管壳式换热器制造过程
管壳式换热器制造过程
管壳式换热器制造过程一、换热器换热器：使传热过程得以实现的设备称之为换热设备。
二、工艺流程筒体制造壳体制造材料准备管板管束制造整体装配管箱制造运输包装外表面处理耐压试验三、材料准备ß根据设计图纸要求准备材料，并进行实物确认和标记。
ß为降低生产成本，提高生产效率，封头由其他厂家配合生产，厂外购买。
常用材料及性能ß碳钢：强度较低，塑性和可焊性较好，价格低廉，常用于常压或中低压容器制造。
压力容器专用碳素钢代表材料Q235R、10、20钢、20G。
ß低合金钢：低合金钢是在碳素钢基础上加入少量合金元素的合金钢。
具有优良的韧性、焊接性能、成形性能和耐腐蚀性能。
代表材料：15CrMoR 、16MnDR 。
ß高合金钢：具有较好的耐腐蚀耐高温及耐低温性能。
主要有：铬钢、铬镍钢、铬镍钼钢、0Cr13、0Cr18Ni9。
材料基本要求及检验ß压力容器对材料应用的基本要求：强度、塑性、硬度、冲击韧性、断裂韧性、焊接性。
ß这些性能可以通过常规的力学性能试验的到检验。
金相检验ß金相：是指金属或合金的内部结构，即金属或合金的化学成分以及各种成分在合金内部的物理状态和化学状态。
ß金相实验的目的：金属材料的物理性能和机械性能与其内部之组织有相关连，因此，可以借着金相试验的宏观组织及微观组织的观察判断其的各项性能。
金相检验过程1.制样：可能用到的设备：金相试样切割机，预磨机，抛光机，镶嵌机2.制好的样品进行腐蚀，采用硫酸腐蚀。
3.放到金相显微镜上观察。
用到的设备：金相显微镜金相检验操作四、筒体制造过程ß定料：确定换热器所需材料及尺寸ß划线：确定尺寸后对材料划线、排版。
ß切割：根据划线尺寸对原材料进行切割。
刨边（开坡口）ß焊接坡口：为了保证全熔透和焊接质量，减少焊接变形，施焊前，一般需要将焊件连接处预先加工成各种形状。
热交换器原理与设计第2章 管壳式热交换器
☆挡管是两端堵死的管子，安置在相应于分程隔板槽后面的 位置上，每根挡管占据一根换热管的位置，但不穿过管板， 用点焊的方法固定于折流板上。通常每隔3～4排管子安排一 根挡管，但不应设置在折流板缺口处，也可用带定距管的拉 杆来代替挡管。
优点：结构简单，制造成本低，规格范围广，工程中应用广泛。 缺点：壳侧不便清洗，只能采用化学方法清洗，检修困难，对较脏
或有腐蚀性介质不能走壳程。当壳体与换热管温差很大时， 可设置单波或多波膨胀节减小温差应力。
管壳式换热器结构名称
单程管壳式换热器
1 —外壳，2—管束，3、4—接管，5—封头 6—管板，7—折流板
图2.25 折流板的几何关系
2.2.4 进出口连接管直径的计算
进出口连接管直径的计算仍用连续性方程， 经简化后计算公式为：
D 4M1.13M
πρw
ρw
2.3 管壳式热交换器的传热计算
1) 选用经验数据：根据经验或参考资料选用工艺条 件相仿、设备类型类似的传热系数作为设计依据。 如附录 A。 2) 实验测定：实验测定传热系数比较可靠，不但可 为设计提供依据，而且可以了解设备的性能。但实 验数值一般只能在与使用条件相同的情况下应用。
焊在换热管上）。
图2.23 防冲板的形式
a) 内导流筒 图2.24 导流筒的结构
b) 外导流筒
★导流筒
❖ 在立式换热器壳程中，为使气、液介质更均匀地流入管间， 防止流体对进口处管束段的冲刷，而采用导流筒结构。
固定管板式换热器制造流程
固定管板式换热器制造流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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完整版HTRI管壳式换热器设计基础教程讲解
市场前景
随着科技的不断进步和工业的快速发展，管 壳式换热器的应用领域将不断扩大。同时， 随着环保意识的提高和节能减排政策的实施， 高效、节能、环保的管壳式换热器将成为未
来市场的主流产品。
02
HTRI软件简介及功能
HTRI软件发展历程
01
初始开发阶段
HTRI软件最初由美国Heat Transfer Research Inc.公司开发，专注于管
04
HTRI在管壳式换热器设 计中的应用
工艺流程模拟与优化
工艺流程建模
使用HTRI软件对管壳式换热器工艺流程进行 建模，包括输入工艺参数、物性数据和设备尺 寸等。
模拟计算
通过软件内置的算法和模型，对工艺流程进行模拟计 算，得出各物流的温度、压力、流量和物性变化等关 键参数。
优化设计
根据模拟结果，对换热器的结构、尺寸和布局 等进行优化设计，以提高换热效率和降低能耗。
