GB热交换器解读

GB/T151-2014《热交换器》
新旧版本参数变化
标准版本 GB151-1989 GB151-1999 GB/T151-2014 公称直径mm 1500 2600 4000 设计压力与公称直径的乘积 104 1.75x104 2.7x104
GB/T151新标准的变化
一、名称的变化 二、范围、参数的变化 三、重点内容变更

换热管与管板的连接

胀度（新增概念）
公式：
k=（d2-di-b）/2δx100%
d2——换热管胀后内径mm di——换热管胀前内径mm b——换热管与管板管孔的 径向间隙mm
δ——换热管壁厚mm
换热管与管板的连接
胀度可按式6-2计算，机械胀接的胀度可按表6-18选用.当采用其他胀接 方法或材料超出表6-18时，应通过胀接工艺试验确定合适的胀度。
GB/T151-2014 《热交换器》
代替：GB151-1999《管壳式换热器》
发布：
2014年12月05日 实施： 2015年05月01日
GB/T151-2014《热交换器》是一个什 么样的标准，具有怎样的地位？
国家行政法规： 《特种设备安全监察条例》国务院2009 年549 号令

GB/T151-2014《热交换器》是一个什 么样的标准，具有怎样的地位？
相关标准 GB150-2011《压力容器》

下列容器不在本标准的适用范围内： a） 设计压力低于 0.1MPa 且真空度低于0.02MPa 的容器； b） 《移动式压力容器安全监察规程》管辖的容器； c） 旋转或往复运动机械设备中自成整体或作为部件的受压器室 （如泵壳、压缩机外壳、涡轮机外壳、液压缸等）； d） 核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的容器； e） 直接火焰加热的容器； f） 内直径（对非圆形截面，指截面内边界的最大几何尺寸，如： 矩形为对角线，椭圆为长轴）小于 150mm 的容器； g） 搪玻璃容器和制冷空调行业中另有国家标准或行业标准的容 器。
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安全技术规范：如：
TSG TSGR0004-2009 R0001-2005《固定式压力容器安全技术监察规程》 《非金属压力容器安全技术监察规程》 范围：同时具备下列条件的压力容器 TSG R0002-2005 《超高压容器安全技术监察规程》 1 、工作压力大于或者等于 0.1MPa。 TSG R0003-2007 《简单压力容器安全技术监察规程》 2 、工作压力与容器的乘积大于或者等于 2.5MPa· L。 TSG R0004-2009 《固定式压力容器安全技术监察规程》 3 、盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作 TSG R0005-2011 《移动式压力容器安全技术监察规程》
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相关标准 GB/T151-2014《热交换器》

——从属压力容器范畴，依托于GB150 ——其理论基础、安全系数、许用应力和材料选择、通用要求等方面均与 GB150相同 ——管壳式热交换器中通用受压元件的强度设计计算公式已纳入GB150的， 本标准不再重复，本标准中强度设计计算公式只针对管壳式热交换器特定 的受压元件，包括管板、浮头、钩圈等 ——以换热器为对象，提出共性通用要求，通过引用标准方式，将螺旋板式 换热器JB4751、板式换热器NB/T47004、铝制板翅式热交换器 NB/T47006、空冷式热交换器NB/T47007等其他结构型式的热交换器纳 入热交换器的框架内 ——对于采用铝、钛、铜、镍、锆等其他金属材料制热交换器、受压元件， 也采用引用标准方式，凡是涉及材料内容执行相应标准要求，凡是产品制 造内容执行相应产品标准，凡是共性内容应符合本标准的通用要求。

管板

8.4.5.1管板孔桥的最小孔桥宽度计算公式改变。 8.4.7管板管孔表面应清理干净，不应有影响胀接或焊接连 接质量的毛刺、铁屑、锈斑、油污等；胀接管孔表面不得 有影响胀接质量的纵向或螺旋状刻痕等缺陷。（更严格， 原为贯通的）
换热管与管板的连接
6.6.1强度胀接 a）设计压力小于等于4.0MPa b）设计温度小于等于300℃ c）操作中无振动，无过大的温度波动及无明显的应力腐蚀倾向（剧烈的 振动） 6.6.1.2设计压力大于4.0MPa时需要采用强度胀接，应进行胀接工艺试 验，换热管与管板连接的拉脱力满足7.4.7（许用拉脱力）的要求。 6.6.1.5强度胀接的结构尺寸要求 a）最小胀接尺寸应取管板名义厚度减去3mm的差值与50mm二者的小值； 超出部分可采用贴胀，当有要求时也可全长采用强度胀接 b）连接尺寸：伸出长度上角标+2改为+1 c）采用柔性胀接工艺时，开槽宽度按式6-3计算，且不得大于13mm。 d）需要时可开多个槽
热交换器管束级别精度提升（主要指钢制） ——Ⅰ、Ⅱ级管束精度均有不同程度的提高 ——与国际接轨，增强国际市场竞争力 ——管束精度主要影响：换热管与管板连接接头质 量；对壳程流体的无相变传热效率的影响（漏流量） ——NB/T47019.1~8《锅炉、热交换器用管订货技 术条件》 TEMA《列管式换热器制造商协会标准》用在除套管式 换热器以外的所有管壳式换热器中，是对ASME标准 的补充和说明

