2025-05-21 15:15
管板（Tube Sheet）是换热器、锅炉、冷凝器等设备中的关键锻件，用于固定换热管并隔离两种介质。根据结构、材料、制造工艺和应用场景的不同，管板锻件可分为以下几类：
1. 按结构形式分类
(1) 平管板（Flat Tube Sheet）
特点：平面结构，最常见的形式，适用于一般换热器。
应用：管壳式换热器、U型管换热器。
制造工艺：整体锻造后机加工钻孔。
(2) 锥形管板（Tapered Tube Sheet）
特点：带有一定锥度，用于高压或温差较大的场合，减少热应力。
应用：高压换热器、核电蒸汽发生器。
(3) 浮头管板（Floating Tube Sheet）
特点：一端固定，另一端可自由膨胀，减少热应力影响。
应用：浮头式换热器、高温高压工况。
(4) 双管板（Double Tube Sheet）
特点：两块管板叠加，中间留有空隙，防止介质交叉污染。
应用：制药、食品、化工行业（严格防泄漏场合）。
2. 按材料分类
(1) 碳钢管板（Carbon Steel Tube Sheet）
材料：SA-516 Gr.70、SA-285 Gr.C、Q245R（GB/T 150）。
特点：成本低，适用于一般水、蒸汽、油类介质。
限制：不耐腐蚀，需防腐涂层。
(2) 不锈钢管板（Stainless Steel Tube Sheet）
材料：SA-240 304/316L、SA-182 F304/F316。
特点：耐腐蚀，适用于化工、海水冷却系统。
特殊要求：需固溶处理以提高耐晶间腐蚀能力。
(3) 合金钢管板（Alloy Steel Tube Sheet）
材料：SA-387 Gr.11/Gr.22（Cr-Mo钢）、SA-533 Gr.B（核电用）。
特点：耐高温高压，适用于加氢反应器、电站锅炉。
(4) 复合管板（Clad Tube Sheet）
结构：基层（碳钢）+ 复层（不锈钢、钛、镍基合金）。
制造工艺：爆炸复合（Explosion Cladding）或轧制复合（Roll Bonding）。
应用：强腐蚀介质（如H₂S、Cl⁻环境）。
(5) 特殊材料管板
钛管板（Grade 2/7）：耐海水腐蚀，用于海水淡化、化工。
哈氏合金管板（C-276/C22）：耐强酸（硫酸、盐酸）。
铜合金管板（海军黄铜、铝青铜）：船舶换热器。
3. 按制造工艺分类
(1) 整体锻造管板
工艺：钢锭锻造成饼状，再机加工钻孔。
优点：力学性能好，适用于高压厚壁管板（>100mm）。
应用：核电、石化关键设备。
(2) 焊接管板
工艺：厚钢板拼接焊接后加工，适用于大型管板。
检测要求：100% RT（射线探伤）+ UT（超声波探伤）。
(3) 铸造管板（较少使用）
工艺：砂型铸造或精密铸造，成本低但强度较差。
应用：低压、非关键场合。
4. 按管孔排列方式分类
(1) 正方形排列（Square Pitch）
特点：管孔呈90°排列，易于清洗，但换热效率较低。
应用：易结垢介质（如冷却水）。
(2) 三角形排列（Triangular Pitch）
特点：管孔呈60°排列，换热效率高，但清洗困难。
应用：清洁介质（如油、气体）。
(3) 旋转正方形排列（Rotated Square Pitch）
特点：兼具正方形和三角形的优点，适用于高流速介质。
5. 特殊用途管板
(1) 薄管板（Thin Tube Sheet）
厚度：<30mm，用于低压小型换热器。
制造：激光切割或精密冲压。
(2) 厚管板（Thick Tube Sheet）
厚度：可达500mm以上，用于核电、超临界锅炉。
挑战：需保证钻孔精度和深孔直线度。
(3) 多程管板（Multi-Pass Tube Sheet）
特点：管孔分组排列，适用于多程换热器（2程、4程等）。
管板锻件的关键制造要求
材料纯净度：低硫磷（S≤0.015%、P≤0.025%），避免氢致裂纹（HIC）。
热处理：
碳钢：正火+回火
不锈钢：固溶处理（1050℃水淬）
Cr-Mo钢：调质处理（淬火+回火）
钻孔精度：
管孔直径公差：±0.1mm
孔间距偏差：≤0.3mm
无损检测：UT（锻件）、PT/MT（表面裂纹）、RT（焊接接头）。
选型要点
介质腐蚀性 → 选择不锈钢或复合管板。
压力温度 → 高压选厚壁整体锻造，高温选Cr-Mo钢。
清洗需求 → 易结垢介质选正方形排列。
成本控制 → 复合管板比整体合金更经济。
管板锻件的设计需符合ASME VIII、TEMA（换热器标准）或GB/T 151（中国标准），确保安全性和长期稳定性。
