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　　摘要：本文论述了制造钛制换热器模拟成品的钛复合板翻边直角锥体制造技术，针对其结构的特殊性从制作的工艺进行论述，并对制造难点进行描述，对钛复合板翻边直角锥体下料、组对、成型、焊接进行了总结，为同类结构的制造提供指导。

　　关键词：钛复合板冲压翻边;成型;钛贴条

　　随着我国石油、化工、医疗等行业的快速发展，生产工艺过程中各种强腐蚀介质使用的场合越来越多，常规材质已经不能满足其腐蚀要求，所以大型特种耐腐蚀材料的需求量也越来越大，尤其是钛复合板设备的需求，钛复合板设备的制造技术也是目前压力容器制造行业的热点话题。在冷凝器国产化研究中，研制的冷凝器模拟产品中钛复合板翻边直角锥的制造技术是制造部分的难点和重点。本文结合研制制造中，针对冷凝器的钛复合板翻边直角锥制造过程中的关键技术措施，如下料控制、滚压成型、热压翻边和纵缝焊接，进行详细论述。

　　1直角锥外形尺寸

　　该钛制换热器模拟产品的为U形管式钛-钢复合板换热器，管箱筒体内径Ф700mm，管箱筒体及封头采用14+3mm的钛-钢复合板，壳程筒体内径Ф1100mm，管箱筒体与壳程筒体联接采用翻边直角锥体，壳程筒体、封头及锥体采用12+3mm的钛-钢复合板。模拟产品结构示意见图1:其中锥体尺寸见图2，由于大口和小口尺寸相差较大，造成锥体角度较大为48.84，使其制造难度加大。

　　2下料切割

　　把翻边直角锥两端口延长加上翻边部分长度和制作余量，确定放样图，然后根据放样图，采用射线法放样，对其求实长和展开，下料尽量采用整板下料，在钛板及钛-钢复合板复层上划线尽量采用金属铅笔进行，或采用不溶于水的不含金属颜料的、无硫、无氯的墨水书写;放样划线时在展开板料的关键点做出定位标记，便于冲压后齐口找正;展开料的纵缝方位很重要，避免放在翻边变形*大处，*好置于直角边，该处变形*小，避免后期冲压、翻边的开裂现象;所有焊接坡口采用机械加工，当采用热切割加工坡口时，应避免火花溅落在钛材表面，切割后需采用机械方法去除污染层;钛钢复合板在用机械切割、剪切时应将钢基层朝下，注意防止分层，坡口表面不应有裂纹、分层、夹杂及影响焊接质量的其他缺陷。

　　3初步滚压成型

　　直角锥体采用分段分区滚压成型工艺，根据锥体展开尺寸，滚压前在锥体内表面画出滚压等分素线，相邻两素线间距50～100mm见图3。直角锥滚压前，先将卷板机的上下辊表面清理干净，并在复层表面垫一层薄镀锌钢板或不锈钢薄板或塑料薄膜。滚压时按照等分素线，从两端向中间，分段滚压。先将两端300～500mm的区域滚压成型，不断使用曲率样板对锥体两端口进行测量，严格控制滚压曲率，避免造成过压现象;然后压中间，滚压时不在同一区域反复成型，同时一次下压量不应过大，防止复层剥离;*后使两端碰口，保证纵向边角对齐不窜角，环向不错口。

　　4钛剥离

　　直角锥滚压完成后，首先将剥离后的钛复合层粘连清理干净，防止钛元素进入碳钢基层焊缝，造成焊缝脆化。剥离方法:将复合板的边缘剥离掉15mm宽度的钛板边，在剥离时先把整块板放在坡口机上划出剥离线，深度为2.5mm;钛剥离时首先在端部用扁铲铲起，使其端部复合板钛层翘起，然后用夹具夹紧翘起的钛条沿着剥离线用力绕卷，完成钛的剥离，用砂轮对露出基层打磨，打磨时观察金属火花的颜色。判定方法是:钛的磨削火花呈银白色，碳钢的磨削火花呈橙红色。

　　5纵缝组焊

　　钛复层剥离后进行直角锥基层纵缝组对，保证错边量≤0.5mm，*后进行基层纵缝焊接。基层焊接:氩弧焊打底，手工电弧填充盖面见图4，焊接参数不宜过大，避免钛复层受热变色，焊接过程中控制焊道层间温度在250℃以下。图4基层纵缝焊接示意图纵缝组焊完成后，用弦长等于1/6Di(内径)且不小于300mm的内环向样板或外环向样板，对其环向棱角E进行校正，保证E值不大于(0.1δ+2)mm，且不大于4mm。同时，对两端口圆度进行校正，保证圆度(同一截面上*大与*小内径差)允差e≤1%Di(内径)且不大于25mm。*后，要将两端口处的切割痕迹、尖角及缺口，打磨圆滑，避免后续翻边时端口应力集中，而发生撕裂。

　　6热冲压翻边

　　首先依据翻边模具的圆角测量翻边区域的弧长，确认上下端口余量是否合适，切去过多的余量，防止出现小口压裂、大口褶皱。然后，在复层涂抹摩擦系数低的润滑剂，防止在冲压过程中复层被划伤。接着，点焊四个定位挡板，并按直边找正，将直边方位的侧边垂直放置，保证冲压后直边母线是直线。*后，对直角锥进行热冲压翻边。热冲压翻边一般采用电炉加热，若采用气体加热时，则炉内气氛必须保持微氧化性，加热用的燃料含硫量要低，且加热时火焰不得与钛表面直接接触。为防止热压翻边过程中发生蓝脆现象而开裂，加热温度控制在550℃～650℃范围内。

　　7净料齐口

　　按图纸尺寸和下料时的定位标记，找出大小端口的位置，检查两端口的平行度、直径周长(周长应考虑减薄、增厚量，保证内皮周长偏差为±2mm。)、直边长度、锥体高度、直角边的垂直度等关键尺寸，并画出两端口净料线。净料时把直角锥放置于翻边机上，并将其椭圆度和周长调整到标准要求范围。为保证直角锥复合板的贴条要求，两端口的内皮周长按照所匹配的封头、筒体、法兰尺寸确定。

　　8钛贴条

　　**步，在无损检验RT、PT后，进行钛垫板的组对见图5。

　　9结论

　　钛复合板直角锥的整个制造过程中，热冲压翻边是*难控制环节。因此，我们采用科学合理的余量控制、焊道布置、加热温度，以及错边量控制、坡口打磨、钛清理，使得直角锥经过热冲压翻边后无裂纹、蓝脆。通过*终检验，该钛复合板直角锥的形状、尺寸及焊缝质量符合标准和图样要求，为今后钛复合板直角锥的制造提供了可靠的经验基础。

　　作者：刘新儒 刘树权 蒋国辉 张涛 单位：中国石油天然气**建设有限公司

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