管板孔桥计算
管板计算
正方形排列
= =
215666.00
mm2
布积
多管程
三角形排列
= =
管
正方形排列
= =
管板开孔后面积
123381.50
mm2
一根换热管管壁金属横截面积
176.71
mm2
管板布管区当量直径
=524.02
mm
换热管有效长度
L=Lt-2n-2l2=5893.00
mm
管束模数
=2054.86
管束无量纲刚度
Q345R
板材
输入管板名义厚度n
52.00
mm
管板强度削弱系数
0.40
管板刚度削弱系数
0.40
隔板槽面积Ad
23154.00
mm2
换热管与管板胀接长度或焊脚高度l
3.00
mm
设计温度下管板材料弹性模量Ep
191000.00
MPa
设计温度下管板材料许用应力
160.00
MPa
许用拉脱力[q]
54.00
mm
mm
前
校核
端
前端管箱封头名义厚度
mm
管
校核
箱
前端管箱法兰厚度
mm
校核
后端管箱筒体名义厚度
mm
后
校核
端
后端管箱封头名义厚度
mm
管
校核
箱
后端管箱法兰厚度
mm
校核
带法兰凸形封头名义厚度
mm
浮
校核
头
法兰设计厚度
mm
盖
校核
钩圈计算厚度
mm
校核
管
管板名义厚度
换热设备第2讲-管板计算
管壳式换热器简图1-管子；2-封头；3-壳体；4-接管；5-管板；6-折流板管板的设计管板基本情况•••管板基本情况管板基本情况管板强度分析的三种基本假设•••管板结构简化模型1管板结构简化模型2管板结构简化模型3荷、放置在弹性基础上的受管孔均匀削弱的当量圆平板GB151《管壳式换热器》中管板设计的基本考虑••••黄克智院士和管板设计规范黄克智院士和管板设计规范••••黄克智院士和管板设计规范•••黄克智院士和管板设计规范•“全国科学大会奖”••黄克智院士和管板设计规范黄克智院士和管板设计规范••••••管板的设计思路-1• 1 管板的弹性分析变形协调条件管板内力与变形分析管板的设计思路-2• 2 危险工况的确定由于换热器运行时，不能保证管程与壳程压力同时作用，在计算管板应力或厚度时，要考虑以下四种危险工况：a) 只有壳程压力Pt,管程压力Pt=0,不考虑温差b) 只有壳程压力Ps,管程压力Pt=0,考虑温差，正温差比负温差危险，分别为管子与壳体的线膨胀系数分别为管子与壳体的平均壁温为换热器装配时的温度()()00θθαθθα−>−s s t t t αs αt θs θ0θ管板的设计思路-2• 2 危险工况的确定c) 只有管程压力Pt,壳程压力Ps=0,不考虑温差d) 只有管程压力Pt,壳程压力Ps=0,考虑温差，负温差比正温差危险，()()00θθαθθα−<−s s t t管板的设计思路-3 3 管板应力的校核径向应力随半径变化曲线管板的设计思路-4 3 管板应力的调整工程中实际做法-1借助压力容器设计软件管板设计的辅助软件管板的计算十分繁杂，尽管GB151提供了便于工程应用的计算式和图表，但手算工作量很大，为此，我国已开发了包括管壳式换热器在内的化工设备强度计算软件，SW6,包括了管板的设计与校核。
SW6-1998 V2.0 《过程设备强度计算软件包》及PVCAD《计算机辅助设计软件包》压力容器设计计算软件包•SW6《过程设备强度计算软件包》，以下简称SW6-98。
管板及折流板制造工艺守则
管板及折流板制造工艺守则1.主题内容与适用范围：本守则规定了换热器用管板、折流板制造工艺和检验与验收要求。
2.制造2.1管板的制造2.1.1管板材料按图样要求领取，平面度不应超过表1的规定，否则应予以校平。
表1mm2.1.2当管板采用钢板制造时，管板应尽量采用整块钢板制造，如需拼接，应按相应焊接工艺进行施焊，按规定打上焊工钢印，焊缝按JB4730-2005标准进行100%射线或超声波探伤检查，射线及超声波合格级别与产品同类焊缝相同。
当采用超声波探伤时应用射线探伤复查，当厚度大于38mm用射线探伤时还应做超声波探伤复查，复查长度均为拼接焊缝长度的20%，且不小于300mm，当管板需校平时，探伤应在校平后进行。
