低压加热器管板高效工艺研究范文

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摘要：

针对百万核电低压加热器管板换热孔的加工方法进行研究，利用数控卧式三轴深孔钻床、BTA系统钻削工具以及专用装夹工装进行钻削加工，保证了低加管板换热孔的优质高效加工。

关键词：

管板换热孔；数控卧式三轴深孔钻床；BTA系统钻削工具

0引言

低压加热器是汽轮机设备中采用抽汽加热给水的回热系统，由壳体、水室、管板、管束等组成，一般为卧式结构，用于减少冷源损失以提高机组的热经济性。百万核电低压加热器的传热管为U型式，不锈钢TP304、准15.88伊1mm。为保证汽侧与水侧的密封性能以及管子不被拉脱，管子与管板间采用先胀后焊连接方式，因而对管板换热孔的加工质量要求更高。

1.工件分析

百万核电低压加热器只有一个管板，管板为圆环式管板，换热管为U型，管子两端固定在同一管板上，管板与壳体焊接联成一体，其中水室壳体处设滑动支座，管束可以自由伸缩。管板厚度220mm、直径准130mm，一侧有堆焊层（堆焊材料为AWS-ER309L3mm厚、AWS-ER308L1mm厚），换热孔孔径准16.1+0.050mm，孔数共3178个，呈等边三角形分布，孔表面粗糙度Ra6.3滋m，孔桥22依0.3mm。

2.设备选取

考虑到百万核电低压加热器管板为直立圆环式管板，板厚大，管板与壳体焊接后才能加工换热孔，整体厚度加大，而且管子与管板连接方式为胀焊，对换热孔精度要求高。哈汽公司加工此类管板采用设备为意大利茵赛公司生产的数控卧式三轴深孔钻床，三个主轴可同时进行加工，主轴最大转速3130r/min，最大钻孔深度1100mm，机床定位精度及加工精度较高，如图2所示。

3.装夹方式

针对百万核电低加管板的结构特点，采用大V型支架托起管板（实际为管板与壳体的连接体，简称管板），管板通过垫销靠在两个并排放置的弯板上，弯板上有T型槽，垫销插在T型槽内，可沿T型槽移动，管板四周用压板压牢。

4刀具选用

首先，工件较厚，属于深孔加工，是一种封闭的加工状态，不易直接观察到切削状况，排屑路径长以致不便排屑，而且存在切削热散发不便、钻头磨损的问题；其次，百万核电低加管板换热孔孔径准16.1+0.050mm，板厚220mm，孔深与孔径比值较大，因此，换热孔的直线度、精度及表面粗糙度的保证，对加工刀具提出了一定要求。哈汽公司针对百万核电低加管板的结构特点，采用BTA系统深孔钻削刀具，它是一种具有单边刃、自导向钻头和高压切削液的内排屑深孔钻，钻杆刚性好，排屑冷却条件相较传统加工刀具得以改善，被加工孔表面加工质量好，一次钻成。5加工过程及注意事项

1）图样、工艺、标准文件、工装、检测工具等需备齐，了解工装使用方法，核电专用辅助材料需核查确认。

2）摆放工装，找正装夹工件，如图3。

3）采用多轴联动加工，需调整机床主轴间间距，间距为换热孔孔桥的整数倍，一般选取范围为250耀420mm。

4）管板正式加工前必须进行行程检验，避免因行程考虑不周，无法加工到全部换热孔。

5）BTA系统钻削刀具对密封要求较高，油封不好，难以加工，哈汽公司所选用的茵赛深孔钻床，油封是依靠钻套上的密封圈进行，钻套置于主轴外套内，一般钻套端面与主轴外套端面齐平。实际加工中，如遇管板四周或中间部位存在的凸起结构与机床主轴干涉，以致无法加工凸起结构附近换热孔时，可考虑将钻套长度加大，以满足加工要求。

6）加工过程中，时刻注意机床屏幕上功率载荷微小变化、切削油排出状况及油温、断屑形状颜色大小等情况，及时更换钻头、清理铁屑。

7）加工后，检测被加工孔孔径、孔直线度、孔垂直度、孔表面粗糙度及孔桥，通过对各项指标的检查可知，各项指标均符合图样要求，能够满足管板及中间管板的列管穿管需要。

作者：侯姝宏 单位：哈尔滨汽轮机厂有限责任公司