换热器技术要求
编者按:本文摘自“化工设备图样技术要求”TCED41002-2000,若有疑问,请查阅原文。
换热器技术要求
4.1 管壳式换热器装配图 4.1.1 设计数据表
按表1-3换热器设计数据表各项内容和要求填写。 4.1.2 一般要求
1 换热管的标准为____,其外径偏差为____,其壁 厚偏差为____mm 。 〈注(1)〉 2 管板密封面与壳体轴线垂直,其公差为1 mm。
3 管口及支座方位按本图或见工艺管口方位图(图号见工艺选用表)。 4.1.3 特殊要求
1 钢制管壳式换热器应根据其设计条件和材料的不同,按
2.1~2.3中一般要求和特殊要求的相关内容和规定,选择填写压力容器方面的技术要求。铝、铜、钛及合金管壳式换热器应按2.10,2.11,2.12中相关内容和规定,选择填写材料、焊接、热处理、无损检测、试验和验收等方面的技术要求。
2 管箱及浮头盖带有分程隔板或带有较大开孔时,组焊完 毕后须进行消除应力热处理。密封面应在热处理后精加工。
〈注(2)〉
3 当膨胀节有预压缩或预拉伸要求时,应增加如下要求: 在管子和管板胀接(焊接)前,补偿器预压缩(或预拉伸) ____mm 。
4 冷弯U 形管应进行消除应力热处理。 〈注(3)〉 5 液压试验和气密性试验
① 设备制造完毕后,壳程以___Mpa ,管程以___Mpa 进行水压试验,合格后壳程以___Mpa ,管程以___Mpa 的压缩空气进行气密性试验。
该项要求完全按GB151-1999规定进行时,可用数据表说明。
② 以下情况对试验要求应做明确规定:
a ) 壳程设计压力低于管程压力,P s <P t ; 〈注4) 〉 b) 有特殊要求的换热器。 〈注(5)〉
注:(1)换热管标准及外径和壁厚尺寸精度要求按下表填 写。若采用该表所列以外的管子,其外径和壁厚尺
寸精度要求可参照该表提出,但不应低于 HG20581-1998表5-3《换热管精度要求》中规定。 (2)带隔板的管箱焊后热处理
① 碳钢及低合金钢带隔板的管箱和浮头盖以及管箱的侧向开孔超过1/3圆筒内径的管箱,焊后须进行消除应力热处理。
② 奥氏体不锈钢带隔板的管箱,一般不做焊后热处理。当有较高腐蚀要求或在高温下使用时,可另行规定具体热处理方法。
③ 铜、钛制换热器管箱的热处理,按2.11和2.12要求进行。
(3)冷弯U 形管的消除应力热处理。
① 对于碳钢和低合金钢冷弯U 形管,介质有应力腐蚀倾向的,应进行消除应力热处理。 ② 对于奥氏体不锈钢冷弯U 形管,一般不进行热处理。如冷弯成型后,不能满足应力腐蚀倾向试验要求的,须进行固溶化处理。
③ 用于低温换热器,若弯曲半径<10d N 时,应进行消除应力热处理。
换热管精度及外径,壁厚偏差 材
料
换热管子规格 管
标准 外径 壁厚
高精度,较高精度
外径偏壁厚偏差 差 mm mm ±0.15
+12% ±
0.20
±0.30-10%
普通精度 外径偏差
mm ±0.20 ±0.40
±0.45
壁厚偏差 mm
+15%
-10% +12% -10%
碳 钢 低 合 金 钢 不
GB8163
GB9948 GB/T14976 GB13
10 1.5 >10~30 2~2.5 >30~50 2.5~3 57
3.5
±±10% ±1.0% 0.8%
10 10 ±0.15
12%
>10~30 >1.0~2.0 ±0.20
锈 钢 铝 铝 合 金
296 GB9948 GB12771
GB6893
>30~50 >2.0~3.0 ±0.30-10% >57
>2.0~3.0 ±0.8
36~50
2.0~3.0
50~55 ≤34
±0.20 ±0.30
±0.35
铜 铜 合 金
>10~12
GB8890
>12~18
1.0~3.0
-0.14
δ≤2.0±0.20 δ=2.5±0.25 δ=3.0±0.30 δ=3.5±0.35
±10%
-0.20
>18~25 >25~35
GB1527 GB1529
10 11~18 19~30 31~50
1.0~3.0
-0.24 -0.30 -0.12 -0.16 -0.24 -0.30
±10%
钛 钛
10~30
GB36>30~40 ±0.13 ±0.15
δ=0.5±
合 金
±0.18
0.06
δ=1.0±0.12
δ>10±10%
(4) 当P s <P t 时, 为了检查管子与管板连接的严密性,壳程的 试验压力要按以下几种方法考虑,并需明确规定:
① 把壳程试验压力提高到等于管程试验压力。采用这种方法时必须首先核算壳体在压力试验时的应力,要求壳体上任意点的一次薄膜应力计算值不得超过所用材料在试验温度下的90%屈服限(或残余变形0.2%的屈服限)。同时接管,法兰能满足压力试验下的强度要求; ② 若经计算后不能采用上述方法,或从技术经济考虑不合理,则壳程,管程按各自要求的压力试验之后,壳程应参照HG20584-1998附录A 《压力容器氨渗透试验方法》进行氨渗漏试验。
(5)有特殊要求换热器,如:高压换热器,当P t >10Mpa ,P s
为中低压时,对管子与管板的焊接接头可采用低压纯氨
进行试漏或采用卤素检漏等方法试验。卤素检漏的试验方法参照《ASME 锅炉及压力容器规范》第V 卷第10章的规定进行。 4.2 管板 4.2.1 一般要求
1 管板密封面应与轴线垂直,其垂直度公差为____mm 。 <注(1)>
2 管孔应严格垂直于管板密封面,其垂直度公差为____mm 孔表面不允许存在贯通的纵向条痕 <注(2)>
3 管板钻孔后≥96%允许孔桥宽度必须≥___mm ,允许最小 孔桥宽度(≤4%的孔桥数为)________mm.
