有关管板厚度的取值问题.pdf

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1、DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2014.04.003机械管理开发总第１４０期ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＴｏｔａｌｏｆ１４０２０１４年第４期Ｎｏ．４２０１４应用技术有关管板厚度的取值问题赵宏伟（太原锅炉集团有限公司，山西太原０３００２１）摘要：管板是管壳式换热器最重要的受压元件之一，管板的合理设计对降低设备费用和保证设备安全运行是至关重要的，管板的强度计算又是管板合理设计中很关键的一步。为此，应正确理解管板名义厚度、管板有效厚度和管板最小厚度的取值问题。关键词：换热器；管板名义厚度；管板有效厚度；管板最小厚

2、度中图分类号：ＴＱ０５１．３文献标识码：Ａ文章编号：１００３－７７３Ｘ（２０１４）０４－００６２－０２引言裕量，ｍｍ；Ｋ′为壳程结构开槽深，ｍｍ；Ｃ′２为换热器是在工业生产中实现物料之间热量传壳程管板的腐蚀裕量，ｍｍ。递过程的节能设备，它是石油、化工、冶金、电１管板最小厚度的取值问题力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设备，管板的最小厚度是指管板厚度的最小值，是保证工艺流程和条件，利用二次能源实现余热ＧＢ１５１－１９９９《管壳式换热器》是按照换热管与管［１］回收和节约能源的主要设备。据统计，在炼油、板连接方式规定了对管板最小厚度的要求。化工装置中换热器占总设备数量的４０％左右，占

3、１．１当管板与换热管采用胀接连接时总投资的３０％～４０％。由此可见，换热器的合理１）用于易燃、易爆及有毒介质等严格场合时，设计和良好运行对企业节约资金、能源和空间都管板的最小厚度应不小于换热管的外径（ｄ０）。十分重要。２）用于一般场合时，管板的最小厚度，应符管壳式换热器是工业部门中大量使用的设备，合如表１的要求：而管板又是管壳式换热器最重要的受压元件之一。表１一般场合管板厚度的取值ｍｍ管板的合理设计对换热器的正确选用和节约金属ｄ０≤２５时δｍｉｎ≥０．７５ｄ０２５＜ｄ０＜５０时δｍｉｎ≥０．７０ｄ０材料、减少加工制造困难、降低设备费用和保证ｄ０≥５０时δｍｉｎ≥０．６５ｄ０设备安全

4、运行是至关重要的。因此，必须对管板１．２当管板与换热管采用焊接连接时强度进行正确分析，以合理确定管板厚度。管板的最小厚度应满足结构设计和制造的要在管板的强度计算过程中涉及管板最小厚度、求，且不小于１２ｍｍ。管板有效厚度和管板名义厚度三种关于管板厚度２管板有效厚度的取值问题的取值问题，其具体的取值如下：管板的有效厚度是指管板中能够有效用作强符号说明：δｍｉｎ为管板最小厚度，ｍｍ；δｅ为度计算的部分，见下页图１。管板的有效厚度由管板有效厚度，ｍｍ；δｎ为管板名义厚度，ｍｍ；下列几种情况确定。Ｋ为管程隔板槽深，ｍｍ；Ｃ２为管程管板的腐蚀２．１管板上无分程隔板槽时１）当壳程腐蚀裕量大于管板

5、在壳程侧的结收稿日期：２０１４－０７－０１构开槽深度时，管板有效厚度为管板名义厚度作者简介：赵宏伟（１９８３—），男，山西太原人，本科，助理工程师，现就职于太原锅炉集团有限公司工减去管程腐蚀裕量与壳程腐蚀余量之和，即艺处，主要从事压力容器的设计和校对工作。δｅ＝δｎ－（Ｃ２＋Ｃ′２），见下页图２。赵宏伟：有关管板厚度的取值问题２０１４年第４期·６３·部管板厚度减去管程腐蚀裕量超出分程隔板槽深度的部分与管板在壳程侧的结构开槽深度之和，即δｅ＝（δｎ－Ｋ）－（Ｃ２－Ｋ＋Ｋ′），见图５。图１管板厚度的定义图５腐蚀裕量小于结构开槽深度时，管板有效厚度的取值２．３管板有效厚度还应不小于下列三

6、者之和图２腐蚀裕量大于结构开槽深度时，１）管板的计算厚度或管板的最小厚度，取管板有效厚度的取值大者。２）当壳程腐蚀裕量小于管板在壳程侧的结构２）壳程腐蚀裕量或结构开槽深度，取大者。开槽深度时，管板有效厚度为管板名义厚度减去３）管程腐蚀裕量或分程隔板槽深度，取管程腐蚀裕量与壳程侧的结构开槽深度之和，即大者。δｅ＝δｎ－（Ｃ２＋Ｋ′），见图３。３管板名义厚度的取值问题管板的名义厚度是指管板中心部位的最大厚度，即标注在设计图样上的厚度，见图１。管板名义厚度为管板有效厚度加管板两侧的［２］开槽深度或腐蚀裕量中的大值之和。图３腐蚀裕量小于结构开槽深度时，４结语管板有效厚度的取值从以上论述可知

7、，在管板强度计算过程中，２．２管板上有分程隔板槽时正确选取管板最小厚度、管板有效厚度和管板名１）当壳程腐蚀裕量大于管板在壳程侧的结构义厚度至关重要。因为在设计中有时会出现仅以开槽深度时，管板有效厚度为管程分程隔板槽底强度计算的厚度来确定管板的厚度，而忽视了标部管板厚度减去管程腐蚀裕量超出分程隔板槽深准对管板厚度的要求，这会直接导致所确定的管度的部分与壳程腐蚀裕量之和，即δｅ＝（δｎ－Ｋ）板厚度是错误的。为了确保换热器正确的设计，－（Ｃ２－Ｋ＋Ｃ′２），见图４。应对管板