作用
作用
集箱是锅炉工质混合、保证工质均匀加热的管件。通常工业锅炉的炉墙是由一排排的管子（水冷壁）拼接起来构成的，但锅炉体积庞大，结构复杂，不能保证所有的管子里的工质的吸热量都是一样的，不同的部位吸热量相差很多，安装集箱可以让各个管子里面的工质在这里汇合，再分配的下一级各根管子里去，这样可以减少热偏差，使得工质的吸热、流动、锅炉的冷却、锅炉热效率都得到优化提高；另外，锅炉上、中、下部分各段管子的规格大小、管子数量以及布置方式都不同，集箱就负责连接各段，保证工质的流通顺畅。
由来
SHL型锅炉设计煤种是发热量5300kcal/kg的Ⅲ类烟煤,为了适应燃料的燃烧,炉膛中水冷壁管的下部进行了绝热保温,只有下集箱裸露着成为炉膛底部的主要吸热面。目的是吸收部分热量,调节燃料层的温度,防止结焦。因此下集箱也称防焦箱。
制作工艺
引用标准
200MW及以下的锅炉集箱，按照30.2000.067（G）制造，300MW及以上的大容量锅炉集箱按照HG5.2.1.5（1）制造，并同时满足96版《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的要求，打ASME钢印的产品满足ASME法规的要求。
大容量锅炉集箱还引用以下标准：
94-0433集箱环形对接焊缝
30.97.247锅炉对接焊缝超声波检测规程
30.2001.322焊缝射线检验规程
30.2001.323焊缝超声波检验规程
30.2001.327液体渗透检验规程
30.2001.328湿粉连续法磁粉检验规程
30.2003.343锅炉管接头角焊缝超声波检验规程
HG30.97.050坐式接管管座焊缝超声波检验规程
HG30.2000.003(D)大容量锅炉油漆包装技术条件
HG30.2003.005(B)大容量锅炉受压部件焊接技术条件
HG30.2003.006(C)大容量锅炉焊接接头力学性能检验标准
HG30.2004.008(D)大容量锅炉焊接接头金相检验方法
HG30.2003.012(B)大容量锅炉部件焊后热处理技术条件
HG30.2003.053(C)大容量锅炉集中下降管角焊缝超声波检验规程
HG2.4.6.7(3)大容量锅炉水压试验技术条件
HG4.1.1.1(2)大容量锅炉钢材热切割前预热及钢板切割零件技术条件
HG5.1.1(2)大容量锅炉用外径小于或等于101.6mm(4″)的管子制造技术条件
HG5.2.1.6(1)大容量锅炉外径大于101.6管子、管道和连接管件的制造技术条件
HG5.3.7.1(1)大容量锅炉锅筒、集箱、减温器、管路系统、连接管、泵入口集箱、启动分离器和贮水箱的清理技术条件
HG6.13.2.2(2)大容量锅炉母材表面和焊缝表面的目视检查和修磨
HG-D-980-052分段集箱制造公差
HG-D-980-053不分段集箱制造公差
HG-C-980-543集箱耳板装配公差
200MW及以下锅炉集箱还引用以下标准：
30.96.243锅炉水压试验技术条件
30.1999.044锅炉受压元件焊接技术条件
2000-0080产品材料代用规定
30.96.230熔化焊对接接头射线照相检验规程
30.94.040200MW锅炉产品油漆、包装及发货技术条件
1999-0201锅炉管孔中心距尺寸偏差
96-0249中低压锅炉焊接管孔尺寸
30.2000.286（E）金属材料入厂验收和检验标准
30.98.274额定蒸汽压力P≤2.5MPa蒸汽锅炉及热水锅炉的集箱制造技术条件
98-0730关于原材料、焊缝、热处理和无损检验产品识别标记的规定
30.96.271关键部件清洁度标准
2000-3473管接头
56-0228手孔尺寸公差
制造工艺简介
(一)筒体下料
集箱筒体全部采用大直径无缝钢管。筒体下料一般采用磁轮气割机进行气割下料，此种方法是在磁轮小车上加装火焰气割枪，由磁轮小车吸附在管壁上带动气割枪做圆周运动，将管子割断，在切割厚壁管时，需要在割前预钻φ7mm的孔，如图4所示。这种下料方法具有操作简便、速度快、割口整齐的特点，切割前应根据筒体的壁厚和材质附加预热措施。但对于P91等级材料的筒体，由于其热切割性能极差，可选用大型带锯床进行锯切下料，如图3所示。
图3大直径管的大型带锯床下料
1-带锯机机头2-带锯3-固定夹块4-大直径管5-送料辊道
图4大直径管的磁力气割下料
1-磁力气割机2-大直径管3-支架
（二）弯头的压制
集箱或管道中的弯头大部分为大直径厚壁弯头，弯曲半径等于管径的1倍，采用压制的工艺。大直径厚壁弯头的弯曲角度有90°、75°、40°或45°、30°等，其中90°弯头最为常用。
