【文章內(nèi)容簡介】 的場合。在實際生產(chǎn)中對換熱器密封性能的要求往往較高,有些使用場合有間隙腐蝕,有時還伴有振動和疲勞載荷等,所以要求換熱器管板連接采用脹焊并用的結(jié)構(gòu)形式。對于本次設(shè)計由于設(shè)計壓力小于等于35MPa,無較大振動及無間隙腐蝕的場合所使用的連接方式是強(qiáng)度焊。 其他部件的連接結(jié)構(gòu)其他部件的連接均采用法蘭連接或焊接的方式進(jìn)行連接。壓力容器的可拆密封裝置形式很多，其中最常用的是螺栓法蘭連接。螺栓法蘭連接主要由法蘭、螺栓和墊片組成。其連接情況如下圖所示： 圖 影響密封性能的主要因素有：a螺栓預(yù)緊力，b墊片性能，c壓緊面質(zhì)量，d法蘭剛度，e操作條件等。（1）螺栓法蘭設(shè)計主要包括：①螺栓法蘭的密封性設(shè)計②法蘭結(jié)構(gòu)類型及標(biāo)準(zhǔn)的選擇（2）法蘭的結(jié)構(gòu)類型包括：松式法蘭，整體法蘭，任意性法蘭。（3）本次設(shè)計的法蘭連接形式:本次設(shè)計中管板與封頭的法蘭連接采用長頸對焊法蘭連接，接管的連接采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭連接。連接標(biāo)準(zhǔn)依照HG20592要求。 重要部件的制造工藝要求 管板的加工為使換熱器管板管孔與管子外徑在同一公差范圍內(nèi),首先必須根據(jù)到貨換熱管外徑的實際尺寸決定管板管孔的加工精度。如上所述,177。 折流板加工折流板孔與管板孔的同心度直接影響換熱管能否順利穿入管孔中，因此折流板的加工應(yīng)以象限為組，將一個象限內(nèi)的折流板用直板固定到一起，并做好正面標(biāo)記。折流板孔兩端要倒角，減小管子的磨損。根據(jù)折流板間距的大小應(yīng)適當(dāng)調(diào)整折流板孔徑的公差范圍，間距小于150 mm的， mm左右。 管束組裝以內(nèi)管板為基準(zhǔn)，按圖樣要求裝配拉桿、定距管、折流板、支持板等，然后將外管板與內(nèi)管板固定在一起。穿管時由內(nèi)向外進(jìn)行，穿一排，調(diào)整一排管頭，使之伸出外管板的長度為34mm。穿管過程切勿用鐵錘直接敲擊換熱管，應(yīng)上下輕微晃動換熱管，同時在換熱管端部采用牽引工裝，讓換熱管順利穿入管孔。 換熱管與管板焊接要求首先,管板加工時間緊接在換熱器組裝前,孔加工坡口尺寸到位。換熱管打磨管頭后立即及時組裝,并檢查伸出長度,不合格者調(diào)整更換。將換熱器吊立,(可在車間地面挖建深井,便于換熱器放置),管板水平放置,對U型管束可支撐其管板,盡量使管板接近水平。在焊前用鋼絲刷清理,壓縮空氣吹凈等方法使見金屬光澤。在焊接過程中,采用合理焊接工藝和速度,使每根焊條焊完整個管的焊縫后在四孔中間三角區(qū)引弧和熄弧。對于碳鋼換熱器采用雙道焊接:先將管板和換熱管先焊接一道,然后,用鋼絲刷等清理干凈,根據(jù)現(xiàn)場情況采用試壓檢查或著色等方法檢查,有經(jīng)驗也可直接肉眼檢查。對漏點和裂紋要打磨掉后補(bǔ)焊。所有完成后再焊接一道。通過雙道焊接,焊接接頭尺寸達(dá)到設(shè)計要求。通過中間檢查,有效地消除了焊接缺陷,從而保證換熱器和管板焊接接頭質(zhì)量。對于一些耐蝕性能好的不銹鋼材質(zhì)且采用氬弧焊等來保證焊縫質(zhì)量的換熱器,則可視情況采用一道或二道焊接,但也采用合理焊接工藝和速度來充分保證焊接接頭尺寸。經(jīng)過上述措施后,有效提高換熱器和管板焊接接頭的質(zhì)量。 設(shè)備的檢驗壓力容器試驗方法分：耐壓試驗，氣密性試驗，氨滲透，等等。