固定管板式换热器设计

固定管板式换热器设计BEM600-1.37/1.49-140-6/19-1设计摘要随着石化工业的不断进展，换热器在石化行业设备中占据着重要的地位。本设计要紧针对的是固定管板式换热器，固定管板式换热器属于列管式换热器的一种，是利用间壁使高温流体和低温流体进行对流传热从而实现物料间的热量传递。在本设计本设计包括四个部分：说明部分；运算部分；绘图部分和翻译部分。说明部分要紧阐述了固定管板式换热器的工艺流程及其在炼油化工生产中的地位，换热器设备及其进展现状和国内外换热器的最新进展趋势，同时介绍了换热器的结构设计，换热器要紧零部件结构的设计及压力容器常用材料等。最后对压力容器的制造，检验和验收等问题也作了简单的介绍。运算部分中对筒体、管箱、封头、管板、法兰、膨胀节及其他附属设备进行了详细的运算，并对各组成部分的材料，厚度，应力，强度要求，进行了详细的分析，在满足设计要求的同时，以节约的原则对各部件进行了优化。并对管板兼做法兰的四种危险工况分别进行了校核，使其能在满足在高温高压的要求同时花费最少的成本，拥有最好的质量。其中有许多部分的设计借鉴了其他的一些先进理论和方法，不但节约了原料，更使换热器的质量得到了技术保证。以节约能耗与提高使用性能为设计原则，最终满足设计的目的，即低能耗、低成本、高质量。关键词：固定管板式换热器；换热面积；应力；管板兼作法兰；法兰连接TheDesignoftheFittedTube-SheetExchangerBEM600-1.37/1.49-140-6/19-1AbstractWiththecontinuousdevelopmentofthepetrochemicalindustry,heatexchangerequipmentinthepetrochemicalindustryoccupiesanimportantposition.Thisdesignisaimedprimarilyatafixedplateheatexchangertube,fixedtubeplateheatexchangertubeisaheatexchangeristheuseofpartitionssothathigh-temperaturefluidandlow-temperaturefluidforconvectiveheattransferinordertoachievetheheattransferbetweenmaterials.Duringthedesignofthedesignincludesfourparts:thatpartofit;calculationpart;mappingandtranslationofsomeparts.Noteonsomeofthemajorfixed-plateheatexchangertubeanditsapplicationintheprocessofrefiningthepositionofchemicalproduction,heatexchangerandthedevelopmentofequipmentandheatexchangersathomeandabroadthelatestdevelopmenttrends,atthesametimeintroducedaheatexchangerstructuraldesign,heatexchangerdesignofthestructureofthemaincomponentsandpressurevesselscommonlyusedmaterials.Finally,pressurevesselmanufacturing,testingandacceptanceofotherissuesalsomadeabriefintroduction.Calculatedinpartonthecylinder,controlbox,head,controlpanels,flanges,expansionjointsandotherancillaryequipmenttocarryoutadetailedcalculationofthevariouscomponentsofthematerial,thickness,stress,strengthrequirements,indetailanalysisofdesignrequirementsaremetatthesametimeinordertosavetheprinciplesofthevariouscomponentswereoptimized.Flangeandtubesheetoffourtakingtheriskofworkershavebeencheckingthestatusof,respectively,toenablethemtomeettherequirementsofhightemperatureandhighpressureintheleastexpensivecostsatthesametime,havethebestquality.Mostofthedesignmentsuseadvancedtechnologyandmethodathomeandabroadforreference.Wenotonlysavematerial,butalsoguaranteedtheheatexchanger,squality.Savingenergyandimprovingtheusingcapabilityistheprincipleofthedesignmentsandfinallysatisfiesthepurposeofthedesignments,suchasspendinglowerenergyandcostandhavingbetterquality.Keyword：FittedTube-SheetExchanger;Exchangearea;Strew;Tubesheetextendedasaflange;FlangecouplingTOC\o"1-5"\h\z1绪论 1\o"CurrentDocument"2换热器的分类及其工作原理 2\o"CurrentDocument"换热器的分类及其工作原理 2\o"CurrentDocument"换热器的材料 6换热器常用钢材 6有色金属和非金属 8\o"CurrentDocument"换热器研究现状及进展趋势 11\o"CurrentDocument"3换热器设备各部分的设计说明 18\o"CurrentDocument"换热器设备各部分的材料选择 18常压容器对材料的差不多要求 18常压容器钢材的选择 20\o"CurrentDocument"设备制造工艺过程 22筒体 22管箱 23管板 23换热管 23折流板及支撑板 24管束组装 24\o"CurrentDocument"换热设备中换热管与管板的连接 25胀接 25焊接 25胀焊连接 26换热管与管板连接方式的选择 27\o"CurrentDocument"换热器的检验 28无损检测 28焊后热处理 29压力测验 30换热管与管板连接接头的密封性能检验 30\o"CurrentDocument"换热设备的日常检测与修理 32日常检查 32换热器腐蚀的防护 32换热器的检修 33\o"CurrentDocument"换热器各部分结构的选择 34筒体的选择 34封头的选择 35管箱的选择 36管板的选择 364筒体的运算 错误!