工艺/工装/模具/诊断/检测/维修/改造SOLUTION热交换器的制造工艺王丹铭（哈尔滨空调股份有限公司，哈尔滨150088）1热交换器的结构热交换器是石油化工设备制造中最常见的产品，其重量和投资额在石油化工企业中占有很高的比例（热交换器的投资约占总金额的五分之一，重量约为设备总重量的40%以上）。热交换器在食品、医药、动力和原子能以及其他工业部门都有广泛的应用。热交换器属于间壁式换热器，它是两种冷热流体介质通过“壁”进行热量交换而又互不相混的结构。间壁式换热器按其结构形状可有不同的类型，其中以管束式热交换器为最多。管束式热交换器与其他类型的间壁式换热器相比，具有承压能力高、结构坚固、用材广泛以及维修装卸方便等特点。管束式热交换器常用的有固定管板式、浮头式、填料函式和U型管式等类型。从结构特点上看，浮头式热交换器具有一定的代表性。这种热交换器一端固定，另一端可以随管束自由浮动管束的膨胀不受壳体的约束，因此可以用于温差较大的场合。此外还由于管束便于装卸，维修方便，从更新的角度上看有较大的经济性。例如热交换器的损坏常常发生在管壳和管子管板的接头处，浮头式热交换器不仅检修容易，而且能有效地利用壳体而只更换管束。下面将以浮头式热交换器为例，并结合其他热交换器的特殊性介绍管束式热交换器的制造工艺过程。图1为所要介绍的浮头式热交换器的结构示意图。2主要零部件的加工热交换器壳体的加工与要求壳体是热交换器的主要部件，其加工工艺过程与圆筒形贮罐基本相同。这里所要强调指出的是：热交换器壳2.1体的不圆度和不直度较圆筒形贮罐为严格。据JB1147《钢制管壳式换热器技术条件》的规定，对筒体同一断面表1上直径的偏差和内径偏差有一定的规定（见表1）。/mm公称直径Dg≤500＞500～≤1200＞1200～≤1800内径偏差+3+3.5+4同一断面上Dmax-Dmin＜0.5%Dg＜5＜7筒体内径过大或由不圆度引起的间隙不均匀，程介质的短路而达不到预期的设计目的。会引起壳热交换器筒体的不直度要求，一般按长度定级，当筒体长度：L≤6000时，不直度＜（1/1000）·L，且＜4.5mm；6000＜L＜12000时，不直度＜（1/1000）·L，且＜6mm。热交换器筒体的长度要求，公差应＜±5mm。对于某些石油化工装置中单台更换的换热器，有时要求更严格。因此，热交换器筒体在排版与展开时，还应将焊缝收缩余量计入实际下料尺寸内。对于一般中薄板壳体的焊缝收缩余量，常常按每条对接焊缝2mm余量进行考虑。2.2管板、法兰的材料与加工管板、法兰是热交换器的重要组成零件。它们不仅要管板的材料与加工管板是起连接和固定管子作用的，其加工工艺随毛坯材料的不同而有所不同。用作管板的材料一般为Q235A、Q245R、Q345R、14Cr1MoR等等低碳钢或低合金钢热轧钢材、20锻钢坯及复合板。管板的厚度因要承受一定的温度和压力而又不丧失刚度和强度，故一般要求较厚；随着温度、压力级别的提高和大型化，管板的厚度亦更大，目前管板的最大厚度为200～500mm；对于要求不高的60mm以下的管板，可以由钢板制作；对于重要场合或管板很厚时，则必须采用锻件；厚钢板的轧压比小，内部缺陷存在的可能2.2.1126机械工程师2012年第3期1234567891011图1浮头式热交换器结构1.管箱2.法兰3.垫片4.固定式管板5.筒体6.支座7.管子8.拉杆9.浮头10.浮头管板11.外管箱摘要：热交换器属于间壁式换热器，它是两种冷热流体介质通过“壁”进行热量交换而又互不相混的结构。文中以具有代表性的浮头式热交换器为例，介绍了热交换器的结构类型、结构特点，并重点介绍了热交换器壳体、管板、法兰、折流板及管子的选材及制造工艺、组装工艺。关键词：浮头式换热器；零部件加工；组装工艺与要求：TH162文献标识码：A：1002－2333（2012）03－0126－03解决方案工艺/工装/模具/诊断/检测/维修/改造SOLUTION较大，而且由于轧制方向性的原因，钢板纵横向的机械性能往往相差较大，有时还有层状撕裂的可能，所以在用于重要场合时必须予以限制。当某种单一材料不能同时抵抗两侧换热介质的腐蚀时，必须采用双金属板及复合板。除上述要求外，用作管板的钢板或锻件，在毛坯下料以前（对于锻件则在精车以前），还应按规定的级...