2.1.3除不锈钢外，管板拼接后应做消除应力热处理。
2.1.4用钢板加工管板时，毛坯的加工余量按表2。
表2mm2.1.5管板孔2.1.5.1钢换热管Ⅰ级管束（适用于碳素钢、低合金钢及不锈钢换热管）管板的管孔直径及允许偏差按表3。
2.1.5.2钢换热管Ⅱ级管束（适用于碳素钢、低合金钢及不锈钢换热管）管板的管孔直径及允许偏差按表4。
2.1.5.3铜和铜合金换热管的管板管孔直径及允许偏差按表5。
2.1.5.5管板管孔直径及允许偏差按表3~表6的规定，应抽查不小于60°管板中心角区域内的管孔，在这一区域内允许有4%的管孔上偏差比表3～表6的数值大0.15mm。
表3mm表4mm表5 mm2.1.5.4钛和钛合金换热管的管板管孔直径及允许偏差按表6。
2.2折流板和支持板2.2.1折流板和支持板外径及允许偏差按表7。
2.2.2折流板和支持板管孔2.2.2.1Ⅰ级管束（适用于碳素钢、低合金钢及不锈钢换热管）折流板和支持板的管孔直径及允许偏差按表8。
表6 mm2.2.2.2Ⅱ级管束（适用于碳素钢、低合金钢及不锈钢换热管）折流板和支持板的管孔直径及允许偏差按表9。
表7 mm表8mm表9mm2.2.2.3铜和铜合金换热管的折流板和支持板管孔直径及允许偏差按表10。
管板计算书
Pd Ps Pt
1.81
MPa
Pd
管板最小厚度计算
Pd max( Ps , Pt ) =
CDt Pa =
~
22.23 31.00
mm mm
d max( h1, Cs ) max( h2 , Ct )
换热管轴向应力计算及校核 计算公式
管板厚度校核
计算工况 只有壳程设计压力 Ps ,管程设 计压力 Pt =0:
t : Mpa (单位) 计算结果 许用值
-26.20 合格
Pc Ps
t
1 [Pc ( Ps Pt )
t 0 时 t [ ]t t t 0时 t cr
只有管程设计压力 Pt ,壳程设 计压力 Ps =0:
Pc Pt (1 )
壳程设计压力 Ps ,管程设计压 力 Pt 同时作用:
At G ] A1 WE
24.39 合格
Pc Ps Pt (1 )
ta dl 19.65 q 校核 合格 管板重量 14.15 结论 合格 注：带＃号的材料数据是设计者给定的。
拉脱力
-1.81 合格 换热管与管板连接拉脱力计算及校核
1
过 程 设 备 强 度 设 计 计 算 书
SW6－2011
系数计算 管 区 板 面 布 积 管 At 多管程 单管程 三角形排列 正方形排列 三角形排列 正方形排列
At = 0.866 nS = At = nS 2 =
2
43020.00
mm
2
At = 0866 . nS2 Ad = At = nS2 Ad =
t
SW6－2011
浮头式换热器管板计算
换热设备第2讲-管板计算
管壳式换热器简图1-管子；2-封头；3-壳体；4-接管；5-管板；6-折流板管板的设计管板基本情况•••管板基本情况管板基本情况管板强度分析的三种基本假设•••管板结构简化模型1管板结构简化模型2管板结构简化模型3荷、放置在弹性基础上的受管孔均匀削弱的当量圆平板GB151《管壳式换热器》中管板设计的基本考虑••••黄克智院士和管板设计规范黄克智院士和管板设计规范••••黄克智院士和管板设计规范•••黄克智院士和管板设计规范•“全国科学大会奖”••黄克智院士和管板设计规范黄克智院士和管板设计规范••••••管板的设计思路-1• 1 管板的弹性分析变形协调条件管板内力与变形分析管板的设计思路-2• 2 危险工况的确定由于换热器运行时，不能保证管程与壳程压力同时作用，在计算管板应力或厚度时，要考虑以下四种危险工况：a) 只有壳程压力Pt,管程压力Pt=0,不考虑温差b) 只有壳程压力Ps,管程压力Pt=0,考虑温差，正温差比负温差危险，分别为管子与壳体的线膨胀系数分别为管子与壳体的平均壁温为换热器装配时的温度()()00θθαθθα−>−s s t t t αs αt θs θ0θ管板的设计思路-2• 2 危险工况的确定c) 只有管程压力Pt,壳程压力Ps=0,不考虑温差d) 只有管程压力Pt,壳程压力Ps=0,考虑温差，负温差比正温差危险，()()00θθαθθα−<−s s t t管板的设计思路-3 3 管板应力的校核径向应力随半径变化曲线管板的设计思路-4 3 管板应力的调整工程中实际做法-1借助压力容器设计软件管板设计的辅助软件管板的计算十分繁杂，尽管GB151提供了便于工程应用的计算式和图表，但手算工作量很大，为此，我国已开发了包括管壳式换热器在内的化工设备强度计算软件，SW6,包括了管板的设计与校核。