未定义书签。前后端管箱筒体的运算s 错误!未定义书签。运算条件 错误!未定义书签。运算厚度 错误!未定义书签。液压试验时的应力校核 错误!未定义书签。压力及应力运算 错误!未定义书签。前后端管箱封头的运算 错误!未定义书签。运算条件 错误!未定义书签。厚度运算 错误!未定义书签。压力运算 错误!未定义书签。壳程圆筒运算 错误!未定义书签。运算条件 错误!未定义书签。厚度运算 错误!未定义书签。压力试验及应力校核 错误!未定义书签。压力及应力运算 错误!未定义书签。延长部分兼做法兰式管板（管板运算） 错误床定义书签。壳程圆筒 错误!未定义书签。管箱圆筒 错误!未定义书签。换热管 错误!未定义书签。管板 错误!未定义书签。管箱法兰 错误!未定义书签。壳体法兰 错误!未定义书签。系数运算 错误!未定义书签。危险组合工况 错误!未定义书签。只有壳程压力P,而管程设计压力P=0,不计入膨胀变形差。错误!未定义书签。只有壳程压力P,而管程设计压力P=0，计入膨胀变形差。错误!未定义书签。只有管程压力P，而壳程设计压力P=0，不计入膨胀变形差错误！未定义书签。只有管程压力P，而壳程设计压力P=0，计入膨胀变形差错误！未定义书签。膨胀节的选取 错误!未定义书签。管箱法兰连接 错误!未定义书签。法兰连接 错误!未定义书签。螺栓面积、载荷 错误!未定义书签。法兰力矩 错误!未定义书签。开孔补强 错误!未定义书签。壳体开孔补强 错误!未定义书签。封头开孔补强 错误!未定义书签。TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"5结论 38\o"CurrentDocument"致谢 39参考文献 40固定管板式换热器BEM600-1.37/1.49-140-6/19-1设计1绪论固定管板式换热器是目前应用最为广泛的换热设备，几乎在所有的工业领域中都有应用，专门广泛应用于化工、能源、机械、交通、冶金、动力及航空航天等。固定管板式换热器的经典结构，管束连接在管板上，管板兼做法兰与壳体焊接。管板与管箱采纳法兰连接。为了减少热应力，通常在固定管板式换热器中设置膨胀节，来吸取膨胀差。固定管板式换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到最为广泛的应用。固定管板式换热器具有结构简单、紧凑，能承担较高的压力，可靠性高，易于制造，处理能力大，造价低，选用的材料范畴广，管程清洗方便，能承担较高的操作压力和温度，管子损坏时易于堵管或更换等优点，在高温、高压和大型换热器中，管壳式换热器占有绝对优势，研究与开发此类新型的换热器，对工业进展与经济增长具有重大意义。2换热器的分类及其工作原理2.1换热器的分类及其工作原理按换热设备热传递原理或传热方式进行分类，能够分为以下几种要紧形式。(1)直截了当接触式换热器这类换热器又成混合式换热器，它是利用冷，热流体直截了当接触，彼此混合进行换热的换热器。如冷却塔，冷却冷凝器等。为增加量流体的接触面积，以达到充分换热，在设备中常放置填料和栅板，通常采纳塔状结构。直截了当接触式换热器具有传热效率高，单位容积提供的传热面积大，设备结构简单，价格廉价等优点，但又仅适用于工艺上承诺两种流体混合的场合。(2)蓄热式换热器这类换热器又称回热式换热器。它是借助于由固体构成的蓄热体与热流体和冷却体交替接触，把热量从热流体传递给冷流体的换热器。在换热器内第一由热流体通过，把热量积蓄在蓄热体中，然后由冷流体通过，由蓄热体把热量开释给冷流体。由于两种流体交替与蓄热体接触，因此不可幸免地会使两种流体少量混合。若两种流体不承诺有混合，则不能采纳蓄热式换热器。蓄热式换热器结构紧凑，价格廉价，单位体积传热面积大，故较适合用于气-气热交换的场合。如回转式空气预热器确实是一中蓄热式换热器。(1)间壁式换热器间壁式换热器又称表面式换热器。他是利用间壁(固体壁面)将进行热交换的冷热两种流体隔开，互不接触，热量由热流体通过间壁传递给冷流体的换热器。间壁式换热器是工业生产中应用最为广泛的换热器，其形式多种多样，如常见的管壳式换热器和板式换热器都属于间壁式换热器。(2)中间载体式换热器这类换热器是把两个间壁式换热器由在其中循环的载热体连接起来的换热器。载热体在高温流体换热器和低温流体换热器之间循环，在高温流体换热器中吸取热量，在低温流体换热器换热器中把热量开释给低温流体，如换热管式换热器。间壁式换热器分为以下几类。(1)管式换热器这类换热器差不多上通过管子壁面进行传热的换热器。按传热管的结构形式不同大致可分为蛇管式换热器，套管式换热器，缠绕管式换热器。①蛇管式换热器蛇管式换热器一样由金属或非金属管子，按需要弯曲成所需的形状，如圆盘形，螺旋形和长的蛇形等。它是最早显现的一种换热设备，具有结构简单和操作方便等优点。按使用状态的不同，蛇管式换热器又可分为沉醉式蛇管和喷淋式蛇管两种。②套管式换热器它是由两种不同的大小直径的管子组成同心管，两端用U形弯管将他们连接成排，并依照实际的需要，排雷组合形成传热单元。换热时，一种流体走内管，另一种流体走内外管之间的环隙，内管的壁面为传热面，一样按逆流的方式进行传热。两种流体都能够再较高的温度，压力，流速下进行换热。套管式换热器的优点是：结构简单，工作适应范畴大，传热面积增减方便，两侧流体均可提高流速，使传热面的两侧都可有较高的传热系数；缺点是单位传热面的金属消耗量大，检修，清洗和拆卸都较苦恼。③管壳式换热器这类换热器是目前应用为最广泛的换热设备。在圆筒形壳体中放置了由许多管子组成的管束，管子的两端固定在管板上，管子的轴线与壳体平行。为了增加流体在管外空间的流速并支撑管子，改善传热性能，在筒体内间隔安装许多折流板，用拉杆和定距管将其与管子组装在一起。管壳式换热器尽管在传热效率，结构紧凑性等方面均不如一些新型紧凑式换热器，但它具有明显的特点，即结构牢固，可靠性高，适用性广，易于制造，处理能力大生产成本低。④缠绕管式换热器这类换热器是在芯筒与外筒之间的空间内将传热管按螺旋线形状交替缠绕而成，相邻两层螺旋状传热管的螺旋方向相反，并采纳一定形状的定距件保持一定距离。