双管板换热器制造工艺
双管板换热器管板与筒体组装工艺
双管板换热器管板与筒体组装工艺发布时间：2023-02-06T03:00:52.686Z 来源：《中国科技信息》2022年第9月第18期作者：刘明志吴晶晶[导读] 双管板换热器的结构比较特殊，在设计和制造过程中难度较大且装配过程中需要一定的技巧刘明志吴晶晶西安航天华威化工生物工程有限公司摘要：双管板换热器的结构比较特殊，在设计和制造过程中难度较大且装配过程中需要一定的技巧。
本文对双管板换热器管板与壳体、管板与管板的组装工艺进行了优化设计，并对检验方法给出了合理的建议，以供参考。
关键词：双管板换热器组装工艺1前言双管板换热器作为目前较新的一种特殊结构型式的换热器，可有效防止管、壳程介质的串流，是在苛刻的生产条件下产生的一种更为安全的换热器形式。
采用双管板结构，能有效防止两种物料混合，从而杜绝上述事故的发生。
另一种是管壳程间介质压差很大的场合，此时通常在内外管板之间的空腔中加入一种介质，以减小管壳程间介质的压差[1-3]。
公司承揽的双管板换热器，即属于第一种情况。
为更好的推广应用双管板换热器，制造阶段必须采用合理的组装工艺、合适的检验方法，在保证安全的前提下尽量做到加工制造严格、检验及时到位。
本文从双管板换热器管板与壳体的组装工艺出发，对原设计提出的组装工艺进行了优化。
2 组装工艺双管板换热器的组装及检验工艺过程与单管板换热器相比更为复杂。
产品必须符合设计图纸规定及压力容器制造标准，在产品制造过程中，首先，筒体探伤必须合格；其次，必须能够通过检测手段(气密、氨渗漏检测、着色检测)保证内管板与换热管胀接合格；第三，通过气密试验、氨渗漏检测、着色检测等手段，保证换热管与外管板的焊缝合格。
要同时满足以上要求，且在生产过程中能够容易实现，因此要制造合理的产品制造工艺，满足设计及生产制造的要求。
2.1 原组装工艺原设计蓝图依据双管板换热器的理论组装及检验方法对该设备的组装及检验提出以下要求：1）内管板与换热管胀接后，以1.74MPa压力进行水压试验，以无渗透、可见变形及异常声响为合格；2）、在1）项合格后，焊内外管板连接焊缝和外管板与换热管间的接头后，隔离腔内以1.74压力进行水压试验，检查外管板与换热管管头强度焊+密封焊管头及隔离腔焊缝，以无渗透、可见变形及异常声响为合格；3）壳体A、B类焊缝应进行20%RT-Ⅲ合格。
双管板换热器的设计与制造
双管板换热器的设计与制造简介双管板换热器是一种广泛应用于化工、制药、石油、食品等行业的换热设备。
其主要作用是将一个流体的热量传递给另一个流体，从而达到加热、冷却、蒸发等处理目的。
相比于传统的管壳式换热器，双管板换热器具有体积小、传热效率高、维修方便等优点，因此被广泛应用。
本文将从双管板换热器的设计、制造和使用等方面进行介绍。
设计热传递计算双管板换热器的设计需要进行热传递计算，以确定板片的数量和表面积。
一般情况下，热传递计算需要考虑以下因素：•流体的温度、压力和流量•热传递系数•固体传热能力•换热器的体积和形状•板片的布局和数量•热负荷和热效率要求在进行热传递计算时，可以使用一些工具和软件来辅助计算。
例如，可以使用ANSYS FLUENT软件对流体和固体传热进行模拟和计算。
此外，还需要考虑流体和固体之间的传热方式，包括对流、辐射和传导等。
板片的设计板片的设计是双管板换热器中最重要的部分之一。
一般情况下，板片的设计需要考虑以下因素：•材料的选择：板片材料需要具有良好的耐腐蚀性和传热性能，常见的材料包括不锈钢、镍合金等。
•板片的形状和大小：板片的形状和大小需要根据换热器的具体应用来确定，一般情况下，板片的宽度在2-10mm之间，间距在2-10mm之间，板片总面积应当满足热传递计算的需求。
•板片的密度和布局：密度和布局的选择需要考虑到流体的流量和热负荷等因素，一般情况下，板片的间距和布局需要满足流体的流速和热传递计算的需求。
•板片的安装方式：板片的安装方式需要考虑到维修和清洗等因素，一般情况下，板片需要可以方便的拆卸和安装。
其他设计因素除了板片的设计之外，双管板换热器的设计还需要考虑以下因素：•进出口管道的设计：进出口管道需要满足流量和压力的要求，一般情况下，可以使用方形、圆形或矩形形状的进出口管道。
•头部和底部的设计：头部和底部需要满足与板片的对接要求和防泄漏要求，一般情况下，可以使用法兰连接、焊接或密封槽连接等方式。
双管板换热器的设计与制造.docx
双管板换热器的设计与制造换热器是在不同温度物料之间进行热量传递的设备，其主要作用是维持或改变物料的工作温度和相态，满足工艺操作要求，提高过程能量利用效率进行余热回收。
在换热器设备中，管壳式换热器应用最为广泛。
在实际操作中换热器的换热管和管板连接处最容易发生泄漏,从而使壳程物料和管程物料有少许混合,而且这种泄漏目前还没有有效的方法完全防止。
在有些场合,某些泄漏是允许的,但在以下的场合,这些泄漏是不允许的：1）产生严重的腐蚀；2）使一方物料产生严重的污染；3）产生燃烧和爆炸；4）产生固溶化,形成设备的污垢；5）使催化剂中毒,降低或消除催化剂的性能；6）限制另一程的反应；7）使产品不纯。
在这些场合,我们通常采用双管板换热器,以减小泄漏，能有效防止两种物料混合, 从而杜绝上述事故的发生。
所谓双管板换热器就是在换热器一端设有一定间隙的两块管板或相当于有一定间隙的两块管板的换热器。
