浅谈换热器管板与换热管胀焊并用连接的制造工艺

管子与管板“胀、焊、胀”连接工法YJGF25—94作者：李念慈（四川省工业设备安装公司）摘要：管子与管板的连接方式有数种，如焊接、胀接和胀、焊并用连接等。

尽管它们各具优点，但对运行条件苛刻的大型换热器来讲，若采用上述管、板连接方法，则会因连接处难以避免和处理的应力腐蚀，疲劳断裂，脆性断裂等致命缺陷，无法保证其使用寿命和安全运行。

管、板胀、焊、胀连接工艺就是为了获得理想的低应力接头而进行研究的课题。

此项成果已成功地应用于我国第一套高空台排气冷却装置的大型薄板换热器的现场加工上，1990 年11 月被建设部评为全国施工新技术优秀项目含胀、焊、胀工艺技术在内的大型压力容器现场组装技术获四川省1990 年度科技进步一等奖；1991 年又被评为全国安装行业科技进步一等奖。

一、原理及适用条件本工艺的实施步骤是胀-焊-胀。

它巧妙地运用胀接过程的超压过载技术，通过对管与管板的环形焊缝进行复胀，造成应变递增而应力不增加，即让该区域处于屈服状态，在焊缝的拉伸残余应力场中，留下一个压缩残余应力体系。

两种残余应力相互叠加的结果，使其拉伸残余应力的峰值大减；二次应变又引起应力的重新分布，结果起到调整和均化应力场的效果，最终将残余应力的峰值削弱到预定限度以下。

本工法适用于管子与管板的胀、焊并用连接型列管式换热器的工厂或现场加工。

管板厚度范围为16～50mm，材质为碳钢者，应符合GB150-89 第二章2.2 条的规定；若采用16Mn 时，应分别符合GB3274-88 和GBI591-79 中的有关规定；换热管束应符合GB8163-87、GB9948-88、GB6479-86、GB5310-85 的规定。

二、胀、焊、胀工艺（一）准备工作1.对换热管和管板的质量检查（1）管子内外表面不允许有重皮、裂纹、砂眼及凹痕。

管端头处不得有纵向沟纹，横向沟纹深度不允许大于壁厚的1／10。

管子端面应与管子轴线垂直，其不垂直度不大于外径的2％。

浅谈换热容器钢管胀接施工工艺摘要：胀接是换热器管子与管板连接的重要方法之一，由于胀接法能承受较高的压力,特别适用于材料可焊性差及制造厂的焊接工作量过大的情况。

因此该方法在实际生产中运用广泛。

本文对管壳式换热容器铜管板与换热管连接施工进行了分析。

关键词：换热容器；钢管；胀接施工；质量要求1、工程概况有两台换热面积为40m2的加热室和脱氧加热室是生产食用盐的工艺设备，设计压力为0.6mpa，管程介质为卤水，壳程介质为蒸汽，属第ⅰ类压力容器。

其主要受压元件管板和换热管材质分别为hsn62-1锡黄铜和t2紫铜，管板直径φ715mm，厚度32mm，上下管板之间分布一定数量的换热管，管子规格为φ45×3mm，管长5000mm。

管板与换热管的连接采用胀管连接，接头形式为开槽孔翻边胀管接头。

2、胀接工艺原理管子胀接端插入管孔后，在冷态下，利用胀管器对管子内壁进行旋转碾压扩胀，使管子和管孔分别产生塑性变形和弹性变形。

由于管径扩大产生的塑性变形，使管子与管孔之间的间隙消除，同时管孔扩大产生的弹性变形，使管孔具有恢复原有形状尺寸的趋势，对管子外壁产生一定的夹紧力，从而在管子与管孔之间形成具有一定强度和严密性的胀接接头。

翻边胀接是利用翻边胀管器将管子扩大，并使管端形成喇叭口，以减小流体介质对管口的冲刷及腐蚀。

3、胀接施工工艺流程及工艺要点3.1 施工工艺流程（见图1）图1 胀接施工工艺流程图3.2 施工工艺要点3.2.1 胀管率的选择胀管率是保证胀接强度和严密性的一个重要参数。

胀管率h用公式表示如下：式中：d1—胀管完成后的管内径（mm）；d2—未胀时的管内径（mm）；d3—未胀时的管孔直径（mm）；δ—未胀前管孔直径与管子外径之差（mm）。