换热器类型选择依据
传热方式
根据工艺要求选择合适的传热方式，如并流、逆 流或错流。
操作条件
根据操作压力、温度、流量等条件选择合适的换 热器类型。
ABCD
流体性质
考虑流体的物理性质（如密度、粘度、比热容等） 和化学性质（如腐蚀性、结垢性等）。
经济性
在满足工艺要求的前提下，考虑换热器的制造成 本、运行费用和维修费用等因素。
壳式换热器的热工水力设计计算。
02
逐步完善阶段
随着技术的发展和用户需求的变化，HTRI软件逐步增加了新的功能模
块，如振动分析、腐蚀预测等，并不断优化算法以提高计算精度和效率。
03
广泛应用阶段
目前，HTRI软件已成为全球范围内广泛应用于石油、化工、制冷等领
管壳式换热器制造工艺
两道冷压和一道热压 水压机,冲头,温度 900-1000
100%射线探伤 立车坡口加工,钻床钻孔
2-20 椭圆封头尺寸
2．筒体 材料为 16MnR，展开的坯料尺寸为 9850X8325X16 (mm)，拼接图如图 2-69
所示。它的制造过程列于表 2-19 2-19 筒体的制造过程
液化石油气储罐示意图一储罐主要构件的加工制造板材成型前的通用工艺流程列于表217序号工作内容要求加工方法加工内容或设备原材料复验外观几何尺寸和理化检验及钢板的超声波探伤钢印标记小于5毫米的板材用风刻电刻和不退色的墨水标记边缘加工气割或等离子弧坡口用机加工方法进行边缘加工二主要受压元件的成型和焊接工艺该封头为标准椭圆形封头材料为16mnr
许偏差分别列于表 2-25 和表 2-28。
3. 折流板等
下图为最常用的 20%DN 圆缺高度的弓形折流板，为保证加工精度和效率，常将圆板
坯以 8～10 块为一叠进行钻孔和切削加工外圆，折流板孔的允许偏差列于表 2-26。
4. 管子 换热器的管表面就是传热面积。常用管子外径 10~57 (mm)；其长度一般用 2000、 3000、6000(mm)等。管子应作下列试验：以管子数的 5％，且不少于 2 根作拉力、硬度 和扩口等抽样检验；进行水压试验（试验压力为设计压力的(1.5~2)倍，合格者才可使 用。 如采用胀接，管子两端应作软化退火处理，使管端的硬度低于管板硬度；另外，还 应对管端两倍于管板厚度的长范围内进行打磨，打磨后的粗糙度，钢管为
<0.5%ＤＮ
＜５
＜７
壳体内径过大或圆度误差会引起壳程介质短路而降低换热效率。
壳体的直线度误差会影响管束的抽装，对其要求列于表 2-24。
列管式换热器的典型制造工艺
的圆度 线 度 Dmax-Dmin
•
线
DN
• 要求更<
表 2- 23。
<4.5mm
1格000)。L 且对壳•体的内<
<6mm
差 00 )L 同 一断面上的直径差列于
表2 - 2 3
壳体同一断面上的直径差
壳体内径过大或圆度误差会引起壳程介质短路而降低换热效率 。壳体的直线 度误差会影响管束的抽装 ，对其要求列于表 2-24。
表 2-24 壳体的直线度要求
2. 管板
管板的作用是固定管子的。一般采用 Q235、20等碳素钢和16Mn、15MnV 等低合 金钢制作；可以用锻件或热轧厚钢板作坯料 ，当管板的厚度较大时 ，原则上使用锻 件 ， 因为钢板愈厚 ，其轧压比愈小 ，钢板内部缺陷存在的可能性愈大 。 管板是典型的群孔结构 ，单孔质量会影响管板的整体质量 ，所以孔加工方法的选择 至为重要 。群孔加工有下列方法：
2-26。
3. 折流板
下图为最常用的 20%DN 圆缺高度的弓形折流板，为保证加工精度和效率， 常将圆板 坯以 8～10 块为一叠进行钻孔和切削加工外圆 ，折流板孔的允许 偏差列于表 2-26。
4. 管子
换热器的管表面就是传热面积。常用管子外径 10~57 (mm)；其长度一 般用 2000 、 3000 、6000(mm)等 。管子应作下列试验： 以管子数的 5％ ，且 不少于 2 根作 力 、硬度 和扩口等抽样检验；进行水压试验（试验压力为 设计压力的(1.5 2)倍 ，合格者才可使用。
列管式换热器的典型制造工艺
制作人：Leo
1
目录
一、列管式换热器简介 1、壳体 2 、管板 3 、折流板 4 、管子
二、列管式换热器组装工艺 三、列管式换热器工艺流程
管壳式热交换器(PPT课件)
管外纵流条件下，管外传热系数为光管的1.6倍.
传递热量相同，泵功率相同，取代光管，节约材 料30%-50%
螺旋槽
主要用于强化管内气体或液体的传热，强化管内液
体的沸腾或管内外蒸气的冷凝，管内传热系数为光管 传热系数的1.5-2.0倍；管外传热系数为光管传热系数 的1.5倍.