SW6-1998 V2.0 《过程设备强度计算软件包》及PVCAD《计算机辅助设计软件包》压力容器设计计算软件包•SW6《过程设备强度计算软件包》，以下简称SW6-98。
美国ASME与TEMA标准管板计算方法比较(一)
Ｓ ｔ Ａ一 ｉ １ ｅ ｉＡ ｅｉ ｃ ｎ Ｄ ． ｐ ｄ Ａ一１同时，ＯＡ ｏ ｖ Ａ ｎｘ ， ｐ ＣＤ Ｐ
（ 章） Ｃ 及欧共体标准（Ｐ Ｄｓｎ 一 ｌｓ ７ ＵＶ ｉ Ｐｔ Ｃｕ ｅｇ ａ ａｅ ｒ
１） ３也采用该方法。在 ２０ 年， ３ ０２ 这 个标准正式发
ｕ日 餐Ｓ
（） ２
布了 该计算方法， 这也是后来 ＡＭ Ｓ ｔｎ珊－ Ｓ Ｅ ｉ ｅｏ ｃ
式中，一无因次量， Ｃ 圆板周边支承系数；
Ｄ ． Ｈ 一２ 基础， ｉ１ ｖ 中Ｕ Ｘ １章的 ． 更为详细的 资料参见
ＦＯｗｉ ｒ ０） ． ｌ （０２ 发表的有关文章“ＣＶ ２０ ｓｅ ｅ ２ ＩＰＴ ２ ０
Ｖｎｏｖｒ １＂ ａｃｕｅ Ｒ ｖ 。 ｅ １
Ｆ Ｖ准规范
石油化工设计 Ｐｔｃｅ ｉ ｌ ｅ ｇ ｅｏｈｍｃ Ｄｓ ｒ ａ ｉ ｎ
２０ ，１ ） １ ２ ０４２（ ２ 一 ６ ４
编者按： 美国ＡＭ 和ＴＭ Ｓ Ｅ Ｅ Ａ标准是国际上最具影响力的两大压力容器标准， 其中都有关于换热器管板等的设计方法。该
两标准在国内 外石化、 化工装置设计中 得到日 益广泛的应用。为此了解、 比较该两标准的理论基础及其差异对做好 国际、 国内 压力容器设计都显得十分重要。
宽度计算得到（ＳＥ ＡＭ 中的管板的 孔桥带效率产 ’
是基于最小的孔桥宽度计算得到的， 因而该值较
题。Ｇｒ ｅ在 １ ９ ａｎ ｄ ｒ ９ 年时曾推荐过该值， ６ 并被欧洲 的 一些国家标准采纳（Ｓ５０Ｃ ＤＰ ， Ｂ５０， Ａ ）并运用了 Ｏ
近２ 年。经圆平板极限载荷分析的修正， ０ 对于简
ＴＭ 中， 最小值为０ ２三角形排管） 的 ＥＡ ．（ ４ 及
有关内 综合考虑了以 容， 下４ 条： １ 管板开孔部分简化为当量均质的平板， ） 有
《管壳式换热器》GB151-1999
GB151-1999《管壳式换热器》概况作者资料(这条文章已经被阅读了1530次) 时间：2004/09/12 01:33pm来源：tigerliu521GB151-1999《管壳式换热器》概况兰州石油机械研究所教授级高级工程师朱巨贤管壳式换热器以其对温度、压力、介质的适应性，耐用性及经济性，在换热设备中始终占有约70％的主导地位。
因此管壳式换热器的标准化工作为世界各工业发达国家所重视，也为ISO国际标准化组织的所重视。
因此出现了TEMA、API660、JISB8249等一批管壳式换热器标准，ISO目前也正在与API联手并会同有关国家编ISO管壳式换热器标准。
我国自二十世纪七十年代开始相继编制了JB1147《管壳式换热器制造技术条件》、《钢制管壳式换热器设计规定》及GB151-89《钢制管壳式换热器》，并在历经十年后出现了修改较大、与国际先进标准接轨更好的、但同时由于出版等原因未能按时出版的GB151-1999《管壳式换热器》及其英文版，现就GB151-1999版修订概况介绍如下：一、取消了“钢制”增加了铝、铜、钛有色金属取消“钢制”这在我国压力容器标准体系中是个较大的变化，也是向国际先进标准靠拢迈出的重要一步。
有色金属制管壳式换热器国内过去有着众多的使用业绩，而随着工业向深度发展，石油化工向深加工要效益，有色金属制管壳式换热器今后会有良好的发展前景，但过去一直没有有色金属制管壳式换热器的设计、制造、检验与验收的综合性标准，GB151-1999版解决了这一问题。
