4.2 受热面管
4.2.1 安装前，应对受热面管子进行检查，并应符合下列规定：
1 管子表面不应有重皮、裂纹、压扁、磨损和严重锈蚀等缺陷；当管子表面有刻痕、麻点等其他缺陷时，其深度不应超过管子壁厚的10％；
2 合金钢管应逐根进行光谱检查；
3 对流管束应做外形检查和矫正，校管平台应平整牢固，放样尺寸误差不应大于1mm，矫正后的管子与放样实线应吻合，局部偏差不应大于2mm，并应进行试装检查；
4 受热面管子的排列应整齐，局部管段与设计安装位置偏差不宜大于5mm；
5 胀接管口的端面倾斜不应大于管子公称外径的1.5％，且不应大于1mm；
6 受热面管子公称外径不大于60mm时，对接接头和弯管应做通球检查，通球后的管子应有可靠的封闭措施，通球直径应符合表4.2.1-1和表4.2.1-2的规定。
4.2.2 硬度大于或等于锅筒管孔壁的胀接管子，其管端应进行退火，退火应符合下列规定：
1 退火宜用电加热式红外线退火炉或纯度不低于99.9％的铅熔化后进行，并应用温度显示仪进行温度控制；不得用烟煤等含硫、磷较高的燃料直接加热管子进行退火；
2 对管子胀接端进行退火时，受热应均匀，退火温度应为600℃～650℃，退火时间应保持10min～15min，胀接端的退火长度应为100mm～150mm。退火后的管端应有缓慢冷却的保温措施。
4.2.3 胀接前，应清除管端和管孔表面的油污，并打磨至发出金属光泽，管端的打磨长度不应小于管孔壁厚加50mm。打磨后，管壁厚度不得小于公称壁厚的90％，且不应有起皮、凹痕、裂纹和纵向刻痕等缺陷。
4.2.4 胀接管端与管孔的组合，应根据管孔直径与打磨后管端外径的实测数据进行选配；胀接管端的最小外径不得小于表4.2.4-1的规定，胀接管孔与管端的最大间隙不得大于表4.2.4-2的规定。
4.2.5 胀接时，环境温度宜为0℃及以上。
4.2.6 正式胀接前，应进行试胀，并应对胀接的试样进行检查、比较、观察，胀口端应无裂纹，胀接过渡部分应均匀圆滑，喇叭口根部与管孔结合状态应良好，并应检查管孔壁与管子外壁的接触印痕和啮合状况、管壁减薄和管孔变形状况，并应确定合理的胀管率和控制胀管率的施工工艺。
4.2.7 胀管应符合下列规定：
1 管端伸出管孔的长度，应符合表4.2.7的规定。
2 管端装入管孔后，应立即进行胀接。
3 基准管固定后，宜采用从中间分向两边胀接或从两边向中间胀接。
4 胀管率的控制，应符合下列规定：
1）额定工作压力小于或等于2.5MPa、以水为介质的固定式锅炉，管子胀接过程中采用内径控制法时，胀管率应为1.3％～2.1％；采用外径控制法时，胀管率应为1.0％～1.8％，胀管率应按下列公式计算：
式中：Hn——内径控制法的胀管率；
Hw——外径控制法的胀管率；
d1——胀完后的管子实测内径(mm)；
d2——未胀时的管子实测内径(mm)；
d3——未胀时的管孔实测直径(mm)；
d4——胀完后紧靠锅筒外壁处管子实测外径(mm)；
δ——未胀时管孔与管子实测外径之差(mm)。
2）额定工作压力大于2.5MPa的锅炉胀管率的控制，应符合随机技术文件的规定。
5 胀接终点与起点宜重复胀接10mm～20mm。
6 管口应扳边，扳边起点宜与锅筒筒体（管板）表面平齐，不应有明显的切口和挤出现象，扳边角度宜为12°～15°。
7 胀接后，管端不应有起皮、皱纹、裂纹、切口和偏挤等缺陷。
8 胀管器滚柱数量不宜少于4只，胀管器圆柱直段的有效长度应为锅筒壁厚加15mm；胀管应使用专用工具进行测量。胀杆和滚柱表面应无碰伤、压坑、刻痕等缺陷。电动、风动胀管器转速不应大于60r/min。
4.2.8 胀接工作完成后，应进行水压试验，并应检查胀口的严密性和确定需补胀的胀口。补胀应在放水后立即进行，补胀次数不宜超过2次。