缩放管
波纹管
波纹管优点
（4）填料函式换热器
填料函式换热器 1.纵向隔板；2.浮动管板；3.活套法兰；4.部分剪切环；5.填 料压盖；6.填料；7.填料函
填料函式密封
缺点：填料处易泄漏。 优点：结构简单，加工制造方便，造价低，管内和管
间清洗方便 适用场合：4MPa 以下，且不适用于易挥发、易燃、易 爆、有毒及贵重介质，使用温度受填料的物性限制。
带膨胀节的固定管板式换热器 图7-3 带补偿器的固定管板式换热器
（2） U形管式换热器
U形管式换热器 1.中间挡板；2.U形换热管；3.排气口；4.防冲板；5.分程隔板
U形管式换热器
U型管式换热器 图7-6 U形管式换热器 优点：结构简单，价格便宜，承受能力强，不会产生热应力。 缺点：布板少，管板利用率低，管子坏时不易更换。 适用场合：特别适用于管内走清洁而不易结垢的高温、高压、 腐蚀性大的物料。
第二章 管壳式热交换器
间壁式热交换器
管式热交换器
管壳式、套管式、螺旋管式等
板式热交换器
延伸表面热交换器
蓄热式热交换器
管壳式换热器
2.1 管壳式换热器的分类
基本类型 固定管板式换热器
U形管式换热器 浮头式换热器 填料函式换热器
（1）固定管板式换热器
管壳式换热器制造工艺规程
管壳式换热器制造工艺规程1、主题内容与适用范围：本规程规定了本公司管壳式换热器组装制造中的具体工艺要求外，还应执行JB3343《高压加热器技术条件》，JB8184《汽轮机低压加热汽技术条件》，JB7838《热网加热器》等标准中的规定。
2、引用标准：《固定式压力容器安全技术监察规程》——TSG《管壳式换热器》——GB151-2011《固定式压力容器》——GB150-20143、基本要求管壳式换热器主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D、E五类，按下图所示。
a) 壳体圆筒部分的纵向接头、球形接头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属A类焊接接头。
b) 壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头，均属B类焊接接头，但已规定为A类的焊接接头除外。
c) 平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头，均属C类焊接接头。
d) 接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属D类焊接接头，但已规定为A、B类的焊接接头除外。
e）非受压元件吊耳、支座垫板与压力容器连接的焊缝，均属E类焊接接头。
3.1 对不同板厚对接的规定：a) 下列不同板厚必须削薄厚板：当2≤10mm，且1-2＞3mm及2＞10mm且1-2≥0.3n 或＞5mm时,必须削薄厚板：削薄形式分单面削薄和双向削薄。
见图2。
b) 下列不同板厚对接无须削薄：当≤10mm且1-2≤3mm及2＞10mm且1-2≤0.32或≤5mm时,无须削薄板厚,且对口错边量b以较薄板厚度为基准确定。
在测量对口错边量时，不应计入两板厚度的差值。
3.2 筒节长度应不小于300mm。
组装时不应采用十字焊缝，相邻圆筒的A类焊缝的距离（或封头A类焊缝，焊缝的端点与相邻圆筒A类焊缝的距离）应大于名义厚度n 的三倍，且不小于100mm，（当板厚不同时，n按较厚板计算）。
管壳式换热器工艺流程
管壳式换热器工艺流程管壳式换热器（Shell and Tube Heat Exchanger）是一种常见的换热设备，广泛应用于工业生产和能源系统中。
它通过管道中流动的工作介质进行热量交换，将热量从一个介质传递给另一个介质。
以下是管壳式换热器的工艺流程。
工艺流程主要包括：物料送入管壳式换热器、热量交换、物料排出。
首先，通过物料输送系统将需要进行热量交换的原料送入管壳式换热器。
原料可以是液体、气体或者蒸汽等，具体根据生产工艺和需求而定。
进料口通常位于管壳换热器的上部，以确保物料的顺畅流动。
接下来，物料进入管道系统。
管壳式换热器内部由一系列管子组成，这些管子呈平行排列，并通过管板固定在壳体内部。
物料从管壳式换热器的一端进入，通过管子流动，并与经过管壳换热器壳体内部的冷却介质进行热量交换。
在热量交换过程中，原料的热量会传递给冷却介质，使得原料的温度降低，而冷却介质的温度升高。
热量交换的效率取决于管子和壳体之间的传热系数和传热面积，因此选用合适的管子和壳体材料很重要。
经过换热后，冷却介质被加热，而原料被冷却。
热交换完成后，原料从管壳式换热器的出口排出。
排出口通常位于管壳换热器的下部。
排出的原料可以进行进一步的处理或者直接用于生产过程中。
最后，冷却介质经过冷却后，将其从管壳式换热器中排出。
排出口通常位于管壳换热器的侧面或底部，以便于排出热量交换后的冷却介质。
排出后的冷却介质可以经过再生或再利用，以减少资源浪费和环境污染。
