热置换器的尽寸精确测量

热交换器是工艺的热交换中不可或缺的装置。例如，在日本国内的石油化学工艺中，安装了大量热交换器，作为石脑油热裂解装置（乙烯装置）。
热交换器根据目的有各种类型，下面以工艺中常用꧃的多管式（管壳式）热交换器为中心，🌜说明结构、类型等尺寸测量所需的基础知识。此外，还介绍尺寸测量的要点和难题，以及利用新款测量仪解决难题的方法。

什么是热交换器
热交换器的类型和结构
热交换器尺寸测量的必要性
热交换器的尺寸测量
热交换器尺寸测量的难题和解决方法
- 管体的全长、角度、平行度
- 管板各部位的尺寸和平面度
热交换器尺寸测量的高效化

什么是热交换器

热对调器是将热能从热的事物抗扰至冷的事物的平衡装制。如果是液态、粘液还气态，事物的热能都还具有从高溫传递到低温环境的本质特征。热对调器是充分利用该本质特征效率高传递热能的平衡装制，寻常的使用粘液充当抗扰热能的媒质。

热交换器的类型和结构

热交换器可根据结构和流动方式等进行分类。根据结构分类时，大致可分为管式和板式。管式有多管式、单管式、双管式等。板式有平板式、螺旋板式、夹套式。
其中多管式热交换器也被称为“管壳式”，可在狭小空间内获得较大的传热面积。此外，还能减小流体的压力损失，因此多用作工艺的热交换器。
下面将说明多管式热交换器的类型和结构。为了准确地测量尺寸，了解各热交换器的结构特点十分重要。

多管式热交换器的类型

多管式热相互交换器有3种，即固定好管水平式、浮头式、U形管式。

固定管板式热交换器

放置位置管板格局热交換器的管体进行扩管或焊接生产，进行安装在放置位置于罩壳的管板上。它的的特点是格局简略、能以低投资成本打造。而且基于罩壳不能清理，身体不適合用作将脏污较多的射流或腐蚀刺激性性射流流到罩壳侧的热交換。其他，还必须主要罩壳和管体的热增加，当罩壳侧和管体侧的射流室内压力差很大的时，罩壳需进行伸缩式金属接头。

浮头式热交换器

浮头式热对调器列管的下侧安转在管板上，另下侧确认扩管或补焊，安转在上下管板上。外壳与列管未黏结，故还有壳与列管还具有对待热澎胀可能轻松自由调试的特征。还有，因为列管简易拆装，可确定保养、检修、修补等维系工作任务。

U形管式热交换器

U形管式热调换器将管体打弯成U形加上外壳。外壳与管体未相连接，以至于与浮头式热调换器同一，外壳和管体相对因热热涨冷缩而出现的弯曲变形要人权调接。还有，管教可装卸货物，更好地执行定期维护，但管体的U形地方难于清洗。

多管式热交换器的结构

在这将以浮头式热交流器概述，介绍英文多管式热交流器的节构。浮头式热交流器由浮头（壳盖）、垫圈、泵壳、管板、分成室（绿色通道）、管教等带来，在自动测量热交流器尺寸时，优先分析这类控制部件的角度和角色是越重要的。

A：浮头（壳盖）: 浮头是将圆帽状的头部焊接在法兰上的部件。通过法兰接合至壳体。

B：垫圈: 垫圈是用于提升通道盖（分隔室的盖子）、通道法兰和管板之间、壳体法兰、壳体和壳盖等气密性的部件。

C：壳体: 壳体是容纳用于交换热量的管束的部分。

D：管板: 管板是支撑管体、分隔壳体侧流体和管体侧流体的部件。安装在管板上的管体，安装部分会实施扩管，获得高度气密性，防止流体发生泄漏。

E：分隔室（通道）: 分隔室是管体侧流体的出入口，也称为“通道”。

F：管束: 将进行热交换的管体聚集成束的部件。管束大多由管板、管体、挡板等构成。

咖啡色箭号：管体侧介质

紫色上箭头：箱体侧介质

热交换器尺寸测量的必要性

多管式热交换器内极为重要的部件是管束和法兰。管体是在热交换器内进行热交换的部件，多根管体以高密度收纳在管束内。因此，尺寸和形状稍有误差，就会产生应力。法兰是用于接合各部件的部件，其尺寸精度对气密性有巨大影响。
下面将说明热交换器各部位尺寸测量的必要性和理由。

