【正文】 工方便，故在中低壓容器或管道中得到廣泛應(yīng)用。金屬包墊片適用于乙型平焊法蘭和長頸對焊法蘭，法蘭密封面形式為光滑密封面、凹凸密封面及榫槽密封面。它不僅加工工作量大，而且必須使每個(gè)連接處在設(shè)備的運(yùn)行中，保證介質(zhì)無泄漏及承受介質(zhì)壓力的能力。由于脹接管端處在脹接使產(chǎn)生塑性變形，存在著殘余應(yīng)力。前者用于管側(cè)介質(zhì)壓力及密封性能要求不高的場合即通常稱為固定管板式換熱器；后者多見于管側(cè)壓力很高或密封性能要求也高的高壓高溫?fù)Q熱器中，如合成氨系統(tǒng)中的廢熱鍋爐及合成換熱器中?？珊竿附Y(jié)構(gòu)及對接焊縫使用壓力則較高，反之則較低，如圖（a）為角焊縫，無論殼體其他環(huán)焊縫質(zhì)量多高，可以采用對接雙面焊，但是進(jìn)行殼程強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，只能依這里的焊縫為最薄弱環(huán)節(jié)取用焊縫系數(shù)。此時(shí)管板帶有凸肩，其焊接結(jié)構(gòu)性能已由角接變?yōu)閷?，故承載能力更佳。 管板與管箱的連接管板與管箱連接多數(shù)是靠法蘭連接，形式很多，隨著溫度，壓力及耐腐蝕情況不同而異。圖（a）的結(jié)構(gòu)采用平面密封形式，且對氣密性要求不高的情況下。 固定管板換熱器的管板與管箱的連接 第五章 換熱器的強(qiáng)度設(shè)計(jì)與校核 殼體、管箱的壁厚計(jì)算 殼體 采用Q235B，根據(jù)GB150－℃下的許用應(yīng)力[σ]t=105MP,受壓元件的焊接接頭型式是雙面焊對接接頭或相當(dāng)于雙面焊的全焊透對接接頭，其100％無損檢測下的焊接接頭系數(shù)Φ＝，局部無損檢測Φ＝，取Φ＝1。由GB150－1998 表9－2查得：墊片系數(shù)m=,比壓力y=11MPa1)墊片的有效密封寬度 接觸寬度N＝22mm，基本密封寬度bO＝N/2=22/2=11mm 根據(jù)GB150－1998，當(dāng)bO，2)墊片壓緊力作用中心圓直徑 當(dāng)bO，墊片壓緊力作用中心圓直徑 DG＝D2b=6542x7=640mm3)墊片壓緊力預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力FG=Fa===4)操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力FG=FP===螺栓1)螺栓的布置根據(jù)GB1501998的表93，選取法蘭徑向尺寸LA＝24mm，Le＝20，螺栓最小間距2)螺栓載荷(1).預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷Wa＝Fa===(2).操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WP=F+FP=+=+=3)螺栓面積(1)預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積(2)操作狀態(tài)下需要的最小螺栓面積(3)需要的螺栓面積 取Aa和AP的最大值A(chǔ)m=(4)實(shí)際螺栓面積AbAb≥Am ,符合4)螺栓設(shè)計(jì)載荷(1).預(yù)緊狀態(tài)下螺栓設(shè)計(jì)載荷(2).操作狀態(tài)下螺栓設(shè)計(jì)載荷法蘭1)法蘭力矩 2)預(yù)緊狀態(tài)下的法蘭力矩3)操作狀態(tài)下的法蘭力矩2)法蘭設(shè)計(jì)力矩法蘭材料Q235B在設(shè)計(jì)溫度90℃下的許用應(yīng)力常溫下法蘭材料的許用應(yīng)力 管板厚度計(jì)算[1]. 未能被換熱管支承的面積 管板布管區(qū)面積管板布管區(qū)當(dāng)量直徑系數(shù) [2].