其中耐壓試驗又分：液壓試驗，氣壓試驗。本次設(shè)計的換熱器采用液壓試驗。（1）氣壓試驗氣壓試驗所用氣體為干燥潔凈空氣、氮氣或氣體惰性氣體，試驗氣體溫度一般不低于15攝氏度，由于氣壓試驗比液壓試驗危險，故氣壓試驗比葉壓試驗壓力要低。容器上的對接接頭應(yīng)進(jìn)行100%射線或超聲檢測。（2）液壓試驗在液壓試驗時，為防止材料發(fā)生低應(yīng)力脆性破壞，液體溫度不得不低于容器殼體材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。一般來說，碳素鋼、16MnR和正火15MnVR鋼制容器液壓試驗時，液體溫度不得低于五攝氏度；其他低合金鋼制容器，液體溫度不得低于十五攝氏度。如果因板厚等因素造成材料韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高，則需相應(yīng)提高試驗溫度。氯離子能破壞奧氏體不銹鋼表面鈍化膜，使其在拉應(yīng)力作用下發(fā)生應(yīng)力腐蝕破壞。因此奧氏體不銹鋼制壓力容器進(jìn)行水壓試驗時，還應(yīng)將水中氯離子含量控制在25m/L以內(nèi)，并在試驗后立即將水漬清楚干凈。試驗壓力值的確定：PT = 壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平: ：[s]T163。 ss試驗壓力下圓筒的應(yīng)力：sT = 校核條件: sT163。 [s]T如果滿足上述校核條件，則液壓試驗合格。(1)壓力容器液壓試驗的要求:①凡在試驗時，不會導(dǎo)致發(fā)生危險的液體，在低于其沸點的溫度下，都可用作液壓試驗介質(zhì)。一般應(yīng)采用水。當(dāng)采用可燃性液體進(jìn)行液壓試驗時，試驗溫度必須低于可烯性液體的閃點，試驗場地附近不得有火源，且應(yīng)配備適用的消防器材。②以水為介質(zhì)進(jìn)行液壓試驗，其所用的水必須是潔凈的。奧氏體不銹鋼壓力容器用水進(jìn)行液壓試驗時，應(yīng)嚴(yán)格控制水中的氯離子含量不超過25mg/L。試驗合格后，應(yīng)立即將水漬去除干凈。③壓力容器中應(yīng)充滿液體、滯留在壓力容器內(nèi)的氣體必須排凈。壓力容器外表面應(yīng)保持干燥，當(dāng)壓力容器壁溫與液體溫度接近時，才能緩慢升壓至設(shè)計壓力；確認(rèn)無泄漏后繼續(xù)升壓到規(guī)定的試驗壓力，保壓30分鐘，然后，降到規(guī)定試驗壓力的80%，保壓足夠時間進(jìn)行檢查。檢查期間壓力應(yīng)保持不變，不得采用連續(xù)加壓來維持試驗壓力不變。壓力容器液壓試驗過程中不得帶壓緊固螺栓或向受壓元件施加外力。④素鋼、16MnR和正火15MnVR制壓力容器在液壓試驗時，液體溫度不昨低于5℃；其他低合金鋼制壓力容器，液體溫度不得低于15℃。如果由于板厚等因素造成材料無延性轉(zhuǎn)變溫度升高，則需相應(yīng)提高液體溫度其他材料制壓力容器液壓試驗溫度按設(shè)計圖樣規(guī)定。鐵素體鋼制低溫壓力容器在液壓試驗時，液體溫度應(yīng)高于殼體材料和焊接接頭兩者中比沖擊試驗的規(guī)定溫度的高值再加20℃。⑤換熱壓力容器液壓試驗程序按GB151規(guī)定執(zhí)行。⑥新制造的壓力容器液壓試驗完畢后應(yīng)用壓縮空氣將其內(nèi)部吹干。(2)液壓試驗后的壓力容器，符合下列條件為合格①無滲漏。②無可見的變形。③試驗過程中無異常的響聲。