缠绕管式换热器适用于同时处理多种介质，在小温差下需要传递较大热量且馆内介质操作压力较高的场合。(2)板面式换热器这类换热器差不多上通过板面进行传热的换热器。板面式换热器按传热面积的结构形式可分为：螺旋板式换热器，板式换热器，板翅式换热器，板翘式换热器和伞板式换热器。①螺旋板式换热器螺旋板式换热器是由两张平行钢板卷制成的具有两个螺旋通道的螺旋体构成，并在其上安装端盖和接管。其结构简单紧凑，单位体积内的传热面积约为管壳式的2-3倍，传热率比管壳式高50%-100%左右：制造简单，利用率高。②板式换热器板式换热器板式换热器是由一簇长方形的薄金属传热板片盒密封垫片一级压紧装置所组成。板片表面通常压制成为波浪形或槽形，以增加板的刚度，增大流体的湍流程度，提高热传导效率。两相邻板片的边缘用垫片夹紧，以防止流体泄露，起到密封作用，同时也使板与板之间形成一定的间隙，构成板片间的流体通道。冷热流体交替地在板片两侧流过，通过板片进行传热。板式换热器管在较低的流速下即可到达湍流，具有较高的传热效率。同时板式换热器还具有结构紧凑，使用灵活，清洗和修理比较方便。③板翅式换热器这种换热器的差不多结构是在两块平行金属板之间放置一种波浪形状的金属导热翅片，在其两侧边缘以封条密封而组成单元体，对各个单元进行不同的组合适当的排列，并焊牢，组成的板束，把若干板束按需要组装在一起，变构成逆流，错流，错逆流板翅式换热器。④板翘式换热器板翘式换热器要紧由板束和壳体两部分组成，是介于管壳式和板式换热器之间的一种换热器。板束相当于管壳式换热器的管束，每一板束元件相当于一根管子，由板束元件构成的通道成为板式换热器的板程。具有结构紧凑，单位体积包含的换钱面积较管壳式换热器增加70%；传热效率高，压力降小。⑤伞板式换热器伞板式换热器是中国独创的新型高效管热器，由板式换热器演变而来。伞板式换热器是由伞形传热板片，异形垫片，端盖和进出口接管等组成。它以伞形板片代替平板片，从而使制造工艺大为简化成本降低。该设备的螺旋流道内具有湍流花纹，增加了流体的扰动程度，因而提高了传热效率。伞板式换热器具有结构紧凑，传热效率高，便于拆洗等优点。换热器的材料换热器常用钢材(1)钢材形状钢材的形状包括板、管、棒、丝、锻件、铸件等。换热器用的钢要紧形状是板、管和锻件。①钢板钢板是换热器最常用的材料，如圆筒一样由钢板卷焊而成，钢板通过冲压或旋压制成封头等。在制造过程中，钢板要通过各种冷热加工，如下料、卷板、焊接、热处理等，因此，钢板应具有较高的强度以及良好的塑性、韧性、冷弯性能和焊接性能。②钢管压力容器的接管、换热管等常用无缝钢管制造。它们通过焊接与容器壳体、法兰等连接在一起。一样要求钢管有较高的强度、塑性和良好的焊接性能。③锻件高压容器的平盖、端部法兰与接管法兰等常用锻件制造。依照锻件检验项目和数量的不同，中国压力容器锻件标准中，将锻件分为i、n、in、w四个级别。例如，1级锻件只需逐件检验硬度，而W级锻件却要逐件进行超声检测，并进行拉伸和冲击检验。由于检验项目的不同，同一材料锻件的价格随级别的提高而升高。(2)钢材类型按化学成分分类，换热器用钢可分为碳素钢、低合金钢和高合金钢。①碳素钢碳素钢为含碳量小于2.06%的铁碳合金。除碳以外，还含有少量的硫、磷、硅、氧、氮等元素。换热器用碳素钢有碳素结构钢，如Q235-B和Q235-C钢板，10、20钢管，20、35钢锻件。②低合金钢低合金钢是一种低碳低合金钢，合金元素含量较少(总量一样不超过3%),具有优良的综合力学性能，其强度、韧性、耐腐蚀性、低温顺高温性能等均优于相同含碳量的碳素钢。采纳低合金钢，不仅能够减小容器的厚度，减轻重量，节约钢材，而且能解决换热器在制造、检验、运输、安装中因厚度太大所带来的各种困难。③高合金钢换热器中采纳的低碳或超低碳高合金钢大多是耐腐蚀、耐高温钢，要紧有铭钢、铭银钢和铭银钼钢。铭钢0Cr13是常用的铁素体不锈钢，有较高的强度、塑性、韧性和良好的切割加工性能，在室温的稀硝酸以及弱有机酸中有一定的耐腐蚀性，但不耐硫酸、盐酸、热磷酸等介质的腐蚀。0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti、00Cr19Ni10这三种钢均属于奥氏体不锈钢。0Cr18Ni9在固溶态具有良好的塑性、韧性、冷加工性，在氧化性酸和大气、水、蒸汽等介质中耐腐蚀性亦佳。但长期在水及蒸汽中工作时，0Cr18Ni9有晶间腐蚀倾向，同时在氯化物溶液中易发生应力腐蚀开裂。00Cr19Ni10Ti具有较高的抗晶腐蚀能力，可在一196〜600℃温度范畴内长期使用。00Cr19Ni10为超低碳不锈钢，具有更好的耐蚀性。00Cr18Ni5Mo3Si2是奥氏体一铁素体双相不锈钢，耐应力腐蚀、小孔腐蚀的性能良好，适用于制造介质中含氯离子的设备。除上述钢材外，耐腐蚀换热器还采纳复合板。复合板由复层和基层组成。复层与介质直截了当接触，要求与介质有良好的相容性，通常为不锈钢、钛等耐腐蚀材料，其厚度一样为基层厚度的十分之一到三分之一。基层与介质不接触，要紧起承载作用，通常为碳素钢和低合金钢。用复合板制造耐腐蚀换热器，可节约大量昂贵的耐腐蚀材料，从而降低压力容器的制造成本。复合板的焊接比一样钢板复杂，焊接接头往往是耐腐蚀的薄弱环节，因此厚度较薄、直径小的换热器最好不用复合板。换热器零部件间焊接还需要焊条、焊丝、焊剂、电极和衬垫等焊接材料。一样应依照待连接件的化学成分、力学性能、焊接性能，结合换热器的结构特点和使用条件综合考虑选用焊接材料，必要时还应通过试验确定。有色金属和非金属(1)有色金属有色金属在退火状态下的强度比较稳固，一样都在退火状态下使用，选用时应注意选择同类有色金属中的合适牌号。换热器中常用的有色金属有以下几种。①铜及其合金在没有氧存在的情形下，铜在许多非氧化性酸中差不多上比较耐腐蚀的。但铜最有价值的性能时在低温下保持较高的塑性及冲击韧性，时制造深冷设备的良好材料。②铝及其合金铝专门轻（密度约为钢的三分之一），耐浓硝酸、醋酸、碳酸、氢铵、尿素等，不耐碱，在低温下具有良好的塑性和韧性，使用温度范畴为一269〜200℃,有良好的成型和焊接性能，可用来制作压力较低的储罐、塔、热交换器，防止污染产品的设备及深冷设备。③镍和镍合金在强腐蚀介质中比不锈钢有更好的耐腐蚀性，比耐热钢有更好的抗高温强度，最高使用温度可达900℃,由于价格高，一样只用于制造专门要求的压力容器。④钛和钛合金对中性、氧化性、弱还原性介质耐腐蚀，如湿氯气、氯化钠和次氯酸盐等氯化物溶液，具有密度小、强度高（相当于20R）、低温性能好、粘附力小等优点，但单位质量价格高，比一样钢材高20倍左右，使用温度仅限于350℃以内。在介质腐蚀性强、寿命长的设备中应用，可获得较好的综合经济成效。（2）非金属材料非金属材料具有耐腐蚀性好，品种多，资源丰富的优点，在容器上也有宽敞的应用前景。