张辉 李晓燕
淄博启明星新材料股份有限公司
摘要：在节能领域中换热器发挥着至关重要的作用，其可以让流体温度符合工艺指标要求。在市场身上换热器有着多样化的类型。在许多严格的条件下，双管板换热器能够获得显著的换热效果。但是在双管板换热器设计制造中也必须要多加注意，否则就容易导致其今后不能正常使用。基于此，本文主要从双管板换热器的有关简介、双管板换热器设计中需要注意的问题以及双管板换热器制造中需要注意的问题三个方面进行详细分析，以供大家学习和参考。
关键词：双管板换热器；设计制造；问题
在化学工业中往往将换热器广泛应用于实现不同物料之间热量交换的工艺设备上，结合调查资料显示，在应用全部化工设备中使用换热器的频率占据约40%的比例。其中，最为常见的是双管板换热器。在设计制造过程中若只是应用单管板换热器，就无法实现管程与管壳中两种介质都无微质渗漏，倘若出现微量渗漏混合的情况，就会导致物料直接报废，甚至造成重大事故，那么，在该情况下，必须要运用双管板结构。该结构能够避免两种物料混合，以防或者降低安全事故的出现几率。
一、双管板换热器的有关简介
双管板换热器，简单来说，是指在换热器一侧设置间隙适宜的两块管板或者等同于间隙适宜的两块管板换热器[1]。应用在工业领域中，通常是在多种环境下运用双管板换热器。第一，要求完全避免管壳程间介质混串的场合出现，在这种情况下，往往在内管板和外管板之间的空腔上安装排液倒淋装置，让内管板和外管板隔离管壳程介质，便于及时排放内管板的泄露以及平时观测。第二，在管壳程间介质压差相当大的场合，要想减少管壳程间介质的压差，通常必须要将某种介质添加到内管板和外管板之间的空腔中。
此外，双管板换热器的管板结构通常可以划分成多种。比如：利用哈夫短接连接形成的双管板以及整体式双管板等等。其中，很多整体式双管板是两个管板焊接形成。图1是焊接整体式双管板和管箱以及壳体与换热管的连接图，与管箱法兰用螺栓连接的管板是外管板；与壳体连接的管板是内管板；将内外管板连接，在换热的过程中，直接穿过两块管板。由外管板和内管板构成的腔称，就是积液程，积液程可以成为壳侧介质，由于换热管和外管板接头发生泄露或管程介质由于换热管和外管板发生泄露的缓冲区，避免由于换热管接头发生泄露而制造出管程介质和壳程介质之间出现串混的情况[2]。通常，双管板和换热管的连接接头形式有多种，比如：外管板和换热管运用强度焊加贴胀连接，还有内管板和外管板运用强度胀连接等等。
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二、双管板换热器设计中需要注意的问题
双管板换热器的设计相当成熟，而且整体形成固定标准，但是有些地方需要引起高度重视和进一步深入探讨。
（一）共识性问题
由于双管板的内管板和换热管是强度胀，尤其是在出现漏点后，由于不能确定位置而必须要再次胀接各个接头，相对于普通换热器而言，固胀接次数比较多。这时，内管板和换热管的材料硬度差是十分重要的。因此，在设计选材过程中必须要确保内管板的硬度不小于换热管硬度HB30。
（二）探讨性问题
很多设计院在设计过程中认为外管板和换热管的连接就是强度焊加贴胀。虽然强度焊是很好的，然而贴胀仍要进行探讨。由于外管板和换热管贴胀势必在内管板的强度胀以及外管板的强度焊后实施，所以由于贴胀造成的换热管加长会导致换热管的胀接接头与焊接接头产生相当大的应力。在特定场合下该应力很有可能是破坏接头的关键因素。此外，贴胀的根本目的是避免换热管接头出现间隙腐蚀以及振动等情况，双管板的外管板和换热管的接头不会出现间隙腐蚀以及振动等情况[3]。在现场应用过程中由于积液程中的换热管温度和积液程的温度差异较大，所以积液程中的换热管有较大的热膨胀应力，该应力容易对换热管接头的可靠性造成影响。是否能够在设计或者设备使用中采用有效的措施，使该应力得以降低。