4.2.9 胀口补胀前应复测胀口内径，并确定补胀值，补胀值应按测量胀口内径在补胀前后的变化值计算。补胀后，胀口的累计胀管率应为补胀前的胀管率与补胀率之和。累计胀管率宜符合本标准第4.2.7条第4款规定。补胀率应按下式计算：
式中：△H——补胀率；
d＇1——补胀后的管子内径(mm)。
4.2.10 同一锅筒上的超胀管口的数量不得大于胀接总数的4％，且不得超过15个，最大胀管率采用内径控制法控制时，不得超过2.8％，采用外径控制法控制时，不得超过2.5％。
4.2.1 在安装前对受热面管除应进行外观检查外，还应按图样对对流管束进行1:1放样检查，主要检查管束的弯曲角度、伸入锅筒长度，保证管排整齐。
6 表4.2.1-2注2是依据现行国家标准《水管锅炉 第6部分：检验、试验和验收》GB/T 16507.6-2013的有关规定制订的。弯制后进行焊接的管子，通球试验时球的直径宜选用表4.2.1-2中的较小值。通球不能通过的管子不能用于施工。
4.2.2 电加热式红外线退火炉或用纯度不低于99.9％的铅熔化后进行退火，这两种退火方法现在施工中常用到。对锅炉管孔硬度和管端硬度的规定，根据施工经验，一般管端硬度小于管孔硬度HB10～HB20的，管端可不退火。
从胀接工艺的机理来看，管孔硬度应大于管子硬度。所以锅炉制造厂和上海工业锅炉研究所及上海工业锅炉厂在胀接的试验中，均按此要求来选配管板和管子。如10#锅炉用无缝钢管选配20g锅筒，20#锅炉用无缝钢管选配16Mng锅筒。20#锅炉或10#锅炉用无缝钢管，其硬度都低于HB150。退火对管口扳边亦有利，不易产生裂纹。
国产工业锅炉无法按管板硬度大于管子硬度的要求选配，而且大多为20g钢板与20#锅炉钢管相匹配。考虑到本标准的可行性，故本条对管板硬度应大于管子硬度、管子退火后应达到什么要求等都没有做出明确规定。应在执行中掌握上述原则，正确处理实际的硬度关系。
不得用烟煤作退火燃料直接加热，是为了消除燃料中的硫、磷等有害杂质在高温下对钢材质量产生的影响。
保温可用干石灰或保温棉毡等。
4.2.3 本条是对胀接端管子打磨的最低限度规定，超过此规定的管子则不符合要求。其中纵向沟纹无论是在轧制过程中产生的，还是在管子退火和打磨等工序中产生的，均应除去，且管壁厚度不应小于公称壁厚的90％。胀接管端打磨后仍不符合要求的，要换管或采取其他相应措施。
4.2.4 胀接管端的最小外径、胀接管孔与管端的最大间隙值依据现行国家标准《水管锅炉 第5部分：制造》GB/T 16507.5-2013的有关规定制订，本次修订时增加了胀接管子管端的最小外径的规定，施工时需要对其进行控制，目的是对管子的质量进行控制，不合格的管子不得用于施工。
最大间隙值是指管孔最大值与管子打磨后最小外径之差值，已考虑了允许的打磨量，实际间隙均应小于最大间隙值，在选配胀接关系时尽量避免出现最大间隙。适宜的胀管间隙能提高管口的胀接质量。
4.2.5 本条规定胀接工作的环境温度，是为了防止胀口产生冷脆裂纹。
4.2.6 由于锅炉的钢板、锅炉管选配情况不同，管板厚度、管子大小、硬度关系等均不一样，所以正式胀接前，应进行胀接试验。目的是确定合理的胀管率，制订切合实际的胀管施工工艺规程。因胀接时管端容易产生裂纹，故在检查胀接质量时要检査管端是否有裂纹。
4.2.7 对基准管固定后，推荐了宜釆用的胀接方法，强调胀接工作应对称进行，以减少胀接应力。
管子胀接时，管壁在胀珠的碾压下发生塑性变形，管径不断增大，同时也存在小量的回弹，管孔受到不断增大的管外壁的挤压，发生弹性变形，也存在少量的塑性变形，这种弹性变形产生对管端的坚固应力，应力的大小能真实地反映胀口的密封性和抗拉脱强度。在施工中很难检测这种应力的大小。为了近似地反映胀接程度，产生了三种表示方法：
第一种：用内径控制法计算的胀管率，即用消除胀管间隙后的管内径在继续胀接时的扩大值与管孔直径的比值来计算的胀管率；