总的来说，管壳式换热器是一种重要的换热设备，通过流动介质进行热量交换，以满足工业生产和能源系统的需求。
工艺流程包括物料送入、热量交换和物料排出，在实际应用中需要根据具体的工艺条件和要求进行合理设计和操作，以提高能源利用效率，并确保安全运行。
管壳式换热器的工作原理及结构
管壳式换热器的工作原理及结构（山东华昱压力容器有限公司，济南250305）随着今天快速发展的科技，换热器已广泛运用于我国各个生产区域，换热器跟人们生活一脉相连。
用来热交换的机械设备就是所谓的换热器。
本文综述了管壳式换热器的工作原理及结构。
标签：管壳式换热器;工作原理;结构1 管壳式换热器的工作原理属于间壁式换热器的就是管壳式换热器，其换热管内组成的流体通道称为管程，换热管外组成的流体通道称为壳程。
管程以及壳程分别经过2个不一样温度的流体时，温度相对高的流体经过换热管壁把热量传递给温度相对低的流体，温度相对高的流体被冷却，温度相对低的流体被加热，进而完成两流体换热工艺的目标。
（工作原理和结构见图1）管壳式换热器关键由管箱、管板、管子、壳体以及折流板等组成。
一般圆筒形为壳体;直管或U形管为管子。
为把换热器的传热效能提高，也能使用螺纹管、翅片管等。
管子的安排有等边三角形、正方形、正方形斜转45°以及同心圆形等几种方式，最为常见的是前面三种。
依照三角形部署时，在一样直径的壳体内能排列相对多的管子，以把传热面积增加，但管间很难用机械办法清洗，也相对大的流体阻力。
在管束中横向部署一些折流板，引导壳程流体几次改变流动目标，管子有效地冲刷，以把传热效能提高，同时对管子起支承作用。
弓形、圆形以及矩形等是折流板的形状。
为把壳程以及管程流体的流通截面减小、流速加快，以把传热效能提高，能在管箱以及壳体内纵向安排分程隔板，把壳程分为二程以及把管程分为二程、四程、六程以及八程等。
管壳式换热器的传热系数，水换热在水时为1400～2850瓦每平方米每摄氏度〔W/（m（℃）〕;气体用水冷却时，为10～280W/（m（℃）;水蒸汽用水冷凝时，为570～4000W/（m（℃）。
2 管壳式换热器依据结构特征能分为下面2类2.1 刚性构造的管壳式换热器：固定管板式是这种换热器的另一个名称，一般能可分为单管程以及多管程2种。
在两块管板上换热器的管端以焊接、胀接、胀焊并用的办法固定，而管板则以焊接的办法以及壳体相连。
管式换热器制造流程框图及简要说明
一、备料
对封头、管板、换热管、折流板、筒体等进行定型、定尺寸加工
二、表面处理工艺流程：
碱洗→水洗→酸洗→水洗→热水
三、穿管
将一管板直立作基准件→将拉杆拧紧在管板上→按图纸将定距管和折流板穿在拉杆上→穿入全部换热管
四、壳体与管板的组装和焊接
套上壳体→装上另一块管板→将全部管子的右端穿入该管板孔内→矫正后，将管板和壳体定位焊→焊接管板和壳体的环向焊接
五、管子与管板的连接
可用胀接、焊接或者胀接加焊接
六、焊接全部接管和支座
确保各接管方位正确
七、壳程水压试验
检查管子质量、管子与管板的连接质量、壳体与管板的焊接质量、壳体本身的纵向焊缝和横向焊缝质量
八、装封头和管箱
九、管程水压试验
检查管板与管箱或封头的联接密封、封头或管箱与接管的焊缝质量
十、清理
十一、尺寸及外观检验
按照图纸要求检验换热器全尺寸及外观表面的处理
十二、喷涂
对换热器进行清洗、烘干、喷涂、烘干，改善外观质量
十三、出厂。
管壳式换热器的设计步骤
管壳式换热器的设计步骤在设计热交换器时，如果只作简单估算，或盲目加大传热面积的安全系数就会造成浪费。
只有进行比较详细的计算，才能使投入运行的热交换器，在安全和经济方面得到可靠的保证。
可是设计中许多因素之间互相关联，设计过程错综复杂，因而设计程序应因设计任务和原始条件的不同而异，例如在传热计算和阻力计算中，不可避免涉及结构，因而常需初选传热系数，得到初估的传热面积，从而作出结构安排，然后作进一步的传热计算，得到传热系数的计算值和所需的传热面积。
一般由结构确定的传热面积比计算出的所需传热面积具有10%～20%的余量时，传热计算和结构计算方为成功。
若阻力计算、强度计算及振动校棱等仍有问题，还得重新更改某些部分，甚至重新选型。
一般的设计程序如下：1、根据设计任务搜集有关的原始资料，并选定热交换器的型式等．原始资料应包括：流体的物理化学性质（如结垢性、腐蚀性、爆炸性、化学作用等）,流体的流量、压力、温度、热负荷，设备安装场所的限制，材质的限制，压降的限制等等。
2、确定定性温度，并查取物性数据；3、由热平衡计算热负荷及热流体或冷流体的流量；4、选择壳体和管子的材料；5、选定流动方式，确定流体的流动空间；6、求出平均温差；7、初选传热系数K'，并初算传热面积F'；8、设计热交换器的结构（或选择标准型号的热交换器），包括：①选取管径和管程流体流速；②确定每程管数量、管长、总管数；③确定管子排列方式、管间距、壳体内径和连接管直径等；④确定壳侧程数及纵向隔板数目、尺寸，或折流板的数目、间距、尺寸等壳程结构尺寸。
