1.1.1本文件规定了扩散焊板式热交换器（以下简称热交换器）的材料、设计、制造、检验、验收、
1.1.2本文件适用于设计压力大于或等于0.1MPa且小于100MPa的热交换器，其中钛制热交换器的设
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，
仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本
GB/T4157金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法
GB/T4334金属和合金的腐蚀奥氏体及铁素体-奥氏体（双相）不锈钢晶间腐蚀试验方法
ASMESA-213/SA-213M锅炉，过热器和换热器用无缝铁素体和奥氏体合金钢管子
ASMESA-312/SA-312M无缝、焊接和重冷加工的奥氏体不锈钢管规范
GB/T151、NB/T47006界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
较高温度和压力条件下，依靠被焊接接触界面的原子扩散，实现界面原子成键而使被焊件实现冶金
扩散焊炉设计时规定并在图纸上标明，满足炉温均匀性要求，允许放置炉料的炉内空间尺寸。
4.1.1扩散焊热交换器（以下简称热交换器）的材料、设计、制造、检验与验收除应符合本文件的规
定外，还应遵守需方要求或是其指定的有关该法规和标准规范，且应符合图纸要求。
热交换器主要零部件所用材料应符合本章的规定。热交换器材料的选用应考虑热交换器的使用条
件（如设计温度、设计压力、介质特性和操作特点等）、材料的性能（力学性能、工艺性能、化学性能
和物理性能）、热交换器的制造工艺（板片制造工艺、扩散焊工艺）及经济合理性。
热交换器用材料应符合相应引用标准及表1的规定，应优先选用列入国家标准、行业标准的材料；
热交换器用材料应附有制造单位的材料质量证明书。质量证明书内容应齐全、清晰，并且印制可
追溯的信息化标识，加盖材料制造单位质量检验章。从非材料制造单位取得材料时，应取得材料制造单
位提供的质量证明书原件或在材料质量证明书原件的复印件上加盖材料经营单位公章和经办负责人签
热交换器制造单位应对取得的材料及材料质量证明书的真实性和一致性负责,对不能确定材料质
板片用不锈钢钢板或钢带按炉罐号进行复验，其熔炼化学成分的技术要求应符合相应引用标准要
求，成分分析允差应符合GB/T222的规定。力学复验项目包括抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度等，
复验结果应符合相应引用标准要求。当设计文件中另有规定时，除进行常温复验外，还应进行低温或高
不锈钢板片每批抽1%，且不少于3张进行微裂纹检测；钛材、镍基合金板片每批抽10%，且不
少于30张进行微裂纹检测，如发现有微裂纹则应100%检测。同一炉批号材质、同规格的板片为一批。
有特殊用途和用户要求的板片应按相应要求进行检测。板片微裂纹用低倍放大镜观察，并按NB/T
所有制造受压元件的材料在被分割前应进行标志移植，有耐腐蚀要求的不锈钢，不得在耐腐蚀面
法兰、封头、接管等受压元件采用不锈钢锻件时，应符合NB/T47010的规定，锻件级别不低于Ⅲ
承压部件用焊接材料应符合NB/T47015和NB/T47018的规定。当采用境外牌号材料时，应符合
扩散焊热交换器的载荷、设计压力、设计温度、工况组合、许用应力等关键因素的确定参见GB/T
6.2.1.1热交换器的用户或设计委托方应以正式书面形式向设计单位提出工艺设计条件，且至少包含
d)其它，包括操作弹性、工况、安装要求（几何参数、管口方位）、体积重量和经济性等。
a)合理选择热交换器的型式、通道形状、特征参数，满足传热、安全可靠性及能效要求；
6.2.2.2扩散焊热交换器的工艺计算应进行优化，提高传热效率，满足工艺设计条件要求。
a)扩散焊板式热交换器，其芯体全部采用包含不同形状流体通道的板片结构，板片的流体通道可
采用蚀刻、机加工或者激光雕刻等方式成型，如图1（a）所示。其中，具有蚀刻板片芯体的扩
b)扩散焊板翅式热交换器，其芯体采用翅片、隔板、封条、端板的组合结构，芯体中不包含具有
c)扩散焊混合式热交换器，其芯体采用板片和翅片交错布置的组合结构，芯体里同时包含板片、