双管板换热器的结构一般有两种。
一种为固定管板式换热器, 一台换热器共有四块管板。
这种换热器的壳程及管程中两种介质的流动方向为逆流, 其传热系数较高, 传热效果较好。
另一种为U型管式换热器, 一台换热器共有两块管板。
这种换热器有一半管束管内外介质的流动方向为并流, 另一半管束管内外介质的流动方向为逆流, 因此其传热系数较低。
示例：此再沸器为固定管板式的双管板换热器，换热器的管、壳程物料接触后会使物料固化，凝结在管壁上，故选用双管板结构，具体参数如下表：表1 再沸器技术参数名称壳程管程设计压力/MPa 2.7 -0.1最高工作压力/MPa 4.0/-0.1 0.35/-0.1设计温度/ ℃265 230进口工作温度/ ℃236 190出口工作温度/ ℃230 198物料水蒸汽溶剂+顺酐管子与管板连接形式强度胀强度焊+贴胀程数 1 1腐蚀裕度/mm 0 0焊接接头系数0.85 0.85由于此再沸器的管、壳程的操作参数比较高，前期设计制造的再沸器使用后一个月左右就泄漏，无法使用，严重影响生产。
双管板换热器的结构及制造工艺合理设计
双管板换热器的结构及制造工艺合理设计一、双管板换热器结构设计准备工作（一）结构初步规划对于一项双管板换热器而言，其结构主体上有4块管板，主要结构状态如下：首先是法兰式管程侧管板，有两块，其与管箱法兰之间的连接使用垫片以及螺柱，同时联通换热管、管道共同组成管程。
换热管与管程侧管板之间的连接可采用贴胀与强度焊联合方式，在介质选择上也适应于条件偏向苛刻程度的介质。
非法兰式的壳程侧管板与壳体之间的的连接让壳程更具完整性，在换热管与壳程侧管板之间的连接方式为强度胀接。
在结构中，壳程管板与换热管之间又可以构成两腔积液程，由此产生形态特殊的四腔结构。
（二）選材控制材料的选择关系到双管板换热器的使用稳定性以及安全性，因此选材是结构设计的关键。
在材料选择方面，首先应考虑介质特性，重点放在抗腐蚀方面，并根据用户需求加以调整，保障在压力以及操作温度方面不会对工艺性能产生不良影响。
换热管与管程侧管板之间的连接使用贴胀加强度焊型式，锻件级别为Ⅱ级。
由于换热管与壳程侧管板之间的连接属于强度胀接，因此要求管板质量高，故锻件级别为Ⅲ级。
同时，鉴于管板材料在硬度值方面要与双管板换热器约在HB20-30之间，从理论上来说不锈钢管板与换热管之间的硬度应属于同一水平，但在实际硬度测量中发现，硬度变化能够通过材料供应以及材料选择实现。
在具体设计制造环节中，设计人员同样需要对换热管与管板管孔之间的间隙严格把关，利用“特殊紧配合”原则减少管板材料与换热管之间由于硬度差带来的不良影响。
需要注意的是，换热管HBW硬度要求应在评定实验中明确指出。
二、结构设计要点（一）布管操作以某实际设计为例，换热管外径19mm用户将布管间距设置为23.75mm，将排列方式要求为转角正三角形，因此理论上来说孔桥宽度只能够为4.75mm，在制造中胀接环节操作具有一定难度。
按照双管板换热器传统经验结合相关企业自行加工制造能力，可将换热管与管板之间的胀接设定为液袋柔性胀接，其作用原理如下：当液体压力不断上升过程中，换热管受到压力后会出现变形，并且随着压力的增大变形程度也会加大（此变形属于弹性变形），之后在达到塑性变形程度时会被挤压至管板孔壁部位。
双管板换热器
双管板换热器简介双管板换热器是一种常见的换热设备，它适用于多种工业领域，能够高效地实现热量传递。
本文将介绍双管板换热器的原理、结构以及应用领域，以便读者对其有一个全面的了解。
原理双管板换热器利用两根平行的管道，一根为流体介质A的进管，另一根为流体介质B的进管。
两个管道之间通过一系列的平行板片隔开，使介质A和介质B之间产生对流与传热。
其中，流体介质A在进管中流向换热器，通过热交换与流体介质B直接进行换热，然后流向出管；而流体介质B则相反。
在传热的过程中，介质A和介质B的热量通过板片直接传导，实现了高效的传热效果。
双管板换热器可以根据需要进行多种形式的设计，包括平行流、逆流和交叉流等，以满足不同的工艺要求。
结构双管板换热器的结构主要由以下几个组成部分构成：1.壳体：壳体是双管板换热器的外壳，用于容纳管道和板片。
它通常由金属材料制成，具有良好的密封性和耐腐蚀性。
2.进管和出管：进管和出管是介质A和介质B的进出口，通过它们进入和离开换热器。
3.板片：板片是双管板换热器中最重要的组成部分。
它们位于进管和出管之间，负责实现介质A和介质B之间的传热。
板片通常是波形的，以增加接触面积和热交换效率。
4.密封圈：密封圈用于保持板片的密封性，防止介质A和介质B之间的交叉污染。
它通常由橡胶或其他可靠的密封材料制成。
应用领域双管板换热器广泛应用于各种工业领域，包括化工、制药、食品加工等。
其主要应用如下：1.蒸汽冷凝器：双管板换热器可以将蒸汽中的热量传递给冷却介质，实现蒸汽的冷凝。
2.热水供暖系统：双管板换热器可以将燃气锅炉产生的热水传递给供暖系统，提供舒适的室内温度。
3.热交换站：双管板换热器可以用于热网中的热交换站，将供热水与回收水进行热交换，以提高热能利用效率。
4.化工生产：双管板换热器可以在化工生产过程中实现不同介质之间的传热，以满足工艺要求。
5.污水处理：双管板换热器可以将废水中的热量传递给清水，提高能源利用效率。