下面简要地介绍一下铝、铜、钛的情况： 1.铝及铝合金a.在空气和许多化工介质中有着良好的耐蚀性；b.在低温下具有良好的塑性和韧性；c.有良好的成型及焊接性能； d.设计参数：P≤8MPa，-269oC≤t≤200oC。
2.铜及铜合金a. 有优良的耐蚀性（如海军铜具有良好的耐海水腐蚀性）；b.具有良好的导热性能；c.有良好的低温性能；d.有良好的成型性能，但焊接性能稍差；e.设计参数：纯铜t≤150oC;铜合金t≤200oC;f.有GB8890《热交换器用铜合金管》标准。
固定管板换热器管板计算方法与步骤
《过程设备设计》课程作业题目：固定管板换热器管板计算方法与步骤、学院化工学院专学姓月日2019年业过程装备与控制工程固定管板换热器管板计算方法与步骤一、基本假设世界各国的管板的计算公式尽管形式各异，但其大体上是分别在以下三种基本假设的前提下得出的。
i.将管板看成为周边简支条件下承受均布载荷的圆平板，应用平板理论得出计算公式。
考虑到管孔的削弱，再引人经验性的修正系数。
如在力学模型上作了适当简化的美国TEMA方法。
i i.将管子当作管板的固定支撑而管板是受管子支撑着的平板。
管板的厚度取决于管板上不布管区的范围。
如西德AD规范采用的计算公式。
实践证明，这种公式适用于各种薄管的计算i i i.将管板视为在广义弹性基础上承受均布载荷的多孔圆平板，即把实际的管板简化为受到规则排列的管孔削弱、同时又被管子加强的等效弹性基础上的均质等效圆平板。
这种简化假定既考虑到管子的加强作用，又考虑了管孔的削弱作用，分析比较全面，现今已为大多数国家的管板规范所采用。
我国石油、化工、机械三部在1983年公布的《换热器设计规定》中所列入的管板计算公式基本上也是根据第三种假设经过比较严密的推导得出的，在国内获得了广泛的应用。
接下来的强度校核也是基于第三种假设。
二、管板设计的基本考虑GB151《管壳式换热器》所列人的管板公式基于的基本考虑是:把实际的管板简化为;承受均布载荷、放置在弹性基础上且受管孔均匀削弱的当量圆平板。
同时在此基础上还考虑了以下几方面对管板应力的影响因素。
1.管束对管板的支承作用在流体压力作用下管板将产生挠度与转角。
因管束与管板连接在一起，管束也将沿轴线方向产生压缩或伸长，管子端部产生弯曲变形。
管束对管板会起到约束的作用，具有减少管板中应力的作用。
考虑管束对管板挠度的约束作用，但忽略管束对管板转角的约束作用。
2.管孔对管板的削弱作用管孔对管板的削弱作用有两个方面：(1)减小了管板整体的刚度与强度。
(2)在管孔边缘产生局部的应力集中,在计算公式中是忽略不计。
管板计算
壳程圆筒金属横截面积 As=s ( Di+s )
2.011e+06 mm2 8.379e+04 mm2
管 设计压力pt
0.25
MPa
箱 设计温度Tt
290
C
圆 材料名称
00Cr17Ni1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱMo2
筒 设计温度下弹性模量 Eh
1.95e+05
MPa
管箱圆筒名义厚度(管箱为高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)h
算 管板布管区当量直径与壳体内径之比 t Dt / Di
管板周边不布管区无量纲宽度 k = K (1 t )
0.1742 32.49
4.315 3.325
86.07 27.33 0.0001482
0.002552 0.2443 0.8845
0.7839 9.706e+05 mm2 1.83e+06 mm2
~
M
0.01461 0.4748
0.001102 0.03579
管板总弯矩系数
m
m1 m2 1
系数 G1e 仅用于 m 0时 G1e 3m K
8.916 1.646
1.112 0.2054
系数 G1i
当 m 0时,按K和m 查图31(a)实线 当 m 0时,按K和m 查图31（b）