若胀管率选择不当，将造成过胀或欠胀。

过胀即胀管率超过2.1%后仍然对胀接口扩胀，管端和管孔将继续扩大，管壁厚度减薄量增大，管内壁产生冷加工脆化，管孔边缘金属发生塑性变形失去弹性，此时取出胀管器，则管孔壁对管端的径向压力减弱，胀口的连接强度和严密性下降，同样欠胀也会造成泄漏或拉脱等问题。

管壳式换热器的胀接工艺管板和换热管都是换热器的主要受压元件，两者之间的连接处是换热器的关键部位.胀接是实现换热管与管板连接的一种方法，胀接质量的好坏对换热器的正常运行起着关键的作用.因此，换热管与管板之间的胀接工艺技术就显得非常重要。

1胀接形式及胀接方法胀接形式按胀紧度可分为贴胀和强度胀。

贴胀是为消除换热管与管板孔之间缝隙的轻度胀接，其作用是可以消除缝隙腐蚀和提高焊缝的抗疲劳性能。

强度胀是为保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的胀接。

贴胀后胀接接头的抗拉脱力应达到1MPa以上，强度胀后胀接接头的抗拉脱力应达到4MPa以上.胀接方法按胀接工艺的不同可分为机械胀、爆炸胀、液压胀和脉冲胀等.机械胀是用滚珠进行胀管的，具有操作简单方便、制造成本低等优点，因而得到了广泛应用。

2胀管器的选用胀管器的种类，有三槽直筒式、五槽直筒式、轴承式、调节式、翻边式。

它的选用主要根据换热管的内径、管板厚度、胀接长度及胀接特点而确定。

3换热管与管板硬度的测定换热管与管板材料应有适当的硬度差，管板硬度应当大于换热管的硬度,其差值最好达到HB30以上，否则胀接后管子的回弹量接近或大于管板的回弹量而造成胀接接头不紧.胀接的原理是胀接时硬度较低的管子产生塑性变形，而硬度较高的管板产生弹性变形，胀接后塑性变形的管子受到弹性回复的管板孔壁的挤压而使管子和管板紧密地结合在一起。

因此在胀管之前应首先测定管子与管板的硬度差是否匹配。

如果两者硬度值相差很小时应对管子端部进行退火热处理。

管子端部退火热处理长度一般为管板厚度加100mm.4试胀正式胀接之前应进行试胀.试胀的目的是验证胀管器质量的好坏，验证预定的管子与管板孔的结构是否合理,检验胀接部位的外观质量及接头的紧密性能，测试胀接接头的抗拉脱力，寻找合适的胀管率，以便制定出合理的产品胀接工艺.试胀应在试胀工艺试板上进行。

试板应与产品管板的材料、厚度、管孔大小一致，试板上孔的数量应不少于5个，其管孔的排列形式见图1所示。

管板与换热管的连接方式主要胀接、焊接、胀焊结合;
胀接分强度胀和贴胀两种,胀接的方法主要有机械滚胀法、液压胀管、爆破胀管,胀接是利用电动或风动等动力使心轴旋转并挤入管内迫使管子扩张产生塑性变形而与管板贴合,为了提高胀管的质量,管端材料的硬度应比管板低;若单一使用胀接,一般使用条件为压力不超过4MPa,温度不超过350℃;带槽孔的结构用于抗拉脱能力与密封性要求高的场合,管板中开的环形小槽深为～,管子材料被胀挤进槽内,可防止介质外泄,管板厚度小于30mm 时,槽数为1,厚度大于30mm时,槽数为2;液压胀、爆破胀具有劳动强度低、密封性能好,一般推荐在高温高压的工况下采用液压胀和爆破胀;
焊接分强度焊和密封焊两种,焊接加工简单、连接强度好,在高温高压时能保证连接处的紧密性与抗拉脱能力,管子与薄管板的固定更应采用焊接方法;当连接处焊接之后,管板与管子中存在的残余热应力与应力集中,在运行时可能引起应力腐蚀与疲劳破坏,此外,管子与管板孔之间的间隙中存在的不流动的液体与间隙外的液体有着浓度上的差别,还容易产生间隙腐蚀,目前在工况要求较高的场合推荐采用内孔焊;
采用胀焊结合的方法,不仅能提高连接处的抗疲劳性能,还可消除应力腐蚀和间隙腐蚀,提高使用寿命;
采用强度胀+密封焊的结合方式,胀接承受拉脱力,焊接保证紧密性,采用强度焊+贴胀的结合方式,焊接承受拉脱力,胀接消除管子与管板间的间隙;。