TDI双管板换热器制造工艺及质量控制
TDI双管板换热器制造工艺及质量控制【摘要】本文阐述了TDI双管板换热器结构、设计特点以及制造过程中需注意的控制要点，通过材料选择、控制钻孔精度、确定胀接工艺参数、合理安排胀接焊接次序等措施，保证TDI双管板换热器的制造质量，并通过动态实时监测系统对换热器进行监测，以确保其安全运行。
【关键词】双管板；换热器；制造；质量0.引言双管板换热器是在换热器一端同时设有一定间隙的两块管板的换热器，能防止腐蚀和污染，满足工艺流程、劳动保护、安全生产等方面的要求，广泛应用于社会各个邻域。
其中，TDI双管板换热器中的TDI属于腐蚀性强、剧毒、高危害的化学品，因此，只有保证双管板换热器的高质量制造，才能保证TDI的安全高效使用。
现结合TDI换热设备的制造加工技术，以精制冷凝器制造实际情况为例，对其制造过程的质量控制要点做相关分析，以供参考。
1.结构及参数1.1精制冷凝器的结构精制冷凝器结构为双管板换热器，内外管板之间短节—积液腔（亦称为哈夫节）设计为密闭腔体，并留有安装内部介质泄露监控器件接口。
1.2精制冷凝器的参数精制冷凝器的参数见表1。
其中，管程的介质ACS/5-TDI/2（TDI99.58%，ODGB0.29%，氮气0.13%），其介质特性属于腐蚀性强、剧毒、高度危害、遇水爆炸介质。
由此，给精制冷凝器的制造带来一系列要求和难度。
2.制造质量控制要点2.1主要材料的选择2.1.1换热管材料的选择根据精制冷凝器的使用工况要求的温度、压力等技术参数和介质的特性，参考和借鉴国内外的先进技术，反复论证，最后确定：换热管采用进口镍基合金材料UNSN08800，属于铁镍铬合金材料，其牌号为：FeNi32Cr21AlTi，，材料标准为SB-163。
2.1.2管板、管箱材料的选择（1）外管板、管箱由于接触腐蚀介质，为了达到防腐的目的并合理节约成本，采用镍基合金N08800与Q345R的复合板材料，符合NB/T47002.2-2009标准中B1级的规定；（2）由于内管板壳侧、管侧不接触腐蚀性介质，或只接触热水，腐蚀性不强，可以选择常用的16MnIII材质。
双管板换热器的设计及制造
图 ３ 变形 示 意图
１ 外侧 管板 ． ２ 内侧管 板 ．
之问距 。穿入全部换 热管后 ，以外侧管 板面 为基 准 ，调 整换热 管伸 出管 板面 的长 度为 ２～３ ｍ。双 管板与换 热 ａ ｒ 管连接的顺 序为 ，先胀接 内侧 管板与换 热管 ，后焊接 外
（）管子伸 出管板 面长 度 为确 保焊 接 的可 靠性 ， ２ 避免水压试验 时部分连接接头 泄漏 ， 选择 了如 图 ２ 故 所 示的结构。管子伸出管板 面 的长 度为 ２ ｍ ａ ｒ 。这 种结构 既 可使管板与管 子焊缝高度增 加 ，又不会熔 化管头 ，从 而 增加了连接接头的强度及密封性能，保持管端 圆整无缺。
体 ， 图样压力进行水压及 气密性试验 。最后 对管程进 按
行气 压试验 。
压胀 。对于碳素钢及其合金钢保持管板 与管子之 间一定
的硬度差是改善胀接质量的重要途径 之一 ，通常将 硬度
四、建议
１ ）严 格控 制可能影 响双 管板 同心度 、平行度 、扭
差控制在 ３０ Ｒ ０Ｈ Ｃ左右。对 于奥 氏体 不锈钢 ，虽然 因材
穿。
受设备的机 械载荷 与热载荷 。承载能力主要取 决于双 管
板问距 。并且对 固定式双管板进 行壳程水压 试验时 ，内
侧管板 与换热管连接处可 能存 在泄漏 ，故在确 定双管板
问距时必须考虑观察 、检漏所需要 的最小空 问。综合考
虑 ，隔离腔 问距为 ５ ｒ ０ ｍ。 ａ
２
（）管束 与 壳体 组 装 在 壳体 内组装 拉 杆 、折 流 ２
Ｇ Ｍ 通 用 螽ｉ ｎｌ Ｉ 霾
２７ ７ …３ ０￣ ２ ０ 期 ７
Ｗ Ｗ ｔｘ ｎｔ Ｗ ．ｙ ．ｅ ｊ
双管板U型换热器制造加工工艺
河南科技 Henan Science and Technology
工业技术
双管板 U 型换热器制造加工工艺
越海涛 1 康聪聪 2 朱明霞 1
（1. 西安航天华威化工生物工程有限公司，陕西 西安 710100； 2. 北京石油化工工程有限公司西安分公司，陕西 西安 710075）
Ltd. Xi’an Subsidiary，Xi’an Shaanxi 710075）
Abstract: There are some difficulties in the manufacture of U-type heat exchanger with double tubesheets. There⁃ fore, this paper studied the manufacturing process from the aspects of material customization, tube body manufactur⁃ ing, tube bundle installation, non-destructive testing and so on, and clarified the quality control points of the process⁃ ing and manufacturing of double tube sheet heat exchanger, in order to provide reference for the research of relevant scholars. Keywords: doubletubesheets；U-typeheat exchanger；the manufacturing of the shell；the expansion of tube bundles
