力容器所允许的临界裂纹尺寸就越大，安全性也越高。因此，为防止发生脆性断裂和裂纹快速扩展，压力容器常选用韧性好的钢材。 （3）制造工艺性能
材料制造工艺性能的要求与容器结构形式和使用条件紧密相关。制造过程中进行冷卷，冷冲压加工的零部件，要求钢材有良好的冷加工成型性能和塑性，其延伸率δ5应在15%-20%以上。为检验钢板承受弯曲变形能力，一般应根据钢板的厚度，选用合适的弯心直径，在常温下做弯曲角度为180°的弯曲实验。试样外表面无裂纹的钢材方可用于压力容器制造。
压力容器各零件间主要采用焊接连接，良好的可焊性是压力容器用钢一项极其重要的指标。可焊性是指在一定焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。钢材的可焊性主要取决于它的化学成分，其中影响最大的是碳含量。含碳量越低，越不容易产生裂纹，可焊性越好。
1.2.3管程结构
流体流经换热管内的通道及与其相通部分称为管程。 (1) 换热管
(a) 换热管形式 除光管外，换热管还可采用各种各样的强化换热管，如翅片管，螺旋槽管，螺纹管等。当管内外两侧给热系数相差较大时，翅片管的翅片应布置在给热系数低的一侧。
(b) 换热管尺寸换热管尺寸主要为 φ19mm×2mm, φ25mm×2.5mm, φ38mm×2.5mm,无缝钢管以及φ25mm×2mm, φ38mm×2.5mm的不锈钢管。标准管长有1.5，2.0,3.0,4.5,6.0,9.0m等。采用小管径，可使单位体
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积的传热面积增大，结构紧凑，金属耗量减少，传热系数提高。据估算，将同直径换热器的换热管有25mm改为19mm，其传热面积可增加40%左右，节约金属20%以上。但小管径流体大，不便清洗，易结垢堵塞。一般大直径管子用于粘性大或污浊的流体，小直径管子用于较清洁的流体。 (c) 换热管材料 常用材料有碳素钢，低合金钢，不锈钢，铜铜镍合金，铝合金，钛等。此外还有一些非金属材料，如石墨，陶瓷，聚四氟乙烯等。设计时应根据工作压力，温度和介质腐蚀性等选用合适材料。 (d) 换热管排列形式及中心距 ，换热管在管板上的排列形式主要有正三角形，正方形和转角三角形，转角正方形。正三角形排列形式可以在同样的管板面积上排列最多的管数，故用的最为普遍，但管外不一清洗。为便于管外清洗，可以采用正方形或转角正方形排列的管束。 (2) 管板
管板是管壳式换热器最重要的零件之一，用来排布换热管，将管程和壳程的流体分隔开来，避免冷热流体混合，并同时受管程，壳程压力和温度的作用。
(a) 管板材料 在选择管板材料时除力学性能外，还应考虑管程和 壳程的流体的腐蚀性，以及管板和换热管之间的电位差对腐蚀的影响。当流体物腐蚀性或有轻微腐蚀时，管板一般采用压力容器用碳素钢或低合金钢板或锻件制造。
当流体腐蚀性较强时，管板应采用不锈钢，铜，铝，钛等耐腐蚀材料。但对于较厚的管板，若整体采用价格昂贵的耐腐蚀性，造价很高。例如，高温，高压换热器中，管板厚度达300mm以上，有的甚至达到50mm。
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为节约耐腐蚀材料，工程上常采用不锈钢+钢，钛+钢，铜+钢等符合板，或堆焊衬里。
(b) 管板结构 当换热器承受高温，高压时，高温和高压对管板的要求的矛盾的。增大管板厚度，可以提高承受能力，但当管板两侧流体温差很大时，管板内部沿厚度方向的热应力。当迅速停车或进气温度突然变化时，热应力往往会导致管板和换热管在连接处发生破坏。因此，在满足强度的前提下，应尽量减少管板厚度。薄管板顾名思义是指相对于采
用标准，规范计算所得的管板厚度要薄很多的管板，一般厚度为8-20mm。
当要求严格禁止管程和壳程中的介质互相混合时，可采用双管板结构。在双管板结构中管子分别固定在两块管板上，两块管板保持一定距离，如果管子与管板连接处有少量流体漏出，可让其从连管板之间的空隙泄放之外界，也可利用一薄壁圆筒将此空隙封闭起来，充入惰性气体，使其压力高于管程和壳程的压力，达到避免两种介质混合的目的。 （3） 管箱
