南京三方化工設備監理有限公司 江蘇南京

　　摘要：伴隨著科技日新月異的發展，對石油化工設備的要求也越來越高，對于新技術的開發及應用就顯得十分重要。本文主要針對高頻電阻焊螺旋翅片管，從發展歷程，制造工藝，檢驗驗收，應用前景幾個方面展開討論，希望通過本文的論述，能夠為該領域的工程技術人員提供參考。

　　關鍵詞：高頻電阻焊；翅片管；檢驗；缺陷

　　1、高頻翅片管焊接原理

　　高頻翅片管的焊接原理是利用高頻電流的集膚效應，對翅片的邊緣和待焊基管部位加熱，使其熔化，然后再施加一個外力，將二者擠壓在一起，從而達到焊接的目的。高頻翅片管的特點主要有：①生產效率高，可實現連續繞制和自動化焊接，從基管的拋光到翅片的焊接一氣呵成；②熱影響區小，由于高頻電流的集膚效應，其電熱能只在管子表面聚集，不會對管壁內部組織產生影響；③接頭強度高，焊接之前，通過焊接工藝評定，接頭抗拉強度可達到170MPa以上，保證了翅片管的服役安全，拉伸試樣如圖1.

　　圖1 拉伸試樣

　　2、制造工藝

　　翅片管的翅片按照形狀不同分為整體形和鋸齒形兩種，鋸齒形又分為U形鋸齒形和V形鋸齒形，如圖2所示

　　圖2 翅片形式

　　翅片管的制造主要包含兩大部分，即基管拋光和翅片焊接，基管和鋼帶在焊接前，要去除表面的氧化物，銹跡，水漬，油漆涂層等影響焊接質量的雜質，以露出金屬光澤為合格；在正式施焊之前，要做焊接工藝評定，主要考察焊接接頭的抗拉強度、熔深、結合率，必須符合相關標準要求，施焊人員嚴格執行焊接工藝規程，焊接過程中，允許基管表面和翅片產生色變，焊后不需要進行熱處理，若繞制過程中翅片斷裂，則應將翅片對接焊接后方可繼續繞制。基管通常使用無拼接的無縫管，若采用拼接管，則拼縫應有合格的工藝評定支持，且應進行100%磁粉或滲透表面檢查，100%射線或超聲檢查合格，然后將焊縫余高磨平，使用Cr-Mo耐熱鋼做基管時，拼縫應嚴格控制好“四把火”（預熱、層溫、后熱、終熱）的溫度和保溫時間。

　　3、檢驗及驗收

　　翅片管的檢驗及驗收分為原材料檢驗，過程檢驗，成品檢驗，分述如下：

　　圖3 翅片鋼帶 圖4 高頻焊接

　　圖5 成品翅片管

　　①原材料檢驗，對于到廠的基管和鋼帶按要求進行復驗，按爐復驗化學成分，按批復驗力學性能，應用于有晶間腐蝕環境的奧氏體不銹鋼管和鋼帶還應進行晶間腐蝕試驗，審查質保書是否合格，檢查材料表面的原始標記是否齊全、正確，爐批號等是否與質保書保持一致，尺寸規格是否滿足訂貨技術條件，經復驗合格的材料，才能用于生產制造，鋼帶見圖3.

　　②過程檢驗，過程檢驗主要是檢查焊接工藝參數是否滿足工藝要求，如：交流電流、直流電壓、直流電流、柵極直流電流、轉速、施加壓力、冷卻介質、焊前是否拋光除銹等，如果有超出工藝范圍的，應立即停止，調整工藝參數后重新施焊，同時注意核對所焊基管和鋼帶牌號是否符合工藝要求，見圖4.

　　③成品檢驗，成品檢驗要從首件開始按批進行，主要檢查總長度、翅片長度、兩端光管長度、直線度、傾伏角、翅片高度、單位長度內的翅片數、焊接中斷間距等，重點檢查焊接接頭是否有未熔合、飛濺及擠出物過多等缺陷，見圖5.

　　4、常見缺陷

　　基管缺陷

　　①凹坑、劃傷、麻點，可能是基管自帶，也可能是運輸及吊裝過程中碰撞產生的，對于這類影響翅片焊接的連續性和焊著率的缺陷，要在繞制翅片前打磨去除，使之與周圍圓滑過渡，并測厚檢測是否滿足*小壁厚要求，不允許深度超過0.3mm的凹坑存在。

　　②直線度，如果直線度超標，在基管旋轉時其運動軌跡是一個不規則的圓，將會影響翅片的焊接附著率，一般要求在任意3m內，直線度不大于2.5mm，且在總長度內直線度不大于6mm，以保證焊接質量。

　　翅片缺陷

　　①傾伏角過大

　　合格的翅片管焊接后，翅片應是垂直于基管的，如果翅片不垂直于基管，就會產生一個夾角，稱為傾伏角，一般要求傾伏角不大于10°，否則會導致翅片傳熱不均勻，煙氣流通不暢，局部熱應力過大，影響傳熱效率；焊接不牢固，不對稱，機械損傷等都會造成傾伏角過大，在生產過程中應密切關注。

　　②翅片厚度減薄

　　翅片厚度減薄主要來自于兩個方面，一是盤卷鋼板在切割成盤卷鋼帶時會將鋼帶拉薄，二是在翅片繞制過程中，原來的平鋼帶會被側彎成圓弧狀，翅片外緣頂部會被拉伸減薄，導致傳熱截面積變小，縮短翅片管使用壽命，

　　翅根缺陷

　　①翅根焊瘤

　　當焊接工藝參數不合適或基管表面清理不徹底時，就會有較多鐵銹形成的熔化態氧化物擠出并聚集在有銹跡的地方，造成表面應力過大，容易積垢，降低傳熱效率，在施焊前要徹底清除基管表面的污垢、銹跡、涂層等有害雜質，焊接時嚴格遵守工藝文件。

　　②翅根焊渣

　　當電流過大、轉速過慢時，熔化過多的金屬就會堆積在翅根兩側，引起積垢，降低傳熱效果，因此，合適的轉速和工藝參數是保證焊接質量的關鍵。

　　③翅根飛濺

　　當電流過大、轉速過快時，熔融態的金屬擠出物還未來得及結晶凝固，就被因高速旋轉而產生的離心力帶走，成為飛濺，而真正用于連接的金屬就會減少；此時的飛濺會與翅片有一夾角，不再與翅片垂直，在夾角內容易引起污垢聚集，縫隙腐蝕，增加煙氣流通阻力，影響換熱效果。

　　5、總結

　　高頻電阻焊螺旋翅片管已在石化行業內大量應用，尤其是乙烯裂解爐的對流段模塊，通過使用翅片管，降低了排煙溫度，提高了裝置的熱效率，有利于節能減排，節能降耗和環境保護，無論是從經濟角度還是從環保角度，翅片管的研發和應用都**價值，將有很大的市場空間。

　　參考文獻：

　　[1]陳孫藝 高頻焊螺旋翅片管的缺陷形式及成因分析 鍋爐制造 2008年1月第1期 CN23-1249（2008）01-0054-04

　　[2]卓寧 孫家慶 徐開義 王堅 潘榮璋 龐韻 螺旋翅片管熱管技術在鍋爐及冶金、環保等預熱回收設備上的應用 鍋爐技術 1995年2月

　　[3]黃靖國 高頻焊螺旋翅片管的制造及在石化工業中的應用 廣州化工 2002年30卷第3期

　　[4]陳孫藝 李軍 張浩帆 劉傳寶 SH/T3415-2005 高頻電阻焊螺旋翅片管