管体和管束

管体使用被称为“热交换专属钢管（热传导专属钢管）”的钢管。热交换专属钢管分为被称为“无缝钢管（无接缝钢管）”的没有接缝的管体和“电阻焊钢管”。热传导专属钢管常用于伴随着承受高温、高压危险的用途，因此按照材质，设定了严格的设计条件、尺寸精度、检查基准。
然而当通过焊接将管体接合至管板时，可能会因焊接而产生应变。大型热交换器的管体全长为数米，管束直径超过2 m，管束内必须以高密度装入小口径的管体。同时，管体会随着高温或低温产生的热量变化而伸缩。
因此，必须严格测量管体的尺寸精度，并需要在扩管部检查因焊接而产生的应变和焊点。此外，管束和壳体之间的间隙较小，所以管束完🍌成形状的尺寸测量也必不可少。

法兰

法兰通过垫圈夹住各部件，将部件彼此接合，获得气密性。因此，低精度的形状和尺寸会引起流体泄漏。例如，当法兰座出现应变时，垫圈受力不均匀，无法实现设计中要求的气密性。另外，如果法兰面对于轴方向的角度不符合设计要求，不仅会安装困难，还会因为法兰固定螺栓的紧固力使法兰发生变形，强度大幅下降。
出于以上原因，法兰的形状和尺寸，特别是承受压力♕高的部分，要求具有高精度。不仅在制造时，在进行管体更换和清洁等维护时，尺寸测量也是必不可少的。

热交换器的尺寸测量

将说多管式热交流器的尺码在测量指导思想。

尺寸测量要点

多管式热交换器内极为重要的测量要点是管体和法兰的形状和尺寸。
下面将说明这两个部件的尺寸测量要点。

管体和管束

除管体的全长和外径之外，表示管体轴中心偏移的同轴度、安装于管束后的管体间平行度等也是重要的测量要点。
将管体安装至管束时的管体间距由管体外径决定。管体外径为19 mm（3/4 in）时间距为25 mm，外径为25.4 mm（1 in）时间距为32 mm，间距不低于外径的1.2倍。此外，必须将长꧂度为3 m（10 ft）或6 m（20 ft）等的长管体以高密度收纳在管束内。管体的尺寸和形状稍有误差，就会在组装管束时，在各部位产生应力，因此特别需要高精度测量。

法兰

在法兰的尺寸测量中，法兰面对于法兰轴方向的角度、直角度和平面度等均为重要的测量要点。
法兰夹住垫圈，通过螺栓将部件彼此接合。法兰上因螺栓而产生强力的紧固扭矩，通过该力按压垫圈，实现气密性。此时，如果法兰的角度对于轴方向不是正确的角度，紧固扭矩可能会变得不均匀，导致垫圈部分破损或法兰变形。而且当法兰面有起伏等时，会无法充分地按压垫圈。法兰的尺寸和形状误差会导致垫圈嵌合不良，从而造成流体泄漏等严重故障🍸，因此需要仔细测量。

热交换器尺寸测量的难题和解决方法

对于大型热交换器，除成品外，确认制造期间的加工精度以及更换部件时的组装精度也十分重要。进行这些测量时多采用千分表、卷尺、大尺寸游标卡尺等。个别构成零件也常常是大型尺寸，一般至少需要2至3人进行测量。而且此类方式存在一些难题：测量人员不同造成的测量值偏差、应变趋势等不易掌握、测量耗时久等。
为了解决这些问题，越来越多的人开始采用新款三坐标测量仪。采用基恩士大范围三坐标测量仪“WM系列”，能通过无线探头，以高ꦡ精度测量大型热交换器的尺寸。在测量范围内，可自由接近工件深处部位，只需探头接触的操作，即使单人也能轻松测量。而且与千分表、🔯卷尺、大尺寸游标卡尺等测量器具相比，测量结果无偏差，可进行定量测量。

管体的全长、角度、平行度

短管体的长度大多采用3 m（10 ft），长管体则采用6 m（20 ft）。如果要用卷尺测量，至少需要2名作业人员，每次实施测量得到的值不尽相同，难以进行准确测量。例如，管体的平行度需要移动千分表来测量。但是，测量值会随着千分表接触角度和强度而变化，所以作业人员不同会令测量值发生偏差。而且，必须在指定的轴线上反复测量，测量作业会持续很长时间。
采用“WM系列”，只需将探头接触测量点即可测量。平行度和各部位角度，也只需用探头接触管体的基准要素和目标要素，即可完成测量。单人也能快速测量，不会因为作业人员不同而导致测量值偏差。♚此外，还可以快速确认公差值相对于设计值的判定。

管板各部位的尺寸和平面度

大型热交换器的管板直径长达数米。若需用千分表测量管板的平面度，与测量管体的平行度相同，必须移动目标物或千分表进行仿形测量。但是，要准确移动千分表或大型管板十分困难，不可避免地会产生测量误差。
“WM系列”采用便携式设计，可安装至各种地方，无需移动目标物。可在目标物附近安装测量仪，立即开始测量。无需移动目标物，只需用探头接触基准要素和目标要素的测量点，即可测量平面度。管板的高度差等🎉各部位尺寸也能轻松测量。