④對抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于540Mpa的材料，表面經(jīng)無損檢測抽查未發(fā)現(xiàn)裂紋。3設(shè)計計算 殼程圓筒的厚度計算及校核 計算條件：計算壓力: Pc =, 設(shè)計溫度：t=300℃, 內(nèi)徑 Di = 500mm。材料1 6MnR(熱軋) ( 板材 ) , 鋼板負(fù)偏差 c1=0, 腐蝕裕量c2=3mm.焊接接頭系數(shù) f=試驗溫度許用應(yīng)力 [s]= Mpa, 設(shè)計溫度許用應(yīng)力 [s]t = MPa試驗溫度下屈服點 ss=345Mpa, 厚度計算計算厚度： 有效厚度 ：de=dnC1C2=根據(jù)GB151，殼體的名義厚度應(yīng)不小于8mm名義厚度 dn = 水壓試驗：（1）試驗壓力值： PT = = = （2）試驗壓力下圓筒的應(yīng)力:sT = = =sT163。 =, 水壓試驗合格。（3）壓力及應(yīng)力計算：①最大允許工作壓力 ：[Pw]= == ②設(shè)計溫度下計算應(yīng)力： st = = = ≤[s]tf=144=合格 封頭的厚度計算 錐形封頭的厚度計算（1）計算條件：計算壓力 Pc =, 設(shè)計溫度 t=188℃； 錐殼大端內(nèi)徑 Di = 500mm。錐殼小端內(nèi)徑 Dis = 350mm錐殼大端轉(zhuǎn)角半徑 r= mm, 錐殼小端轉(zhuǎn)角半徑 ri= mm錐殼計算內(nèi)直徑 Dc =錐殼半頂角 a=選材：16MnR試驗溫度許用應(yīng)力 [s]=設(shè)計溫度許用應(yīng)力 [s]t=試驗溫度下屈服點 ss=鋼板負(fù)偏差 C1=腐蝕裕量 C2=焊接接頭系數(shù) f=（2）錐殼計算錐殼： 錐殼大端:系數(shù)K = 過渡段厚度：=過渡段相連錐殼:系數(shù)：f = = =計算厚度：dr= = =錐殼小端：應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù)Q= 計算厚度 ：dr= == 綜上計算錐殼大小端及錐殼名義厚度：drn =8mm.選擇錐形封頭：CHC500816MnR JB4746. 橢圓形封頭的厚度計算（1）計算條件：計算壓力 Pc=設(shè)計溫度 t=188℃內(nèi)徑 Di=材料16MnR曲面高度 hi=鋼板負(fù)偏差 C1=腐蝕裕量 C2=3mm焊接接頭系數(shù) f=1設(shè)計溫度許用應(yīng)力 [s]t=試驗溫度許用應(yīng)力 [s]=170 Mpa（2）厚度計算：形狀系數(shù):K = == 計算厚度:d = = =名義厚度： dn=有效厚度： de =dnC1C2=7mm最小厚度： dmin=名義厚度滿足最小厚度要求。確定橢圓形封頭：EHA500X1016MnR JB4746 開孔補(bǔ)強(qiáng)計算 接管1蒸汽入口補(bǔ)強(qiáng)計算（1）計算條件：計算壓力 pc= Mpa設(shè)計溫度t=300℃殼體型式：圓形筒體殼體材料：16MnR殼體開孔處焊接接頭系數(shù)φ=殼體開孔處名義厚度δn=10mm殼體厚度負(fù)偏差 C1=0mm殼體腐蝕裕量 C2=3mm殼體材料許用應(yīng)力[σ]nt =144Mpa接管焊接接頭系數(shù)φ=1接管腐蝕裕量C2t=3mm接管厚度負(fù)偏差 C1t =接管材料許用應(yīng)力[σ]tt=101 Mpa補(bǔ)強(qiáng)圈材料: 16MnR殼體內(nèi)直徑 Di=500mm接管材料: 20號鋼，接管參數(shù)：φ8910 L=144mm,DN=80mm（2）開孔補(bǔ)強(qiáng)計算開孔直徑:d=內(nèi)徑+2（C2t + C1t）=8920+2(3+)=. fr =[σ]tt[σ]nt=101144=接管有效厚度:det =dnt C==開孔削弱所需補(bǔ)強(qiáng)面積 :A=dd+2ddet (1 fr)=+2()=有效補(bǔ)強(qiáng)范圍確定：有效寬度:B=max｛2d,d+2δn+2δnt｝=max｛2,+210+210｝=155mm.