管板
6.5.1管孔直径允许偏差随换热管进行调整。 6.5.1.8当奥氏体不锈钢、双相不锈钢、钛、铜、镍、锆及其合金换热管 与管板采用强度胀接时，管板的管孔公称直径宜减小0.05~0.1mm。 8.4.1DN≤2600的热交换器管板不宜拼接（新增） 8.4.2a）对接接头应采用全焊透结构 8.4.3b）基层材料的待堆焊面和覆层材料加工后（管板钻孔前）的表面， 应按JB/T4730进行表面检测，Ⅰ级合格（不得有裂纹、成排气孔，符 合Ⅱ级缺陷显示） 8.4.4管板管孔偏差要求 a）允许有4%的管孔上偏差超出表中相应值的50%（0.15mm） b）抽查不小于60°管板中心角区域内的管孔，未达到a）要求时100%检 查。（100%检测为新增）
温度高于或者等于其标准沸点的液体。
GB/T151-2014《热交换器》是一个什 么样的标准，具有怎样的地位？
相关标准 GB150-2011《压力容器》

——压力容器行业基础标准 ——给出了压力容器建造的通用要求，包括材料、设计、 制造检验与验收等内容
1、本标准适用的设计压力 1.1、钢制容器不大于35MPa。 1.2、 其他金属材料制容器按相应引用标准确定。 2、本标准适用的设计温度范围 2.1 设计温度范围：－269℃～900℃。 2.2 钢制容器不得超过按GB 150.2 中列入材料的允许使用温度范围。 2.3 其他金属材料制容器按本部分相应引用标准中列入的材料允许使用温度确定
定义了什么是压力容器： 是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备， 其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）， 且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa· L的气体、液化 气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定 式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于 0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于 1.0MPa· L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃ 液体的气瓶；氧舱等。
换热管与管板的连接


6.6.2强度焊接 适用于本标准规定的设计压力，但不适用于有振动、 有缝隙腐蚀倾向的场合 6.6.2.3强度焊焊角高l应满足7.4.7中换热管与管板 连接拉脱力的要求，且l不应小于δ1
换热管与管板的连接
换热管与管板的连接
6.6.3胀焊并用 适用范围： a）振动或循环载荷时 a）密封性能要求高的场合 b）存在缝隙腐蚀倾向时 b）承受振动或疲劳载荷的场合 c）采用复合管板时 c）有间隙腐蚀的场合 d） 采用复合管板的场合 6.6.3.3强度焊接加贴胀的管孔结构形式及尺寸见图6-21， 强度焊接还应遵守强度焊接的规定。贴胀的管板孔可不开 槽，胀度宜控制在2%—3% 6.6.3.4先胀后焊，要求全长胀接。

换热管与管板的连接
6.6.4内孔焊（新增） 适用于大口径换热管

其他



增加了热交换器传热计算的基本要求 修订了单管板设计计算，增加了双管板设 计计算 增加振动计算
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管板
5.3.1锻件级别不得低于Ⅱ级 取消了 4.3.1.2管板本身具有凸肩并与圆筒对接连接时，应采用锻件 4.3.1.3厚度大于60mm的管板，宜采用锻件 5.3.2.1带凸肩的管板、内孔焊管板和管箱平盖采用轧制板材直接加工制 造时，碳素钢、低合金钢厚度方向性能级别不应低于GB/T5313中的 Z35级，并在设计文件上提出检验要求。 5.3.2.2复合板引入标准NB/T47002《压力容器用爆炸焊接复合板》 5.3.3衬层复合结构（新增）
GB/T151-2014《热交换器》
适用范围（管壳式热交换器）：
a)设计压力不大于35MPa b)公称直径不大于4000mm c)设计压力（MPa）与公称直径（mm）的乘积不大于 2.7x104
本标准不实用于下列热交换器：
a）直接火焰加热的热交换器； b）烟道式余（废）热锅炉； c）核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的热交换器 d）非金属制热交换器； e）制冷空调行业中另有国家标准或行业标准的热交换器；
换器管
换器管
8.3.2 管端清理长度： 焊接时：不小于换热管外径，且不小于25mm 胀接时：不小于强度胀接长度，且不得影响胀接质量 （不小于两倍管板厚度） 双管板时：按设计文件规定 8.3.3.3 U形管的弯制： U形管弯制后应逐根进行耐压试验，试验压力不得小于热交换器的耐压试验压 力（管、壳程试验压力的高值）（新增） 8.3.4换热管的拼接（换热管直管或直管段长度大于6000mm时允许拼接） b）最短直管段长不应小于300mm，且应大于管板厚度50mm以上。 f）对接接头100%射线检测，合格级别不低于Ⅲ级，检测技术等级不低于AB级。 （抽检10%，不合格加倍，再100%） g）对接后应逐根进行耐压试验，试验压力不得小于热交换器的耐压试验压力（管、 壳程试验压力的高值）（设计压力2倍液压试验）
换器管



新增NB/T47019.1~8《锅炉、热交换器用管订货技术 条件》 引入了强化传热管的相关标准： GB/T 24590《高效换热器用特型管》 GB/T28713.1《螺纹管》 GB/T28713.2《不锈钢波纹管》 GB/T28713.3《波节管》 增加镍、锆制管材标准
换器管