在这一步中最好通过草图确定有关数据和传热面积F"（F"一般与F'不会正好相等）。
要注意到，在确定结构尺寸时，许多因素相互影响，最终则在壳体的直径和长度上得到反映，往往短的壳体其直径较大，而长的壳体其直径较小，一般说来以后者比较经济。
这是因为：①小直径的壳体有可能用标准的管子制造；②对于给定的运行条件，壳体直径小则壳体、法兰、端盖等部件的厚度也可减小；③管板的加工成本相对较高，若壳体直径小，可使管板的厚度、直径相应减小，于是可降低制造成本；④单位长度管子的成本低。
pche换热器制造方法
pche换热器制造方法【最新版4篇】目录（篇1）一、换热器概述二、换热器的制造过程1.清洗2.管壳制造3.管箱制造4.整体组装5.耐压试验正文（篇1）换热器是一种用于实现两个或多个流体之间热量传递的设备，广泛应用于化工、石油、冶金、电力等工业领域。
在制造换热器时，需要遵循一定的工艺流程以确保设备的质量和性能。
首先，进行换热器的清洗。
在制造过程中，换热器内部可能会残留油污等污垢，因此需要使用清洗剂对其进行清洗，以确保实验效果。
清洗过程中，还需使用渗透剂和显像剂检测管头焊接缺陷，以保证设备的质量。
接下来，进行管壳制造。
这一步骤包括法兰、封头与筒节的组对，环缝焊接以及环缝无损检测。
焊接过程中，应采用埋弧自动焊焊接，并在焊前进行预热处理。
此外，还需对焊接装备进行无损检测，以确保焊接质量。
然后，进行管箱制造。
这一步骤涉及接管法兰及补强圈与壳体组焊，补强圈信号孔通压缩空气检漏以及组焊隔板等。
在制造过程中，应注意消除应力，以保证设备的性能。
完成以上步骤后，进行整体组装。
在这一步骤中，需要将各个部件组装在一起，形成一个完整的换热器。
组装过程中，应注意确保各个部件的连接稳固，以保证设备的使用寿命。
最后，进行耐压试验。
这一步骤的目的是在超设计压力下，考核缺陷是否会发生快速扩展造成破坏或开裂造成泄漏，检验密封结构的密封性能。
试验过程中，应严格按照相关规定进行，以确保试验结果的准确性。
总之，在制造换热器时，应遵循一定的工艺流程，包括清洗、管壳制造、管箱制造、整体组装和耐压试验等步骤。
目录（篇2）一、换热器概述二、换热器的制造过程1.清洗2.管壳制造3.管箱制造4.整体组装5.耐压试验正文（篇2）换热器是一种用于实现两个或多个流体之间热量传递的设备，被广泛应用于化工、石油、电力等工业领域。
在制造换热器时，需要遵循一定的工艺流程以确保设备的性能和安全。
首先，进行换热器的清洗。
清洗的目的是去除表面的污垢和油污，防止影响实验效果。
管壳式换热器的工作原理及结构
管壳式换热器的工作原理及结构一、引言管壳式换热器作为一种常见的换热设备，在工业生产和能源领域得到广泛应用。
它能够将热量从一个介质传递到另一个介质，实现能量的转移。
本文将深入探讨管壳式换热器的工作原理及结构。
二、工作原理管壳式换热器的工作原理可以概括为传导、对流和辐射三种方式的能量传递。
2.1 传导传热传导是指由于不同温度物体之间的热运动，热量通过颗粒的碰撞和传递实现。
在管壳式换热器中，传导传热主要发生在管壳内部。
热源通过传导方式将热量传递给管壳内的管道，然后通过管道的传导传递给另一介质。
2.2 对流传热对流传热是指热源通过流体的对流方式将热量传递给另一介质。
在管壳式换热器中，热源和另一介质通过管道分别进入管壳内部，热源通过管壁将热量传递给管道内的流体，流体再通过对流方式将热量传递给另一介质。
2.3 辐射传热辐射传热是指热源通过辐射方式将热量传递给另一介质。
辐射传热不需要介质的介入，可以在真空中传递热量。
在管壳式换热器中，热源通过辐射方式将热量传递给管道内壁，然后再通过传导或对流方式将热量传递给另一介质。
三、结构管壳式换热器由管壳和管束两部分组成，具有复杂的结构设计。
3.1 管壳管壳是管壳式换热器的外壳，起到固定管束和流体的作用。
常见的管壳材料有碳钢、不锈钢和铜等。
管壳主要由头盖、壳体、管板和尾盖等部分组成。
3.2 管束管束是管壳式换热器中的核心部件，由管子和管板组成。
管子通常采用无缝钢管或螺旋钢管制成，根据换热要求可以采用不同的布管方式，如并列布管、单列布管和交叉布管等。
管板用于固定管子，保证管子之间的间距。
3.3 流体分流器流体分流器位于管束的进出口处，起到将流体引导到相应的管子中去的作用。
流体分流器的设计关系到换热效率和流体的流动状态。
3.4 密封装置密封装置用于防止热源和另一介质之间的交叉污染，同时保证换热过程中的密封性。
四、工作过程管壳式换热器的工作过程可以分为进料、加热和出料三个阶段。
管壳式换热器通用工艺规程
管壳式换热器通用工艺规程适用范围1.根据国家质量监督局颁布的《TSG R0004-2009《固定式压力管道元件安全技术监察规程》和GB151-1999《管壳式换热器》的有关规定，特制订本规程。
2.本规程适用于固定管板式、浮头式、U型管式和填料函式换热器。
