一、翅片管定义与发展

    翅片管顾名思义是管子表面带有翅片的传热管。翅片管又叫鳍片管，也称肋片管。由于管子表面上增加了翅片或鳍片，使原有的传热面积得到了扩展，故翅片管又称谓带扩展表面的传热管，而翅片本身又可称谓扩展表面。现在为了提高换热效率，通常在换热管的表面通过加翅片管，增大换热管的外表面积（或内表面积），从而达到提高换热效率的目的。

　　二、翅片管分类

　　1) 翅片管按翅片结构特点划分

　　根据翅片管翅形的形状和构造，翅片管可分为以下种类：方翅管（Square finned tube）、螺旋翅片管(spiral finned tube) 、纵向翅片管（Longitudinal Finned Tube）等、螺旋锯齿状翅片管（Helical Serrated Finned Tubes）、内翅片管（inner finned tube）

    2)翅片按其在管子上排列方式，可分纵向和横向(径向)两大类。

　　3) 翅片管根据翅片管的翅片材质是否与管体材质相同可分为单金属翅片管和双金属复合翅片管。

　　4) 翅片管按翅片管的不同加工工艺，翅片管可分为： 轧制成型翅片管（extruded fin tube）、焊接成型翅片管、 滚压成型翅片管、套装成型翅片管

    5)其他类型都是这两类的变形，例 如大螺旋角翅片管(接近纵向)，而螺纹管(接近横向)等。可根据流体的流动方向及换热特点来选 择。翅片管因制造方法不同而使其在传热性能、机械性能等方面有一定的差异。按制造方法分为整体翅片、焊接翅片和机械连接翅片等。整体翅片由铸造、机械加工或轧制而成，翅片与管子一体，无接 触热阻，强度高。但要求翅片与管子用同样材料。焊接翅片用钎焊或氩弧焊等工艺制造，可使用与管 子不一样的材料。由于它的制造简易、经济且具有较好的传热和机械性能，故广为应用。它的主要问题是焊接工艺质量。机械连接翅片管有绕片式、镶片式及双金属轧片式等。

    6)翅片管由于在管外表面上设翅片而得名。它传热面积比光管可增大2~10倍，传热系数比光管可提高1~2倍。由于传热能力的增强和单位面积的传热面加大，故与光管比完成同一热负荷可用较少管数，使设备结构紧凑并使金属消耗量减少。因为翅片的材料可与基管不同，使材料的选择与利用就更加合理。翅片材料根据使用环境和制造 工艺来确定，有碳钢、不锈钢、铝及铝合金、钢及钢合金等。另外，采用翅片管使介质与壁面的平均温差降低，减少结垢，并且在翅片的涨缩作用下，已形成 的硬垢会自行脱落。

　　三、翅片管的主要性能要求

　　翅片管作为换热元件，长期工作于高温烟气的工况下，比如锅炉换热器用翅片管使用环境恶劣,高温高压且处于腐蚀性气氛,这要求翅片管应具有很高的性能指标。

　　1) 防腐性能　　

        2) 翅片管耐磨性能

　　3) 翅片管低的接触热阻

　　4) 翅片管高的稳定性

　　5) 翅片管防积灰能力

    四、几种常见翅片管的性能评定

    比较几种翅片管的传热性能，翅片管绕片式最差，主要是接触热阻的存在，特别是在运行时，绕片式的翅片管翅片张力随温度的增加而迅速下降，使接触热阻也迅速增加。焊接式传热性能。套片式性能次之,因为翅片紧套于管表面上后再加以表面热镀锌。双金属轧片传热性能类似于镶片式翅片管，因为它是在套装 后再轧出翅片。使用中以L型绕片管为最基本型式，只有在对各项性能要求都较高情 况下才选用套片管，因为它的价格较高.

    五、翅片管的几何尺寸及部分国产翅片管的特性参数

    翅片管的管子常为圆形。为强化传热，应选用椭圆管。椭圆管的管外对流换热系数比光管约可提高25%，而空气阻力约可降低15%~25%。翅片管 的基本几何尺寸包括：

    (1)翅片管基管外径和管壁厚。对于镶片管，其壁厚应自沟槽底部计算其内壁。

    (2)翅片管翅片的高度和厚度。增加翅片管翅高可以使翅片管翅片表面积增加，但使翅片管翅片传热效率下降，因而使有效表面积(即翅片表面积乘以传热翅片效率)的增加渐趋缓慢。翅片管翅片厚度主要考虑其强度、制造工艺和腐蚀裕量。国产铝翅片(绕片式、镶片式)翅片管和钢翅片(套片式)翅片管一般多选用0.5~1.2mm。

    (3)翅片管翅片距。翅片管翅片距的数值会影响到翅化面积的大小，但对翅片管管外对流换热系数的影响极小。翅片距的选择取决于管外介质。国产翅片管的翅片距常为2-3mm。

    (4)翅片管翅化比。它是指单位长度翅片管翅化表面积与光管外表面之比。翅片管翅化比的选择应根据管内，外介质对流换热系数大小而定，翅化比过大并不能有效地增强传热，反而会使以翅化表面积为基准的传热系数迅速降低。随着翅化比的增加，单位尺寸的换热面积将增加，但制造费用也增加。