型号代号-换热面积（m）-设计压力（MPa）/设计温度℃-板厚/翅厚（mm）-材料（型号的补充信
对于扩散焊板式热交换器，只有板片厚度；对于扩散焊板翅式热交换器，只有翅片厚度。型号的补
充信息主要用来描述板片通道的成形方法，J代表机加工，D代表激光雕熊猫体育平台官网刻；没有此项则默认为蚀刻成形。
示例1：总传热面积12m，设计压力22MPa，设计温度550℃，板片厚度2mm，材料S31603的扩散焊板式热交换
示例2：总传热面积5m，设计压力10MPa，设计温度450℃，翅片厚度0.5mm，材料S30403的扩散焊板翅式热交
示例3：总传热面积2m，设计压力5MPa，设计温度250℃，板片厚度2mm，翅片厚度0.5mm，材料TA1,板片流道
6.3.2.1采用蚀刻成形的传热元件流体通道结构形式可分为直通道型、Z字型通道、正弦型通道、S翅
型、机翼翅型和正弦翅型，如图2所示，其中，直通道型、Z字型通道、正弦型通道的横截面为半圆形。
6.3.2.2采用机加工方法制造的传热元件，如流道横截面为矩形的直通道板片或镂空翅片等，如图3
6.3.2.3常见翅片结构分为平直型、多孔型、锯齿形、波纹型，如图4所示。
6.3.3.1扩散焊热交换器的管箱结构型式分为平板形端板封头体结构和弧形端板封头体结构，如图5
6.3.3.2对于设计压力大于35MPa的扩散焊热交换器，宜采用内置式管箱结构。
6.3.3.3对于设计压力不大于35MPa的扩散焊热交换器，进出口接管可采用焊接连接结构，但一定要
6.3.3.4对于设计压力大于35MPa的扩散焊热交换器，进出口接管应优先采用螺纹连接结构，且螺纹
6.3.4.2当存在以下情况之一时，应通过爆破试验确定传热元件的最高允许设计压力：
扩散焊热交换器的强度设计可采用基于公式的设计方法、基于爆破试验的设计方法和有限元分析
芯体部分的半圆形通道或矩形通道结构，可简化处理成带有支撑的矩形截面容器（如图6所示）。
已蚀刻部分的长度作为长边侧，边缘未蚀刻部分作为短边侧，蚀刻通道之间的脊梁作为支撑。分别计算
确定边缘厚度t(相当于确定短边侧厚度)，按照式（1）-（3）计算薄膜应力和弯曲应力：
=ℎ{3−[6+(11−2)]}······························································(1)
()=241[−3+2ℎ(3+5)]=42·····································(2)
()=ℎ(3+5)=ℎ2··························································(3)
确定壁厚t(相当于确定长边侧厚度)，按照式（4）-（6）计算薄膜应力和弯曲应力：
=··············································································(4)
()=ℎ[3+(6−)]=ℎ2························································(5)
()=ℎ(3+5)=ℎ2··························································(6)
=23[3+5]=3····························································(7)
()=+2·······························································(8)
()=21+22·······································································(9)
()=+2·····································································(10)
()=22+22·····································································(11)