3.本规程是管壳式换热器的制造的基本要求，操作部门必须遵守本规程的有关规定，并满足其要求，操作部门对本规程负责贯彻执行，检验部门负责监督检查。
4.换热器的制造除遵守本规程外，还应符合GB150.1～150.4-2011《压力管道元件》的有关规定。
一、管箱、壳体、头盖1、圆筒内直径允许偏差1.1用板材卷制时，内直径允许偏差可通过外圆周长加以控制，其外圆周长允许上偏差为10mm，下偏差为零。
1.2用钢管作圆筒时，其尺寸允许偏差应符合GB/T8163和GB/T14976的规定。
2、圆筒同一断面上，最大直径与最小直径之差为e≤0.5%DN，且：当DN≤1200mm时，其值不大于5mm；DN＞1200mm时，其值不大于7mm。
3、圆筒直线度允许偏差为L/1000（L为圆筒总长），且：当L≤6000mm时，其值不大于4.5mm；L＞6000mm时，其值不大于8mm。
直线度检查按GB150-2011的有关规定。
4、壳体内壁凡有碍管束顺利装入或抽出的焊缝均应磨至母材表面齐平。
5、在壳体上设置接管或其它附件而导致壳体变形较大，影响管束顺利安装时，应采取防止变形措施。
6、插入式接管、管接头等，除图样另有规定外，不应伸出管箱、壳体和头盖的内表面。
二、换热管1、碳素钢、低合金钢换热管管端外表面应除锈，换热管管端应清除表面附着物及氧化皮。
用于焊接时，管端清理长度应不小于管外径，且不小于25 mm；用于胀接时，管端应呈现金属光泽，其长度应不小于二倍的管板厚度。
2、换热管拼接时，应符合以下要求：2.1对接接头应作焊接工艺评定。
试件的数量、尺寸、试验方法按NB/T47014的规定；2.2同一根换热管的对接焊缝，直管不得超过一条；U形管不得超过二条；最短管长不应小于300 mm；包括至少50 mm 直管段的U形弯管段范围内不得有拼接焊缝；2.3管端坡口应采用机械方法加工，焊前应清洗干净；2.4对口错边量应不超过换热管壁厚的15%，且不大于0.5mm；直线度偏差以不影响顺利穿管为限；2.5 对接后，应按表1选取钢球直径对焊接接头进行通球检查，以钢球通过为合格；表1注：di—换热管内径2.6对接接头应进行射线检测，抽查数量应不少于接头总数的10%，且不少于一条，以JB/T4730的Ⅲ级为合格；如有一条不合格时，应加倍抽查；再出现不合格时，应100%检查；2.7对接后的换热管，应逐根进行液压试验，试验压力为设计压力的2倍。
《热交换器原理与设计》管壳式热交换器设计21-23
内容 :
管程流通截面积 确定壳体直径 壳程流通截面积
进出口连接管尺寸
一、管程流通截面积的计算 单管程热交换器的管程流通截面积为：
36
At Mt /twt
式中： At——为管程流通截面积，m2；
Mt——为管程流体的质量流量，Kg/s； ρt——为管程流体的密度，Kg/m3； Wt——为管程流体的流速，m/s；
水平 竖直
竖直 转角
（a） (a单 )单弓形 （ 弓a） 形单弓形
转角
过程设备设计
(c（)三C）弓三弓形形 （C）三弓形
(b)双(弓 b形 )双(b弓)双形弓形
(d)（ 圆d） 盘四弓 -圆形环形（d）四弓形
弓形缺口高度h 应使流体流过缺口时与横向流过管束时的流速相近
缺口大小用弓形弦高占壳体内直径的百分比来表示， 如单弓形折流板，h=(0.20～0.45)Di，最常用0.25Di。 13
作用: a. 减小跨距→防振 b.支承管子→增加管子刚度，防止管子产生过大挠度
形状尺寸: 同折流板
最大无支撑跨距:
换热管外径
10 12 14 16 19 25 32 38 45 57
最大无
钢管
- - 1100 1300 1500 1850 2200 2500 2750 3200
支撑跨距
有色金属 管
750
a1 a2 a3
a2
Dmh1
d0 sn
As a2a3
a3——盘周至圆筒内壁截面减去该处管子所占面积
Dm——环内径D1和盘径D2的算术平均值
sn ——与流向垂直的管间距
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第三节 管壳式热交换器的传热计算
一、传热系数的确定
经验选用数据
管壳式换热器工艺流程
管壳式换热器工艺流程
《管壳式换热器工艺流程》
管壳式换热器是一种常见的换热设备，通常用于工业生产中的热交换过程。
它通过管壁将热量从一种流体传递到另一种流体，实现能量的转移和利用。
下面将介绍管壳式换热器的工艺流程。
1. 设计和选型
首先，根据使用场合的需要和工艺要求，对管壳式换热器进行设计和选型。
需要考虑的因素包括换热面积、流体流速、温度和压力范围等。
选择合适的材料和类型的管壳式换热器，以满足工艺需求。
2. 安装和连接
在确认好选型和设计后，进行管壳式换热器的安装和连接工作。
这包括确定换热器的位置、固定方式、管道连接和密封。
确保安装的牢固和连接的可靠，以避免漏气或渗漏。
3. 启动和调试
安装完成后，对管壳式换热器进行启动和调试。