在压制弯头时，一般分为两种压制方法：一种是毛坯全部采用大直径无缝钢管，通过多次压缩挤压的方法来制成弯头，主要用于加工厚壁短半径弯头，为保证弯头椭圆度及减薄量的要求，必须控制每次压制前预变形的压扁量，最后采用精整模进行精校成形，如图5a）所示；另一种是毛坯采用钢板，先压成两个弯曲的半圆瓦片，然后对接焊制而成，其焊缝采用全焊透结构，焊前背面加衬环，焊后清除衬垫，弯头两侧无直段，此种压制方法适用于壁厚较薄的弯头，如图5b）所示。
图5大直径管压制弯头
通常弯头毛坯尺寸的确定方法有如下公式：
1.毛坯管外径的计算公式：D=D0+δ
式中：D－毛坯管外径，单位mm；
D0－弯头名义外径，单位mm；
δ－外径余量，详见表7.2-1，单位mm。
表7.2-1弯头毛坯管外径余量（单位：mm）
2.毛坯管壁厚的计算公式为：T=tmin+5
式中：T－毛坯管壁厚，单位mm；
tmin－弯头理论最小壁厚，单位mm。
3.毛坯管长度的计算公式为：L=kαπR/180
式中：L－毛坯管下料长度，单位mm；
α－弯头角度，单位°；
R－弯头名义半径，单位mm；
K－修正系数，K=1.4左右。
(三)大口径三通的制造
三通大体分为：锻造挤压三通（以下简称锻压三通）、焊接三通、冲焊三通。几种三通的结构如图6所示。
图6三种三通结构示意
a）腰鼓形锻压三通b）等径焊接三通c）等径冲焊三通
锻压三通是使用最多的型式，其具有流通阻力小等特点，锻压三通的毛坯是采用大直径无缝管，经过开孔、预变形、翻边、精整、缩径等多次热压过程而成形。三通的结构一般要设计成等径三通，或支管直径小于主管直径，受到模具的限制，一般主管长度不超过1200mm、支管高度不超过200mm。
焊接三通只是在对流通阻力要求很小的省煤器系统中采用，焊接三通的支管端部加工成马鞍形坡口，焊缝外表面要求打磨成圆滑过渡，主管内孔棱角打磨出半径为r≥8mm的圆角，焊缝在热处理前后进行100%RT+100%UT+100%MT。
冲焊三通只是在壁厚较薄的再热器系统中采用（现在已逐步减少应用），冲焊三通采用厚壁钢板，先冲压出三通的上下半圆瓦片，然后在上半瓦片上开孔、冲压翻边、精整，制造出三通的支管，最后将上下半瓦片对接，可采用窄间隙埋弧焊工艺方法拼接两条纵缝。
无论采用何种三通，其任何部位的实际壁厚必须大于理论最小壁厚，作为坯料的无缝钢管或钢板必须经过100%超声波检查。
（四）筒体钻孔
管孔的加工采用摇臂钻床或数控多轴钻床，采用数控多轴钻床加工管孔，具有生产效率高、管孔节距尺寸精确、设计的钻孔刀具可一次性加工出管孔的坡口等特点。
（五）管接头的装焊
集箱筒体上的管接头一般有两种，一种是直径超过101.6mm的大直径管接头，如集箱端盖和环缝附近开设的手孔管接头和阀座。另一种是直径小于101.6mm的小直径管接头，用于集箱与省煤器、过热器和再热器等管屏组焊。在集箱筒体全长度上焊有大量密排的小直径管接头，有的是长度小于300mm的短管接头，也有的是弯成一定形状长度为300～1700mm的长管接头。
大管接头的接头形式为马鞍形，通常采用采用氩弧焊（包括手工和自动两种工艺）打底，焊条电弧焊或CO2气保焊填充盖面的焊接工艺，其中CO2气保焊，配以药芯焊丝，是近些年新兴的焊接技术，具有焊接效率高、焊缝成形美观的特点，其焊接效率可达到手工电弧焊的2倍以上。
小管接头在集箱中数量最多，结构形式也最复杂，由于要与受热面管屏相接，为吸收管屏受热产生的膨胀量，一般小管接头均弯曲成一定形状，所以在装焊时，小管接头的定位将十分关键。小管接头的装配采用定位多孔板的方法，即首先将位于集箱端部的各排小管接头装配定位，然后在管端拉线，并装配定位多孔板，将其余的小管接头再按照定位多孔板上的管孔进行装焊，这样就保证了所有小管接头的节距尺寸。
（六）集箱热处理
采用大型热处理炉供集箱进行整体热处理，保证能够很好的满足集箱热处理的要求。
（七）集箱水压
水压时环境空气温度不低于5℃，，水温高于受试工件材料的露点和脆性转变温度，但不高于70℃，推荐碳钢水温为21℃～40℃，合金钢水温为30℃～50℃。水压后将工件内部的水排净，然后用压缩空气吹干工件外表面，再用压缩空气对工件内部进行吹水，保证集箱内部不存积水。
（八）集箱内部清洁度
集箱内部如果存在草帽头、铁屑等杂物，在电厂运行时，极易引起爆管等停炉事故，因此对集箱内部的清洁度必须加以严格的控制，集箱钻完孔后，用内R风铣刀将管孔内壁上的草帽头、毛刺清理干净，及时将集箱内部杂物清理掉，在装焊时尽量避免将杂物掉到集箱内部，水压后倒角时，将其它管接头盖住，防止铁屑掉入，在最后出厂前清理时，每个管接头都通钢丝绳进行通道检查，防止有异物堵住管接头，筒身内部采用压缩空气吹等方法清理杂物，最终用内窥镜对每根管接头和集箱内部进行检查，保证出厂的每根集箱的内部清洁度符合要求。
