液壓脹管器

耐高壓液壓脹管器是石化、電力、鍋爐、核電、製冷等領域換熱器製造中實現液壓脹接的工具，在液壓脹管機的受壓下實現脹接。

工作原理

國內研發的液壓脹接技術所用液壓脹管器由高強度合金鋼芯桿和耐高壓進口彈性橡膠組成，一體化設計，不需使用密封件即可以承受超高壓力，使用方便，工作效率高，工作原理如圖所示，它是利用液壓脹管機提供的高壓液壓壓力施加於耐高壓彈性橡膠體產生的徑向壓力將管子脹接於管板上，當超高液壓壓力通過高強度合金芯桿進入耐高壓彈性橡膠體時，耐高壓彈性橡膠體產生徑向壓力,該壓力足以使管子材料發生塑性變形,從而實現管子與管板間的脹接。

原來圖

脹接壓力計算及選取

根據管板管子材料及脹接幾何參數等實際狀況，可按下式計算脹接壓力：

1. 管子殘餘接觸應力可由下式計算

P_c= (1-2C) Pi-σ_stlnk_t (1)

其中C=1/{k_t(1-U_t)+1+U_s+E_t[(k_t-1)/E_s(k_s-1)][1- U_s+ k_s(1+ U_s)]}

由上式可以看出，當管子與管板材料及管孔結構尺寸給定時，C為定值。

2.若f為管子外表面和管板孔之間的摩擦係數，[q]為許用拉脫力，，對於貼脹取[q]=2MPa,強度脹[q]=4MPa,殘餘接觸應力應滿足

P_c≥[q]/f (2)

將上式代入式（1）中，可知脹接壓力許用值應滿足如下關係

[P_i] ≥{[q]/f+σ_stlnk_t}/(1-2c) (3)

3.最大脹接壓力為管板內壁發生屈服時的壓力，即

P_imax=σ_stlnk_t +σ_splnk_s （4）

因此，脹接壓力的選取範圍為

σ_stlnk_t +σ_splnk_s≥[P_i] ≥{[q]/f+σ_stlnk_t}/(1-2c) （5）

符號說明

E_s、E_t—管板、管子材料的彈性模量，MPa；

σ_sp、σ_st—管板、管子材料的屈服應力，MPa；

U_s、U_t—管板、管子材料的泊松比；

C—管子與管板的材料與結構係數；

k_t、k_s管子、管板單管模型的徑比，k_t=d_o/ d_i、k_s=D_o/ D_i ；

常規管板和管子可參照最佳脹接壓力參考值，當採用特殊規格換熱管時可以先理論計算，然後通過模擬試驗，確認其貼脹及強度脹的適宜壓力範圍，以保證脹接的可靠性。

壓力參考值表