壳体法兰力矩系数
~
~
M ws M p M1
管板径向应力
r
~
r
Pa
Di
2
管板布管区周边处径向应力
不计温差应力
计温差应力
换热管与壳程圆筒热膨胀变形差
管壳式换热器通用工艺规程
管壳式换热器通用工艺规程适用范围1.根据国家质量监督局颁布的《TSG R0004-2009《固定式压力管道元件安全技术监察规程》和GB151-1999《管壳式换热器》的有关规定，特制订本规程。
2.本规程适用于固定管板式、浮头式、U型管式和填料函式换热器。
3.本规程是管壳式换热器的制造的基本要求，操作部门必须遵守本规程的有关规定，并满足其要求，操作部门对本规程负责贯彻执行，检验部门负责监督检查。
4.换热器的制造除遵守本规程外，还应符合GB150.1～150.4-2011《压力管道元件》的有关规定。
一、管箱、壳体、头盖1、圆筒内直径允许偏差1.1用板材卷制时，内直径允许偏差可通过外圆周长加以控制，其外圆周长允许上偏差为10mm，下偏差为零。
1.2用钢管作圆筒时，其尺寸允许偏差应符合GB/T8163和GB/T14976的规定。
2、圆筒同一断面上，最大直径与最小直径之差为e≤0.5%DN，且：当DN≤1200mm时，其值不大于5mm；DN＞1200mm时，其值不大于7mm。
3、圆筒直线度允许偏差为L/1000（L为圆筒总长），且：当L≤6000mm时，其值不大于4.5mm；L＞6000mm时，其值不大于8mm。
直线度检查按GB150-2011的有关规定。
4、壳体内壁凡有碍管束顺利装入或抽出的焊缝均应磨至母材表面齐平。
5、在壳体上设置接管或其它附件而导致壳体变形较大，影响管束顺利安装时，应采取防止变形措施。
6、插入式接管、管接头等，除图样另有规定外，不应伸出管箱、壳体和头盖的内表面。
二、换热管1、碳素钢、低合金钢换热管管端外表面应除锈，换热管管端应清除表面附着物及氧化皮。
用于焊接时，管端清理长度应不小于管外径，且不小于25 mm；用于胀接时，管端应呈现金属光泽，其长度应不小于二倍的管板厚度。
2、换热管拼接时，应符合以下要求：2.1对接接头应作焊接工艺评定。
试件的数量、尺寸、试验方法按NB/T47014的规定；2.2同一根换热管的对接焊缝，直管不得超过一条；U形管不得超过二条；最短管长不应小于300 mm；包括至少50 mm 直管段的U形弯管段范围内不得有拼接焊缝；2.3管端坡口应采用机械方法加工，焊前应清洗干净；2.4对口错边量应不超过换热管壁厚的15%，且不大于0.5mm；直线度偏差以不影响顺利穿管为限；2.5 对接后，应按表1选取钢球直径对焊接接头进行通球检查，以钢球通过为合格；表1注：di—换热管内径2.6对接接头应进行射线检测，抽查数量应不少于接头总数的10%，且不少于一条，以JB/T4730的Ⅲ级为合格；如有一条不合格时，应加倍抽查；再出现不合格时，应100%检查；2.7对接后的换热管，应逐根进行液压试验，试验压力为设计压力的2倍。
管路常用计算公式
20钢 186000
16Mn 196000
25
管道热变形的推力
--管道热变形的推力,N
--管道的截面积,mm2
26
热膨胀对接管的推力
--热膨胀对接管的推力，kgf
--管道热变形量，cm
-惯性矩，cm4
--管道长度,cm
27
惯性矩
--惯性矩,cm4
D.d--管道外径.内径,cm
28
--管材线膨胀系数，11×10-6
--壳材线膨胀系数，17.25×10-6
Qt—管壁温度，℃
Qs—壳壁温度，℃
Q0—安装时温度，℃
23
管道热变形量
--管道热变形量,mm
--管材线膨胀系数，mm/m ℃
--管道温度变化值，℃
--管道长度，m
24
管道热变形的应力
σ--管道热变形的应力，MPa
--管材弹性摸量，MPa表F5
M—气体摩尔质量,kg/kmol
Z—气体操作温度下的压缩系数
T-气体的温度,K
34
安全阀的排放能力
（液体）
WS--安全阀的排放能力,kg/h
--液体的密度,kg/m3
p0--安全阀出口侧绝对压力,MPa
35