包括通水测试、检查管道和阀门的开闭情况、调整流体流量和温度等。
确保换热器的正常运行和性能稳定。
4. 运行和监测
一旦启动和调试完成，管壳式换热器即可投入正常运行。
在运行过程中需要不断监测换热器的工况和性能，包括流体温度、压力、流量等数据。
及时发现并处理异常情况，确保换热效果
和生产安全。
5. 维护和维修
管壳式换热器作为关键设备，在使用过程中需要进行定期的维护和维修。
包括清洗管道和换热器表面、更换损坏的零部件、检查密封性能和进行性能测试等工作。
通过以上工艺流程，管壳式换热器可以正常运行并发挥换热效果，为工业生产提供稳定的热交换服务。
同时，也需要注意定期进行设备的维护和检修，确保长时间稳定的运行。
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设备运输
由于超高超重，在运输过程中应考虑好运 输路线及路况。
划管 通过移动式车床或钻床将管头修 整平齐，管头露出管板3-5mm为宜
管头焊接
焊接接头：包括焊缝、熔合区、热影响区 焊缝： 由熔池的液态金属凝固结晶而成， 通常有填充金属与部分母材组成。 熔合区 ： 其加热温度在合金的固相和液相 线之间，化学成分和组织性能不均匀。因 而较薄弱易产生焊接裂纹。 热影响区 ： 焊缝两侧母材，因焊接热作用 发生金相组织和力学性能变化的区域。
磨平壳体内表面焊缝：1、使内表面光滑去 除不平面，防止管束进入壳体时卡住。2、 防止焊渣划伤管束。3、防止应力集中。 组焊鞍座
打磨内表面
组焊鞍座
六、管板管束制造
管板：是管壳式换热器的主要部件之一。 用来排布换热管，将管程壳程流体分隔开 来，并同时受管程壳程压力和温度作用。 折流板：提高壳程流体的流速，增加湍动 程度并使壳程流体垂直冲刷管束，以改善 传热，增大传热系数，并且起支持管束的 作用。分为弓形和圆环-圆盘形两种。 管板加工过程：
管头焊接缺陷
缺陷处
探伤剂
七、管箱制造
法兰、封头与筒节组对
环缝焊接：采用埋弧自动焊焊接，焊前预 热处理。 环缝无损检测：采用射线检测，根据图纸 要求进行20％或100％检测。 划开孔线 切割接管孔 接管法兰及补强圈与壳体组焊 补强圈信号孔通压缩空气检漏
组焊隔板
热处理：是将焊接装备的整体或局部均 匀加热至金属材料变相点一下的温度范 围内，保持一定的时间然后降温的过程。
常用材料及性能
碳钢：强度较低，塑性和可焊性较好，价格低廉， 常用于常压或中低压容器制造。压力容器专用碳 素钢代表材料Q235R、 10、20钢、20G。 低合金钢：低合金钢是在碳素钢基础上加入少量 合金元素的合金钢。具有优良的韧性、焊接性能、 成形性能和耐腐蚀性能。代表材料：15CrMoR 、 16MnDR 。 高合金钢：具有较好的耐腐蚀耐高温及耐低温性 能。主要有：铬钢、铬镍钢、铬镍钼钢 、0Cr13、 0Cr18Ni9。
管壳式换热器 制造过程
一、换热器
换热器：使传热过程得以实现的设备称之 为换热设备。
二、工艺流程
筒体制造 壳体制造 材料准备 管板管束制造 整体装配
管箱制造 运输包装 外表面处理 耐压试验
三、材料准备
根据设计图纸要求准备材合生产，厂外购买。
设备无损检测主要方法：
无损检测:包括射线透照检测、超声检测、 表面检测：（包括磁粉检测、渗透检测、 涡流检测）前两种主要用于探测被检物的 内部缺陷，表面检测用于探测被检物的表 面和近表面缺陷。 超声检测：电能-超声能-电能，一般 1~10MHZ常用1~5MHZ，设备为数字式和 模拟式。
卷板
卷板流程
预弯压边
卷板
卷板方式
采用手工电弧焊
点焊
采用埋弧自动焊
纵焊缝焊接
校圆
焊后热处理
对于铬钼钢的材料，在焊接后需进行焊后 热处理。 热处理目的：1、对焊缝消除应力，防止焊 缝延迟裂纹的出现。2、对焊缝消氢处理， 防止氢腐蚀、氢脆的出现。 加热方式主要有通过电加热带加热，用保 温防火棉覆盖保温。加热温度大约在200300℃。消除应力热处理时间在16-24h以内， 消氢热处理保温时间不少于0.5h。或用火 焰加热处理。
材料基本要求及检验
压力容器对材料应用的基本要求： 强度、塑性、硬度、冲击韧性、断裂韧性、 焊接性。 这些性能可以通过常规的力学性能试验的 到检验。
金相检验
金相：是指金属或合金的内部结构，即金 属或合金的化学成分以及各种成分在合金 内部的物理状态和化学状态。 金相实验的目的：金属材料的物理性能和 机械性能与其内部之组织有相关连，因此， 可以借着金相试验的宏观组织及微观组织 的观察判断其的各项性能。
气焊切割
开孔
接管法兰及补强圈与壳体组焊 补强圈：开孔后，削弱了器壁的强度，并 破坏了结构的连续性，会产生很高的局部 应力。所以采用补强圈补强。 角焊缝无损检测：采用渗透检测 PT（着色 检测）
补强圈
接管法兰
补强圈信号孔通压缩空气检漏
信号孔：1、用来检验补强圈焊缝的密封性 能。2、排放补强圈和筒体间气体。
