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管殼式換熱器管板與換熱管連接接頭泄漏分析及預防措施

文檔作者：成靈馮苗根文檔來源：杭州杭氧換熱設備有限公司		點擊數：	更新時間： 2022年10月18日
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管殼式換熱器管板與換熱管連
接接頭泄漏分析及預防措施
杭州杭氧換熱設備有限公司成靈馮苗根
摘要：描述了管殼式換熱器主要的泄漏現象，對泄漏原因進行了分析，從管接
頭形式的選擇、換熱管材料的質量、管子與管板材料的匹配、換熱管的
硬度、徑向間隙、制造工藝等各方面提出了應對泄漏的措施。
關鍵詞：管殼式換熱器；管板；換熱管；管接頭；泄漏；預防措施
管殼式換熱器管板與換熱管的連接接頭（以下簡稱：管接頭）的質量是換熱器設
計、制造質量的最重要的標志之一，換熱器的失效絕大多數原因集中在管接頭上，因
此選用安全、可靠的管接頭形式，研制相應的加工設備與技術是換熱器制造技術的關
鍵課題。

(1)管子與管板宜有一定的硬度差，即管板比換熱管的硬度應稍高，如16Mn管
板與10換熱管之間的脹接是合適的，但與20*換熱管脹接時，20換熱管則應進行管端
軟化退火；
(2)管孔及換熱管外圓面應光潔，以提高脹接后的密封性能；
(3)管孔開槽是增加拉脫力最有效的方法，強度脹一般開2個槽，厚管板可開更
多的槽；但在溫度、壓力都很低的工況中，也可不開槽或開1個槽；
(4)嚴格控制管孔與管子的徑向間隙，應該說徑向間隙是影響管接頭脹接質量
最重要的因素，因為脹接時必須先消除間隙然后繼續脹接才能達到脹接的目的，所以
間隙愈大，愈易過脹。
GB151一1999《管殼式換熱器》中I級管束的脹接質量肯定比Ⅱ級的好，而且
在管子與管板不存在硬度差時，間隙大小至關重要；TEMA(美國列管式換熱器制造
商協會)標準要求不銹鋼換熱管與不銹鋼管板在脹接時，采用特殊緊密配合（也就是
用小間隙)以彌補無硬度差，API Std660一2003美國石油學會《煉油廠通用管殼式
換熱器》要求：當規定采用奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、鈦、銅一鎳或鎳合金換熱管
時，管孔應按照TEMA標準中特殊緊密配合的要求加工。GB151一1999與TEMA標準
對徑向間隙要求的比較見表1。
表1典型徑向間隙比較表（碳鋼、低合金鋼）
單位：mm
換熱管
管板孔
標準類型
最大徑向
最小徑向
直徑
允差
直徑
允差
間隙
間隙
I級
±0.20
19.25
0~0.15
0.6
0.05
GB151—1999
19
Ⅱ級
±0.40
19.40
0~0.20
1.0
0
a
19.30
-0.10~0.05
0.35
0
TEMA
19.1
±0.10
b
19.25
±0.05
0.30
0
由表1可知，TEMA標準嚴格得多，尤其是b級（特殊緊密配合）。
3.2保證管接頭焊接質量的條件
(1)強度焊（如圖1所示）：使實際強度不小于管子與管板接頭最大軸向剪切載

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