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1、自我整理自我整理 2-2-设计审核答辩的一些问题设计审核答辩的一些问题 1.1. 球罐应校核的危险截面球罐应校核的危险截面 2.2.球壳板的组装方式球壳板的组装方式 3.3.换热器气密性试验压力如何确定换热器气密性试验压力如何确定 换热器气密性试验基本程序换热器气密性试验主要是检验换热器各连接部位的密封性能，以保证换热器在使用压力下没有泄漏。为了保证换热器在气密性试验过程中不发生破裂爆炸的危险，气密试验压力应为操作压力。试验介质一般为空气，特殊要求惰性气体（如氮气）等也可以作为试验介质。升压应该分段缓慢进行，首先升至气密性试验压力的 10%，保压 510 分钟，检查之后继续升压至试验压力的 5
2、0%，无异常情况按每级 10%的速度升压直至规定的试验压力，保压进行最终检查，保压时间应不少于 30 分钟。充气升压的过程中，即可对所有焊缝和连接部位进行泄漏检查（涂肥皂水） ，待压力达到规定的试验压力后，密封面无连续蟹沫渗出为合格。一旦发现有泄漏应泄压进行处理，并重新作气密性试验。下面将介绍固定管板式、U 型管式和浮头式换热器的气密性试验程序及相关注意事项。1、固定管板式换热器气密性试验程序（1）拆除两端管箱，对壳程加压，涂肥皂水检查换热管与管板连接部位；（2）安装好两端管箱，对管程加压，涂肥皂水检查两端管箱法兰垫片。2、U 型管式换热器气密性试验程序（1）拆除管箱，安装试压环，然后对壳程加
3、压，涂肥皂水检查换热管与管板连接部位；（2）拆除试压环，安装好管箱，对管程加压，涂肥皂水检查管箱法兰垫片（注意密封面有两道） 。3、浮头式换热器气密性试验程序（注意壳程要试两次）（1）拆除管箱、壳程封头及浮头盖，在管束两头装试压环，对壳程加压，涂肥皂水检查换热管与管板连接部位；（2）拆下试压环，安装管箱和浮头盖，对管程加压，涂肥皂水检查管箱法兰垫片（注意管箱法兰密封面有两道）和浮头法兰垫片；（3）安装壳程封头，再次对壳程加压，涂肥皂水检查壳程封头法兰垫片。4、试压过程中注意事项气密性试验压力不得超过设计压力，在升压的过程中即可进行气密性检查；试压前要准备好备用垫片；试压环及其它连接受压螺栓一定
4、要全部上满，不允许图省事间隔安装，螺栓至少与螺帽持平，不允许缺扣。4.4.管板锻件何时选用管板锻件何时选用 a）管板本身具有凸肩并与圆筒（或封头）对接连接时，应采用锻件如 GB151-1999 附录 G 中图 G1（d） 、 （e）和图G2（b） 、 （c） 、 （d） 、 （f）。b）厚度大于 60mm 的管板，宜采用锻件5.5.管板弯曲应力控制值管板弯曲应力控制值 6.6.管板计算压力的确定管板计算压力的确定7.7.水压试验工况下塔器应校核的载荷水压试验工况下塔器应校核的载荷 1设计时应考虑以下载荷：a.设计压力；b.液柱静压力；c.塔器自重（包括内件和填料等）以及正常操作条件下或试验状态
5、下内装物料的重力载荷；d.附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；e.风载荷和地震载荷。必要时，尚应考虑以下载荷的影响；f.连接管道和其他部件引起的作用力；g.由于热膨胀量不同而引起的作用力；h.压力和温度变化的影响；i.塔器在运输或吊装时承受的作用力。2圆筒轴向应力有：1）由内压或外压引起的轴向应力式中设计压力 p 取绝对值。2）操作或非操作时重力及垂直地震力引起的轴向应力其中仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项。3）弯矩引起的轴向应力3要对圆筒下列组合应力进行校核：1）圆筒最大组合压应力校核对内压塔器（在非操作工况下）对外压塔器（在操作工况下）2）圆筒最大组合拉应力校核