它既能够单独用作结构材料，也可用作金属材料爱护衬里或涂层，还可用用作设备的密封材料、保温材料和耐火材料。非金属材料用于压力容器，除要求有良好的耐腐蚀性外，还应有足够的强度，良好的热稳固性，良好的加工制造性能。其缺点一样是：大多数材料耐热性不高，对温度波动比较敏锐，与金属相比强度较低（除玻璃钢外）。换热器中常用的非金属材料有以下几种。①涂料涂料是一种有机高分子胶体的混合物，将其平均地涂在容器表面上能形成完整而坚强的薄膜，起耐腐蚀和爱护作用。②工程塑料工程塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料的特点是在一定温度下能够变软，而不发生化学变化，冷却后又变硬，再加热又软化。如聚氯乙烯、聚四氟乙烯、ABS等，可用作密封元件、衬里等的材料。③不透性石墨具有良好的化学稳固性、导电性和导热性，可用于制造热交换器。④陶瓷具有良好的耐腐蚀性能，且又一定的强度，被用来制造塔、储槽、反应器和管件。⑤搪瓷搪瓷设备是由含硅量高的瓷釉通过900℃左右的高温煅烧，使瓷釉密着于金属胎表面而制成的。它具有优良的耐腐蚀性能，具有一定的强度，被用来制造塔、储槽、反应器和管件。换热器研究现状及进展趋势换热器是广泛应用于汽车、航空、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工、食品、工程机械等行业的一种通用设备。按其传热面的形状和结构进行分类可分为管型、板型和其他形式换热器。而板型换热器可分为螺旋型板式换热器、板式换热器和板翅式、板壳式换热器。其他形式的换热器是为了某一专门的要求而显现的换热器，如回转式换热器、热管等。板翅式换热器第一应用在航空和汽车行业，现在空分设备绝大多数采纳板翅式换热器。其历史能够追溯到上个世纪30年代，由英国马尔斯顿.艾克歇尔瑟公司生产出了第一台铜质钎焊的板翅式换热器，40年代显现了铝质钎焊的板翅式换热器,50年代开始应用于空分装置,而我国是60年代开始研制的。目前,就板翅式换热器而言，差不多上全部采纳铝合金制造，要紧由封头和芯子组成。封头由5A02即LF02制造,芯子由3A21即LF21制造。封头和芯子之间依照顾客需要采纳法兰连接或焊接。假如采纳法兰连接还要添加垫子,由石棉橡胶制成,防止渗漏,要注意跑、冒、滴、漏的发生。由于铝具有良好的低温韧性，故空分装置，绝大多数采纳铝制板翅式换热器。但由于其承担压力不高，且受钎焊炉的尺寸的限制，板翅式单元尺寸不能做的太大,故只有在高压或特大容量的空分设备换热器的选型中，才有考虑采纳其他类型换热器,因此也能够采纳拼接的方法将几个小的换热器组装成一个大的换热器。其适用范畴一样在250℃以下这是因为铝的熔点比较底,温度再高其强度得不到保证。设计换热器时，翅片的选择也专门重要。关于换热器而言，在满足顾客要求的情形下,压降越低越好。如此能减少能耗，降低运行成本。关于油-气系统，其压降一样为0.1Mpa,气-气系统,其压降0.01Mpa。工程机械中的换热器,其介质为油-气,用多孔的翅片形式比较好，因为假如用锯齿型翅片，翅形复杂加上油的黏度大，相应的阻力也大,在进行水压试验时,容易显现换热器涨破的现象,质量得不到保证。封头一样采纳氩狐焊，能够是手工的，也能够是半自动的；其芯子部分采纳真空钎焊，改变了传统的由盐浴的老工艺。克服了容易局部脱焊，污染严峻的缺点，真空钎焊能精确操纵温度，加热平均，变形小的特点，因而其质量、效率得到大大提高，成为目前国内厂家的首选。不同的厂家，由于设备、资金、人力的不同，因而翅片类型也不一样,一样有波浪的、锯齿的、多孔的、平直的等等。国内厂家可分为三个类型和层次，一类是国有大中型企业，如河南开封空分设备厂,杭州制氧机厂、兰州石油机械研究所。他们曾为我国换热器的国产化，作出了突出奉献.并研制开发了具有独立自主产权的换热器，打破了我国换热器长期依靠进口的局面，填补了我国在这这一领域的空白。第二类是随着改革开放的深入，在东南一些发达的省份,如江苏、浙江,山东,其乡镇企业发达,数量众多,成为生产换热器的一支生力军。其一开始是为主机公司生产配件，其技术也源于主机厂，到后来成为其竞争的对手，通过聘用离、退休人员，来加强自己的技术力量。这类厂子规模从数十人到数百人不等，通常以一个村为单位。第三类，确实是从乡镇企业分流出去的一部分人，他们要么有技术，要么有资金,要么有市场，自己创办的私营企业。他们由于规模较小，往往能够为顾客量体裁衣,也赢得了一定的市场份额,从而稳步进展。同一类产品在国外，如英格索兰、阿特拉斯、舒瑞浦，瑞典的阿法拉伐。而对石油工业中某些大型、高压、有相变的多股流板翅式换热器的设计、制造，由于过去这些大型石化设备差不多上差不多上进口，国内行业没有机遇进行研制，因此这方面有待于研发。1878年德国人发明了板式换热器,通过一个多世纪的进展,差不多得到了广泛的应用和推广，成为紧凑、高效的换热设备之一，与螺旋板式和板翅式共称为紧凑式换热器。板式换热器由薄金属片压制组装而成，按其板片材质的不同，能够分为铜、不锈钢、镍、石墨。按拆装方式分能够分为可拆卸式、半焊接式、全焊接式、双壁式、大间隙式板式换热器等类型。上世纪七十年代末期，阿法拉伐发明了铜钎焊板式换热器，为暖通空调及制冷的设计理念带来了一场革命，在那以后，铜钎焊板式换热器得到迅猛的进展，以其高效、紧凑和密封迅速占据了许多传统换热器的领地。但在其进展过程中，也遇到了禁区。作为他的替代物,银钎焊板式换热器产生了。但由于银与不锈钢的亲和性远不如铜，因此银钎焊板式换热器承压较低，在高压或温度波动时寿命较短，应用受到制约。且镍钎焊成本高，加工困难，始终未成为主流。现有的激光焊接板式换热器有专门好的性能（专门是阿法拉伐的激光半焊式换热器优异的抗冻性能），然而在小负荷的情形下，由于其加工成本高，不具有适用性。目前,在汽车、柴油机行业，用不锈钢板式换热器比较多，冷却介质为水，以全钎焊式为主,采纳真空钎焊,质量比较好,更换率低。就单板面积而言，国外的面积比较国内的大。设计压力也比国内较大。目前国内厂家设计换热器流行的方法是对数平均温差法和NTU法。在运算机没有普及的时候,各个厂家大多采纳运算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。目前,越来越多的厂家采纳运算机运算,如此,板式换热器的工艺运算变得快捷、方便、准确。目前还显现了一种新型复合流程系列换热设备。此系列换热器专门用来处理对密封垫有腐蚀性的介质。双板的组合体由激光焊接（或一般焊接）的通道和传统的垫片通道相间组成.腐蚀性的介质流入焊接的通道内，与一对焊接板板间的两个圆形孔道垫片相接触.这些孔道垫片由专门耐久的人造橡胶或其它如PTFE等非弹性材料制造,非腐蚀性介质以传统的橡胶垫片双壁板式换热器适用于两种换热介质互混后会发生有害的反应情形，以双板代替单板。