磁粉检测：通过磁场使焊接接头磁化，在 工件表面均匀撒上磁粉，有缺陷的位置会 出现磁粉聚集现象。 渗透检测：一般探测出的缺陷深度0.02mm 宽度约0.001mm，利用带有荧光染料或红 色染料的渗透剂的渗透作用，经过渗透、 清洗、显示处理后用目视法观察。 涡流检测：原理是电磁感应，工件接近一 个带有交变磁场的 测量线圈时，这个磁场 在工件中产生涡流状的感应电流，工件中 缺陷的存在会影响涡流磁场的变化
五、壳体制造
筒体与封头、筒体法兰组对焊接
固定管板式和浮头式换热器筒体与筒体法兰组对环缝焊接。 U型管式换热器筒体与封头组对环缝焊接
环缝焊接。 环缝无损检测：采用射线检测方法（RT、PT）
筒体与封头组焊
筒体与筒体法兰组焊
划开孔线：根据图纸确定好开孔位置及尺 寸大小。 切割接管孔：利用气焊切割方法对筒体开 孔，并用砂轮打磨开孔。
用手工氩弧焊或旋弧自动焊进 行两次方向相反的焊接
管头胀接
利用胀管器挤压伸入管板孔中的管子 端部，使管端发生塑性变形，管板孔同时 产生弹性变形，取去胀管器后，管板与管 子产生一定的挤压力，贴在一起达到密封 紧固连接的目的。
胀管前
胀管后
胀管方法：机械胀、液压胀
机械胀：
•液压胀：
管头无损检测
液压试验过程示意图
浮头式换热器试验过程：
红色为第一次试验测试位置 蓝色为第二次试验测试 位置 绿色为第三次试验测试位置
1.第一次试压：管束和壳体组装好， 使用工装将勾圈侧管板与壳体密封好， 壳程水压检测管头（红色线表示区）。 2.第二次试压：管箱、管束、壳体 、 浮头盖组装好，管程水压检测管箱及 浮头盖（蓝色线表示区）。 3.第三次试压：设备组装好。壳程水 压检测外头盖（绿色线表示区）。
酸洗钝化：用于不锈钢的防腐措施，有酸 洗膏和酸洗液两种方式。通过酸洗使表面 形成钝化膜达到防腐的目的。 喷砂除锈：用于碳钢的防腐措施，利用大 量快速运动中的砂粒打击一角那个完毕的 设备表面，已达到去除氧化层、使表面产 生冷硬层。 喷漆防锈：为设备表面喷漆防锈。
包装运输
设备封氮：对一些运输过程中有特殊环境 （海洋运输）的设备进行设备内部封氮， 防止设备在运输过程中腐蚀。
金相检验过程
1.制样：可能用到的设备：金相试样 切割机，预磨机，抛光机，镶嵌机 2.制好的样品进行腐蚀，采用硫酸腐 蚀。
3.放到金相显微镜上观察。用到的设 备：金相显微镜
金相检验操作
四、筒体制造过程
定料：确定换热器所需材料及尺寸 划线：确定尺寸后对材料划线、排版。 切割：根据划线尺寸对原材料进行切割。
消除应力热处理
局部热处理
热处理规范
管箱法兰面二次加工
由于管箱法兰面在与管箱焊接过程中产生 热变形，造成法兰面密封性能降低，所以 利用车床对管箱法兰面进行二次加工。
八、整体组装
九、耐压试验
耐压试验的目的：在超设计压力下，考核 缺陷是否会发生快速扩展造成破坏或开裂 造成泄漏，检验密封结构的密封性能。 耐压试验分类：液压试验、气压试验、气 液组合压力试验。
渗透检测:一般探测出的缺陷深度约0.02mm， 宽度约0.001mm，利用带有荧光染料或红 色染料的渗透剂的渗透作用，经过渗透、 清洗、显示处理后用目视法观察。又称着 色检测。 检测过程：
将管头管板表面清洗干净，防止油污等污垢影响实验效果
清洗（喷清洗剂）
喷渗透剂（红色）
清洗表面渗透剂
喷显像剂（白色）
刨边（开坡口）
焊接坡口：为了保证全熔透和焊接质量， 减少焊接变形，施焊前，一般需要将焊件 连接处预先加工成各种形状。 坡口形式：I型、X型、U型、V型
V型坡口
X型坡口
坡口完成后要求坡口表面不得有裂纹、分 层、夹杂等缺陷。 施焊前应用砂轮打磨清除坡口及母材两侧 表面20mm范围内（离坡口边缘的距离计） 的氧化物、油污、熔渣及其他有害杂质
焊缝无损检测
对纵焊缝采用射线检测（RT）的方式进行检验。 射线透照检测：X射线、 r射线等，X射线通过 加220V电压工作，设备有便携式和固定式，r 源：铯75、铱192、钴60（可检测200mm厚 度） 射线检测工艺：步骤 :曝光---洗片---评定底片 透照方式 : 单壁（纵缝、环外、环内） 双壁（双壁—单影、双壁—双影） 照相成像质量 :对比度、清晰度和颗粒度 像质计应用 :评定底片的灵敏度 底片评定 :判定缺陷合格与否
固溶处理
换热管管头除锈
为保证管头焊接质量换热管安装前要对管 头进行除锈处理
管束组装过程
利用工装固定管板——穿拉杆、定距管— —将折流板、定距管依次固定于拉杆上— —穿管
穿管
防冲挡板、滑道、旁路挡板、密封 带组装于管束之上
固定管板式换热器将管束套入壳体 组装另一端管板 用丙酮清洗管板孔：清除管板上残留油污 及其他污渍，防止管头焊接出现缺陷。
U型管换热器试压过程
红色为第一次试验测试位置 蓝色为第二次试验测试位置
1.第一次打压：检查U型换热管与管板的连 接强度和密封可靠性（红色线表示区）
2.第二次打压：按总图装配后，对壳体和管 程同时加压，直至达到各自的试验压力， 检查管箱、壳体密封性是否良好（蓝色线 表示区）。