<注(3)> 4 螺栓孔中心圆直径和相邻两螺栓孔间弦长极限偏差为± 0. 6mm;任意两螺栓孔弦长极限偏差为___mm 。 <注(4)>
4.2.2 特殊要求 1 堆焊管板
① 整个堆焊层表面应平整,平面度公差为1mm 。堆焊层厚度应均匀,最厚与最薄之差≤1mm 。堆焊的过度层和表层(包括密封表层)最小厚度3mm 。
② 基层材料的堆焊表面和加工后(钻孔前)的堆焊层表面应分别进行渗透检测,按JB4730-94PT-Ⅱ级为合格。 ③ 介质有晶间腐蚀倾向的,堆焊层须进行晶间腐蚀倾向试验。试验标准(GB4334.1~GB4334.5-94)及合格要求应明确规定。
④ 基层碳钢或低合金钢板需按2.1.3中的要求进行夏比(V 形缺口)常温或低温冲击试验。
2 锻制管板
① 锻件应按JB4726~4728-94《压力容器用钢锻件》___级进行制造检验和验收。 <注(5)>
② 有晶间腐蚀倾向的,锻件应进行晶间腐蚀倾向试验。试验标准(GB4334.1~GB4334.5-94)及合格要求应明确规定。 ③锻件为碳钢或低合金钢, 需按2.1.3中的要求进行夏比(V 形缺口)低温冲击试验。
3 拼接管板
① 对接接头必须全焊透,进行100%射线(RT )或超声(UT )检测,按JB4730-94RT-Ⅱ或UT-Ⅰ级为合格。
② 碳钢或低合金钢拼接管板,需按2.1.3中的要求进行焊后消除应力热处理。
③ 介质有晶间腐蚀倾向的,应对母材和焊接接头进行晶间腐蚀倾向试验,试验标准(GB4334.1~GB4334.5-94)及合格要求应明确规定。
④ 管板采用钢板制作时,厚度大于50mm 的20R 和16MnR 钢板,厚度大于16mm 的15MnVR 钢板,须要求正火状态供货、使用。
注;(1)垂直度公差按GB/T1184-1996《形状和位置公差》第9 级公差等级选取。
(2)垂直度公差按注(1)选取。若管子与管板为焊接结 构,则孔表面的要求取消。
(3)允许孔桥宽度和允许最小孔桥宽度按GB151-1999选
取。
(4)任意两螺孔弦长极限偏差按下表规定; DN (mm ) 极限偏差(mm )
<600 ±1.0
600~1200 ±1.5
>1200 ±2.0
(5)管板锻件级别应不低于Ⅲ级。 4.3 折流板,支持板
1 折流板(支持板)应平整,平面度公差为3mm 。
2 相邻两孔中心距离极限偏差为±0.3mm ,允许有4%相邻两孔 中心距离极限偏差为±0.5mm ,任意两管孔中心距极限偏差为± 1mm。 <注(1)>
3 钻孔后应除去孔周边的毛刺。
注:(1)本条适用于管子外径≤38mm ,当管子外径为57mm 时 上述的公差数值相应改为±0.50、±0.70、±1.20mm 。 4.4 套管式换热器装配图 4.4.1 设计数据表
按表1-3换热器设计数据表各项内容和要求填写。 4.4.2 一般要求
1 排管总平面度公差≤10mm 。
2 支架的垂直度公差≤2mm/m且不得超过3 mm。
3 加工面和非加工面线形尺寸公差分别按GB/T1804-92中m 级和c 级精度要求。
4 管口及支架方位按本图或见工艺管口方位图(图号见工艺选
用表)。 4.4.3 特殊要求
1 设计压力≥10Mpa 时钢管应符合下列标准的规定:
① 碳钢和低合金钢管
a ) GB5310-1995《高压锅炉用无缝钢管》; b ) GB6479-86《化肥设备用高压无缝钢管》; c ) GB9948-88《石油裂化用无缝钢管》; d ) YB(T )32-86《高压锅炉用冷拔无缝钢管》; ② 不锈钢管
GB/T14976-94《不锈钢无缝钢管》。
2 高压钢管和受压元件材料在投料前应进行化学成分和机械性能复验,应符合HG/T2650-95和相应材料标准的规定。