双板之上穿孔会使介质漏到板间中，从而在板间中流出别处。两种介质保证无法互混。关于多管式热交换器，双路中间冷却器，间接加热式线圈等所适用的场合都适用于双板式热交换器。其用途广泛，如变压器油的冷却、饮料的加热、化学、生物学、食品、医药等各种场合密封.这种换热器可适用于用氨作为冷却剂的冷冻机，溶可适用于温度和压力有猛烈变化的高温高压过程及对密封垫有腐蚀的流体.其用途广泛，例如：重复加热、冷却多种化学物质的化学工厂及医药品工厂，还有石油、瓦斯精制工厂的加热、冷却、凝聚、蒸发。采纳耐腐蚀性高的石墨替代金属,可达到优异的耐腐蚀性.关于一样金属材料不能适应的介质，如盐酸、硫酸、氢氟酸、磷酸等，石墨板式换热器的效率比其它形式的石墨换热器效率大幅度提高，而且使用于高温高压下操作。针对有些流体含有纤维或小颗粒以及高粘度的特点，而开发出来的热交换器，适用于制糖、发酵、酒精、造纸、纸浆工业。大间隙板式换热器提供畅通的通道进行热交换,可保证流体达到高紊流性和高传热效率。这种换热器的使用时刻及两次清洗间隔的时刻都比管壳式换热器的更长。同时，板的表面也专门容易人工清洗。板式蒸发器/冷凝器是唯独能将蒸发器和冷凝器两种工况结合在一个换热器完成的。它是由一组激光焊接和传统的垫片密封通道交替组成。特点是通道宽，蒸汽角孔大,可养活压力降,适合真空和低压蒸发及冷凝。除用于糖液的浓缩外,其用途范畴还包括酒精的蒸发，沉淀物的浓缩等。可在食品、医药行业时里用于流体的加热和冷却。其框架和接管可依照工艺流程的需要被设计成多种流体在一台换热器内运行。换热器的每个零部件，包括橡胶密封垫都严格按食品卫生的标准精心制作。另外它还可依照用户的要求加盖爱护板、爱护套、3A要求抛光等等。1930年瑞典“ROSENBLAN”公司第一提出了螺旋板式换热器的的结构，并专门快投入了生产。以后西方各国相继设计了制造了同类产品。我国是在二战后50年代开始在化工领域内使用螺旋板式换热器,并进行了仿照。管式换热器是一种传统的标准换热设备而在许多工业部门得到保证。特点是适应性强、清洗方便、生产成本低、选材广。材料为低碳钢、低合金钢以及不锈钢。有的为了降低成本，且满足顾客对耐蚀性的要求，换热管采纳不锈钢，而筒体采纳碳钢,达到了降本增效的目的。随着微型加工技术的进展,微型换热器也得到了迅猛的进展。由于微型换热器占地面积小，传热特性好,效率高。微型换热器可用于液-液、气-气、气-液等多相体系。奥大利压的Heatric公司在1986年开发了印刷线路板式换热器,这是第一个推向市场成为产品换热器。美国也已研制了冷却通道宽25um,200um导热片厚度为15um的微型换热器,设计能承担的局部热量大于1Kw/Cm,固定面与工作液体之间的温差为10〜20,可用于卫星的温度操纵系统。1999年7月，美国哥伦比亚号航天飞机携带了30个如此的微型换热器。为连续、高速检测提供了可靠的保证。由于现代社会快速进展，对能源的需求越来越多，而一直作为主流的石化能源是不可再生资源,在造成了人类生存环境的极大污染的同时也在加速着自身的枯竭。热能是能源的要紧表达形式之一。在热能利用中，约有80%通过换热器转化为不同用途。假如能提高换热器的传热效率，将大大提高能源利用率。换热器在我国有着宽敞的市场。仅山东省每年的换热器生产就有5万台左右，但这些类型的换热器不仅缺乏技术上的创新，也缺乏常规产品的自主知识产权。在一些应用性技术中，我国与国际先进水平相比有专门大的差距，以化工换热设备传热系数进行比较，我国目前设备的传热系数一样只及国外发达国家同类设备的1/5〜1/2。因此在加强传热学方面的研究外,要紧要考虑从生产制造方面提高产品的质量。(1)材料方面.在满足顾客要求的同时，选用合适的材料，最大限度的保证强度和传热系数。也确实是说，要选择传热性好的材料，要敢于尝试新的材料。要对产品进行可追溯性的记录。(2)制造方面，选择优良的工艺方法，保证产品和图纸一致，能够最大限度的表达设计的优势。工艺要分出主次，依照产品的重要程度选择恰当的工艺，保证每一道工序,最终提高整个产品的性能和寿命。在焊接之前,母材要注意清洗洁净,不得有油污、铁锈、氧化物，假如有,一定要打磨清洗洁净。焊条要烘干，不用时放在保温箱中储存。一定要依照材质制定恰当的工艺，必要时，先进行试制，试制工艺，时刻不能超过三个月，当合格后，要组织相关人员进行工艺验证，验证合格后，试制工艺才能转变为正式的工艺文件。(3)要有质量意识。要使质量理论深入人心，让每个人都参与到质量治理的行列中来，把被动转化成一种主动。随着产品的国际化的增强，各个厂家都专门重视质量问题，通用的采纳ISO9001认证，使得产品质量得到有效的操纵。随着焊接技术的快速进展，换热器的质量也得到飞速的进展。采纳自动生产线，不仅效率得到大大提高，而且焊缝成型美观，质量有保证，焊接接头少，焊缝宽度平均，减少了工人的劳动,提高了工人的健康水平。(4)生产过程要有记录,作好数据分析和操纵，保持产品的可追溯性。换热器要紧的适用工况为工业设备上，专门是化工领域。看近期国内的经济趋势，应该能有一个专门好的进展空间。3换热器设备各部分的设计说明换热器设备各部分的材料选择换热器材料费用占总成本的比例专门大，一样超过30%。材料性能对换热器运行的安全性有显著的阻碍。选材不当，不仅会增加总成本，而且有可能导致换热器破坏事故。因此，合理选材是换热器设计的关键之一。换热器用材料多种多样，有钢、有色金属、非金属、复合材料等，使用最多的是钢，那个地点要紧讨论钢材的差不多要求和选用。常压容器对材料的差不多要求换热器用钢的差不多要求是有较高的强度，良好的塑性、韧性、制造性能和于介质相容性。改善钢材性能的途径要紧有化学成分的设计、组织结构的改变和零件表面改性。现对换热器用钢的差不多要求作进一步分析。(1)化学成分钢材化学成分对其性能和热处理有较大的阻碍。提高碳含量可能使强度增加，但可焊性差，焊接时易在热阻碍区显现裂纹。因此，换热器用钢的含碳量一样不应大于0.25%。在钢中加入钒、钛、铌等元素，可提高钢的强度和韧性。硫和磷是钢中最要紧的有害元素。硫能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低。磷能提高钢的强度，但会增加钢的脆性，专门是低温脆性。将硫和磷等有害元素含量操纵在专门低水平，即大大提高钢材的纯洁度，可提高钢材的韧性、抗中子辐照脆化能力，改善抗应变实效性能、抗回火脆化性能和耐腐蚀性能。因此，与一样结构钢相比，换热器用钢对硫、磷、氢等有害杂质元素含量的操纵更加严格。另外，化学成分对热处理也有决定性的阻碍，假如对成分操纵不严，就达不到预期的热处理成效。(2)力学性能由于载荷(如载荷种类、作用方式等)和应力状态的不同，以及钢材在受力状态下所处的工作环境的不同，钢材受力后所表现出的不同行为，称为材料的力学行为。