[科普中國]-蛇形管

概述

軸線不在同一平面上的連續(xù)三節(jié)圓柱管或圓錐管組成的構(gòu)件稱作蛇形管。這類構(gòu)件在展開時和彎管類構(gòu)件相同，可將各節(jié)管通過旋轉(zhuǎn)和平移拼成一個完整的圓柱管或圓錐管，以簡化作圖和節(jié)省板料。但由于軸線不在同一平面上，每節(jié)管兩端結(jié)合線相互間要錯開一個角度，展開時必須按錯心角的大小，令兩條結(jié)合線的展開曲線沿圓周方向錯開一段距離才能拼在一起。1

在建筑科學中，蛇形管（snake tube）是在一個平面內(nèi)多次迂回，其形似蛇，彎來彎去的管子。鍋爐的對流受熱面如省煤器、過熱器和再熱器等，通常多采用蛇形管的結(jié)構(gòu)，有水平和垂直兩種布置方式。垂直式蛇形管在停爐后管內(nèi)易積水，但便于支吊。蛇形管的縱向節(jié)距與彎管半徑R有關(guān)，R一般不小于外徑的1.5倍，以保證彎管質(zhì)量。2

鍋爐的過熱器、再熱器及省煤器均是采用蛇形管受熱面。這種蛇形管受熱面由于數(shù)量多、彎曲半徑不一、焊接接頭多等一系列特點，使‘蛇形管受熱面的制造工藝較復(fù)雜，生產(chǎn)率較低。近年來，我國各主要鍋爐廠為了改變這張較落后的生產(chǎn)面貌，在設(shè)計和工藝上采取了一系列措施，提高產(chǎn)品零件部件的通用化程度，為蛇形管生產(chǎn)的機械化、自動化和組織自動生產(chǎn)線創(chuàng)造了必要的條件。目前’，我國各主要鍋爐廠對蛇形管受熱面的制造均采用了程序控制的生產(chǎn)自動線。3

蛇形管技術(shù)參數(shù)一組蛇形管的平行管子數(shù)目決定于充分放熱所需的蒸汽（或水）流速，蛇形管的片數(shù)和間距則取決于煙氣溫度和流速（如果煙氣溫度較低，間距可選得小一些），因而，通過選擇最佳的外部放熱條件和受熱面尺寸，可以使煙氣速度在整個對流煙道長度上幾乎保持不變。

這里應(yīng)該注意，管束的水平間距必須是水冷壁管間距的整數(shù)倍。以便可按簡單的方式使管束穿過水冷壁，而且也可由按兩倍間距布置的支吊管來支吊蛇形管。例如，設(shè)水冷壁管子間距為60mm，在一臺直流鍋爐的煙道內(nèi)蛇形管的節(jié)距如右圖所示。

本例支吊管間距為240mm， 因而蛇形管間距應(yīng)該是240mm和480mm，燃燒室后面第一排蛇形管的間距選擇大一些，有利于防止結(jié)大渣而堵塞煙氣通道。

管子垂直間距應(yīng)盡量小于水平節(jié)距。這樣就可以在吹灰時使順煙氣流向的積灰向兩側(cè)滑落，而不會積在水平流道內(nèi)。

燃用含灰燃料時，鍋爐的蛇形管受熱面高度不應(yīng)超過2m，否則吹灰器對蛇形管中間部分將不起作用。該參考值在燃用無灰燃料的機紐上雖然不適用，但是從有利于內(nèi)部蛇形管的檢修角度考慮，其高度亦不宜太大。

如右圖所示是蛇形管的兩種常用支吊結(jié)構(gòu)。夾板式吊桿僅適用于低溫煙氣或者煙氣成分不會引起高溫省煤器 腐蝕的場合。卡箍式吊桿冷卻效果較好，也可用于較高煙氣溫度范圍。

支吊管和蛇形管之間的固定位置和方式，應(yīng)該允許彈性補償水冷壁管和支吊管之間以及蛇形管和支吊管之間（例如在彎頭區(qū)）的脹差，而不使夾持元件或者管子受到過高的應(yīng)力載荷。4

蛇形管的制造在板金工作的實踐中，常用各種管料來制造蛇形管。制造蛇形管用手工法和機制法。

用管料制造蛇形管時，不許產(chǎn)生壓坑及管子內(nèi)徑的縮?。簧咝喂軕?yīng)按一定的彎曲半徑勻稱彎曲。

手工制造蛇形管時，是在豎直固定的鋼制滾筒土把管子弄彎的。此時，管內(nèi)應(yīng)填塞某種填充材料。彎曲壁厚1公厘以下的管子，用精制松香或鉛作填充材料；壁部較厚的管子，則用仔細烘干及篩凈的河沙。

如右圖所示是制造蛇形管的機床。用這種機床，可在常溫下不用填充材料彎曲管子；機床上一套可換導輪，能彎曲各種直徑的管子。為使管子在彎曲時不產(chǎn)生彎形，在橫截面土導輪做有凹坑。

用這種機床制造蛇形管，須密切注意在彎曲第一圈以后，管頭應(yīng)及時順蛇形管彎曲方向拉開，而不要碰著將要彎成的管圈。用這種機床制造蛇形管，不是一下子就達到最后尺寸，而是逐漸地進行，先彎成較大的尺寸。

制造蛇形管時可利用設(shè)備，它由一個在軸上轉(zhuǎn)動的滾筒組成。用這種方法，可在轉(zhuǎn)動著的滾筒土纏繞長達100公尺的管子。為了使管子容易拿下，滾筒稍有遲拔。

長的蛇形管是由幾節(jié)組成的，各節(jié)用對頭焊接，帶接管套的對頭釘焊及搭接或喇叭口釘焊等方法進行連接。對接蛇形管的各節(jié)時，管端應(yīng)修銼平整

用帶接管套對接管節(jié)時，接管套的長度應(yīng)不少于管子直徑2.5倍。套在管端土的接管套，從兩端釘焊。

用喇叭口連接管節(jié)時，應(yīng)把某節(jié)管子的一端擴大，使另一節(jié)管子的一端能夠插進1.5倍直徑的長度。為使釘焊質(zhì)量良好而堅固，外面管子的一端先行拔緣，使焊料容易進入。釘焊蛇形管管節(jié)時，應(yīng)注意焊料不要掉入管內(nèi)，制好的蛇形管用空氣吹凈。5