双管板换热器的制造工艺
双管板换热器的制造工艺我对这双管板换热器的制造工艺啊，那可算是有不少的了解。
这双管板换热器，可不像那些普通的东西，制造起来讲究可多着呢。
我就先从材料说起吧。
这材料的选择就像选媳妇一样，得精挑细选。
你看啊，那钢材得是质量上乘的，表面得光滑得像那刚磨好的镜子似的，不能有一点瑕疵。
我去那材料库看的时候，那管板的材料堆在那儿，每一块都泛着那种金属特有的冷光，就好像在说“我可是很厉害的，选我准没错”。
管板的厚度也有讲究，太薄了可不行，就像纸糊的一样，根本经不住里面那些流体的折腾。
然后就是切割工艺。
那切割师傅站在切割机旁边，眼睛瞪得大大的，就像两颗铜铃，紧紧盯着那材料。
手里拿着操控杆，就跟拿着个魔法棒似的。
机器“嗡嗡”一响，那火花就像过年放的烟花一样四处飞溅。
这切割的尺寸可不能有一点偏差啊，差个一毫米，那这双管板换热器可能就废了。
我就跟那师傅说：“师傅啊，您可得仔细着点儿，这就跟绣花似的，一针绣歪了，这花可就不好看了。
”师傅就咧着嘴笑着说：“放心吧，我心里有数。
”再说说焊接。
焊接那就是把各个部件连起来的关键工序。
那焊接工人啊，戴着个大面罩，只露出两只眼睛，眼睛里透着一股专注的劲儿。
焊接的时候，那焊条就像个小火龙一样，在管板之间穿梭。
焊接的地方得均匀，不能这儿厚那儿薄的。
我在旁边看着的时候，那热浪一波一波地向我扑来，就像要把我烤熟了似的。
我就问那工人：“这热得慌吧？”工人就说：“习惯了，这要是不热啊，这活儿就干不好喽。
”还有那钻孔。
钻孔的时候啊，那钻头就像个小钻头兵一样，朝着管板进军。
每个孔的位置都得精确，就像棋盘上的棋子，得各就各位。
那负责钻孔的小伙子，额头上豆大的汗珠不停地往下掉，他也顾不上擦，就盯着那钻头，生怕出一点差错。
我就在旁边给他递个毛巾，说：“小伙子，擦擦汗，别累坏了。
”小伙子就接过毛巾，胡乱擦了一把，又接着干。
这双管板换热器的制造工艺啊，每一步都像是一场战斗，每个工人都是战场上的勇士，一点一点把这个复杂的东西制造出来。
特殊换热器种类之双管板换热器全解，你想知道的都在这了（图文并茂）
特殊换热器种类之双管板换热器全解，你想知道的都在这了（图文并茂）特殊换热器种类之双管板换热器换热器是一种实现物料之间热量交换的节能设备，它广泛应用于国民经济的各个领域。
在生产中为了防止腐蚀和污染，以及满足工艺流程、劳动保护、安全生产等方面的要求，通常采用双管板换热器来解决。
在换热管端部有一块管板，称为外侧管板，也就是管程管板，兼作设备法兰，与换热管及管箱法兰相连接。
在距换热管端部较近的位置还有一块管板，称为内侧管板，即壳程管板，与换热管及壳程相连接。
外侧管板与内侧管板之间有一定的距离，这部分空间可以用一个短节跟外界隔离开，组成一个不承受压力的隔离腔；也可以是一个敞开的结构。
双管板换热器的应用双管板换热器是在换热器一端设有一定间隙的两块管板或相当于有一定间隙的两块管板的换热器，如图1所示。
在实际操作中，双管板换热器一般用于以下两种场合：一种是绝对防止管壳程间介质混串的场合，例如，对壳程走水、管程走氯气或氯化物的换热器，若壳程中的水与管程中的氯气或氯化物接触，就会产生具有强腐蚀性的盐酸或次氯酸，并对管程材质造成严重的腐蚀。
采用双管板结构，能有效防止两种物料混合，从而杜绝上述事故的发生；另一种是管壳程间介质压差很大的场合，此时通常在内外管板之间的空腔中加入一种介质，以减小管壳程间介质的压差。
在如下情形时，换热器管程和壳程介质严格禁止混合，则常常采用双管板结构：①当管程和壳程二介质相混合后会引起严重腐蚀；②一侧为极度或高度危害介质渗入到另一侧会引起严重后果；③当管程和壳程介质相混合后两种介质会引起燃烧或爆炸；④当一种介质混入另一种介质时，引起催化剂中毒；⑤管程和壳程介质相混合后会引起聚合或生成树脂状物质；⑥管程和壳程介质相混合后会引起化学反应终止或限制；⑦管程和壳程介质相混合后，引起产品污染或产品质量下降。
双管板换热器的结构双管板换热器采用固定管板结构，管束不能抽出清洗，这是与单管板换热器可采用多种结构型式、管束可以抽出清洗不同的地方。
双管板换热器标准国标
双管板换热器标准国标引言：双管板换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
为了保证双管板换热器的质量和安全性，国家制定了一系列的标准和规范，其中最重要的就是双管板换热器的国家标准。
一、双管板换热器的定义和分类双管板换热器是一种利用板式换热器原理进行热量传递的设备。
它由两个平行的板组成，中间夹有一层密封垫片，通过紧固件将两个板夹紧在一起，形成一个密闭的换热腔。
根据不同的工艺要求，双管板换热器可以分为单面流动式、双面流动式、多级式等多种类型。
二、双管板换热器的国家标准双管板换热器的国家标准是GB/T 151-2014《双管板换热器》。
该标准规定了双管板换热器的术语和定义、分类、基本参数、结构和材料、制造、检验、试验、标志、包装、运输和贮存等方面的要求。
