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2025-05-21 15:15

管板(Tube Sheet)是換熱器、鍋爐、冷凝器等設備中的關鍵鍛件,用于固定換熱管并隔離兩種介質。根據結構、材料、制造工藝和應用場景的不同,管板鍛件可分為以下幾類:

鍛件


1. 按結構形式分類

(1) 平管板(Flat Tube Sheet)

特點:平面結構,最常見的形式,適用于一般換熱器。

應用:管殼式換熱器、U型管換熱器。

制造工藝:整體鍛造后機加工鉆孔。

(2) 錐形管板(Tapered Tube Sheet)

特點:帶有一定錐度,用于高壓或溫差較大的場合,減少熱應力。

應用:高壓換熱器、核電蒸汽發生器。

(3) 浮頭管板(Floating Tube Sheet)

特點:一端固定,另一端可自由膨脹,減少熱應力影響。

應用:浮頭式換熱器、高溫高壓工況。

(4) 雙管板(Double Tube Sheet)

特點:兩塊管板疊加,中間留有空隙,防止介質交叉污染。

應用:制藥、食品、化工行業(嚴格防泄漏場合)。

2. 按材料分類

(1) 碳鋼管板(Carbon Steel Tube Sheet)

材料:SA-516 Gr.70、SA-285 Gr.C、Q245R(GB/T 150)。

特點:成本低,適用于一般水、蒸汽、油類介質。

限制:不耐腐蝕,需防腐涂層。

(2) 不銹鋼管板(Stainless Steel Tube Sheet)

材料:SA-240 304/316L、SA-182 F304/F316。

特點:耐腐蝕,適用于化工、海水冷卻系統。

特殊要求:需固溶處理以提高耐晶間腐蝕能力。

(3) 合金鋼管板(Alloy Steel Tube Sheet)

材料:SA-387 Gr.11/Gr.22(Cr-Mo鋼)、SA-533 Gr.B(核電用)。

特點:耐高溫高壓,適用于加氫反應器、電站鍋爐。

(4) 復合管板(Clad Tube Sheet)

結構:基層(碳鋼)+ 復層(不銹鋼、鈦、鎳基合金)。

制造工藝:爆炸復合(Explosion Cladding)或軋制復合(Roll Bonding)。

應用:強腐蝕介質(如H?S、Cl?環境)。

(5) 特殊材料管板

鈦管板(Grade 2/7):耐海水腐蝕,用于海水淡化、化工。

哈氏合金管板(C-276/C22):耐強酸(硫酸、鹽酸)。

銅合金管板(海軍黃銅、鋁青銅):船舶換熱器。

3. 按制造工藝分類

(1) 整體鍛造管板

工藝:鋼錠鍛造成餅狀,再機加工鉆孔。

優點:力學性能好,適用于高壓厚壁管板(>100mm)。

應用:核電、石化關鍵設備。

(2) 焊接管板

工藝:厚鋼板拼接焊接后加工,適用于大型管板。

檢測要求:100% RT(射線探傷)+ UT(超聲波探傷)。

(3) 鑄造管板(較少使用)

工藝:砂型鑄造或精密鑄造,成本低但強度較差。

應用:低壓、非關鍵場合。

4. 按管孔排列方式分類

(1) 正方形排列(Square Pitch)

特點:管孔呈90°排列,易于清洗,但換熱效率較低。

應用:易結垢介質(如冷卻水)。

(2) 三角形排列(Triangular Pitch)

特點:管孔呈60°排列,換熱效率高,但清洗困難。

應用:清潔介質(如油、氣體)。

(3) 旋轉正方形排列(Rotated Square Pitch)

特點:兼具正方形和三角形的優點,適用于高流速介質。

5. 特殊用途管板

(1) 薄管板(Thin Tube Sheet)

厚度:<30mm,用于低壓小型換熱器。

制造:激光切割或精密沖壓。

(2) 厚管板(Thick Tube Sheet)

厚度:可達500mm以上,用于核電、超臨界鍋爐。

挑戰:需保證鉆孔精度和深孔直線度。

(3) 多程管板(Multi-Pass Tube Sheet)

特點:管孔分組排列,適用于多程換熱器(2程、4程等)。

管板鍛件的關鍵制造要求

材料純凈度:低硫磷(S≤0.015%、P≤0.025%),避免氫致裂紋(HIC)。

熱處理:

碳鋼:正火+回火

不銹鋼:固溶處理(1050℃水淬)

Cr-Mo鋼:調質處理(淬火+回火)

鉆孔精度:

管孔直徑公差:±0.1mm

孔間距偏差:≤0.3mm

無損檢測:UT(鍛件)、PT/MT(表面裂紋)、RT(焊接接頭)。

選型要點

介質腐蝕性 → 選擇不銹鋼或復合管板。

壓力溫度 → 高壓選厚壁整體鍛造,高溫選Cr-Mo鋼。

清洗需求 → 易結垢介質選正方形排列。

成本控制 → 復合管板比整體合金更經濟。

管板鍛件的設計需符合ASME VIII、TEMA(換熱器標準)或GB/T 151(中國標準),確保安全性和長期穩定性。



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