管子与管板“胀、焊、胀”连接工法YJGF25—94作者：李念慈（四川省工业设备安装公司）摘要：管子与管板的连接方式有数种，如焊接、胀接和胀、焊并用连接等。

尽管它们各具优点，但对运行条件苛刻的大型换热器来讲，若采用上述管、板连接方法，则会因连接处难以避免和处理的应力腐蚀，疲劳断裂，脆性断裂等致命缺陷，无法保证其使用寿命和安全运行。

管、板胀、焊、胀连接工艺就是为了获得理想的低应力接头而进行研究的课题。

此项成果已成功地应用于我国第一套高空台排气冷却装置的大型薄板换热器的现场加工上，1990 年11 月被建设部评为全国施工新技术优秀项目含胀、焊、胀工艺技术在内的大型压力容器现场组装技术获四川省1990 年度科技进步一等奖；1991 年又被评为全国安装行业科技进步一等奖。

一、原理及适用条件本工艺的实施步骤是胀-焊-胀。

它巧妙地运用胀接过程的超压过载技术，通过对管与管板的环形焊缝进行复胀，造成应变递增而应力不增加，即让该区域处于屈服状态，在焊缝的拉伸残余应力场中，留下一个压缩残余应力体系。

两种残余应力相互叠加的结果，使其拉伸残余应力的峰值大减；二次应变又引起应力的重新分布，结果起到调整和均化应力场的效果，最终将残余应力的峰值削弱到预定限度以下。

本工法适用于管子与管板的胀、焊并用连接型列管式换热器的工厂或现场加工。

管板厚度范围为16～50mm，材质为碳钢者，应符合GB150-89 第二章2.2 条的规定；若采用16Mn 时，应分别符合GB3274-88 和GBI591-79 中的有关规定；换热管束应符合GB8163-87、GB9948-88、GB6479-86、GB5310-85 的规定。

二、胀、焊、胀工艺（一）准备工作1.对换热管和管板的质量检查（1）管子内外表面不允许有重皮、裂纹、砂眼及凹痕。

管端头处不得有纵向沟纹，横向沟纹深度不允许大于壁厚的1／10。

管子端面应与管子轴线垂直，其不垂直度不大于外径的2％。

浅谈换热器管口胀焊工艺作者：薛新星王吉豪来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第09期【摘要】目前，换热器的应用领域已经非常广泛，而换热管与管板的连接是管壳式换热器生产的一个重要的工序之一。

这个工序耗时耗力，也是故障频发的部位。

因此，需要高效率、高质量的生产方式，各个制造厂家也在不断的摸索、改进。

【关键词】换热器胀焊工艺根据换热器的形式及设计条件不同，管子与管板的连接方式无外乎：胀接、焊接及胀焊结合三种。

胀接是国、内外目前最为常用的方法。

随着胀接技术的发展：滚柱胀管、爆炸胀管及液压、液袋和橡胶胀管等新工艺相继出现，由于胀接能承受较高的压力，这些胀接形式各适应于不同形式的材料，特别针对那些可焊性差及密封要求不高的情况。

以上几种胀接形式已在生产中普遍应用，并发展成熟。

而常规换热器则通常采用“贴胀+强度焊”的模式，如重要的或使用条件苛刻的换热器则需要采用“强度胀+密封焊”的模式。

胀、焊并用结构，需按胀接与焊接在生产工序中的先后次序，可分为：先胀后焊和先焊后胀两种情况。

在GB151-1999中规定：强度胀接适应于设计压力≤4MPa、设计温度≤300℃、操作中无剧烈振动、无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀的条件；强度焊不适用于振动较大及有间隙腐蚀的场合；胀、焊并用适用于密封性能要求较高、承受振动或疲劳载荷、有间隙腐蚀、采用复合管板的场合。

因此，单纯的胀接或者强度焊接的运用是有条件限制的。

胀焊并用，由于能有效的应对管束的振动对焊接部位的损伤，也有效的避免了间隙腐蚀，且比单纯的胀接或者强度焊接具有更高的强度及密封性，并得到广泛的应用。

针对胀焊的两种情况，经过反复的生产实践，总结出几个关键控制点：1 合理控制管板孔的开孔间隙现各制造厂常用的胀接方式：薄壁换热管采用手持胀管器，稍厚一点换热管采用液压涨等，都能满足各厂的生产需要。

需要注意的是，管板的开孔尺寸及各管孔的倒角问题，各厂有各厂的执行工艺。

经过我厂反复实践得出：换热管与管板孔间隙的尺寸公差控制在0.3±0.05mm为最佳开孔尺寸。

浅谈换热器管板焊接工艺摘要：换热器作为传热设备被广泛用于各个领域，换热管与管板的连接方式有胀接、焊接、胀焊并用等型式，其中焊接是最常用的连接方式，而焊接工艺的好坏，往往决定了换热器的质量优劣和使用寿命。