例如，低碳钢拉伸试件缩颈中心部位处于三向应力状态，显现的是大体上与载荷方向垂直的纤维状断口，而边缘区域接近平面应力状态，产生的是与载荷成45°的剪切蠢。因此，钢材的力学行为，不仅与钢材的化学成分、组织结构有关，而且与材料所处的应力状态和环境有紧密的关系。韧性对换热器安全运行具有重要意义。在载荷作用下，换热器中的缺陷常会发生扩展，当裂纹扩展导某一临界尺寸时将会引起断裂事故，此临界裂纹尺寸的大小要紧取决于钢的韧性。假如钢的韧性高，换热器所承诺的临界裂纹尺寸就越大，安全性也越高。因此，为防止发生脆性断裂荷裂纹快速扩展，压力容器常选用韧性好的钢材。(3)制造工艺性能材料制造工艺性能的要求与容器结构形式和使用条件紧密相关。制造过程中进行冷卷、冷冲压加工的零部件，要求钢材有良好的冷加工成型性能和塑性。为检验钢板承担弯曲变形能力，一样应依照钢板的厚度，选用合适的弯心直径，在常温下做弯曲角度为180°的弯曲实验。试样外表面无裂纹的钢材方可用于换热器制造。换热器各零部件间要紧采纳焊接连接，良好的可焊性是换热器用钢一项极重要的指标。可焊性是指在一定焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。钢材的可焊性要紧取决与它的化学成分，其中阻碍最大的是含碳量，含碳量愈低，愈不易产生裂纹，可焊性愈好。常压容器钢材的选择换热器零件材料的选择，应综合考虑容器的使用条件、相容性、零件的功能和制造工艺、材料性能、材料使用体会(历史)、综合经济性和规范标准。(1)换热器的使用条件使用条件包括设计温度、设计压力、介质特性和操作特点，材料选择要紧由使用条件决定。例如，容器使用温度低于0℃时，不得选用Q235系列钢板；关于高温、高压、临氢压力容器，材料必须满足高温下的热强性(蠕变极限、持久极限)、抗高温氧化性能、抗氢腐蚀及氢脆性能，应选用抗氢钢，蠕 15CrMoR、2.25Cr-1Mo等。用碳素钢或珠光体耐热钢作为抗氢钢时，应按Nelson设计曲线选用。流体高速流淌会产生冲蚀或气蚀。流体速度也会阻碍材料的选择。流体中含有固体颗粒时，冲蚀速度有可能显著增加。关于压力专门高的容器，常选用高或超高强度钢。由于钢的韧性往往随着强度的提高二降低，现在应专门注意强度和韧性的匹配，在满足强度要求的前提下，尽量采纳塑性和韧性好的材料。这事因为塑性、韧性好的高强度钢，能降低脆性破坏的概率。在承担交变载荷时，可将失效形式改变为未爆先漏，提高运行安全性。(2)相容性相容性一样是指材料必须与其相接触的介质或其他材料相容。关于腐蚀性介质，应选用耐腐蚀材料。当换热器零部件由多种材料制造时，各种材料必须相容，专门时需要焊接连接的材料。当不相似的金属在电介质溶液中时，金属接触会加快腐蚀速度。例如，钢在海水中与铜合金接触时，腐蚀速率明显加快。(3)零件的功能荷制造工艺明确零件的功能荷制造工艺，据此提出相应的材料性能要求，如强度、耐腐蚀性等。例如，筒体和封头的功能要紧时形成所需要的承压空间，属于受压元件，且与介质直截了当接触，关于介质腐蚀性专门强的中、低压压力容器，它们应选用耐腐蚀的换热器专用钢板；而支座的要紧功能时支承容器并将其固定在基础上，属于非受压元件，且不予介质接触，除垫板外，可选用一样结构钢，如一般碳素钢。(4)材料的使用体会(历史)对成功的材料使用实例，应搞清晰所用材料化学成分(专门是硫和磷等有害元素)的操纵要求、载荷作用下的应力水平和状态、操作规程和最长使用时刻。因为这些因素，会阻碍材料的性能。即使使用相同钢号的材料，由于上述因素的改变，也会使材料具有不同的力学行为。对不成功的材料使用实例，应查阅有关的失效分析报告，依照失效缘故，采纳有针对性的措施。(5)综合经济性阻碍材料价格的因素要紧有冶炼要求(如化学成分、检验项目和要求等)、尺寸要求(厚度及其偏差、长度等)和可获得性(Availabili)t等。一样情形下，相同规格的碳素钢的价格低于低合金钢，不锈钢的价格高于低合金钢。当所需不锈钢的厚度较大时，应尽量采纳复合板、衬里、堆焊或多层结构。与介质接触的复层、衬里、堆焊层或内层，用耐腐蚀材料，而外层用一样换热器用钢。在有的场合，尽管有色金属的价格高，但由于耐腐蚀性强，使用寿命长，采纳有色金属可能更加经济。(6)规范标准和一样结构钢相比，换热器用钢有许多专门要求，应符合相应国家标准和行业标准的规定。钢材使用温度上限和下限、使用条件应满足标准要求。在中国，钢材的使用温度下限，除奥氏体钢或另有规定外，均高于一20℃。许用应力也应按标准选取或运算。采纳国外材料时，应选用国外压力容器规范承诺使用，且国外已有成功使用实例的材料，其使用范畴应符合材料生产国相应规范和标准的规定。设备制造工艺过程筒体筒体可分为单层式和组合式两大类。单层式筒体结构优点是结构简单，但厚壁单层式圆筒也存在一些问题，要紧表现在：①除整体锻造式厚壁圆筒外，还不能完全幸免较薄弱的深环焊缝和纵焊缝，焊接缺陷的检测和排除均较困难；且结构本身缺乏阻止裂纹快速扩展的能力；②大型锻件及厚钢板的性能不及薄钢板，不同方向力学性能差异较大，韧脆转变温度较高，发生低应力脆性破坏的可能性也较大；③加工设备要求高。常见的组合式筒体有多层包扎式、热套式、绕板式、整体多层包扎式、绕带式。管箱壳体直径较大的换热器大多采纳管箱结构。管箱位于管壳式换热器的两端，管箱的作用式把从管道输送来的流体平均地分布到各换热管和把管内流体聚拢在一起送出换热器。在多管换热器中，管箱还起改变流体流向的作用。管箱的结构形式要紧以换热器是否需要清洗或管束是否需要分程等因素来决定。管板管板由机械加工完成，其孔径和孔间距依照不同的管束有公差要求。钻孔可用划线钻孔、钻模钻孔，先进一点能够采纳数控机床。但采纳划线钻孔时，由于精度较差，在钻折流板管孔时，必须将管板和折流板重叠起来配钻，钻后再把折流板依次编号和方位图，便于装配。换热管(1)换热管形式除光管外，换热管还可采纳各种各样的强化传热管，如翅片管、螺旋槽管、螺纹管等。当管内外两侧给热系数相差较大时，翅片管的翅片应布置在给热系数低的一侧。(2)换热管材料常用材料有碳素钢、低合金钢、不锈钢、铜、铜镍合金、铝合金、钛等。此外还有一些非金属材料，如石墨、陶瓷、聚四氟乙烯等。设计时应依照工作压力、温度和介质腐蚀性等选用合适的材料。(3)换热管排列形式及中心距换热管在管板上的排列形式要紧有正三角形、正方形和转角正方形。正三角形排列形式能够在同样的管板面积上排列最多的管数，故用得最为普遍，但管外不易清洗。为便于清洗，能够采纳正方形或转角正方形排列的管束。折流板及支撑板设置折流板的目的是为了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，增大壳程流体的传热系数，同时减少结垢。在卧式换热器中，折流板还起支承管束的作用。