安全阀的排放能力
（饱和蒸汽）
WS--安全阀的排放能力，kg/h
36
安全阀的排放反力
F--安全阀的排放反力,
序号
项 目
计 算 公 式
符 号 说 明
1
圆筒的计算厚度
δ—计算厚度，mm
pc—设计压力，MPa
DI—园筒内直径，mm
φ—焊缝系数
2
园筒的计算应力
σt--园筒的计算应力,MPa
换热器管板设计
换热器管板设计计算管析是管壳式换热器的主要部件。
管板的设计是否合理对确保换热器的安全运行、节约金属材料，降低制造成本是至关重要的。
在此采用GB151标准中管板计算方法来设计计算管板。
（1）管板采用延长部分兼作法兰的管板形式。
结构如图2.2所示，图2-2 管板结构图结构尺寸数据列表2－6：表2-6 管板结构尺寸 mm（2）计算A——壳程圆筒内直径横截面积，2mm ；222i0.7856002826004D A mm π==⨯=s δ——壳程圆筒的厚度，mm ；s A ——圆筒壳壁金属横截面积，2mm；2i () 3.14860815272.96s s s A D m mπδδ=+=⨯⨯=t δ——换热管壁厚，mm ；a ——一根换热管管壁金属横截面积，2mm ；2o () 3.14 2.5(25 2.5)17662.5t t a d m mπδδ=-=⨯⨯-=221617662.538151na mm=⨯=l A ——管板开孔后的面积，2mm； 固定管板式换热器2223.142528260021644ol d A A nmm π⨯=-=-⨯=d A ——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，2mm ；对三角形排列1222(0.866)(0.866)21432(440.86632)1332(440.86632)21369.856d n n A n S S S n S S S m m''=-+-=⨯⨯⨯-⨯+⨯⨯-⨯= t A ——管板布管区的面积，2mm；2220.8660.8662163221369.856212915.2t d A nS A m m=+=⨯⨯+=tD ——管板布管区当量直径，mm ；520.797t D mm ===t E ——换热管材料的弹性模量，M Pa ； L——换热管有效长度（两管板内侧间距），mm ；t K ——管束模数，M Pa ；对于固定式320110381511431.2(900070)600t t iE na K M P aLD ⨯⨯===-⨯i ——换热管的回转半径，mm ；0.25 3.75i mm ==⨯=cr l ——换热管受压失稳当量长度，mm ；按文献[3]的图4-30确定为2400800cr l m m =⨯=[]crσ——换热管稳定许用应力，M Pa ；因213130cr r l C i=>=故有22223.14201000[]21.772(/)2213tcr cr E M P a l i πσ⨯===⨯λ——系数1766250.625282600l A Aλ===Q——换热管束与圆筒刚度比，当壳体不带波形膨胀节时20138151 2.5120015272.96t s sE na Q E A ⨯===⨯β——系数381510.216176625lna A β===s ∑——系数0.60.60.4(1)0.4(1 2.51) 3.76960.625s Q λ∑=++=++=t∑——系数110.4(1)(0.6)0.4(10.216)(0.6 2.51) 5.46240.625t Q βλ∑=+++=⨯+++=t ρ——系数520.7960.868600t t iD D ρ===K——换热管加强系数11226001.3181.318 3.51135K =⨯⨯=＝[[k——管板周边不布管区无量纲宽度(1) 3.511(10.868)0.463452t k K ρ=-=⨯-=υ——管板材料泊松比，取0.3υ=μ——管板强度削弱系数，一般可取0.4μ= η——管板刚度削弱系数，一般可取μ值f δ——管板延长部分的法兰（或凸缘）厚度，mm ；f δ'——壳体法兰（或凸缘）厚度，mm ； f δ''——管箱法兰（或凸缘）厚度，mm ；ω'——系数，按//s i f i D D δδ'和查文献[3]图4-24得0.0006ω'=ω''——系数，按//h i f i D D δδ''和查文献[3] 图4-24得ω''＝0.0009fK——管板边缘旋转刚度参数，M Pa ；对于固定管板其延长部分兼作法兰ff KK '=f K '——壳程圆筒与法兰（或凸缘）的旋转刚度参数，M Pa ；3333221[()]12122011040225[()0.000620110]126004060011.26166f ff ff s i fi E b KK E D b D M Paδω''''==++⨯⨯⨯⨯=⨯⨯+⨯⨯+=f K ''——管箱圆筒与法兰（或凸缘）的旋转刚度参数，M Pa ； 3333221122011048225[()][()0.000920110]3121260048600f ff f h i fiE b K E M PaD b D δω''''⨯⨯⨯⨯''''=+=⨯⨯+⨯⨯=++ f K ——旋转风度无量纲参数； 对于固定式管板 33.1411.26166 6.17710441431.2ff tKK K π-⨯===⨯⨯1m ——管板第一弯矩系数，按fK K和查文献[3] 图4-25得10.14m = 2m ——管板第二弯矩系数，按K Q和查文献[3] 图4-26得2 2.85m =m ——管板总弯矩系数120.140.3 2.850.7654110.3m m m υυ++⨯===++1G ——系数因0m >所以取11e i G G 与中较大值。
管板计算
~
系数(按 Kt Kf 查<<GB151－98>>图 29) G2
E t na
换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比 Q Es As
数
换热管束与带膨胀节壳体刚度之比
Qex
Et na(Es As K ex L) Es As K ex L
管板第二弯矩系数(按K,Q或 Qex 查<<GB151-1999>>图28(a)或(b)) m2
管程压力操作工况下法兰力 M p
法兰宽度 bf (Df Di ) / 2
法 比值 h / Di
比值 f" / Di
系数 C" (按h/Di ,f”/Di , 查<<GB151-1999>>图25)
兰 系数”(按h/Di ,f”/Di ,查<<GB151-1999>>图 26)
旋转刚度
系数（带膨胀节时 Qex 代替Q）
M1
m1 2K (Q
G2 )
计 系数 (按K,Q或Qex 查图30) G3
~
~
法兰力矩折减系数 K f (K f G3 )
管板边缘力矩变化系数
2Ett
/
t s
算
~
~
法兰力矩变化系数 M f M Kf' Kf"
管 管板开孔后面积 Al A - 0.25 nd 2
换热管长度 L 管子有效长度(两管板内侧间距) L
管束模数 K t = C
管子回转半径 i 0.25 d 2 (d 2 t )2
热
管子受压失稳当量长度
《承压设备焊接工艺评定》换热管与管板孔桥宽度评定分析
靳茂明（江苏省特种设备安全监督检验研究院 南京 210003）NB/T 47014-2011《承压设备焊接工艺评定》换热管与管板孔桥宽度评定分析1 孔桥宽度评定规则中的疑问NB/T 47014-2011《承压设备焊接工艺评定》标准中D.4.3“当试件孔桥宽度B 小于10mm 或3倍管壁厚中较大值时，评定合格的焊接工艺适用于焊件孔桥宽度大于或等于0.9B ”，这里面存在一个较复杂的逻辑关系。
可描述为下面两个充分条件：1）当试件孔桥宽度B ＜10mm 时(不考虑B 与3b 的大小关系),评定合格的焊接工艺适用于焊件孔桥宽度≥0.9B,即表1中⑤、⑥、⑦、⑧时的情况。
2）当试件孔桥宽度B ≥10mm，且B ＜3b 时(隐含条件为b ≥10/3mm,即3b ≥10mm）,评定合格的焊接工艺适用于焊件孔桥宽度≥0.9B ，即表1中⑨时的情况。