=S=··········································································(12)
在确定扩散焊板式热交换器结构尺寸时，按照式（1）、式（4）、式（7）计算的薄膜应力应控制在
SE以内；按照式（8）~式（11）任一组合计算的总应力控制在1.5SE以内。
6.4.2.1扩散焊热交换器的设计压力不应高于通过爆破试验确定的最高允许设计压力。
6.4.2.2可采用扩散焊热交换器产品或者扩散焊热交换器试件进行爆破试验；采用扩散焊热交换器试
a)封头体厚度设计计算应符合GB150.3-2011中第3.3条的要求；
b)圆形平盖厚度设计计算应符合GB150.3-2011中第5.9.3条的要求；
c)开孔与开孔补强设计计算应符合GB150.3-2011中第6条的计算要求；
d)对于其它无法使用规则设计方法设计计算的零部件，应按JB4732进行分析设计。
6.4.3.2扩散焊板翅式热交换器翅片的设计计算可采用极限载荷分析法进行。
7.1.3热交换器熔焊工艺评定应按NB/T47014进行，扩散焊工艺评定应按附录D的规定进行。有下
b)热交换器的扩散焊应指定专人担任，并经过扩散焊技能评定考核，扩散焊技能评定应按附录D
7.2.2扩散焊装配件间有良好的照明，保证装配操作部位不低于300Lux。
线真空扩散焊炉釆用冷壁式线真空扩散焊炉的最高工作温度应不低于1200℃。
7.3.3真空扩散焊炉均温区尺寸应大于芯体尺寸，且工作区尺寸的长宽值与芯体尺寸的长宽值之差应
7.3.4真空扩散焊炉有效工作区的炉温均匀性应满足HB5354Ⅲ类炉要求。
7.3.5真空扩散焊炉的线Pa，冷态压升率应不大于0.6Pa/h，在真空扩散焊炉连续
使用的前提下，至少每30天进行1次压升率检测；扩散焊炉检修、更换或装卸密封元件后应进行压升
7.3.7真空扩散焊炉应配备温度、真空度的测量、控制和记录装置以及超温报警装置等，按HB5354
7.3.9真空扩散焊炉的压力误差应在工作压力的±2%范围内，应配备焊接压力的测量、控制和记录装
7.3.11真空扩散焊炉上下压板平行度≤0.2mm、平面度≤0.2mm。
7.4.1板片/翅片采用蚀刻、机加工、冲压、电火花加工、激光、模压、激光切割等方法加工。
7.4.3每批板片的首件应进行板片尺寸检测，首件合格后方可进行批量加工。
7.4.4板片、翅片、封条、隔板、端板的尺寸偏差和形位公差应符合图纸的要求。
7.4.5板片、翅片、封条、隔板、端板焊接面不允许存在超过厚度负偏差的沟槽、凹坑、划痕、磕碰、
7.4.7翅片的翅形应保持规整，不得被挤压、拉伸和扭曲，翅片和封条的几何形状有局部变形时，应
7.4.8不锈钢板片、隔板上下表面及端板内表面，应不低于GB/T3280-2015规定的2B表面等级。
7.4.9可采用激光切割、蚀刻或冲压等方式对板片外型进行修整，保证板片对位精度。
7.5.1芯体组装前应对板片进行清洗，并确保板片表面无粉尘、油污、氧化物、锈斑、涂层、记号等
7.5.2可根据板片的具体材质和表面状态进行常规清洗、化学清洗或两者同时采用。其中，常规清洗
指采用无水乙醇、丙酮、清洗剂、清洁水或去离子水等介质，对板片表面进行超声清洗、冲洗或擦拭清
理；而化学清洗是采用不同配比的酸液或碱液，对板片待焊面氧化膜进行化学清理，经化学清理后的板
片应在规定时间内进行焊接，超出规定时熊猫体育平台官网间应重新进行化学清洗，采用化学清洗时，应不引起晶间腐蚀、
晶间氧化和合金损耗；清洗后的板片应进行干燥且不应产生污染，干燥温度一般不高于120℃。
7.5.3不锈钢板片应在最终清洗后72h内完成芯体组装，并处于无尘等条件下保存，钛或镍基合金板
片应在最终清洗后48h内完成芯体组装，并处于真空条件下保存。板片清洗后，禁止人体直接接触零
7.6.2装配前应逐张检验板片清洁度，板片应无锐棱、毛刺、划痕、油污、粘胶、金属屑、灰尘等影
7.6.3按设计图纸要求依次堆叠、装配各层元件（如板片、翅片、隔板、封条和端板）以形成芯体装
7.6.4每一层拼接元件（如翅片、封条）应互相靠紧，但不得重叠，各元件之间的拼接间隙应≤2mm，
7.6.5组装时应使各上下层元件（如板片、隔板、封条和端板）之间贴合紧密且不透光，必要时可施
加辅助压力，随后采用氩弧焊在芯体装配体边长方向进行辅助定位，将其约束为一体结构。