6、对内压塔器（在操作工况下）对外压塔器（在非操作工况下）式中 K 为载荷组合系数，取 K1.28.8.塔操作工况下的组合弯矩塔操作工况下的组合弯矩 载荷由内压 外压 自重 操作工况下介质载荷 水压时水重 风载荷 *载荷 外部附件如梯子平台、接管引入的载荷 温变引入的载荷等 有时候还要考虑运输时候的加速度 以及风引起的震动 挠度等塔设备承受哪些载荷的作用？一般包括：质量载荷、*载荷、风载荷、偏心载荷等。其强度及稳定性校核包括哪几个方面？一般包括：圆筒轴向应力校核和圆筒稳定校核、塔设备压力试验时的应力校核、裙座轴向应力校核、裙座与塔节对接焊缝校核等。9.9.圆筒与封头计算厚度的差值圆筒与封头计算厚度
7、的差值 10.10.重要容器中孔径较大的开孔重要容器中孔径较大的开孔 CDCD 类焊缝能否超探类焊缝能否超探11.11.无损检测的种类及各自特点无损检测的种类及各自特点 12.12.塔器应考虑的载荷塔器应考虑的载荷 1设计时应考虑以下载荷：a.设计压力；b.液柱静压力；c.塔器自重（包括内件和填料等）以及正常操作条件下或试验状态下内装物料的重力载荷；d.附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；e.风载荷和地震载荷。必要时，尚应考虑以下载荷的影响；f.连接管道和其他部件引起的作用力；g.由于热膨胀量不同而引起的作用力；h.压力和温度变化的影响；i.塔器在运输或吊装时承受的作用力。
8、2圆筒轴向应力有：1）由内压或外压引起的轴向应力式中设计压力 p 取绝对值。2）操作或非操作时重力及垂直地震力引起的轴向应力其中仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项。3）弯矩引起的轴向应力3要对圆筒下列组合应力进行校核：1）圆筒最大组合压应力校核对内压塔器（在非操作工况下）对外压塔器（在操作工况下）2）圆筒最大组合拉应力校核对内压塔器（在操作工况下）对外压塔器（在非操作工况下）式中 K 为载荷组合系数，取 K1.2。13.13.椭圆封头上开孔补强计算厚度的差别椭圆封头上开孔补强计算厚度的差别14.14.厚壁与薄壁圆筒计算的区别厚壁与薄壁圆筒计算的区别15.15.高压容器垫片的选择高压容器垫
9、片的选择 16.16.高压为什么选择球型封头高压为什么选择球型封头 相比同样条件下椭圆形封头，球形受力好，厚度比较薄。所以用的较多球形封头一般用在高压设备或者中高压的有色金属设备上，球形是受力状况最好的形状，这样做是为了节约材料成本。可以参照 GB150 的厚度计算公式，球形封头的厚度计算结果只有圆筒的一半。17.17.铬钼钢选材应注意的问题铬钼钢选材应注意的问题 18.18.圆平板开孔补强计算的依据圆平板开孔补强计算的依据 19.19.高压容器的特点高压容器的特点 20.20.时差法与脉冲法的原理时差法与脉冲法的原理21.21.管板厚度先设定后计算还是先计算管板厚度先设定后计算还是先计算补充
10、老师问的问题：补充老师问的问题： 高压容器和普通低压容器相比设计上有何区别？高压容器和普通低压容器相比设计上有何区别？ 反法法方面的问题反法法方面的问题 卧式容器支座设置问题及卧式容器支座设置问题及 1-61-6 具体的位置具体的位置 给你这套图，若你来设计来考虑那些问题。给你这套图，若你来设计来考虑那些问题。 高压容器的结构形式有哪些高压容器的结构形式有哪些 无损检测类型无损检测类型 管壳式换热器设置膨胀节方面的问题管壳式换热器设置膨胀节方面的问题 1 双管板换热器特点 何种情况下使用这种换热器1 1 双管板换热器的应用双管板换热器用于绝对防 止管壳程间介质混串的场合。例如, 对壳程走水、管
11、程走氯气或氯化物的换热器, 若壳程中的水与管程中的氯气或氯化物接触, 就会产生具有强腐蚀性的盐酸或次氯酸, 并对管程材质造成严重的腐蚀。采用双管板结构, 能有效防止两种物料混合, 从而杜绝上述事故的发生。2 双管板换热器的结构 双管板换热器的结构一般有两种。一种为固定管板式换热器, 一台换热器共有四块管板, 如图 1 所示(无聚液壳) 。这种换热器的壳程及管程中两种介质的流动方向为逆流, 其传热系数较高, 传热效果较好。另一种为 U 型管式换热器, 一台换热器共有两块管板, 如图 2 所示(有聚液壳) 。这种换热器有一半管图 1 固定管板式换热器图 2 U 型管式换热器束管内外介质的流动方向为