当工艺上无需折流板要求，而换热管又比较细长，以及浮头式换热器的浮头端重量较重或U行管换热器的管束较长时，则应考虑设置支持板，以起到防止换热管变形的目的。常用的折流板形式有弓形和圆盘一圆环两种。其中弓形折流板有单弓形、双弓形和三弓形三种。依照需要也可采纳其他形式的折流板与支持板，如堰形折流板。管束组装将管束分成若干程数，使流体依次流过各程管子，以增加流体速度，提高传热系数。管束分程可采纳多种不同的组合方式，关于每一程中的管数应大致相等，且程与程之间温度相差不宜过大，温差以不超过20℃左右为宜，否则在管束与管板中将产生专门大的热应力。封头压力容器封头的种类较多，分为凸形封头、锥壳、变径段、平盖及紧缩口等，其中凸形封头包括半球形封头、椭圆形封头、碟形封头和球冠形封头。采纳什么样的封头要依照工艺条件的要求、制造的难易程度和材料的消耗等情形来决定。对受平均内压封头的强度运算，由于封头和圆筒相连接，因此不仅需要考虑封头本身因内压引起的薄膜应力，还要考虑与圆筒连接处的不连续应力。连接处总应力的大小与封头的几何形状和尺寸，封头与圆筒厚度的比值大小有关。但在导出封头厚度设计公式时，只要利用内压薄膜应力作为依据，而将因不连续效应产生的应力增强阻碍以应力增强系数的形式引入厚度运算式中。应力增强系数由有力矩理论解析到处，并辅以实验修正。封头设计时，一样应优先选用封头标准中举荐的形式与参数，然后依照受压情形进行强度或稳固性运算，确定合适的厚度。换热设备中换热管与管板的连接胀接工作过程如下：将胀管器插入换热管头，使换热管头发生塑性变形，直至完全贴合在管板上，并使管板孔壁周围已发生变形，然后拔出胀管器。由于换热管发生的是塑性变形，而管板仍旧处在弹性变形状态，扩大后的管径不能缩小，而管板孔壁则要弹性复原而使孔经变小（复原），如此就使换热管与管板紧紧地连接在一起了。焊接通过加热或加压或两者并用，同时用或不用填充材料，使焊件达到结合的一种方法叫焊接。焊接是两件或两件以上零件，在加热或（和）加压的状态下，通过原子或分子之间的结合和扩散，形成永久性连接的工艺过程，具有生产效率高、材料节约、结构紧凑等优点。依照焊接过程的特点不同，一样将焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊。在换热器制造中应用最广的是溶接。焊接不仅能够解决各种钢材的连接，而且还能够解决铝、铜等有色金属及钛、锆等特种金属材料的连接，因而已广泛应用于机械制造、造船、海洋开发、汽车制造、石油化工、航天技术、原子能、电力、电子技术及建筑等部门。据工业发达国家统计，每年仅需要进行焊接加工之后使用的钢材就占钢总产量的45%左右。胀焊连接(1) 先胀后焊换热管与管板胀接后，在管端应留有15ram长的未胀管腔，以幸免胀接应力与焊接应力的迭加，减少焊接应力对胀接的阻碍，15ram的未胀管段与管板孔之间存在一个间隙。在焊接时，由于高温熔化金属的阻碍，间隙内气体被加热而急剧膨胀。据国外资料介绍，间隙腔内压力在焊接收口时可达到200〜300MPa的超高压状态。间隙腔的高温高压气体在外泄时对强度胀的密封性能造成致命的损害，且焊缝收口处亦将留下肉眼难以觉察的针孔。目前通常采纳的机械胀接，由于对焊接裂纹、气孔等敏锐性专门强的润滑油渗透进入了这些间隙，焊接时产生缺陷的现象就更加严峻。这些渗透进入间隙的油污专门难清除洁净，因此采纳先胀后焊工艺，不宜采纳机械胀的方式。由于贴胀是不耐压的，但能够排除管子与管板管孔的间隙，因此能有效的阻尼管束振动到管口的焊接部位。然而采纳常规手工或机械操纵的机械胀接无法达到平均的贴胀要求，而采纳由电脑操纵胀接压力的液袋式胀管机胀接时可方便、平均地实现贴胀要求。采纳液袋式胀管机胀接时，为了使胀接结果达到理想成效，胀接前管子与管板孔的尺寸配合在设计制造上必须符合较为严格的要求。只有如此关于常规设计的“贴胀+强度焊”可采纳先胀后焊的方式，而对专门设计的“强度胀+强度焊”则可采纳先贴胀，再强度焊，最后强度胀的方法。(2)先焊后胀在制造过程中，一台换热器中有相当数量的换热管，其外径与管板管孔孔径之间存在着较大的间隙，且每根换热管其外径与管板管孔间隙沿轴向是不平均的。当焊接完成后胀接时，管子中心线必须与管板管孔中心线相重合。当间隙专门小时，上端15mm的未胀管段将能够减轻胀接变形对焊接的阻碍。当间隙较大时，由于管子的刚性较大，过大的胀接变形将越过15mm未胀区的缓冲而对焊接接头产生损害，甚至造成焊口脱焊。因此关于先焊后胀工艺，操纵管子与管板孔的精度及其配合为首要的问题。当管子与管板腔的间隙小到一定值后，胀接过程将不至于损害到焊接接头的质量。有关资料显示，管口的焊接接头承担轴向力的能力是相当大的，即使是密封焊，焊接接头在做静态拉脱试验时，管子拉断了，焊口将可不能拉脱。然而焊口承担切向剪力的能力相对较差，因此强度焊后，由于操纵达不到要求，可能造成过胀失效或胀接对焊接接头的损害。3.3.4换热管与管板连接方式的选择(1)强度胀接一系指为保证换热器与管板连接的密封性能及抗拉强度的胀接适用范畴：①设计压力小于等于4Mpa；②设计温度小于等于300℃；③操作中无剧烈的振动，无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀。④换热管的硬度值一样要求低于管板的硬度值；⑤有应力腐蚀时，不应采纳管端局部退火的方式来降低换热管的硬度；⑥强度胀接的最小胀接长度应取管板的名义厚度减去3mm或50mm二者的最小值。⑦当有要求时，管板的名义厚度减去3mm或50mm之间的差值可采纳贴胀;或管板名义厚度减去3mm全长胀接。(2)强度焊一系指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉强度的焊接。适用范畴：可适用于本标准(GB151)规定的设计压力，但不适用于有较大振动及有间隙腐蚀的场合。(3)胀焊并用一强度胀加密封焊(系指保证换热管与管板连接密封性能的焊接)、强度焊加贴胀(系指为排除换热管与管孔之间缝隙的轻度胀接)两种方法。适用范畴：①密封性能要求较高的场合；②承担振动或疲劳载荷的场合；③有间隙腐蚀的场合；④采纳复合管板的场合。换热器的检验无损检测(1)表面检测表面检测方法是在换热器停产全面检验中首选的无损检测方法。检测部位为换热器壳体的对接焊缝及角焊缝的焊迹表面和换热器管板上与换热管的角焊缝等。铁磁性材料对接焊缝的表面检测一样采纳磁粉检测，角焊缝无法采纳磁粉检测时应采纳渗透检测，非铁磁性材料采纳渗透检测。检查的重点部位要紧时管板与壳体的焊缝、壳体大法兰的环焊缝、进出料法兰的接管角焊缝、管板角焊缝和易显现疲劳的部位等。(2)壳体焊缝表面裂纹的电磁涡流检测焊缝表面裂纹的磁粉或电磁涡流检测都需将被检焊缝表面事先清洁，除去表面防腐层或污垢，因此不适合换热器的在线检测。另外，换热器开罐检验时，大量的打磨工作一方面增加了换热器停产检验的时刻和费用，另一方面也减小了换热器焊缝部位壳体的壁厚。