本文重点分析了换热器管板焊接的质量通病、提出了焊接工艺的施工要点，并就焊接变形问题提出了应对措施。

关键词：热换器焊接焊接变形一、换热器管板焊接的质量通病管板和换热管焊接接头受力情况复杂,并且换热器本身在制造中工序多,要求高,有些方面常被忽视,容易产生缺陷,在次数少的超压检验难发现。

由于焊接缺陷极易诱发扩展,故制造过程中的焊接质量问题对于换热器极为重要。

常见的质量问题有以下几类:1、焊接长度不符合规定制造时管板加工坡口常偏小,当壁厚增加还须适当增大,而实际却往往达不到。

另外换热管伸出长度也无法准确达到设计要求。

实际制造过程中由于组装、下料控制不好等因素,甚至有些焊工焊接习惯原因,也经常达不到所要求尺寸。

这样焊接长度必然小于规定要求,其承载能力下降。

2、焊接前处理方法不好在制造过程中常见碳钢换热管管端清理不彻底或管头清理后较长时间搁置导致生锈,从而导致焊缝中杂质增多,极大影响了焊接质量。

3、焊接方法不当采用手工电弧焊时,引弧和熄弧直接发生在角焊缝上,或者在管板垂直位置焊接使焊缝一次成形,都会直接导致夹渣和气孔缺陷的产生。

二、换热器管板焊接工艺施工要点1、管板与筒体组合焊缝焊接（1）在施焊筒体管板组合接头打底焊时，应以防止铁水流入筒体为原则。

实施有效施焊措施：打底应选用电弧穿透力弱的焊接方法和操作方式：管板筒体组对无间隙的情况下，应采用Φ3.2焊条手工电弧焊进行打底焊接，焊接电流不超过120A。

管板筒体组对有间隙（大于1mm）情况下应采用在组对前，在筒体内部垫板后采用手工电弧焊或采用氩弧焊打底，以防铁水流入伤及换热管，打底电流不超过120A。

对于间隙在1mm以内的管板，筒体接头可采用手工电弧焊立焊操作或采用氩弧焊打底进行封底焊。

管壳式换热器中换热管与管板连接的工艺换热器作为将物料之间热流体的部分热量传递给冷流体的传热设备，在人们日常生活及石油、化工、动力、医药、原子能和核工业等行业中有着广泛的应用。

它可作为独立的设备，如加热器、凝汽器、冷却器等；也可作为某些工艺设备的组成部分，如一些化工设备中的热交换器等。

尤其在耗能用量较大的化工行业中，换热器在化工生产的热量交换和传递过程中是不可缺少的设备，在整个化工生产设备中也占有相当的比例。

换热器从其功能上来看，一方面是保证工业过程对介质所要求的特定温度，另一方面也是提高能源利用率的主要设备。

按其结构形式主要有板式换热器、浮头式换热器、固定管板式换热器和U形管式换热器等等。

其中除板式换热器外，其余几种属于管壳式换热器。

由于管壳式换热器具有单位体积上较大的换热面积，而且换热效果好，同时具有结构坚固、适应性强、制造工艺成熟等优点，已成为最为普遍使用的一种典型的换热器。

管壳式换热器中换热管与管板的连接在管壳式换热器中换热管和管板是换热器管程和壳程之间的惟一屏障，换热管与管板之间的连接结构和连接质量决定了换热器的质量优劣和使用寿命，是换热器制造过程中至关重要的一个环节。

大多数换热器的破坏及失效都发生在换热管与管板的连接部位，其连接接头的质量也直接影响着化工设备及装置的安全可靠性，因此对于管壳式换热器中换热管与管板的连接工艺就成为了换热器制造质量保证体系中最关键的控制环节。

目前在换热器制造过程中，换热管与管板的连接主要有：焊接、胀接、胀接加焊接以及胶接加胀接等方法。

1.焊接换热管与管板采用焊接连接时，由于对管板加工要求较低，制造工艺简单，有较好的密封性，并且焊接、外观检查、维修都很方便，是目前管壳式换热器中换热管与管板连接应用最为广泛的一种连接方法。

