气化空压机后冷化装置漏料解析及变革举措

　　管板基层与换热管强度胀的硬度搭配GB151-1999中规定，采用强度胀接，换热管材料的硬度值一般须低于管板材料的硬度值。钛钢复合板基层和钛换热管的实际测定硬度。

　　设备编号部位实测硬度值/HB平均硬度值/HBR038前管板173，206，182187后管板235，223，249235.6R039前管板200，193，205199.3后管板216，218，211215R038R039换热管150，140，1701）150，140，1701）153注：1）由于钛管壁较薄，检测时先将实心钢棒插入管内后进行硬度检测，其结果只能作为参考。

　　管板基层与换热管强度胀的强度搭配在JB/T4745-2002钛制焊接熔器的标准释义中，对结构设计采用管板与换热管强度胀接的，要求管板的屈服强度应等于或大于管子的屈服强度（或规定残余伸长应力），而实际正好相反，设计所选管板基层材料的屈服强度无论标准值和实测值都小于换热管的规定残余伸长应力，因此在强度胀时难以达到设计预期的胀接效果。

　　胀焊并用的两种结构如强度胀加密封焊适用于设计压力（4MPa场合。由此可知，强度胀加密封焊的结构设计不适用于设计压力12.1MPa的场合。按照标准的术语定义，密封焊只是）保证换热管与管板连接密封性的焊接，当强度胀部位在高压下失效泄漏后，密封焊接头并不能保证抗拉脱强度。

　　采用强度胀与强度焊时许用拉脱力的差异从GB151的中知，换热管与管板连接采用胀接结构时，无论是钢管还是有色金属管，无论管口开不开槽，其许用拉脱力都在4MPa以下，而采用焊接结构时，其许用拉脱力可按0.5<>t计算。

　　根据GB151中可计算出钛换热管在设计温度时的许用应力<>t=249/1.5=166MPa，由此可算出=0.5166=83MPa，即焊接结构可以满足标准规定的设计压力（35MPa），也可以满足冷凝器的设计压力（12.1MPa），而胀接结构即不适用于标准规定的设计压力，也不适用该设计的设计压力。

　　结论钛钢复合板与钛换热管的连接，采用强度胀（基层）加密封焊（复层）只能适用于设计压力（4MPa的场合，用于12.1MPa没有法规依据。

　　建议（1）强度焊（复层）加贴胀（基层）结构可用（35MPa的设计压力，也能满足冷凝器的设计压力（12.1MPa），建议采用如所示结构。

　　（2）在制造过程中，建议采用先贴胀后强度焊的制造工艺，由于贴胀产生的变形和应力较小，不会对强度焊接接头产生较大影响。这与传统的先焊后胀的钢制换热器制造工艺相反，这样可以减少焊接接头的应力，避免裂纹产生。钢制换热器可以先对焊接接头消除应力然后胀接，因此，制造工艺与此不同。容规第110条第9款也有类似规定。

　　（3）建议将复合板基层由16MnD改为屈服强度较高的材料，使之大于钛换热管的规定残余伸长应力（r0.2320MPa），例如选用20MnMoD（s370MPa）或等。

　　结语根据笔者的分析意见和建议，设计部门已将换热管和管板的连接改为贴胀加强度焊，并采纳制造厂建议，将钛钢复合板和钛管均改为奥氏体铁素体双相不锈钢。双相不锈钢在海水中的耐蚀性与钛不相上下<6>。新制作的设备已在某海上油田安装，未再发生泄漏事故。