7.6.6除另有规定外，组装后的芯体装配体垂直度偏差应≤1mm、板片错边量应≤0.5mm。
7.6.8在芯体装配体上下组装压板，形成待焊装配体，压板材质可选石墨、钼合金或钛锆钼合金等；
压板厚度应满足扩散焊工艺要求；压板与装配体的接触面应放置固体阻焊层，阻焊层可选陶瓷板、云母
7.7.2芯体采用真空扩散焊制造，芯体扩散焊前应具有评定合格的扩散焊工艺支持，焊接工艺评定由
7.7.3扩散焊工艺评定技术档案应保存至该工艺评定失效，产品扩散焊工艺及记录保存年限应不少于
7.7.4扩散焊过程中，应确认炉内真空度、焊接温度、焊接压力、焊接时间等工艺参数值与扩散焊工
7.7.7扩散焊焊缝泄漏时，最多在真空扩散焊设备内进行二次扩散焊返工，扩散焊工艺应符合7.7.2的
7.7.8为满足芯体最终外形尺寸，允许对芯体进行机械加工，但应注意对流道洁净度和多余物进行控
7.8.1容器施焊前，定位、固定焊接除外，受压元件熔焊焊缝、与受压元件相焊的熔焊焊缝、熔入永
久焊缝内的定位熔焊焊缝、受压元件表面堆焊及补焊，以及上述焊缝的返修熔焊焊缝都应按NB/T47014
7.8.2熔化焊接工艺评定报告、焊接工艺规程、施焊记录及焊工的识别标记，保存年限应不少于产品
7.8.3热交换器为多芯体模块时，芯体间应沿端板四周进行组合融化焊接，在非封头覆盖区域留50mm
8.1.1热交换器的无损检测应由持有相应类别的无损检测人员资格证的人员担任；其它项目检验人员
8.1.2检验档案应完整，检验与试验记录保存时间应不少于热交换器设计使用年限。
8.1.4由于扩散焊芯体的焊接质量无法进行100%无损检验，当客户有特殊要求时，可制造具有相同材
料与相同结构的平行扩散焊芯体试件，按协议对其焊接质量进行无损和有损检测。
8.1.5检验仪器、仪表的检定或校准应符合相关法律法规和企业管理制度规定。
8.2.2板片或翅片外观、几何尺寸和表面质量应符合设计图纸要求。板片长度及对角线
mm范围内，宽度偏差应在±0.2mm范围内，厚度偏差符合标准要求；长边直线度偏差应不大于长边长
度的1.0%，且不大于1.0mm；钛材板片厚度一致性的偏差应不大于0.05mm，其他材质板片厚度一致
8.2.3板片或翅片成型后的微裂纹检测与结构尺寸检测按批进行。同一炉批号材质、同规格、同结构
8.2.4对于冲压加工成型的板片或翅片，微裂纹检测按每批抽样不低于1.5%，且不少于3张（含首、
末板片/翅片）进行。可采用低倍放大镜进行检测，必要时应按NB/T47013.5的规定进行渗透检测，如
8.2.5结构尺寸应采用精度不低于0.01mm的量具或仪器按批进行测量。结构尺寸如图6所示，抽检
8.2.5.1板片结构尺寸主要包括流道深度、流道肋宽和流道轮廓度；翅片板结构尺寸测量包括翅片高
8.2.5.2流道深度或翅片高度、流道肋宽或翅片节距的抽检率应为：抽检比率不低于板片总数的10%，
单个板片或翅片检测比例不低于总通道数的5%，单个通道尺寸检测点不少于5个，且检测点在通道长
8.2.5.3开发新结构或采用新工艺时，应对流道截面轮廓度进行检测，可切割流道板检测指定截面的
8.2.5.4如发现结构尺寸偏差超出图纸规定的，应在原抽检比率基础上提高检测比率至20%以上，尺
8.2.6对应不同加工方式，所需要的板片表面质量和加工精度要求应符合表2的规定
8.3.1.1扩散焊后目视检查芯体外观，芯体应颜色均匀、板片无翘曲变形，扩散焊焊缝处无未焊合、
8.3.1.2扩散焊焊前及焊后需按设计文件和工艺文件要求对扩散焊芯体进行尺寸、形位公差检验。
8.3.1.3芯体组装完成后，从芯体上端板面起始，分别沿四边方向对组装芯体焊前高度HH进行测量，
测量点总数不少于9，各边上检测点应均匀排布，测量时应保证各层板片之间贴合紧密且不透光。
8.3.1.4芯体扩散焊完成后，从芯体上端板面起始，分别沿四边方向对焊后高度HH′进行测量，测量
8.3.1.5根据式（13）对芯体高度变形百分比F进行计算。对于不锈钢材质芯体，变形百分比在2%≤F≤5%
=i×100%·····································································(13)
8.3.1.6测量焊后芯体的上端板平面度，平面度偏差应不大于2.0mm。
8.3.1.7相邻上下层封条间的内凹、外凸量不应超过2.0mm；相邻上下两板片间的内凹、外凸量不应