在采用焊接连接时，有保证焊接接头密封性及抗拉脱强度的强度焊和仅保证换热管和管板连接密封性的密封焊。

对于强度焊其使用性能有所限制，仅适用于振动较小和无间隙腐蚀的场合。

胀管通用工艺规程一、胀接说明1 胀接胀接是换热管与管板的主要联接形式之一，它是利用胀管器伸入换热管管头内，挤压管子端部，使管端直径扩大产生塑性变形，同时保持管板处在弹性变形范围内。

当取出胀管器后，管板孔弹性变形，管板对管子产生一定的挤紧压力，使管子与管板孔周边紧紧地贴合在一起，达到密封和固定连接的目的。

由于管板与管子的胀接消除了弹性板与塑性管头之间的间隙，可有效地防止壳程介质的进入而造成的缝隙腐蚀。

当使用温度高于300℃时，材料的蠕变会使挤压残余应力逐渐消失，连接的可靠性难以保证。

因此，在这种工况下，或预计拉脱力较大时，可采用管板孔开槽的强度胀接。

胀接又分为贴胀和强度胀。

2 胀管率胀管率是换热管胀接后，管子直径扩大比率。

贴胀与强度胀的主要区别在于对管子胀管率 (管子直径扩大比率) 的控制不同，对冷换设备换热管来说，强度胀要求的胀管率H为1～2.1%，而贴胀要求的胀管率H为0.3～0.7%。