壳体直径较大的换热器大多采用管箱结构。管箱位于管壳式换热器的两端，管箱的作用是把管道输送来的流体均匀的分布到各换热管的把管内流体汇集在一起送出换热器。在多管程换热器中，管箱还起改变流体流向的作用。
管箱的结构形式主要以换热器是否需要清洗或管束是否需要分程等原因来决定。为管箱的几种形式。管箱结构适用较清洁的介质情况。因为在检查及清洗管子时，必须将连接管道一起拆下，很不方便。为在管箱上装箱盖，将该拆除后，就可以检查及清洗管子，缺点是用材多。形
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式是将管箱与管板焊成一体，从结构上看，可以完全避免在管板密封处的泄露，但管箱不能单独拆下，检修，清理不方便，所以在实际使用中很少采用。为一种多程隔板的安置形式。 (4)管束分程
在管内流动的流体从管子的一端流到另一端，称为一个管程。在管壳式换热器中，最简单最常用的是单管程的换热器。如果根据换热器工艺设计要求，需要加大换热器面积时，可以采用增加管长或者管数的方法。但前者受到加工，运输，安装以及维修等当面的限制，故经常采用后一种方法。增加管数可以增加换热面积，但介质在管束中的流速随着换热管数的增多而下降，结果反而使流体的传热系数降低，故不能仅采用增加换热管数的方法来达到提高传热系数的目的。未解决这个问题，使流体在管束中保持较大的流速，可将管束分成若干程数，使流体一次流过各程管子，以增加流体速度，提高传热系数。管束分程可采用多种不同的组合方式，对于每一程中的管数应大致相等，且程与程之间温度差不易过大，温差以不超过20℃左右为宜，否则在管束与管板中将产生很大的热应力。
对4程分法来说。有平行和工字形两种，一般为了接管方便，选用平行分法较合适，同时平行分法亦可使管箱内残液放尽。工字型排列的优点是比平行法密封线短，且可排列更多管子。 （5） 换热管与管板连接
换热管与管板连接时管壳式换热器设计，制造最关键的技术之一，是换热器事故率最多的部位。所以换热管与管板连接质量的好坏，直接
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影响换热器的寿命。
换热管与管板的链接方法主要有强度胀接，强度焊和胀焊并用。 (a) 强度胀接 是指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的胀接。常用的胀接有非均匀胀接和均匀胀接两大类。强度胀接的结构形式和尺寸见。l1为换热管伸出管板的长度，K为槽深，它们随换热管外径的大小而改变；l为最小胀接长度，其值与管板名义厚度有关。
机械滚珠胀接为最早的胀接方法，目前热在大量使用。他利用滚胀管深入插在管板孔中的管子的端部，旋转胀管器使管子直径增大并产生塑性变形，而管板只产生弹性变形。取出胀管器后，管板弹性恢复，使馆板与管子间产生一定的挤压力而贴合在一起，从而达到紧固的密封的目的。
液压胀接与液袋胀接的基本原理相同，都是利用液体压力使换热管产生塑性变形。橡胶胀接是利用机械压力是特种橡胶长度缩短，直径变大，从而带动管热管扩张达到胀接目的这些胀接方法具有生产率高，劳动强度低，密封性能好等优点。
强度胀接主要适用于设计压力小于等于4.0MPa；设计温度小于等于300℃；操作中无剧烈震动，无过大温度波动及无明显应力腐蚀等场合。 (b) 强度焊 是指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的焊接。由于管孔不需要退火和磨光，因此结构简单。焊接结构强度高，抗拉脱力强。在高温高压下也能保证连接处的密封性能和抗拉脱能力。管子焊接处如有渗漏可以补焊或利用专用工具拆卸后予以更换。
当换热管与管板连接处的焊接之后，管板与管子中存在的残余热应
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