外側(cè)有效高度: h1=min｛dδnt,144｝= min｛,144｝=內(nèi)側(cè)有效高度: h2=min｛dδnt,0｝= min｛,0｝=0mm殼體有效厚度減去計算厚度之外的多余面積：A1 =(Bd)(ded)2det(de d)(1 fr)=()( )2( )()= mm2接管計算厚度:=接管有效厚度減去計算厚度之外的多余面積： A2=2h1（detdt）fr+2h2（detC2）fr =2()=接管區(qū)焊縫面積:A3=266=36mm2()Ae =A1+ A2+A3=90++36=A所以開孔需另加補(bǔ)強(qiáng)。另加補(bǔ)強(qiáng)面積：A4 =AAe==（3）根據(jù)JB4736進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計：①符號說明：D1 ：補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑，D2：補(bǔ)強(qiáng)圈外徑，dN：接管公稱直徑。d0 :接管外徑。de：補(bǔ)強(qiáng)圈厚度， δn ：殼體開孔處名義厚度，dnt  ：接管名義厚度。②補(bǔ)強(qiáng)圈的計算與選擇：。由dN=80mm查JB4736表1可得：D2=180mm,查圖1得：D1=d0+2δn+（3~5）=89+210+4=113mm,de =A4D2D1= =, 圓整得：de =4mm.考慮到備料方便補(bǔ)強(qiáng)圈可以取殼體厚度de =10mm。選用補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)記：dN8010C16MnRJB/T4736. 接管2蒸汽出口補(bǔ)強(qiáng)計算（1）計算條件：計算壓力 pc=設(shè)計溫度t=300℃殼體型式：圓形筒體殼體材料：16MnR殼體開孔處焊接接頭系數(shù)φ=殼體開孔處名義厚度δn=10mm殼體厚度負(fù)偏差 C1=0mm殼體腐蝕裕量 C2=3mm殼體材料許用應(yīng)力[σ]nt =144Mpa接管焊接接頭系數(shù)φ=1接管腐蝕裕量C2t =3mm接管厚度負(fù)偏差 C1t =接管材料許用應(yīng)力[σ]tt=101Mpa補(bǔ)強(qiáng)圈材料: 16MnR殼體內(nèi)直徑 Di=500mm接管材料: 20號鋼，接管參數(shù)：φ608 L=102mm,DN=50mm（2）開孔補(bǔ)強(qiáng)計算開孔直徑:d=內(nèi)徑+2（C2t + C1t）=6016+24=52mm. fr =[σ]tt[σ]nt=101144=接管有效厚度：det =dnt C=84=4mm開孔削弱所需補(bǔ)強(qiáng)面積 ：A=dd+2ddet(1 fr)=52+24()= 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍確定：有效寬度 ：B=max｛2d,d+2δn+2δnt｝=max｛252,52+210+28｝=104mm外側(cè)有效高度: h1=min