3 贴胀贴胀是轻度胀接的俗称，贴胀是为消除换热管与管板孔之间的缝隙，以防止壳程介质进入缝隙而造成的间隙腐蚀。

由于贴胀时胀管器给管子的胀紧力较小，管子径向变形量也就比较小。

因此换热管与管板孔之间的相对运动的摩擦力就比较小，所以它不能承受较大的拉脱力，且不能保证连接的可靠性，仅起密封作用。

贴胀时，管孔不需要开槽。

4 强度胀强度胀是指管板与换热管连接处的密封性和抗拉脱强度均由胀接接头来保证的连接方式。

强度胀接的管板孔要求开胀管槽，一般开两道胀管槽。

以使管子材料在胀接时嵌入胀管槽内，由此来增加其拉脱力。

特别是当使用温度高于300℃时，材料的蠕变会使挤压残余应力逐渐消失，连接的可靠性下降，甚至发生管子与管板松脱，这时采用强度胀接，其抗拉脱力就比贴胀要大得多。

胀管前应用砂轮磨掉表面污物和锈皮，直至呈现金属光泽，清理锈蚀长度应不小于管板厚度的2倍。

管板硬度应比管子硬度高HB20～30，以免胀接时管板孔产生塑性变形，影响胀接的紧密性。

换热器管子与管板连接接头技术研究0 引言在化工、石油、医药、原子能和核工业中，换热器的应用十分广泛，其类型与结构也很多。

其中管壳式换热器是最普遍使用的。

在管壳式换热器的设计、制造过程中，换热管与管板之间的连接问题直接影响工艺操作的正常进行，甚至迫使整个生产线停产。

因此，换热器管子与管板的接头型式的技术研究一直是国内外技术人员关注的焦点。

1 换热器换热管与管板常用连接方法换热管与管板的连接方法主要有胀接、焊接和胀焊并用。

1.1 胀接胀接是利用胀管器插入管口旋转，将穿入管板孔内的管端部胀大，使管子达到塑性变形，同时管板孔被胀大，产生弹性变形。

胀管器退出后，管板弹性恢复，管子与管板的接触表面产生很大的挤压力，使管子与管板牢固地结合在一起，达到既密封又能抗拉脱力两个目的。

管板上的管孔，有孔壁开槽和孔壁不开槽两种，如图1所示。

目前采用的胀管工艺主要有机械滚胀、液压胀接、爆炸胀接、橡胶胀接等。

胀接适用于无剧烈振动，无过大的温度变化，无严重的应力腐蚀的场合。

由于管子与管孔紧密贴合，可使管接头减少介质腐蚀，且能承受拉脱力。

1.2 焊接换热管和管板之间的焊接有端面焊接和内孔焊接两种结构类型。

端面焊接典型结构如图2所示。

管束与管板焊接连接的适用场合主要是： (1)管间距太小或薄管板无法采用胀接时； (2)热循环剧烈和温差较高时； (3)压力较高或连接紧密性有严格要求时。

它能保证焊接接头达到抗拉脱强度。

端面焊属于不完全熔焊，按其使用要求不同，其施焊深度分为：(1)强度焊接(保证换热管和管板之间的连接强度)； (2)密封焊接(仅在于起到密封作用)。

端面焊接接头具有焊接、外观检查与维修方便等优点，应用最为广泛。

但管子与管板之间存在间隙，在腐蚀性介质场合中使用，易产生间隙腐蚀。

1.3 胀焊接当温度和压力较高，且在热变形、热冲击、热腐蚀和流体压力的作用下，换热管与管板连接处极易被破坏，采用胀接或焊接均难以保证连接强度和密封性的要求。

换热器管子与管板胀接工艺分析管子与管板的连接是管壳式换热器生产中最主要的工序之一。

由于这类工程需耗费大量工时,更重要的是,连接的地方在运行中容易发生故障。

因此,发展高效率、高质量的连接技术已成为制造中的重点研究课题。

根据换热器的使用条件不同,加工条件不同,连接的方法基本上分为胀接、焊接和胀焊结合三种,由于胀接法能承受较高的压力,特别适用于材料可焊性差及制造厂的焊接工作量过大的情况。

因此该方法在实际生产中运用广泛。

随着技术的不断发展,现已相继开发出滚柱胀管、爆炸胀管及液压、液袋和橡胶胀管等新工艺。

本文拟对这几种胀管工艺进行比较,为实际生产选择合理的胀管工艺提供参考。

1传统胀接工艺1.1 滚柱胀管法该方法是在一个构架上嵌入三个小直径的滚子,中间有一根锥型心轴的胀管器,如图1所示。

胀管时将胀管器的圆柱部分塞入管孔内,利用电动、风动等动力旋转心轴,通过滚子沿心轴周向旋转,使心轴挤入管内面并强迫管子扩大,达到一定的胀紧度,使管子紧紧地胀接于管板的孔上。

胀管操作可分为前进式和后退式两种,前进式是将构架插入管内,旋转心轴,前进挤大,达到所定的紧固程度后电动机反转,由管中拔出完成胀管过程。

反转式和前进式一样旋转心轴前进,达到原定的紧固程度后电动机停止,同时后退装置的离合器啮合反转,滚子和心轴的相对位置保持不变,一边反转一边由该深度到入口处连续均匀地进行平行胀管。

由于这种胀接过程是由里至外,管子的伸长,发生在管板外侧,可以消除管束的受力状态,提高产品质量[2],故用于胀接长度大于60ｃｍ的连接。

1.2 爆炸胀管工艺该方法是利用高能源的炸药,使其在爆炸瞬间(10×10-6～12×10-6ｓ)所产生冲击波的巨大压力,迫使管子产生高速塑性变形,从而把管子与管板胀接在一起,实现管子与管板的连接。

图2为爆炸胀接的示意图,图中柱状炸药放置于管端的中心,为防止冲击波对管壁的损伤,炸药的周围有一管状缓冲填料(粘性物或者塑料),使压力能均匀地传递到管壁上。

换热管与管板胀接技术浅谈摘要：本论文以某企业转化器为例，探讨了胀接方式的选择、胀管工艺的实施等，为相关工程的实际操作提供了参考。

关键词：换热管、管板、胀接前言钢制管壳式换热器在化工生产中应用十分普遍，不管是固定管板还是浮头管板、u形管壳式换热器，管子与管板的连接是换热器中十分重要的结构和环节。

由于换热管和管板是换热器管程和壳程之间的唯一屏障，因此换热管与管板连接接头质量的好环是管壳式换热器失效最主要的因素，本文以我公司制作的转化器（dn2800×16×5690）为例来进行说明。

该转化器为衡阳某公司20万吨/年pvc 扩改（四期）工程关键设备之一，该设备为立式固定管板式换热器。

设计压力：管程0.08mpa、壳程0.32mpa，工作压力：管程0.07mpa、壳程0.30mpa，设计温度：管程170℃、壳程99℃，工作温度：管程110～170℃、壳程95～99℃，工作物料：管程为氯化氢、乙炔、活性碳、氯乙烯；壳程为热水。

主要材料：管程为q345r（gb713-2008）、10（gb/t8163-2008），壳程为q235-b（gb/t3274-2007）。

管板为q345r材质，板厚70mm，换热管规格为φ45×3、长度为3000mm，材料为10#无缝钢管，每台数量为2031根，总换热面积为831m2。

该设备共制造10台。

一、胀接方法选择换热管与管板的连接方式主要有胀接、焊接、胀焊并用三种。

根据设备介质以及连接方式的适用范围，转化器换热管与管板之间的连接方式为强度焊加贴胀。

胀接目前主要有滚柱胀管、爆炸胀管及液压、液袋和橡胶胀管等工艺。

1.几种胀管工艺方法的比较液压胀管工艺又称软胀接,一次可以胀接较多的管接头。

液压胀管是一种新的胀接技术,它是通过对管子内表面施加高的液压力,使管子塑性变形而胀接于板孔内表面的。

液压胀接的胀管头是直径略小于管子内径的一段芯棒,芯棒两端的外圆表面上有多个密封件,在芯棒中部设有进油孔,在两段密封件之间的管段内施以高压,使管子发生塑性胀大变形而实现胀接。