3 高压管应逐根进行磁粉(MT )或渗透(PT )检测,按 JB4730-94MT-Ⅰ级或PT-I 级为合格,
4 介质有晶间腐蚀倾向的不锈钢管应进行晶间腐蚀倾向试验, 试验标准(GB4334.1GB4334.5-94)及合格要求应明确规定。 5 符合下列条件的弯管需进行热处理:
① 高压冷弯钢管,弯曲半径R <5d (管子外径)或有应力腐蚀倾向时,需进行消除应力热处理;
② C r-Mo 高压钢管热弯成形后,须进行正火处理;
③ 奥氏体不锈钢高压钢管,热弯成形后应进行固溶化或稳定化处理。
6 焊后热处理
符合下列条件之一的,须按规定方式进行热处理:
① 直管与直管,直管与弯管之间的对接接头,须按下表进行焊后热处理; 材质 C ≤0.25 的碳素 钢
壁厚(mm 焊接方焊接方法
式
≤气焊 任意 ≤20
>20 任意
15MnV
电焊
转动焊 固定焊
热处理方式 加热到850-900℃在平静空气中冷却
可不进行焊后热处理 加热到600~650℃缓冷加热到600~650℃缓冷加热到930~950℃在平静空气中冷却 焊后保温缓冷
加热到600~650℃缓冷加热到600~650℃缓冷加热到930~950℃在平静空气中冷却
加热到630~670℃缓冷
≤气焊 任意 ≤20 >20 任意
电焊
转动焊 固定焊
12CrMo 15CrMo
≤气焊
任意
任意 电焊
② 以钢管焊制的高压连通管,须进行整体消除应力热处理。奥 氏体不锈钢管焊制的高压接管,进行固溶化或稳定化处理。 ③ 设计压力≤1.6Mpa 碳钢管的固定焊接接头可不进行焊后热处理;高合金钢管与支承筋板的焊接接头,焊后须进行消除应力热处理。
7奥氏体不锈钢弯管,弯头热处理后,有晶间腐蚀倾向的,应做
晶间腐蚀倾向试验复验,试验标准(GB4334.1~GB4334.5-94) 及合格要求应明确规定。
8奥氏体不锈钢零部件热处理后,须作酸洗钝话处理。
1 锻制高压连通管应不低于JB4726-JB4728-94《压力容器用钢锻件》Ⅲ级要求
2 无损检测
① 符合下列条件之一的对接和角接接头,需进行100%射线(RT )或超声(UT )检测,按JB4730-94RT-Ⅱ级或UT-
Ⅰ级为合格:
a ) 标准抗拉强度下限值σb >540MPa 钢管及Cr-Mo 低 合金钢管;
b ) 设计压力≥10 MPa的钢管。
② 符合下列条件对接和角接接头,可进行局部射线(RT )或超声(UT )检测,按JB4730-94RT-Ⅲ级或UT-Ⅱ级为
合格:
a )1.6 Mpa≤P <10 Mpa时,检测比率为:转动焊≥25%;
固定焊≥50%;
c ) P <1.6 Mpa时,检测比率为:转动焊≥15%;固定焊
≥25%。
③ 符合下列条件对接和角接接头应进行磁粉(MT )或渗透 (PT )检测,按JB4730-94MT-Ⅰ级或PT-Ⅰ级为合格; a ) 符合上述①中a )或b )条件,但因结构限制无法进
行射线或超声检测的角接接头;
b ) 符合上述①中a )条件的焊接接头,射线或超声检
测合格后,还须进行磁粉或渗透检测。
4.5 喷淋管式换热器装配图
4.5.1 设计数据表
按表1-3换热器设计数据表各项内容和要求填写。
4.5.2 一般要求
1 4.4.2适用于本节。
2 淋水槽齿板安装后应保证齿口水平度,齿根水平度偏差≤ 1mm ;并调整到使淋洒水均匀分布在换热管全长上。
4.5.3 特殊要求
1 4.4.3适用于本节。
t [σ]2. 水压试验压力P =1. 5Pt ,试验方法和要求按HG /T 2650−95σ 中规定。气密性试验的确定原则,试验压力,方法和要求参 照表1-1和2.1节要求进行。当设计压力<0.1Mpa 或真空时, 压力试验取0.2 Mpa,气压试验取0.1Mpa 。