第二种：用外径控制法计算的胀管率，即用消除胀管间隙后，在锅筒外壁处管外径在继续胀接时的扩大值与管孔直径的比值来计算的胀管率；
第三种：管子壁厚的减薄率，即用消除胀管间隙后继续胀接时的管壁减薄值与消除间隙时的管壁厚的比值来计算的胀管率。
在我国的锅炉安装行业，现在主要采用内径控制和外径控制来计算胀管率的方法近似反映胀管程度。内径控制法使用的过程中存在下列情况：
一是检测数据多，每个胀口需测量管端的内径、外径、管孔直径和终胀后的内径4个数据；
二是由于胀接工作面亦是检测面，不能边胀边测量，故不能及时地反映胀接过程中的变化值，有效地控制胀管工作的进行，尤其是随着电动胀管器的推广使用。
外径控制法计算胀管率的主要优点在于：
一是减少了检测数据，每个胀口只需测量管孔直径和终胀外径；
二是由于胀接工作面与检测面是相关的管内壁与管外壁直径，为边胀接边检测提供了方便，因而能有效地控制胀接过程的变化值，有效地控制每个胀口的胀管率，方便了施工，提高了胀接质量。
采用外径控制法胀管后，在补胀时仍要用内径控制法来计算补胀管率。
本条规定锅炉胀管率为内、外径两种控制法和两种胀管率控制数值并存，各单位可自行选用。由于胀接质量受材质、加工、工具、人员素质、操作技术等方面的影响，胀管率大小和是否超胀成为胀接质量的重要因素，但不是唯一因素。因此，这些控制数值的科学性、可行性还需要在贯彻执行中进一步验证。
关于胀接工作结束后的监测问题，无论是内径控制法和外径控制法，都需要依靠施工人员提供的原始记录数据进行，因此，检测工作要依靠提高施工人员的质量意识，在保证记录准确、真实的基础上进行。
按上海工业锅炉厂和上海工业锅炉研究所在额定工作压力不大于2.5MPa的情况下进行的胀接试验，对单管、正交胀管试验所得拉脱力、密封性及牢固性等的数据进行综合分析，胀管率数值控制在1.8％～2.4％较好。用应力贴片法所得数据分析，胀管率数值控制在1.5％～2.1％较好。实际胀接中影响胀接质量的因素还有很多方面，为了使胀接质量有一定的储备量，内径控制法胀管率控制范围定为1.3％～2.1％。内、外径控制法胀管率数值的差值，用等效截面积计算在0.3％左右，即内径法比外径法在数值上要大0.3％左右，所以，本标准对外径控制法的胀管率规定应控制在1.0％～1.8％的范围内。
5 本款对胀接操作给出了量的规定。其数据是根据长期施工经验得出的。
7 本款做此规定主要是控制胀接力量应均匀，以保证胀后管端平滑、减薄均匀而不堆挤到某一处。
8 本款对胀管工具提出要求，胀管工具的质量直接影响胀管质量。胀管用专用测量工具主要是内径千分尺、游标卡尺等。对胀管器速度的要求是依据现行国家标准《水管锅炉 第5部分：制造》GB/T 16507.5-2013的有关规定制订的。
4.2.8 本条明确胀接工作完成后要通过水压试验来检查胀口的严密性。胀口补胀次数不宜超过2次为经验数据。
4.2.9 无论是用内径测量法或是用外径测量法控制胀管率，在补胀前均需复测胀口内径，确定补胀值。补胀值视胀口渗漏程度确定。
由于需补胀的胀口补胀率一般都不大，补胀后管子内径增大值与管子外径增大值相差极小。因此，为了简便测量和计算，两种方法的补胀率均按公式(4.2.9)计算。
例如，某胀口原来的胀管率为1.5％，按管内径变化计算的补胀率为0.3％，则补胀后该胀口的胀管率为1.8％。按本标准第4.2.7条第4款的规定，该胀口仍未超胀。
4.2.10 在实际施工中，超胀现象在所难免，在额定工作压力不大于2.5MPa，采用内径控制法时，补胀后的超胀管率规定为2.8％。对在同一锅筒上的超胀管口数量做出不得大于胀接总数的4％，且不得超过15个的规定进行控制。
在此给出的数量值是施工时控制的最低要求，在施工中为了保证这一要求，对数值或数值范围的选用一般宜先选取较小值或中间值进行过程控制。
- 上一节：4.1 锅筒、集箱
- 下一节：4.3 受压元件焊接