一种换热器的换热管与管板的连接结构及换热器的制造方法换热器是一种用于传递热量的设备，常见于工业生产和能源领域。

换热管与管板的连接结构是确保换热器正常运行的重要组成部分。

下面介绍一种常见的换热管与管板的连接结构及换热器的制造方法。

换热管与管板的连接结构通常采用焊接或承插连接方式。

其中，焊接连接是最常用的方式之一。

具体步骤如下：
1. 准备工作：选择合适的材料，包括换热管和管板。

根据工作条件和流体介质的特性，选择耐腐蚀、高温和高压的材料，如不锈钢、铜合金等。

2. 加工换热管和管板：将换热管和管板进行加工，以确保其尺寸和形状符合设计要求。

通常需要对管道进行切割、翻边、折弯等加工操作。

3. 安装换热管：根据设计要求，在管板上预先布置好换热管的孔位。

将换热管通过孔位插入管板内，确保管道与孔位之间的密封性。

4. 焊接连接：使用合适的焊接方法，将换热管与管板进行连接。

常见的焊接方法包括氩弧焊、电阻焊等。

在焊接过程中，需要控制好焊接温度和焊接时间，确保焊缝牢固且密封性良好。

5. 焊后处理：焊接完成后，进行焊后处理工作。

包括对焊缝进行打磨、除去焊渣、进行焊缝的无损检测等。

6. 检验和测试：完成焊接后，对换热器进行检验和测试。

包括对焊缝进行压力测试、泄露测试等。

换热器的制造方法主要包括材料准备、加工制造、连接组装、测
试检验等步骤。

制造过程中需要严格按照设计要求和相关标准进行操作，确保换热器的质量和性能。

以上是一种常见的换热管与管板的连接结构及换热器的制造方法，希望能对您有所帮助。

【专业知识】换热管胀焊并用连接制造换热器管板【学员问题】换热管胀焊并用连接制造换热器管板？【解答】GBl5ll999标准中规定，胀、焊并用结构由于能有效地阻尼管束振动对焊口的损伤，避免间隙腐蚀，并且有比单纯胀接或强度焊具有更高的强度和密封性，因而得到广泛采用。

目前对常规的换热管通常采用贴胀+强度焊的模式；而重要的或使用条件苛刻的换热器则要求采用强度胀+密封焊的模式。

胀、焊并用结构按胀接与焊接在工序中的先后次序可分为先胀后焊和先焊后胀两种。

强度胀接适用于设计压力~小于4MPa、设计温度小于等于300℃、无剧烈振动、无过大温度变化及无应力腐蚀的场合；强度焊接适用于振动较小和无间隙腐蚀的场合；胀、焊并用适用于密封性能较高、承受振动或疲劳载荷、有间隙腐蚀、采用复合管板的场合。

由此可见，单纯胀接或强度焊接的连接方式使用条件是有限制的。

先胀后焊目前通常采用的机械胀接，由于对焊接裂纹、气孔等敏感性很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重。

这些渗透进入间隙的油污很难清除干净，所以采用先胀后焊工艺，不宜采用机械胀的方式。

由于贴胀是不耐压的，但可以消除管子与管板管孔的间隙，所以能有效的阻尼管束振动到管口的焊接部位。

但是采用常规手工或机械控制的机械胀接无法达到均匀的贴胀要求，而采用由电脑控制胀接压力的液袋式胀管机胀接时可方便、均匀地实现贴胀要求。

采用液袋式胀管机胀接时，为了使胀接结果达到理想效果，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。

只有这样对于常规设计的贴胀+强度焊可采用先胀后焊的方式，而对特殊设计的强度胀+强度焊则可采用先贴胀，再强度焊，最后强度胀的方法。

管子与管板胀接后，在管端应留有15ram长的未胀管腔，以避免胀接应力与焊接应力的迭加，减少焊接应力对胀接的影响，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影响，间隙内气体被加热而急剧膨胀。