其中，双管板换热器的基本参数包括换热面积、设计压力、设计温度、介质流量、介质压降等。
结构和材料方面，标准规定了双管板换热器的板材、密封垫片、紧固件、支撑件等材料的要求。
制造、检验和试验方面，标准规定了双管板换热器的制造工艺、检验方法和试验标准。
标志、包装、运输和贮存方面，标准规定了双管板换热器的标志、包装、运输和贮存的要求。
三、双管板换热器国家标准的重要性双管板换热器国家标准的制定和实施，对于保证双管板换热器的质量和安全性具有重要的意义。
首先，标准规范了双管板换热器的设计、制造、检验和试验等方面的要求，保证了双管板换热器的质量和性能符合国家标准。
其次，标准规定了双管板换热器的使用条件和安全要求，保证了双管板换热器的安全性和可靠性。
最后，标准的实施可以促进双管板换热器的技术进步和产业发展，提高我国双管板换热器的竞争力和市场占有率。
四、双管板换热器国家标准的应用双管板换热器国家标准的应用范围非常广泛，涉及到化工、石油、制药、食品等多个行业。
在双管板换热器的设计、制造、检验和试验等方面，必须严格按照国家标准的要求进行操作，以保证双管板换热器的质量和安全性。
双管板换热器的设计和制造
２ ３ 壳程 管板 与换热管的 强度胀 ．
ａ壳 程管 板与 换热 管 的强度 胀应 采用 液压 胀 。 ． 液 压胀 可靠 性好 ， 热 管 不 易 产 生 过胀 ， 接 的部 换 胀 位 不产 生窜 动 ， 热管 与管 板 的连接 处在 整个 长度 换
Ａ ＝ ×７ ｃ× ｄｏ× Ｚ
为安全起见， Ｌ实际取值应按计算值再放大
式 中 ： 为换热 管数 量 ；０为换热 管外 径 ， ｚ ｄ ｍ； 为
１％ 左 右。一 般 情 况 下 ， 取 值 在 ２ ０ ｍ ～ ２ Ｌ ０ｍ
３ ０ ｍ。 ０ ｒ ａ
两壳程管板 内侧的间距 ， ｍ。 由此可见 ， 双管板换热器的换热面积对于换热 管整体 长度 的利 用率较低 ， 设计 时应 予注意 。
板， 由此形成了 ３ 个程 ， 即壳程、 管程和壳程管板与 管 程管板 之 间形 成 的聚液程 。计算 管板厚 度时 ， 应
考 虑 ３个 程 的工况 ， 不 同工 况进行 计算 。下 面以 按 双 管板 固定管板 换热 器为例 ， 简述管 板强度 计算 中
的参数确定原则 。
ａ管程 管板 的设计参 数 。 ．
竟程管板 聚液亮 譬程管拔
图 １ 双 管板 固定管板换 热器
壳程管板 聚液壳 管程管板
图 ２ 双 管板 Ｕ 形 管 式换 热 器
介质 的流 动 方 向 为 逆 流 ， 热 系 数 较 高 。Ｕ 形 管 传
定 的硬 度 差 ， 般 管 板 比换 热 管 硬 度 高 ＨＢ ０～ 一 ２
压试验等 ， 出了双管板换热器在设计计算和制造方面应注意的问题 ， 指 供设计人 员参考。 关键词 ： 热 器 ； 管板 ； 换 双 计算 ； 构 ； 造 结 制
双管板换热器制造工艺的探讨
双管板换热器 一般使用在两种 介质条件 比较苛刻 ， 一 旦发生泄漏 ， 可能会 对整套 装置产生致 命腐蚀 或者有爆 炸危险 的场合 ， 其 作用不是 消除泄漏 ， 而是 防止壳程 （ 或 管程 ） 漏出的流体混进 管程 （ 或 壳程 ） ， 即双 管板问 的隔离腔把管程与壳程介 质完全分隔开ｎ 。近年 来 ， 无锡某换热 器公 司接 到了多个双管板换 热器 的制造合 同， 此种换热 器结构复杂 ， 制 造工艺 相对较 困难 ， 管 板加工 和强度胀接是 制造工艺 中的难 点。该公 司根 据此类换 热器 的结 构特点 ， 并且结合 多年来换 热器制造 的实践 经 验， 对换热器 内管板的胀接质量控制制定 了严格 的工艺措施。 １ ． 设计参数和 制造 难点 壳程简 体尺寸为 Ｄ Ｎ ６ ０ ０ ｍ ｍ， 换热器管 长度为 ４ ５ ０ ０ ｍ ｍ， 换热管规格 为 ３ ８×２ ． ５ ｍｍ， 设计制造简 图如 图 ｌ 所 示。
［ 摘 要］ 双 管板换热 器用于介质条件要 求 比较 苛刻的环境 ， 此种换 热器结构复 杂 ， 制造工 艺相 对较 困难 。本文针对其 结构特殊 ， 管 板加 工以及强度胀接 质量难 于控 制等特 点， 结合某公 司 多年换 热器制造的 实践 经验 ， 以某台再循环塔底 冷却器为例 ， 详 细介绍 了其 采 用的工艺方案及制造要点 。 ［ 关键词 ］ 换 热器 双管板 结构 强度胀接 制造 工艺
填谷 ” 的双赢策 略。对 于工厂而言 充分利用低 谷电量 进行生产 是非常 必要 的， 对 于有条 件的企业 鼓励低谷 期间用 电， 这样可 以节省 大量 的用 电成本， 实 际工作 中， 我们 也发现很 多工厂 白天线路 负荷很小， 夜间线路 负荷很大， 这样就大大节省 了企业 的生产成本， 经济 的杠杆作用 明显 。 ４ ． 加强工厂电力计量管理 企业需 要加强 对 电力 计量 的管 理， 有两层 含义， 其 一就是加 强管理 可 以避免 因为计量 问题而 给企业 经营带来 的隐 患， 对运行 的重 电能 计量装 置施 行质量跟踪 、 状态监测 、 抽样检定 、 动态管理， 定期 对在用计 量装置 进行测试 数据分 析， 避免计量 装置失 准运行， 提 高在用 电能计量 装置 的准确性 ； 其二 就是根据 电能计量 的结果 制定相关 长效 机制， 比如 说 同样 的办公室或 者车间用 电量 的 比较， 比如说 空调 、 照 明电量的 比较 等等， 通 过这些 电量可 以看 出设 备的使用情况， 进 而制定 出相 关措施， 减 少不必要 的电能损耗 或者使用， 降低企业产品 的成本 。