根據(jù)前選取的結(jié)構(gòu)尺寸：寬度bf=133mm, 厚度δfˊ=32mm， 厚度δ=42mm[3].EP=Ef’=,EP=Ef”=, ES= 由δS/Di=8/600=’/Di=32/600=,查圖26得ω’=；由δS/Di=8/600=”/Di=40/600=,查圖26得ωω”=管板開孔前的抗彎剛度旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)：管板布管區(qū)當(dāng)量直徑 [4].由GB1511999的圖1圖20和圖21，按 分別查?。篊C=, Ce=, CM=[5].計(jì)算管板中心處（r=0），布管區(qū)周邊處（r=Rt）和邊緣處（r=R）d 的徑向應(yīng)力1．以殼程設(shè)計(jì)壓力Ps=,Pt=0MPa：2. 以管程設(shè)計(jì)壓力Pt=,Pt=0MPa：[6].由圖22按分別查?。害蜶=, ξT=[7].計(jì)算基本法蘭力矩Mm，操作工況法蘭力矩Mp[8].計(jì)算法蘭預(yù)緊力矩MfoPs作用下，Pt作用下，[9].計(jì)算由法蘭預(yù)緊力矩Mfo所引起的在管板中心處（r=o），布管區(qū)周邊處(r=Rt)和邊緣處(r=R)的徑向應(yīng)力1．以殼程設(shè)計(jì)壓力Ps=,Pt=0MPa：2. 以管程設(shè)計(jì)壓力Pt=,Pt=0MPa：[10]．計(jì)算設(shè)計(jì)力矩Mws和管板延長部分的法蘭應(yīng)力1．以殼程設(shè)計(jì)壓力Ps=,Pt=0MPa：2. 以管程設(shè)計(jì)壓力Pt=,Pt=0MPa：[11]．應(yīng)力校核1．以殼程設(shè)計(jì)壓力Ps=,Pt=0MPa：設(shè)計(jì)溫度下管板材料Q235B的許用應(yīng)力設(shè)計(jì)溫度下管板的延伸法蘭材料的許用應(yīng)力=,Pt=0MPa：設(shè)計(jì)溫度下管板材料的許用應(yīng)力設(shè)計(jì)溫度下管板的延伸法蘭材料的許用應(yīng)力 ∴ 管板符合標(biāo)準(zhǔn)。但經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)后的接管區(qū)可以使應(yīng)力集中系數(shù)降低，但不能消除應(yīng)力集中。接管計(jì)算壁厚接管有效厚度 開孔直徑 接管有效補(bǔ)強(qiáng)寬度 接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度 需要補(bǔ)強(qiáng)面積 可以作為補(bǔ)強(qiáng)的面積為該接管補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度足夠，不需另設(shè)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。 管程圓筒： 設(shè)計(jì)壓力P＝， 設(shè)計(jì)溫度90℃，試驗(yàn)壓力： 當(dāng)容器各元件（圓筒、封頭、接管、法蘭及緊固件等）所用材料不同時(shí)，應(yīng)取各元件材料許用應(yīng)力比[σ]/[σ]t的最小值。如果建造主要制造監(jiān)理時(shí)（監(jiān)理內(nèi)容在合同中商定）制造單位還應(yīng)配合業(yè)主做好監(jiān)理。制造單位從材料生產(chǎn)單位獲得材料時(shí)，應(yīng)取得材料質(zhì)量證明書，其內(nèi)容必須齊全、清晰、并有材料生產(chǎn)單位質(zhì)量檢驗(yàn)章。 筒體的制造筒體有兩種制造方式：一種是用鍛件筒節(jié)加工而成，另一種是用鋼板卷制而成。筒節(jié)的下料展開長度尺寸：式中 Di —— 筒節(jié)中徑； △L1 —— 筒節(jié)在卷制工藝過程中的伸長量；△L2 —— 焊縫收縮；△L3 —— 筒體內(nèi)壁堆焊時(shí)的圓周收縮量。