半管夹套不是单一的半管,而是由多段半圆管作为核心部件,通过焊接固定在反应釜、储罐等设备壳体外壁,形成的夹套式换热结构——半圆管是半管夹套的“组成单元”,半管夹套是半圆管组合后形成的“功能整体”。

简单来说,半管夹套的核心就是多根半圆管按螺旋或平行排布,焊接在设备壳体上,管内通蒸汽、冷却水、导热油等换热介质,实现对设备内物料的加热或冷却。
其焊接分为两大核心环节,工艺要求围绕防变形、保密封、强贴合展开,具体操作如下:
一、焊接前准备:基础把控决定焊接质量
部件预处理
半圆管需提前做好整形校准,确保弧面与设备壳体的贴合间隙≤0.5mm,间隙过大易导致焊接时熔池流失、未焊透;同时打磨半圆管焊接面及壳体对应区域,氧化皮、铁锈、油污,露出金属光泽,打磨宽度≥50mm,避免杂质导致焊缝气孔。
焊材需与基材匹配:碳钢半管夹套选ER50-6焊丝(MAG焊)或J422焊条;不锈钢半管夹套选ER308/ER316L焊丝,焊条需按要求烘干(如J422焊条150~200℃烘干1~2小时),防止吸潮。
定位固定
采用对称点焊的方式定位:先将半圆管按设计间距(通常50~150mm)贴合在壳体上,用弓形夹具压紧,再在半圆管与壳体的接触边缘点焊固定,焊点间距100~150mm,焊点长度10~15mm,高度不超过焊缝设计高度的1/2,避免定位焊过厚引发应力集中。
若为螺旋排布的半管夹套,需保证半圆管螺距均匀,相邻半圆管的对接处也要点焊定位,确保同轴度。
二、核心焊接环节:分两步施焊,兼顾强度与密封
半管夹套的焊接分为“半圆管与壳体的角焊缝焊接”和“半圆管之间的对接焊缝焊接”两部分,需遵循“先对接、后角焊”或“分段对称施焊”的原则,防止设备壳体变形。
1.半圆管之间的对接焊缝焊接
针对多段半圆管首尾连接的部位,需先焊接对接焊缝,保证介质流通的密封性:
壁厚≥3mm的半圆管,对接处需开V型坡口(角度60°~70°,钝边1~2mm),预留0.5~1mm组对间隙;薄壁管(<3mm)可直接对接,间隙≤0.3mm。
优先采用氩弧焊打底,小电流(80~100A)快速施焊,氩气充分保护熔池,确保根部熔透无夹渣;厚壁管需加电弧焊盖面,盖面时电流比打底焊增大10%~15%,焊缝余高控制在0.5~1.5mm,避免应力集中。
每焊完一段对接焊缝,需用角磨机打磨焊道表面,飞溅、焊渣后再进行下一段焊接。
2.半圆管与设备壳体的角焊缝焊接
这是半管夹套焊接的关键,直接决定换热介质是否泄漏:
焊接方法优先选CO₂气体保护焊(MAG焊),效率高、焊缝成型美观,变形小;也可采用电弧焊,适合现场施焊。
施焊时,焊枪角度保持45°~50°,对准半圆管与壳体的夹角处,确保熔池同时覆盖半圆管边缘和壳体表面;焊缝焊脚高度需≥半圆管壁厚,保证足够的焊接强度。
采用分段对称焊接法:多名焊工从设备壳体的中间向两端、左右交替施焊,每段焊接长度控制在200~300mm,焊完一段后暂停,待焊缝冷却至常温再焊下一段,抵消单侧焊接产生的收缩变形,防止壳体被拉翘。
多层焊时,层间温度需控制在100℃以下,避免热累积导致壳体变形或焊缝开裂。
三、焊后处理与检测:保障长期使用
变形矫正
若焊接后半圆管出现局部翘起、壳体轻微变形,采用火焰矫正法:用氧乙炔焰加热翘起部位(温度600~650℃,呈樱红色),再用压板压平,自然冷却,严禁水冷,防止淬硬脆裂。
消应力处理
用于高压工况(压力≥1.6MPa)的半管夹套,焊后需做去应力退火:将设备整体或局部加热至600~650℃,保温2~3小时,随炉缓冷至室温,焊接残余应力,避免后期使用中焊缝开裂。
密封性与质量检测
先做外观检验:焊缝表面无气孔、夹渣、裂纹,焊脚高度均匀,与母材平滑过渡。
再做水压试验:向半管夹套内充水加压至工作压力的1.5倍,保压30分钟,无渗漏、无变形即为合格;气体介质工况需加做气密性试验,充氮气至工作压力,涂肥皂水观察无气泡。
重要设备的半管夹套需做无损检测:渗透检测(PT)排查表面裂纹,超声波检测(UT)检测内部缺陷,确保焊缝质量达标。
四、焊接关键注意事项
焊接时需做好防风措施,尤其是氩弧焊和气体保护焊,风速>2m/s时需用防风罩,防止保护气体被吹散,导致熔池氧化。
碳钢半管夹套焊接后,需及时对焊缝做防腐处理(刷环氧富锌底漆+面漆),避免焊缝生锈影响寿命。
严禁在同一位置反复起弧、收弧,收弧时需填满弧坑,防止弧坑裂纹。
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更新时间:2026-1-16 点击:11次