双管板换热器制造工艺守则
双管板换热器制造工艺守则1 范围本标准规定了双管板换热器的换热管精度、管板加工、管孔的精度、双管板的组装工艺、换热管与管板的胀焊要求及顺序、压力试验等的要求。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB150-1998 钢制压力容器GB151-1999管壳式换热器GB13296-1991 锅炉热交换器用不锈钢无缝钢管GB/T14976-1994 流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T8163-1987 输送流体用无缝钢管GB9948-1988 石油裂化用无缝钢管JB4744 钢制压力容器产品焊接试板的力学性能试验Q/SLB0416 压力容器耐压试验和致密性试验技术条件Q/SLB0423 奥氏体不锈钢压力容器制造管理细则Q/SLB0432 表面处理工艺守则Q/SLB0449 压力容器油漆、漆膜技术条件Q/SLB0462 锅炉压力容器焊缝外观质量规定Q/SLB0469 焊缝返修工艺守则Q/SLB0470 焊后热处理工艺守则3要求双管板换热器其结构具有能确保管壳程介质完全分隔开、不能互相串通，无论管壳程哪端介质泄漏即可迅速检测出来等优点，在设计、制造上有一定的难度和技巧，尤其是在双管板与换热管的连接、管束组装顺序检测要求上必须严格把关，才能设计、制造出能满足使用要求和双管板换热器。
3.1 原材料要求为获得可靠的管子与管板的强度胀接质量以及降低应力腐蚀，管子外径和管板内孔之间的配合至关重要，需对换热管的精度及管子与管板的硬度提出相应要求。
3.1.1 换热管精度：按GB151换热管规格和尺寸偏差要求就设计图样所选用的换热管，对外径、壁厚提出要求。
a)换热管采用高精度管，外径选用正公差b)椭圆度不得超出±0.2mmc)管口端面平直，倾斜度不得大于管子外径的2%d)管子全长偏差不得大于±5 mm，全长弯曲不超过±5mm3.1.2 管子与管板的硬度为使换热管与管板之间获得足够的残余接触应力，管板材料的屈服强度与硬度必须大于换热管材料的屈服强度和硬度，两者之间硬度差应控制在HB20-30以上，才能保证胀接的可靠性。
双管板换热器设计、计算和制造工艺
与第二种流体接触后 ， 会改变催化剂性能或与
催 化剂 起化 学反 应 。
１ ４ 产 品不 纯 ．
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混合时， 将会 产 生严重 后果 ， 管板换 热器 主要在 下 双
列 情况 下采 用 。
１ １ 防腐 性 ．
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般 采用强 度焊加 贴 胀 ， 工 作 条件 苛 刻 可 采 用 强 度 若
焊 加强度 胀 。 ３ ２ 双 管板换 热器 材料 选用 设计 ．
设 计 时应 注 意管 板 与 管子 须 有 一定 的硬 度 差 ，
一
般管板 比换 热 管 硬 度 高 ＨＢ ０ ３ ， 两 者 硬 度 ２￣ ０ 当
摘 要
分析说明了双管板换热器在结构设计、 强度计算 、 材料选择和制造、 胀管方法 、 水压试验等方面
应 注意 的 问题 。
关键词 ： 换热器 双管板
结构设计 强度计算
胀管方法
１ 双 管板换热器的概述
双管板换 热器一般有两种型式 ： 普通型双管板 和整块式双管板。在实际应用 中， 采用普通型双管 板较为普遍 ， 而整块式 管板加工复杂 ， 以很少使 所
（６ １Ｍｎ锻件 ） 则选 用 强 度 等级 较 高 的 材 料 作 换 热 ，
管 （０ １ ＃无缝 钢管 ） 。
双管板换热器制作工艺
双管板换热器制作工艺第一篇：双管板换热器制作工艺双管板换热器制造工艺近年来,本厂成功制造了数台固定管板式和Ｕ形管式双管板换热器。
2003年为上海某公司制造的四氯化碳装置中的急冷器是1台固定管板式换热器,属于第三类压力容器。
换热面积为573ｍ2,其结构见图1,技术参数见表1。
急冷器壳体尺寸Ｄｇ1065ｍｍ×14ｍｍ×5855ｍｍ,材料为16ＭｎＲ。
外侧管板尺寸1210ｍｍ×60ｍｍ,内侧管板尺寸1093ｍｍ×55ｍｍ,材料均为16Ｍｎ(锻Ⅲ)。
总共有1643根19ｍｍ×2ｍｍ×6100ｍｍ的换热管,材料为10号优质碳素钢。
急冷器为双管板结构,具有一定的制造难度,现对其制造工艺进行简要介绍。
双管板结构双管板是目前较新的结构,见图2。
在位于换热管的端部有1块管板,称为外侧管板,兼作设备法兰,分别与换热管及管箱法兰相连接。
在距换热管端部比较近的位置还有1块管板,称为内侧管板,分别与换热管及壳程相连接。
外侧管板与内侧管板之间有一定的距离,用哈呋短节相连,组成不承受压力的隔离腔。
双管板结构的特征是,2块管板把管程与壳程的介质完全分隔开。
每块外侧管板的背面均有和隔离腔相连通的位置对称的2个排泄孔。
内侧管板2背面(与壳体焊接面)有12个拉杆螺孔。
外侧管板1和内侧管板1组成第1组双管板,外侧管板2和内侧管板2组成第2组双管板。
