1、双管板换热器的结构比较及 U 型管双管板换热器制造要点摘 要双管板作为换热器的一种换热元件形式首次出现在GB/T151-2014热交换器标准中，本文主要对双管板换热器的结构和U型管双管板换热器的制造要点做出阐述。 关键词双管板；换热器；制造 中图分类号：TQ051.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0072-01 双管板换热器是指在换热器的一端或者两端均设置具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。 双管板换热器一般用于绝对防止管壳程间介质有微泄漏的场合，如：壳程介质为水、管程介质为 H2S的换热器，若壳程中介质与管程介质相接触，产生湿 H2S
2、腐蚀环境，将对设备、管道，甚至整体系统造成破坏。合理选用双管板结构，能有效减少不利工况发生，从而避免事故，在多晶硅行业中应用较多；在管壳程压差较大的情况下，具有密封能力的双管板结构也可用作管壳程过度压力腔。 1、双管板换热器的基本结构 1.1 固定管板式 固定管板式双管板换热器具有传统固定管板式换热器可逆向设置管壳程流体流向，提高换热能力的优点，但此形式换热器具有四块管板，增加了换热管与管板的焊接量，介质泄漏可能性增大，进而提高了设备的整体制造难度，且此形式换热器一般为不可抽芯结构，对不洁净介质导致的污堵具有较差的清洗能力，适用于换热面积较大、壳程为洁净介质的工况。 1.2U 型管式 U 型管
3、式双管板换热器具有传统 U型管换热器稳定运行于管壳程温差较大的工况环境及拆卸相对便捷的可抽芯结构，且只有两块管板，降低焊接量，但相对固定管板式结构，U 型管式不能设置管壳程介质全逆流，换热效果较差。 2、U 型管双管板换热器的制造要点 我公司在 2014年，根据用户需要，制造过一批直径为 DN400DN900的 U型管双管板换热器，具体制造工艺要点总结如下： 2.1 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。 2.1.1 换热管精度： 按 GB/T151换热管规格和尺寸偏差要求就设计图
4、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0.1mm c）.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4 mm，全长弯曲不超过5mm 2.1.2 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。如果换热管硬度大于管板硬度时，应对管端进行热处理，一般管端长度应不小于 100mm，且比管板厚度长至少 15-30mm。 2.2 零部件制作 2.2.1 壳体 严格控制有关几
5、何尺寸和方位。按 GB150、GB/T151 执行。 2.2.2 管板及折流板 采用数控平面钻钻孔，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GB/T151规定对单块管板的管孔逐孔进行检验测量，并做好记录，超标管孔做好特殊标记，以便在胀管时选择相对应的管子匹配，减少间隙，保证胀管质量；管孔内壁，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。 2.3 双管板换热器组装 2.3.1 组装前准备 2.3.1.1 把 2组双管板分别按钻孔方向逐块做顺序号和正、反面的标记。每块折流板正、反面和管孔均要仔细倒角，清除毛刺，防止穿管时损伤管子的
6、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。如存在管孔同心度及折流板外圆不圆整的问题，需采取有效方法进行修正。在拆开折流板准备组装前应标记折流板的方位及顺序，勿乱。 2.3.1.2 换热管清除管头表面的油锈污，管头采用专用磨管机打磨，提高管头光洁度，检查换热管的外径，把外径偏差相差 0.1mm的换热管集中在一起，以便于选择相匹配的管孔，减小间隙，降低应力，保证胀接质量。 2.3.1.3 双管板预装 清除管孔内和管板面的毛刺、铁屑、油锈污等影响胀接质量的异物。将每组双管板用长 50mm的定位筋板连接成一个整体，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
7、接工艺分别固定焊成 2组双管板，调整两管板的同心度、平行度和扭曲度，用换热管逐孔预穿之后，按焊接工艺对接间隙点固，使之连成一个整体。 2.3.2 双管板管束组装 2.3.2.1 在管束组装工装上组装管板与拉杆，定距管，折流板，使它们中心线一致，拧紧螺栓 2.3.3.2 串换热管，先从中间一排插入弯管，调整弯管一致后和管板点固，然后由里向外逐排装配，调整 U型管伸出管板长度符合焊接工艺要求 2.3.3.3 点固 U形管与管板 2.3.3 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。 胀接顺
8、序应该从管板的中心开始逐步向周围逐根进行，便于应力逐步成圆形向周围扩散。为防止漏胀或重胀，胀接时应逐孔做好标记。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。 2.3.4 外侧管板与换热管焊接 按焊接工艺卡要求，采用氩弧焊，先焊接第 1层，进行氨渗漏试验，然后氩弧焊再焊接第 2层，并且按图样要求进行 100%PT或 MT检测。 2.3.5 总装及压力试验一般流程 a）.焊接内外侧双管板； b）.内侧管板与换热管进行液压胀接； c）.焊接外侧管板与换热管第 1层； d）.隔腔通氨气检查第 1层焊缝质量； e）.焊接外侧管板与换热管第 2层； f）.管头焊缝 100%PT或 MT检测； g）.外侧管板与换热管进行胀接 h）.隔腔氨渗漏试验检查管子与内外侧管板的胀焊接质量； i）.将管束装入壳程筒体内，壳程水压试验 j）.组装管箱，管程水压试验 k）.氦检漏 结束语 双管板换热器作为一种换热器产品已广泛应用于各种行业，由于特殊工况的需要，我们在制造过程中更要严格控制产品质量。 参考文献 1刘军。双管板换热器和单管板换热器的比较J.炼油技术与工程，2004 2GB/T151-2014 热交换器，2014.