采纳涡流技术能够在不去除表面涂层的情形下探测金属材料的表面裂缝，然而，常规涡流方法只适用来检测表面光滑母材上的裂纹，对焊缝上的裂纹会因焊缝在高温溶融时产生的铁磁性变化和焊缝表面高低不平而显现杂乱无序的磁干扰而无法实施。针对该问题研究出的基于复平面分析的金属材料焊缝电磁涡流检测技术，可在有防腐层的情形下采纳专门的点式探头对焊缝表面进行快速扫描检测。基于复平面分析的电磁涡流表面裂纹检测仪采纳电流扰动磁敏探头技术来检测焊缝的表面裂纹，此方法承诺焊缝表面较为粗糙或带有一定厚度的防腐层，因此可对换热器壳体在运行过程中进行焊缝裂纹的快速检测；也能够在换热器停产进行全面检验时，先采纳该方法对焊缝进行快速检测，然后对可疑部位进行瓷粉或渗透检测复验，以确定表面裂纹的具体部位和大小。焊后热处理管板热处理通常是因为管板拼焊厚度过厚、或有堆焊耐蚀层或盛装高度极度危害介质，否则没有必要进行管板热处理。碳钢低合金钢多层管箱热处理和热处理后再进行法兰密封面的加工是因为隔板与管箱的焊接增加了管箱的拘谨度，为了排除焊接应力并幸免管箱法兰密封面的泄漏而提出的。电渣焊时由于热输入大，加热和冷却速度缓慢，高温停留时刻长，因此焊缝的一次结晶晶粒十分粗大，冲击韧度专门低，通常焊后应进行热处理。某些焊件，如厚壁压力容器焊后要进行排除焊接残余应力的热处理，常用的方法是高温回火。含钒低合金钢在600〜620℃回火后，塑性、韧度下降（回火脆性），回火温度宜选550〜560℃。压力测验换热器压力试验中，管头试压要紧检验换热管与管板的焊接质量，查看焊接接头是不是有泄漏，壳程试压要紧是检验壳体焊缝强度，开孔补强，壳体与管板的连接焊缝等强度和焊接质量，而管程试验压力除了检验上述外，还包括管板与法兰连接处是否泄漏。假如一通道试压，另一通道受力过大时，可采纳一个通道从开始试压到达设计压力时，另一通道充水，然后再升到试验压力，另一通道亦同时升压到（试验压力一设计压力），使两通道保持压差=设计压力。在整个试压过程中，要注意观看有无渗漏，关于可拆式螺旋板换热器还应注意端面的变形问题。换热管与管板连接接头的密封性能检验（1）传统检测法换热管与管板封口焊全部完成后，清洁焊缝，并将换热器竖立，壳程充入氮气或干空气达到一定压力后，在焊缝处涂肥皂水，用肉眼观看是否有气泡产生来判定是否焊缝密封，此法俗称“气泡法”。这种方法尽管操作简单，价格低廉，不需要专用设备。但其灵敏度、可靠性、检漏精度等受环境和检测人员的阻碍较大,其检测精度仅能达到1X10-2Pa-m3-s-1。对一样设备差不多满足精度要求。但随着产品的不断升级换代，专门是对一些重要换热设备，如四川为广东岭澳核电站一回路主系统生产的I级设备蒸汽发生器（其外型高22m,直径约5m）。该换热器用“气泡法”无法满足密封性精度的要求,现改用国际上较先进的氮质谱检漏技术。（2）氮质谱检漏氮质谱检漏技术是采纳质谱分析原理，利用氮气作为示踪气体，反映到氮检漏仪上，以光信号和音响方式表达出来。专用设备氮检漏仪、真空泵、专用吸盘等。检测方法和步骤第一将管板壳程侧表面和换热管末端、以及处于真空的区域进行干燥和清洁处理,除去油污、油脂、渗透探伤残余物和涂层，也确实是说要求清除可能阻碍氮检漏检查的所有杂质。其检测步骤为：a）启动抽真空装置使壳程获得低于1000Pa（10mbar）的真空度。b）通过混合装置向壳程充满干空气和氯气（氮气含量最低为20%）的平均混合物,其压力高于大气压力01MPa或为02+001MPa。c）用四孔专用吸盘（图中杯型罩）罩在四个相邻管孔焊缝上，如有泄漏气体，经真空金属软管吸到探测仪,就会发出声光报警。再改用单孔吸盘对可疑焊缝进行逐个检查。d）重复进行步骤c,直到所有焊缝都被检测。换热设备的日常检测与修理日常检查日常检查的目的是及时发觉设备存在的问题和隐患，采取正确的预防和处理措施，幸免设备事故发生。检查内容包括：(1)设备是否存在泄露；(2)保温或保冷是否良好；(3)无保温顺保冷的设备局部有无明显的变形；(4)基础或支架是否良好；(5)观看现场外表，温度、流量、压力等参数是否正常；(6)设备是否超温或超压等；(7)用听棒等设备判定设备是否存在专门声响；(8)确认设备内换热器是否存在相互磨擦和振动。换热器腐蚀的防护(1)降低介质的腐蚀性介质对不同的腐蚀体系有不同的阻碍，如奥氏体不锈钢在中性氯化物溶液中容易发生应力腐蚀,然而只要介质中氧的质量浓度低于1.3mg/m3就可不能发生应力腐蚀。因此，能够通过除去介质中的溶解氧和氧化剂以操纵应力腐蚀。降低介质中Cl-的质量浓度、严格操纵介质中硫的质量浓度也是操纵应力腐蚀的有效措施。(2)合理的工艺设计为幸免残留液和沉积物的滞留，焊接时尽量采纳双面对接焊和连续焊，幸免搭接焊和点焊。由于板片专门薄,焊接熔化后添补焊丝少，易造成焊缝成型差，因而在焊接工艺中应100%填补焊丝，以保证焊缝成型良好。(3)减小残余应力依照实际体会，引起应力腐蚀破裂的应力要紧是残余应力，而残余应力要紧是由冷加工以及焊接引起的内应力所构成。对冷加工件和焊接件进行热处理,有助于排除残余应力，从而也有助于防止应力腐蚀的产生。因此，焊接操作必须严格遵守有关焊接规程。热处理时对温度的操纵要适当,幸免因热处理产生残余应力。但采纳热处理排除残余应力的方法不仅费用较高，而且还有一些不足，如产生变形、碳化物沿晶界析出、形成氧化皮以及内应力的排除程度等。因此，在焊接板式换热器的制造过程中，应依照实际情形全面考虑，以决定是否采取消应力退火热处理排除残余应力。也可采纳其他排除残余应力的方法，如水压试验、振动时效、喷丸处理及锤击等。(4)电化学爱护法应力腐蚀断裂是应力作用下的阳极溶解过程。因此,能够采纳电化学爱护的方法操纵。金属或合金发生应力腐蚀断裂与电位有关,有些体系存在一个临界破裂电位,高于此值会产生腐蚀断裂。更多的体系有一定的敏锐电位范畴，那个电位范畴通常处于钝化活化区，通过电化学极化的方法能够使金属的电位离开那个敏锐的电位范畴。电化学爱护方法不但能够防止应力腐蚀断裂,而且在爱护参数选用得当的条件下即使产生了裂纹仍可使其停止扩展。采纳牺牲阳极爱护或表面喷涂耐蚀金属的方法,有时也能收到良好的成效。换热器的检修(1)拆开时的外观检查为了判明各部分的全面腐蚀、劣化情形，因此拆开后要赶忙检查污染的程度，水锈的附着情形，并依照需要进行取样分析实验。(2)壳体、通道和管板的检查按照一样结构，拆开后的内外侧检查一肉眼检查为主。对腐蚀部分，可用深度计或超声波测厚仪进行壁厚测定，判明是否超出承诺范畴。其次是通道、隔板往往由于使用中水垢堵塞和压力变化等情形而弯曲，或因垫圈装配不良流体从内隔板前端漏出引起腐蚀。另外管板由于扩管时的应力、管子堵塞和压力变化等阻碍容易弯曲，因此必须进行抗拉等项目的测定。(3)传热管的检查管子内侧缺陷，在距管板100mm