“当试件孔桥宽度B 小于10mm 或3倍管壁厚中较大值时”和“当试件孔桥宽度B 小于10mm 或小于3倍试件管壁厚时”这两种语言描述基本上表示相同的逻辑结果。
严格地说在算法逻辑上,前一种描述在逻辑上并不严密，因为当3b 等于10mm 时，两者之中无较大值,它需要补充3b =10mm 时的情况。
后一种描述则在算法逻辑上是严密的，而且更符合人们的思维方式。
将NB/T 47014-2011管子管板评定中D4.2.1，D4.2.2，D4.2.3的规定关联到一起时所反映的逻辑关系见表1。
作者简介：靳茂明(1968～),男，工程师，主要从事压力容器的检验。
（收稿日期 ：2014-05-05）从表1中可以看出，如果不对b＜10/3mm且试件孔桥宽度B≥10mm(①、②、③情况时)，和当b≥10/3mm且B≥10mm且B≥3b(④情况时)时的情况进行限制，将使标准中“大于或等于0.9B”的规定失去意义，而对于其他情况下评定的孔桥宽度范围似乎也无法做出方向上的限制，但按一般地理解似乎应该认为在表1中①、②、③、④条件时，可以评定任何孔桥宽度，但这不符合焊接理论的逻辑。
GB151-2014 热交换器
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。
GB/T151-2014《热交换器》是一个什 么样的标准，具有怎样的地位？
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》
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。
换热器制造工艺规程
管壳式换热器制造工艺规程1、主题内容与适用范围：本规程规定了本公司管壳式换热器组装制造中的具体工艺要求2、引用标准《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB151-2014《管壳式换热器》和GB150-2011《固定式压力容器》。
3、基本要求管壳式换热器主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D、E五类，按下图所示。
a) 壳体圆筒部分的纵向接头、球形接头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属A类焊接接头。
b) 壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头，均属B类焊接接头，但已规定为A类的焊接接头除外。
c) 平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头，均属C类焊接接头。
d) 接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属D类焊接接头，但已规定为A、B类的焊接接头除外。
e）非受压元件吊耳、支座垫板与压力容器连接的焊缝，均属E类焊接接头。
3.1 对不同板厚对接的规定：a) 下列不同板厚必须削薄厚板：当?2≤10mm ，且?1-?2＞3mm 及?2＞10mm 且?1-?2≥0.3?n 或＞5mm 时,必须削薄厚板：削薄形式分单面削薄和双向削薄。
见图2。
b) 下列不同板厚对接无须削薄：当?≤10mm 且?1-?2≤3mm 及?2＞10mm 且?1-?2≤0.3?2或≤5mm 时,无须削薄板厚,且对口错边量b 以较薄板厚度为基准确定。
在测量对口错边量时，不应计入两板厚度的差值。
3.2 筒节长度应不小于300mm 。
组装时，不应采用十字焊缝，相邻圆筒的A 类焊缝的距离，或封头A 类焊缝，焊缝的端点与相邻圆筒A 类焊缝的距离应大于名义厚度?n 的三倍，且不小于100mm ，（当板厚不同时，?n 按较厚板计算）。
4. 壳体园筒 4.1 园筒厚度园筒厚度应按GB150的规定进行计算，但碳素钢和低合金钢及高合金钢园筒的最小厚度不应小于下表的规定。