高溫卷板成形通常溫度控制在960℃左右，但高溫成形的筒節(jié)在成形后應(yīng)進(jìn)行正火+回火熱處理，并同爐帶母材試板，待母材試板性能合格后，筒節(jié)才能進(jìn)行下一工序的生產(chǎn)，若不合格需對該筒節(jié)重新正火+回火熱處理。對于立式熱虹吸換熱器的筒體焊縫的檢測主要通過無損檢測完成的，包括MT（磁粉檢測）；UT（超聲檢測）；RT（射線檢測）；CT（化學(xué)成分分析）；HB（硬度檢測）。RT檢測主要是在ISR熱處理后對設(shè)備A、B和D類焊接接頭進(jìn)行100％檢測，一般按JB4730第二篇進(jìn)行，Ⅱ級合格，RT透照質(zhì)量不低于AB級。焊縫硬度檢測包括焊縫金屬、熱影響區(qū)和母材3個(gè)部分。封頭成形過程可分為一次沖壓成形，二次沖壓成形及多次沖壓成形。封頭回火溫度：690℃。橢圓形、無折邊錐形封頭沖壓時(shí)的壁厚減薄量應(yīng)不大于毛坯壁厚的10％。試板隨封頭正火+回火后，取1/2模擬熱處理后送檢。鍛件的機(jī)械性能檢驗(yàn)試樣必須在同爐、同罐、同牌號和同一鍛壓工藝（包括熱處理工藝）的餅形鍛件上的切向方向取樣，如圖所示中的1/3R處切削試樣。要有專用的加工工藝，需要多工序、多刃具進(jìn)行 。一般常用的管子長度為2000、3000、6000mm等。固溶化熱處理后其金相組織為奧氏體，晶粒度不低于7級，硬度直大于或等于22 HRC。2．酸洗鈍化是不銹鋼零件表面處理的常用手段之一，其目的是為了洗掉零件表面氧化物和污物，以使零件表面產(chǎn)生一層保護(hù)膜。 折流板的制造考慮到裝夾和外圓切削加工的方便，弓形折流板下料時(shí)，除在直徑方向上留放一定的加工余量外，還要求按整圓下板坯料。折流板的剪切 折流板的管孔。角。由于管板焊縫密集，焊接應(yīng)力較大，當(dāng)其投入使用運(yùn)行后，隨著高溫下材料強(qiáng)度極度的降低而應(yīng)變松弛，使密封連接處出現(xiàn)泄漏。根據(jù)管子旋轉(zhuǎn)推進(jìn)機(jī)構(gòu)形式的不同，穿管機(jī)可以分為兩種類型：一種是管子往復(fù)旋轉(zhuǎn)的平移機(jī)構(gòu)，如圖所示。它是通過幾對軸線相互交錯(cuò)的雙曲線棍子的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)管子進(jìn)給的。（1） 豎起一塊管板作為基準(zhǔn)；（2） 裝拉桿；（3） 在拉桿上裝定距管和折流板；（4） 穿管；（5） 把管束穿進(jìn)殼體；（6） 裝另一塊管板點(diǎn)焊上；（7） 在棍輪架上焊接管板與筒體；（8） 管子在管板的固定；（9） 裝接管和支座；(10) 作殼體的水壓實(shí)驗(yàn)（檢查管子和管板是否連接好），水壓試驗(yàn)試，水溫不得低于15℃，并控制試壓水的氯離子含量≤25mg/L；(11) 裝上兩側(cè)的管箱；(12) 作管程水壓試驗(yàn)（檢查管箱和管板的連接情況和法蘭的連接情況），試壓合格后應(yīng)立即放凈設(shè)備內(nèi)的試壓用水，對管、殼程分別用熱壓縮空氣導(dǎo)流，將設(shè)備內(nèi)的水吹干； 油漆、包裝設(shè)備制造完成后，應(yīng)進(jìn)行噴砂處理，表面粗造度應(yīng)達(dá)到GB/T 8923中Sa 。2．管、殼程設(shè)備汽蝕、腐蝕嚴(yán)重。3)．有可能導(dǎo)致下游設(shè)備內(nèi)溫度、壓力變化大，或夾帶液體、介質(zhì)濃度變化。2．采用單體設(shè)備停用檢查法，按停工步驟處理。這次設(shè)計(jì)在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成。 設(shè)計(jì)：趙海龍2010年5月45