基合金换热管与镍基合金管板的胀接接头

说明书

技术领域

本实用新型涉及热管与管板的胀接，特别涉及镍基换热管与镍基管板的胀接接头。 

背景技术

换热器的换热管与管板的胀接接头主要起到增加换热管与管板连接强度、承受轴向载荷保护管子与管板焊缝、消除换热管与管板孔间隙防止应力腐蚀的作用。核电站蒸汽发生器换热管与管板胀接接头的失效，将使一次侧放射性介质向二次侧渗透，导致核泄漏。胀接接头的质量则取决于胀接方法和胀接参数。 

压水堆核岛换热器换热管通常为镍基材质，管板为钢锻件，采用机械胀接或液压胀接。对于某反应堆，由于设计和运行温度较高，因此蒸汽侧换热管和管板均采用镍基材料。 

然而，对于该高温换热设备采用的镍基换热管和镍基管板而言，以往换热器适用的镍基换热管与钢质管板的胀接工艺并不适用。 

实用新型内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：对于镍基换热管和镍基管板，通过超高压液压胀接，在适度的胀接压力和胀接时间下，能确保镍基换热管和镍基管板紧密、牢固地胀接，从而完成本实用新型。 

本实用新型的目的在于提供以下方面： 

（1）一种厚壁镍基合金换热管与镍基合金管板的胀接接 头，其特征在于，所述胀接接头由下述镍基合金换热管与下述镍基合金管板经超高压液压胀接形成， 

其中，所述镍基合金换热管由Incoloy-800H镍基合金制成，其外径为19.0-19.1mm，管壁厚度为2.95-3.05mm， 

所述镍基合金管板由Incoloy-800H镍基合金制成，管板厚度为300-320mm，管板孔桥为7-8mm。 

（2）如上所述的厚壁镍基合金换热管与镍基合金管板的胀接接头，其特征在于，所述镍基合金换热管的管径为19.05mm，管壁厚度为3.00mm。 

（3）如上所述的厚壁镍基合金换热管与镍基合金管板的胀接接头，其特征在于，所述镍基合金管板的管板厚度为310mm，管板孔桥为7.5-8mm。 

（4）如上所述的厚壁镍基合金换热管与镍基合金管板的胀接接头，其特征在于，所述超高压液压胀接的胀接压力为300-350MPa，保压时间为4-8秒。 

（5）如上所述的厚壁镍基合金换热管与镍基合金管板的胀接接头，其特征在于，所述管板的管板孔内表面粗糙度小于6.3μm。 

（6）如上所述的厚壁镍基合金换热管与镍基合金管板的胀接接头，其特征在于，所述管板的管板孔的孔径比换热管外径大0.05-0.10mm。 

（7）如上所述的厚壁镍基合金换热管与镍基合金管板的胀接接头，其特征在于，管板孔与管板表面垂直度小于0.05mm。 

在本实用新型中，瞬间高压水在胀管器和换热管内壁之间作用产生胀接压力，胀接压力使换热管先产生弹性变形膨胀与管板孔壁贴合，随着胀接压力的增大和持续保压，换热管继续挤压管板孔，换热管产生塑性变形，管板孔弹性变形后也产生 轻微的塑性变形，当胀接压力撤消后，换热管由于塑性变形导致其外径固定不变，管板孔因为弹性变形而基本恢复原状，这样换热管与管板之间产生残余接触压力，进而使得换热管与管板两者紧密连接。 

根据本实用新型提供的镍基合金换热管与镍基合金管板的胀接接头，通过强度胀接，达到接头胀接强度和密封性要求，满足制造工艺流程的需要。 

具体而言，根据本实用新型提供的镍基合金换热管与镍基合金管板的胀接接头具有如下益处： 

（1）换热管直径小且管壁厚，通过设定适当的胀接压力和保压时间，能确保换热管发生适度的弹性变形和塑性变形，并确保管板孔发生适度的弹性变形和轻微的塑性变形，从而在换热管和管板孔之间产生适度的接触压力，使得两者接合。 

（2）换热管与管板的材质同为Incoloy-800H，力学性能相近，胀接时换热管与管板同时发生塑性变形，由于管板回弹量小，降低了接头的胀接强度和密封性。 

附图说明

图1示出根据本实用新型优选实施方式的镍基合金换热管与镍基合金管板的胀接接头结构示意图。 

附图标号说明： 

1-镍基合金管板 

2-换热管 

具体实施方式

下面通过对本实用新型进行详细说明，本实用新型的特点 和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。 

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。