    (5)翅片管管长。国外翅片管管长系列为3，4.5，6，9m4种。表2列出了部分国产翅片管的特性参数，可供选用时参考。

　　六、翅片管生产技术现状

　　A套装翅片管

　　套装翅片管工艺是预先用冲床加工出一批单个的翅片，然后用人工或机械方法，按一定的距高(翅距)，靠过盈将翅片管套装在管子外表面上。它是应用最早的一种加工翅片管的方法。由于套装工艺简单，技术要求不高，所用设备价格低廉，又易于维修，所以，至今仍有不少工厂在采用。此工艺是一种劳动密集型工艺方案，适合于一般小厂或乡镇企业的资金和技术条件。

　　用人工方法套装的称为手工套装。它是借助工具，依靠人的力量将翅片一个个压人的。这种方法因为翅片的压人力有限，故套装的过盈量小，翅片容易产生松动现象。机械套装翅片是在翅片套装机上进行的。由于翅片压人是靠机械冲击力或液体压力，压入力大，所以，可采用较大的过盈量。翅片管翅片和翅片管管子之间的结合强度高，不易松动。机械传动的套装机生产率高，但噪音大，安全性差，工人的劳动条件欠佳。翅片管液压传动的虽然不存在上述问题，但设备价格较贵，对使用维修人员的技术要求较高，其生产率也低些。

　　B镶嵌式螺旋翅片

　　镶嵌式螺旋翅片管是在钢管上预先加工出一定宽度和深度的螺旋槽，然后在车床上把钢带镶嵌在钢管上。在缠绕过程中，由于有一定的预紧力，钢带会紧紧地勒在螺旋槽内，从而保证了翅片管钢带和钢管之间有一定的接触面积。为了防止钢带回弹脱落，钢带的两端要焊在钢管上。翅片管为了便于镶嵌，钢带和螺旋槽间应有一定的侧隙。翅片管如果侧隙过小，形成过盈，则镶嵌过程难以顺利进行。此外，缠绕的钢带总会有一定的回弹，其结果使得钢带和螺旋槽底面不能很好的接合。镶嵌翅片可在通用设备上进行，费用不高，但是工艺复杂生产效率低。

　　C钎焊螺旋翅片管

　　钎焊螺旋翅片管的加工分两步进行。首先，将钢带平面垂直于管子轴线按螺旋线方式缠绕在管子外表面上，并把钢带两端焊在钢管上固定，然后为消除钢带和钢管接触处的间隙，用钎焊的方法将钢带和钢管焊在一起。此种方法因其造价昂贵，故常用另一种方法，即将缠好钢带的管子放进锌液槽内进行整体热镀锌来替代。采用整体热镀锌虽然镀液不见得能很好地渗进翅片和钢管之间极小的间隙，但在翅片外表面和钢管外表面却形成了一个完整的镀锌层。翅片管采用整体热镀锌的螺旋翅片管，因为受到镀锌层厚度的限制(镀锌层厚时，锌层牢固性差，易脱落)，加之锌液不可能全部渗人间隙内，所以，翅片与钢管的结合率仍不高。另外，锌的传热系数比钢小（约为钢的78%），故传热能力低。锌在酸及碱、硫化物中极易遭受腐蚀，因此，翅片管用镀锌螺旋翅片管不适于制作空气预热器(回收锅炉烟气余热)。

　　D高频焊螺旋翅片

　　高频高频焊螺旋翅片管是目前应用最为广泛的螺旋翅片管之一，

　　高频高频焊翅片管现广泛应用于电力、冶金、水泥行业的预热回收以及石油化工等行业.高频焊螺旋翅片管是在钢带缠绕钢管的同时，高频高频焊螺旋翅片管利用高频电流的集肤效应和邻近效应，对钢带和钢管外表面加热，直至塑性状态或熔化，在缠绕钢带的一定压力下完成焊接。这种高频焊实为一种固相焊接。翅片管它与镶嵌、钎焊(或整体热镀锌)等方法相比，无论是在产品质量（翅片的焊合率高，可达95%），还是生产率及自动化程度上，都是更为先进。

　　E三辊斜轧整体型螺旋翅片管

　　三辊斜轧整体型螺旋翅片管其生产原理,在光管内衬一芯棒,经轧辊刀片的旋转带动,无缝钢管翅片管通过轧槽与芯头组成的孔腔在其外表面上加工出翅片。这种方法生产出的翅片管因基管与外翅片是一个有机的整体,因而不存在接触热阻损失的问题,具有较高的传热效率。三辊斜轧法与焊接法相比,该生产线具有生产效率高,原材料耗用低,且生产的翅片管换热率高等优点。

　　目前三辊斜轧整体型螺旋翅片管技术已成功应用于翅片为铜、铝的单翅片管或复合翅片管，或钢质的低翅片管；钢质整体型翅片管目前市场上多见为低翅片管，整体型高翅片管其材质多为铝、铜等，一般是冷轧成型翅片管。

    七、翅片管的应用

    空调用翅片管，空冷用翅片管、锅炉、水冷壁、省煤器、空预器分别使用的翅片管、各种窑炉、工业炉余热回收用翅片管、其他特种用途翅片管等。随着公路事业的迅猛发展，沥青路面的里程日益增加，沥青用量越来越大，因此沥青加热的问题成为筑路部门的重要课题。近几年来，随着新技术、新工艺的广泛应用，一种新型加热管材——翅片管越来越多的出现在沥青加热设备，翅片管的应用不仅可以大大提高加热效率，而且可以降底加热设备 投资成本。

 
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