《管板设计》word版

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1、化工机械与设备过程考核2—零部件设计管板的设计目录一、概述1二、工艺设计22．1图表22．2计算3三、机械设计计算3四、总结8参考文献9一、概述管板，就是在钢板上钻出和管子外径一样的孔，将管子穿入焊住固定，起这样作用的一种配件。在固定式管板的计算中按有温差的各种工况计算出壳体轴向应力、换热管的轴向应力、换热管与管板之间的拉脱力中，有一个不能满足强度（或稳定）条件时，就需要设置膨胀节。在固定式管板强度校核计算中，当管板厚度确定之后，不设膨胀节时，有时管板强度不够，设膨胀节后，管板厚度可能就满足要求。此时，也可设置膨胀节以减薄管板，但要从材料消耗、制造难易、安全及经济效果等

2、综合评估而定。固定管板换热器中常用的是U型膨胀节，它具有结构紧凑简单，补偿性好，价格便宜等优点。管板加工的精度，特别是管孔间距和管径公差、垂直度、光洁度都极大地影响着以上所列化工设备的组装和使用性能。随着化工设备、电站的大型化，其管板直径也变得越来越大，直径为4m-5m的管板很常见。大型管板的特点是管孔数量多、密、孔径小、深、精度和光洁度要求高。根据需要使用环境的不同，使用不同的材质，一般使用Q345R的容器板，诸如一二级压力容器，无腐蚀介质流通，使用碳钢复合板即可。遇到强酸，高压高温，核能等环境就需要不锈钢，16锰，钛合金等耐腐蚀的材质，新型合成材料的应用，给管板制品

3、带来新的生机。而用于三、四-9-化工机械与设备过程考核2—零部件设计类压力容器的管板需要比较高的精度，传统的孔加工方法是钳工划线，摇臂钻打孔。近年来，随着化工设备的大型化，管板的直径也不断增加，厚度也逐渐加厚，管板加工也引入数控技术，现在普遍使用的是数控钻床引孔配合摇臂钻做孔加工。在管板的检测过程中，主要检测指标是孔位，孔径公差，孔内光洁度，有无毛刺，抠槽位置等等，对于双管板，检测过程中更加注重孔位，两块管板的孔位配合度是很重要的。二、工艺设计2．1图表管板采用延长部分兼作法兰的管板形式。结构如下图所示，管板结构图结构尺寸数据如下表：-9-化工机械与设备过程考核2—零部

4、件设计管板结构尺寸（mm）DNd螺柱（栓）bb规格数量60073069065559764260012.523M203225352．2计算——壳程圆筒内直径横截面积，；——管板开孔后的面积，；固定管板式换热器——在布管区范围内，因设置隔板槽和拉杆结构的需要，面未能被换热管支承的面积，；对三角形排列——管板布管区的面积，；——管板布管区当量直径，；三、机械设计计算——壳程圆筒的厚度，；——圆筒壳壁金属横截面积，；-9-化工机械与设备过程考核2—零部件设计——换热管壁厚，；——一根换热管管壁金属横截面积，；——换热管材料的弹性模量，；——换热管有效长度（两管板内侧间距），；—

5、—管束模数，；对于固定式——换热管的回转半径，；——换热管受压失稳当量长度，；按文献确定为——换热管稳定许用应力，；因故有——系数——换热管束与圆筒刚度比，当壳体不带波形膨胀节时——系数——系数-9-化工机械与设备过程考核2—零部件设计——系数——系数——换热管加强系数——管板周边不布管区无量纲宽度——管板材料泊松比，取——管板强度削弱系数，一般可取——管板刚度削弱系数，一般可取值——管板延长部分的法兰（或凸缘）厚度，；——壳体法兰（或凸缘）厚度，；——管箱法兰（或凸缘）厚度，；——系数，按查文献得——系数，按查文献得＝0.0009——管板边缘旋转刚度参数，；对于固定管

6、板其延长部分兼作法兰——壳程圆筒与法兰（或凸缘）的旋转刚度参数，；-9-化工机械与设备过程考核2—零部件设计——管箱圆筒与法兰（或凸缘）的旋转刚度参数，；——旋转风度无量纲参数；对于固定式管板——管板第一弯矩系数，按查文献得——管板第二弯矩系数，按查文献得——管板总弯矩系数——系数因所以取中较大值。按查文献得。而，故取——系数，按查文献得——系数，按查文献得——法兰力矩折减系数——有效压力组合，；——基本法兰力矩，；——基本法兰力矩系数，；-9-化工机械与设备过程考核2—零部件设计——管板边缘力矩变化系数——法兰力矩变化系数——系数——管板径向应力系数——管板布管区周边

7、处径向应力系数——管板布管区周边剪切应力系数——壳体法兰力矩系数壳程压力作用工况下——系数，按K查GB150得（3）管板应力校核——设计温度时，管板材料的许用应力，；——管板径向应力，；-9-化工机械与设备过程考核2—零部件设计满足——管板布管区周边处的径向应力，；——管板布管区周边剪切应力，；对于管板延长部分兼作法兰的法兰，当不计膨胀差时，就满足——壳体法兰应力，；——设计温度时，壳体法兰许用应力，；四、总结刚开始接触机械设备的零部件设计的时候，根本就不知道该做什么，该怎么做，无从下手，只是觉得好难。但是做了一点机械设计之后，觉得换热器