浅谈换热器管口胀焊工艺【摘要】目前，换热器的应用领域已经非常广泛，而换热管与管板的连接是管壳式换热器生产的一个重要的工序之一。

这个工序耗时耗力，也是故障频发的部位。

因此，需要高效率、高质量的生产方式，各个制造厂家也在不断的摸索、改进。

【关键词】换热器胀焊工艺根据换热器的形式及设计条件不同，管子与管板的连接方式无外乎：胀接、焊接及胀焊结合三种。

胀接是国、内外目前最为常用的方法。

随着胀接技术的发展：滚柱胀管、爆炸胀管及液压、液袋和橡胶胀管等新工艺相继出现，由于胀接能承受较高的压力，这些胀接形式各适应于不同形式的材料，特别针对那些可焊性差及密封要求不高的情况。

以上几种胀接形式已在生产中普遍应用，并发展成熟。

而常规换热器则通常采用“贴胀+强度焊”的模式，如重要的或使用条件苛刻的换热器则需要采用“强度胀+密封焊”的模式。

胀、焊并用结构，需按胀接与焊接在生产工序中的先后次序，可分为：先胀后焊和先焊后胀两种情况。

在gb151-1999中规定：强度胀接适应于设计压力≤4mpa、设计温度≤300℃、操作中无剧烈振动、无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀的条件；强度焊不适用于振动较大及有间隙腐蚀的场合；胀、焊并用适用于密封性能要求较高、承受振动或疲劳载荷、有间隙腐蚀、采用复合管板的场合。

因此，单纯的胀接或者强度焊接的运用是有条件限制的。

胀焊并用，由于能有效的应对管束的振动对焊接部位的损伤，也有效的避免了间隙腐蚀，且比单纯的胀接或者强度焊接具有更高的强度及密封性，并得到广泛的应用。

针对胀焊的两种情况，经过反复的生产实践，总结出几个关键控制点：1 合理控制管板孔的开孔间隙现各制造厂常用的胀接方式：薄壁换热管采用手持胀管器，稍厚一点换热管采用液压涨等，都能满足各厂的生产需要。

需要注意的是，管板的开孔尺寸及各管孔的倒角问题，各厂有各厂的执行工艺。

经过我厂反复实践得出：换热管与管板孔间隙的尺寸公差控制在0.3±0.05mm为最佳开孔尺寸。

浅析换热器管板与换热管胀焊胀工艺方法作者：万咏知来源：《环球市场》2018年第26期摘要：本论文阐述了在管壳式换热器的设计中换热管与管板的连接结构形式如何确定，确定了最佳的换热管连接方式为贴胀+密封焊+消除应力胀，防止换热器管板裂纹的产生，在生产中得到推广应用。

关键词：换热器；换热管；管板；强度胀；强度焊在管壳式换热器中，换热管与管板的连接是一个比较重要的结构部分。

根据管壳式换热器的使用条件不同，加工条件不同，管子与管板的连接通常采用：胀接或焊接的连接方式，胀接连接运行一段时间，随着冷热交替管板和管子间容易发生泄露，增加了维修频率；焊接连接的管子因过于密集，管孔桥间距较小，相邻焊缝的焊接热影响区叠加，容易产生焊接残余应力，焊后管板上易出现裂纹。

一、胀焊胀前准备（一）材料准备：Q345钢材，t=20，200×200（中间开φ32+0.74孔），一块；20#管子，φ32×2.5，L=150，一段；（二）设备、工具的准备：胀管器一个；WS-400氩弧焊一台；焊接辅助工具若干；（三）组对：将准备好的管子与管板组对起来，管子伸出长度4-5mm。

二、胀焊胀操作工艺要点（一）贴胀主要反映在管孔是否开槽和焊接坡口及管子伸出长度等方面，对一些比较苛刻的使用场合也有用强度焊+强度胀的管接头连接方式，如双管板换热器设计要求采取强度焊+强度胀。

我们在设计换热器时无论采取哪种方式，其要求满足的基本条件有两条：一是良好的气密性；二是足够的结合力。

（二）胀接胀接是一个连续的弹塑性力学过程，胀管时管子产生了严重的塑性变形，管板则主要处于弹性状态，卸载时由于回弹管孔将管子压紧而形成胀接接头。

强度胀是利用胀管器，使伸到管板中的管子端部直径扩大产生塑性变形而管板只达到弹性变形，因而胀管后管板与管子间就产生一定的挤压力，使管子能嵌入到管孔的环形槽内，达到密封紧固连接的目的。

（三）采用胀接时要求管板硬度较换热管硬度高，这样可免除在胀接时因管孔产生塑性变形而影响胀接的紧密性。