12、并流, 另一半管束管内外介质的流动方向为逆流, 因此其传热系数较低。两种结构的特点: 固定管板式换热器比 U 型管式换热器的传热系数高, 但多一块管板就多一个泄漏点。而 U 型管式换热器的管板比固定管板式换热器少, 其泄漏点就相应减少。此外, 壳程水压试验后烘干也比较容易。若换热器的换热面积小、壳程与管程的温差较大或壳程介质很脏、管束表面需经常清理, 一般采用 U 型管式换热器。3 双管板换热器的设计311 结构设计31111 固定管板式换热器用作冷却器或加热器时, 最好壳程走水或水蒸气, 这样可以不设置聚液壳, 同时也可避免壳程水压试验后烘干的麻烦。31112 U 型管式换热器的双管板之间一
13、般采用聚液壳彼此连接。聚液壳可以用来调整管板间距且保证两管板相互平行。同时, 聚液壳用来封闭相邻两管板之间泄漏出的气(液)体,防止有毒气(液)体的外溢。聚液壳最高和最低处需分别设置放空口和放净口, 用于及时导出渗漏气(液)体。如果壳程与管程之间温差很大, 为了降低壳程与管程管板与换热管连接处的应力, 应尽量降低短节的壁厚, 必要时可增加一个膨胀节。31113 壳程管板设计时, 建议采用管板延长部分兼作法兰的固定式管板。如果采用不带法兰的固定式管板, 在对管板与壳程筒体之间的接头进行施焊时, 焊接变形会导致管孔与管板不垂直, 使强度胀不能达到预期的效果。31114 壳程管板与换热管的连接均采用强
14、度胀。管程管板与换热管的连接一般采用强度焊加贴胀, 若工作条件苛刻可采用强度焊加强度胀。312 材料选用设 计时应注意管板与换热管须有一定的硬度差, 一般管板比换热管硬度高 HB20 HB30。最好是采用强度等级较高的材料作管板(如 16Mn 锻件) , 强度等级较低的材料作换热管(如 10 号无缝钢管) 。当两者硬度相近时, 可将管端进行退火处理, 以降低换热管的硬度。313 设计计算31311 壳程管板与管程管板之间间隙长度的计算壳程管板与管程管板之间间隙长度 L 的确定主要是考虑双管板换热器两块管板的使用温度不同产生径向位移作用在换热管上, 引起弯曲应力和剪应力。为避免管板与换热管的连接
15、处产生很大的应力而造成介质泄漏, 壳程管板与管程管板之间间隙长度 L 的计算方法如下:式中 L 壳程管板与管程管板之间间隙长度, mmE材料弹性模量, MPad0 换热管外径, mms 材料弹性极限, MPay换热管挠度, mmD 外管板上管孔的直径, mmt0 安装温度, tt 管程的设计温度, ts 壳程的设计温度, t 管程管板在设计温度下的热膨胀系数, - 1s 壳程管板在设计温度下的热膨胀系数, - 1L 实际取值为经上述公式计算后放大12%。一般情况下, L 值大小为 200300mm。31312 管板的强度计算计算管板厚度时, 应考虑管程、壳程和聚液程三程的工况, 按不同情况进行
16、计算。42 双管板换热器的设计和制造(1) 壳程管板的设计参数设计压力和设计温度分别按壳程及聚液程工况确定。换热管和壳程壁温按管程及壳程工况确定。管板与换热管的连接为胀接, 换热管的有效长度为壳程管板间距离。(2) 管程管板的设计参数设计压力和设计温度按管程和聚液程工况确定。换热管和壳程壁温以换热管与壳程或聚液程壳体之间最大温差为计算依据。管板与换热管的连接, 不管是强度焊加贴胀, 还是强度焊加强度胀, 计算时均按强度焊考虑。换热管的有效长度为管程管板间的距离。(3) 管板形式无论是延长部分兼作法兰或是不带法兰的固定式管板, 计算时均可以按延长部分兼作法兰固定式管板进行计算, 因为延长部分兼作法兰固定式管板的受力情况比不带法兰的固定式管板更为苛刻。( 4 ) 因聚液程的长度较短, 一般只有 200300mm, 所以这段管束的刚度很大。校核时, 如出现管板周边不布管区无