(1)双管板间距隔离腔不与管程、壳程相连通,不承受介质压力,但承受设备的机械载荷与热载荷。
隔离腔的承载能力主要取决于双管板间距。
对固定式双管板进行壳程水压试验时,内侧管板与换热管连接处可能存在泄漏,故在确定双管板间距时必须考虑观察、检漏所需要的最小空间。
图样中的双管板间距为13ｍｍ,根据制造经验,将其调整为50ｍｍ。
(2)内侧管板管孔的胀管槽尺寸内侧管板与换热管的连接质量是双管板结构换热器制造的关键,而拉脱力与密封性能是衡量接头连接质量的主要指标。
双管板胀接结构及工艺
双管板胀接结构及工艺在双管板设计中，胀管是关系到双管板换热器制造质量的最为关键的一步。
内管板胀接的好坏直接影响到以后各个工序的进行，甚至关系到整台设备的正常使用。
双管板换热器的结构特点是：和一般的固定管板换热器两边各多了一块管板。
主要用于在化工生产中，管程介质和壳程介质严禁混合的场合，或者二者混合会发生爆炸危险。
在双管板换热器制造过程中，内管板为强度胀，外管板为强度焊加贴胀。
在双管板换热器制造过程中，材料的要求：1、管子材料的硬度应该比管板硬度低HB30~20.2、管子应该符合设计要求，严禁不合格的管子。
管子按照换热器相关标准验收。
3、如果管子和管板是同种材质（不锈钢及有色金属除外），允许才用局部退火的办法降低其硬度。
管板加工的要求：1、管板加工质量严格按照GB151-1999《管壳式换热器》的要求进行加工。
2、在需要强度胀的管板内根据管板厚度开有1-2道环形槽，深度为0.5mm，宽度3mm。
在穿管束之前必须检测管板孔内的环形槽是否加工，以及是否加工合符要求。
3、换热管应外伸管板一段距离，为以后的焊接加工做准备。
一般预留长度3~5mm（具体详见GB151）。
并且在胀管过程中，胀管器的深入长度也与这个长度有一定的关系。
4、胀管的次序，一般先定位胀，管板周围和中心线上的管子先胀，这样有利于减少应为管板胀接过程中给管板的外加应力。
定位胀完成以后，按照一定规律进行胀管。
每个人对胀管次序有不同的理解，一般都有同心圆，十字，米字，跳胀等胀接次序。
5、胀接力的选择。
胀管机有市面上可以购买的现成产品，也有工厂自己制作的张胀管机。
胀接力的大小一般都先通过胀管工艺评定给出。
在实际操作过程中，如果是专业胀管机的话，可以设定转矩的大小。
当电机的输出达到设定值时，开始停止倒转。
而在一些小厂由于使用的是自制的电机，所以经验成了控制胀接力的最大因素。
胀管器在电机的带动下，将电机的转矩转化为胀管器的螺旋升力。
挤压管壁使之发生塑性变形，在此过程中由于管板硬度大于管子，所以管板发生弹性变形。
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双管板换热器制造工艺
1.双管板结构双管板是目前较新的结构。
在位于换热管的端部有1块管板,称为外侧管板,兼作设备法兰,分别与换热管及管箱法兰相连接。
在距换热管端部比较近的位置还有1块管板,称为内侧管板,分别与换热管及壳程相连接。
外侧管板与内侧管板之间有一定的距离,用哈呋短节相连,组成不承受压力的隔离腔。
双管板结构的特征是,2块管板把管程与壳程的介质完全分隔开。
每块外侧管板的背面均有和隔离腔相连通的位置对称的2个排泄孔。
内侧管板2背面(与壳体焊接面)有12个拉杆螺孔。
外侧管板1和内侧管板1组成第1组双管板,外侧管板2和内侧管板2组成第2组双管板。
(1)双管板间距隔离腔不与管程、壳程相连通,不承受介质压力,但承受设备的机械载荷与热载荷。
隔离腔的承载能(推荐：太阳能)力主要取决于双管板间距。
对固定式双管板进行壳程水压试验时,内侧管板与换热管连接处可能存在泄漏,故在确定双管板间距时必须考虑观察、检漏所需要的最小空间。
图样中的双管板间距为13mm,根据制造经验,将其调整为50mm。
(2)内侧管板管孔的胀管槽尺寸内侧管板与换热管的连接质量是双管板结构换热器制造的关键,而拉脱力与密封性能是衡量接头连接质量的主要指标。
在GB151-1999《管壳式换热器》中,胀管槽的宽度规定为3mm,但也指出,根据不同的胀接方法可以适当修改。
图样中内侧管板管孔的胀管槽宽度是3mm,深度是0.5mm,第1道胀管槽距管板端面8mm,第2道胀管槽的尺寸链为8mm 3mm 6mm 3mm。
根据液压胀接经验和胀管试验,胀管槽深度仍定为0.5mm,但将胀管槽的宽度调整为5mm。
第2道胀管槽的尺寸链调整为13mm 5mm 10mm 5mm。
(3)管子伸出管板面长度图样中管子伸出管板面的长度是1mm,符合GB151-1999的规定。
而国外进口用于高温、高压、易燃、有毒或较强腐蚀性等介质的换热器,管子伸出管板面的长度普遍为4～5mm。
结合制造尿素装置换热器的经验以及换热管的特点,将管子伸出管板面的长度调整为3～4mm。
采用氩弧焊焊接2层,管壁不允许过烧或焊通,且管头不能有咬边,保持管端圆整无缺。
(4)管板与管子硬度差液压胀接会使换热管发生塑性变形,管板产生弹性变形。
而胀接目的是为了让换热管与管板之间获得足够的残余接触应力。
因此,管板材料的屈服强度与硬度必须大于换热管材料的屈服强度与硬度。
保持管板与管子之间一定的硬度差是改善胀接质量的重要途径之一,通常将硬度差控制在HB30左右。