三、双管板换热器制造中需要注意的问题
双管换热器的制造工艺依旧在不断尝试与探讨中，每个制造厂都有自己的方式以及思路。然而站在笔者的角度来看，双管板换热器的组焊顺序并非十分随意，而且需要多加注意一些问题。
（一）共识性问题
双管板管孔对机加工精度有着严格的要求，而且必须要配对管板的平行度以及同心度，通常需要利用数控钻床实施；要想方便穿管折流板，必须要整圆下料，而且与管板印钻同步确保钻孔和穿管方向保持相一致；内管板的强度胀接必须要科学评定胀接工艺，明确胀接工艺参数。
（二）探讨性问题
配对双管板加工结束后，必须要确定平行度和同心度，而且使用换热管按照顺序每个孔预穿，确认无误后实施点焊固定，让其变成单管板。这时不需要全部焊接两个管板，由于全部焊接会造成两个管板出现不能预计的变形，此变形也会加大后期穿管以及内管办和换热管的胀接定位难度。如果在最后组装外管板，那么其就成为难以做好的任务[4]。在根据稳定换热器工序要求实施搭架子、穿管以及组对另一侧管板中必须要让换热管尽量多伸出管板面，比单管板多出3毫米到5毫米。在做好以上过程后，针对壳体和内管板的连接焊缝采用焊接工艺来焊接，焊接工艺最佳的是在焊接结束后不会造成内管板出现严重的变形。如果换热板的伸出长度不足，很有可能在内管板和外管板焊接完成后有少数的管子外伸长度由于管子出现变形而不能符合设计图样的有关要求。
将外管板当做基准，对两侧内换热管和内管板实施强度胀接，做好胀接后对壳侧实施压力试验，如果壳程对气密性试验有一定的要求，就必须要开展二次气密性实验，对壳体焊缝以及胀接接头等等进行仔细检查。如果胀接接头发生泄漏，必须要再次胀接每个接头，直到符合有关标准要求。此外，在内管板胀接达标后，然后对于配对管板的连接焊缝根据焊接工艺来焊接，焊接工艺最佳的是在焊接结束后不会导致外管板出现严重变形。将换热管伸出管板面的多出部分全部划去，让其伸出长度与图纸的有关要求相符。接着实施换热管和外管板的强度焊，焊接必须要分成两次进行；做好第一遍氩弧焊后，需要对积液程实施中间过程气密性试验，试验结果合格后实施第二遍氩弧焊，但是如果试验结果不合格，就必须要继续进行试验，直至试验结果合格，才能实施第二遍氩弧焊。最后，必须要对积液程开展压力试验[5]。确认试验合格后，根据有关要求对管箱进行科学组装，还要对管箱开展压力试验，如果管程对气密性试验有一定的要求，就必须要重新开展气密性试验。
结语：
总而言之，双管板换热器在设计制造过程中必须要对有些问题引起注意，倘若双管板换热器的设计不科学、不合理，再加上双管板换热器制作过程中不小心，忽视某些制作工序，那么，直接影响双管板换热器后期正常使用。因此，对于双管板换热器来说，不管是设计还是制造，都不能过于随意，应该保持一定的严谨性，既要合理制定设计方案，又要认真制造，只有这样才可以保证双管板换热器安全稳定使用，才可以确保获得良好的换热效果，满足人们的需求。
参考文献：
[1]褚玉华.双管板换热器制造要点分析[J].现代盐化工,2017,44(05):52-53+73.
[2]曲斌.双管板换热器制造要点分析[J].中国石油和化工标准与质量,2013,33(20):271.
[3]焦玉青,李静君,周忠义.浅谈双管板换热器的设计与制造[J].科技信息,2013(26):364+360.
[4]何玉伟,李岩,王雷.双管板换热器的设计及制造要点[J].石油和化工设备,2013,16(02):18-20+24.
[5]曹锋州,金宇,田中锋.双管板换热器设计制造中应注意的问题[J].化工机械,2012,39(03):306-307.