換熱管與管板的管接頭容易出現(xiàn)失效，是換熱器安全穩(wěn)定運行的關鍵部位。管接頭需要具有良好的密封性和結合力。按GB/T151，管接頭的連接方式主要包括：強度脹、強度焊、強度脹+密封焊、強度焊+貼脹。對于管接頭的焊接，之前我們專門整理過，可參考《換熱管與管板幾種焊接結構比較》。

1. 強度脹

強度脹，需要在管孔上開環(huán)形槽，以保證抗拉脫強度。而貼脹，管孔光孔即可。相對而言，貼脹只是輕度脹接，僅起到消除換熱管與管孔的間隙的作用。

強度脹管接頭，管子發(fā)生塑性變形，而管孔處于彈性狀態(tài)，管子嵌入開槽，管孔對管子產(chǎn)生擠壓，從而實現(xiàn)密封緊固。

而過高的溫度、劇烈的振動、或是過大的溫度變化，都會使管子的塑性變形出現(xiàn)“退化”，破壞管接頭，所以GB/T151 6.6.1.1對強度脹的適用范圍作了規(guī)定。另外，這種結構勢必存在殘余應力，所以如果存在應力腐蝕傾向（主要是考慮介質(zhì)環(huán)境），也不宜采用這種結構。

這種結構的優(yōu)點在于，生產(chǎn)簡單，效率高，特別適用于可焊性差的材料。

2. 強度焊

強度焊，管接頭抗拉脫力也較強。與脹接相比，管孔不需要開槽，對管孔表面粗糙度的要求較低，加工制造相對簡單，并且管接頭的修補或更換熱管也簡單。對于嚴格禁止管殼程介質(zhì)混合，或殼程介質(zhì)泄漏危害較大的場合，管接頭至少應采用焊接，不允許只進行強度脹。

按GB/T151的規(guī)定，單純的強度焊不適用于有劇烈振動和縫隙腐蝕傾向的場合。

文獻[1]還認為，強度焊必須是填絲的氬弧焊，否則只能作為密封焊。

3. 脹焊并用

與單純的脹接、焊接相比，脹焊并用能夠有效降低管束振動對管接頭焊縫的損害，及防止間隙腐蝕，得到了廣泛的采用。不過，這也存在一個先脹后焊，還是先焊后脹的問題。文獻[1]認為先焊后脹較好，因為焊前管板坡口容易清理，焊接時空氣容易排出，能夠較好保證焊接質(zhì)量。并且后脹，可以避免焊接熱量帶來的“松馳”作用。

另外，為了避免先焊后脹時，脹接對焊縫的影響（如產(chǎn)生裂紋），如下面兩個圖所示GB/T151均要求深度脹，即脹接部位離焊縫至少15mm。

3.1 強度脹+密封焊

強度脹+密封焊，一般用在密封性能要求高的場合，其適用范圍比照前面介紹的強度脹。

3.2 強度焊+貼賬

強度焊+貼脹，是目前運用最廣泛的管接頭型式，具有抗疲勞能力，能夠降低間隙腐蝕傾向。

對于管接頭需要進行局部熱處理的，文獻[1]建議：若是機械脹，則熱處理前后分別脹一次，后一次為輕脹；若是柔性脹接（液袋脹接等），則在熱處理后脹一次即可。

但在有較大振動和高溫交變載荷，上述幾種結構都不宜采用，容易發(fā)生泄漏，文獻[1]建議強度焊+強度脹，或是內(nèi)孔焊。但強度焊+強度脹目前尚無標準可依。

本文主要參考文獻[1]，更多關于制造和檢驗的內(nèi)容還可參閱文獻[2]、[3]。

參考文獻：

[1] 趙文軍. 淺析換熱管與管板連接方式及選用. 科技風, 2012,(8)

[2] 王婷婷. 管殼式熱交換器管板與換熱管連接接頭的設計與制造. 石油化工設備, 2016, 45(6)

[3] 于杉, 楊洪蘭. 管殼式換熱器中換熱管與管板連接的工藝研究. 金屬加工, 2010, (6)