2.制造要点控制4块管板的同心度、平行度、扭曲度及其与壳体轴线的垂直度,可保障设备的制造质量,也可保障换热管与管板的连接性能。
而确保内侧管板与换热管液压胀接的拉脱力和密封性及其检验,是保证急冷器制造质量的关键。
2.1壳体严格控制有关几何尺寸和方位。
错边量、棱角度和无损探伤按GB150-1998规定执行,周长、圆度和直线度按GB151规定执行,壳体长度按图样规定。
检查壳体两端面平行度与壳体轴线的垂直度,在两端面标出对称的十字中心线,且两端面中心线的连线(方位线)平行于壳体的轴线,该标记线是组对双管板的基准之一。
用与折流板外径相等的圆盘模板工装预先检测壳体的内径与直线度,
确保折流板外径和壳体内壁有一定的间隙,使管束能顺利地装入壳体。
2.2管板及折流板采用数控钻床钻孔,控制管孔直径、垂直度及管孔间距。
为利于穿管,管板和折流板的钻孔方向应与穿管方向保持一致。
按图样和GB151规定对单块管板的管孔进行检验,特别是内侧管板管孔内不允许存在贯通性的螺旋形或纵向条痕。
把2组双管板分别按钻孔方向叠置,找同心,用换热管逐孔预穿。
将折流板叠置钻孔,按钻孔方向逐块做顺序号和正、反面的标记。
每块折流板正、反面的管孔均要仔细倒角,清除毛刺,防止穿管时损伤管子的外表面。
把双管板和折流板按钻孔的方向顺序叠置,用换热管逐孔预穿。
2.3双管板预装清除管孔内和管板面的毛刺、铁屑、锈斑及油污等影响胀接质量的异物。
将每组双管板用50mm长的定位筋板连接成1个整体,调整每组双管板的同心度、平行度和扭曲度,用换热管逐孔预穿之后,按焊接工艺分别固定焊成2组双管板。
2 .4管束与壳体组装在壳体内组装拉杆、折流板,并进行穿管的方法较为稳妥,有利于控制2组双管板的组装质量。
最好使用刚出厂的外表面光滑的管子,杜绝使用有腐蚀坑的换热管。
按壳体的方位线先组对第2组双管板,调整第2组双管板与壳体的垂直度和同心度。
在壳体内把拉杆装于内侧管板2上,按钻孔的顺序组对折流板。
每装1块折流板,就从外侧管板2密封面方向穿入梅花形的数组换热管。
其目的是自然调整折流板与管板的同心度。
待用螺母紧固折流板之后,可从折流板朝外侧管板2方向穿入全部换热管。
换热管伸出外侧管板2的长度大于双管板间距的2倍。
最后组装第1组双管板,测量外侧管板1和内侧管板1的同心度、平行度和扭曲度及2组双管板之间距。
穿入全部换热管后,以外侧管板面为基准,调整换热管伸出管板面的长度为3～4mm。
双管板与换热管连接的顺序为,先胀接内侧管板与换热管,后焊接外侧管板与换热管。
2 .5内侧管板与换热管的液压胀接采取二次胀接法。
采用胀接工艺评定试验选取的工作胀接压力进行第1次液压胀接,然后以等于或略大于第1次的胀接压力再胀接一遍。
二次胀接法虽然延长了液压胀接的作业时间,却是防止双管板漏胀的有效措施。
采取连续的柔性链式胀接顺序。
例如从管板顶部开始,第1行从右侧开始向左侧胀接,第2行从左侧向右侧胀接,依此类推,直至管板底部胀完。
为防止漏胀或重胀,在现场布置相同的管板图,逐孔胀接并做标记。
根据胀接情况,要不定期地复检胀杆轴定位尺寸,确保液袋位于管板孔的胀接范围之内。
2 .6外侧管板与换热管焊接按焊接工艺要求,采用氩弧焊,先焊接第1层,进行压力为0.05MPa的气密性试验。
然后采用氩弧焊再焊接第2层,进行100% PT检查。
2 .7压力试验首先按图样压力进行壳程的水压试验,从隔离腔的空间检查管子与内侧管板的连接质量。
壳程水压试验合格后,组焊隔离腔的哈呋短节使之成为密闭的腔体。
按图样压力进行气密性试验。
分别在隔离腔下方的2个排泄孔安装透明的U形管检验工装,U形管内加水,保持一定的水平液位。
如若有试验气体微渗漏时,则U形管内的水平液位就会发生变化,以气密性试验时U形管内仍保持
液位水平为合格。
按图样要求进行壳程氨渗透试验,在隔离腔的排泄孔贴试纸,试纸不变色为合格。
然后按图样要求对隔离腔进行气密性试验,最后对管程进行水压试验和气密性试验。
3.建议
(1)对固定式双管板换热器,先把双管板固定焊成1个整体,使其成为单管板结构,然后与壳体及管束组装。
在壳程水压试验合格之前,哈呋短节暂时不与双管板组焊为佳,以便直观准确地检查管子与内侧管板连接处的泄漏点。
对U形管式双管板换热器,可用短筒节代替哈呋短节,直接与双管板组焊成整体,使其成为单管板结构,组装管束。
(2)严格控制可能影响双管板同心度、平行度、扭曲度及胀接质量的各种因素,尽量采用工装和预装、预穿及预试验的方法。
(3)由于内侧管板位置特殊,内侧管板与换热管的连接必须采用液压强度胀接。
胀接压力确定之前应进行胀接工艺评定试验,同时按照特殊过程的要求进行管理。
(4)用于高温、高压、易燃、易爆、有毒或较强腐蚀介质的换热器,其单管板或双管板的外侧管板与换热管的连接要采用强度焊,且要根据管子直径及孔间距的不同控制管子伸出管板面的长度,通常以4～5mm为宜。
(5)液压胀接与机械胀接的机理完全不同,因此不能用机械胀接的胀管率考核液压胀接的质量,而应用胀管工艺评定,将符合设计或标准许用拉脱力时的胀接压力或此时测量的胀管率,作为考核液压胀接质量的指标为妥。
(6)检验管子与双管板连接质量时,推荐采用水压试验和氨渗透试验,必要时增加0.05MPa的氦检试验。
对固定管板式双管板换热器,检验顺序为壳程、隔离腔、管程。
对U形管式双管板换热器,检验顺序为隔离腔、壳程、管程。