GB151—1999 管壳式换热器 国家标准

GB 5一 1 9 1 1 9 9

前 本标准系根据国家质A技术监督局 19 93年“制修订标准项目计划”的安排对 GB 1 99进行 1 -18 5修订。本标准依据 G 1 1 9 9 B -18实施以来所取得的经验和国内管壳式换热器发展的需要， 5并参照近期国际同类标准进行了下列变动： 1 .修订了适用参数。 2 .由于增加了铝、钦换热管，铜、故标准名称由《钢制管壳式换热器》改为《管壳式换热器》 .

. 日毖 b

3增加了以下内容： .前言； 引用标准，

附录C标准的附录) (换热管用奥氏体不锈钢焊接钢管；附录 D( 标准的附录)有色金属设计数据，附录 K( 提示的附录)壳体与管束间的人口或出口面积的计算 . 4 .撤消了GB 1 99中下列内容： 1 -18 5附录 A 膨胀节(补充件);附录 E 螺纹换热管(参考件) . 5 .修改了平盖， U形管式换热器管板和浮头式换热器浮头法兰的计算公式，给出了孔桥宽度的计算式。 6 I级换热器的差别只体现在管束上， I, .由于 I,将 I级换热器修订为 I, I级管束。除了上述变动外， 在各章节中还进行了相应的变动。

本标准从实施之日同时代替 G 11 99 起， B -18, 5本标准的附录 A, 附录 B、附录 C、附录 D都是标准的附录。本标准的附录 E, 附录 F,附录 G、附录 H、附录 J附录 K都是提示的附录. .本标准由全国压力容器标准化技术委员会提出， 由全国压力容器标准化技术委员会换热设备分委员会归口。本标准的起草单位和起草人： 原机械部兰州石油机械研究所： 朱巨贤、张延丰、马小珍 .中国寰球化学工程公司： 郑天孙；中石化洛阳石化工程公司： 桑培清、李明伟 .中石化北京石化工程公司： 兰文清、李世玉；中石化兰州石油化工设计院： 何勇才，中国五环化学工程公司： 刘佑义，兰州石油化工机器厂： 方祖

踢、李晓阳；清华大学： 黄克智、薛明德，天津大学： 聂清德。参加本标准编制的工作单位及人员有： 中石化规划院： 黄秀戎、寿比南、顾振铭、王为国、叶乾惠，

G 1 1 19 s 5一 9 9

中通石械程公： 机工总司画亘{国用化 I原劳动部职业安全卫生与锅炉压力容器监察局： 侯明烈；原化学工业部建设协调司： 梁之询；原机械部兰州石油机械研究所： 邹建东、陈晓洲。本标准于 99年 2月首次发布，99年 9月 1日实施。 19 18 18于 9 9年 2月第一次修订。本标准由全国压力容器标准化技术委员会负责解释。

中华人民共和国国 家标准

G 1 1 1 9 B 5一 9 9

管壳式换热 器T b lr a eca gr u ua h t h nes e x

代替 G 11 18 B - 99 5

1范围本标准规定了非直接受火管壳式换热器 ( 以下简称“换热器，的设计、 )’制造、检验和验收的要求。 1,本标准适用于固定管板式、 .浮头式、 U形管式和填料函式换热器。 12适用的参数为 .

公称直径 D N镇20mm 60;公称压力 N<3MP; P 5 a且公称直径( mm)和公称压力 ( a MP )的乘积不大于 17 X` . 1, 5 0超出上述参数范围的换热器也可参照本标准进行设计与制造。 13本标准适用的设计温度范围按金属材料允许的使用温度确定. . 14下列各类换热器不属本标准管辖 . a )直接火焰加热的换热器及废热锅炉； b )受核辐射的换热器；。 )要求作疲劳分析的换热器， d )已有其他行业标准管辖的换热器。诸如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用换热器。

15设计压力低于b1 a . .及真空度低于 00MP的换热器， MP . a 2可按J/ 43及本标准的有关规定 BT 5 7进行设计、制造、检验与验收。 16当采用以下方法设计时， .须经全国压力容器标准化技术委员会评定认可. a )应力分析(已取得应力分析设计资格的单位除外), b )验证性液压试验；

c )用可比的已投人使用的结构进行对比经验设计。 2引用标准下列标准所包含的条文， 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB 0 98钢制压力容器 1 -19 5

G/ 2 -19 9 -94金属夏比缺口冲击试验方法 B T 2 G/ 2 -19 0 91金属洛氏硬度试验方法 B T 3GB T -19 2 97金属管/ 2 4扩口试验方法

G/ 6 -18 9 98优质碳素结构钢技术条件 B T 9GB T -18 0 98碳素结构钢/ 7 0 GB T 0 92 2-19不锈钢棒/ 1 2 G/ 1 1 92 2-19耐热钢棒 B T 2 G/ 1 7 97 2-19铜及铜合金拉制管 B T 5

国家质，技术监督局1 9一 2 2批准 9 90一 6

2 0一 1 0实施 0 00一1

GB 5一 1 9 1 1 9 9

G/ 10-19 4 92 BT 8 G/ 37-18 7 98 BT 0 G/ 32-19 1 94 BT 6 G/ 32-19 4 95 BT 6 G/ 32-19 5 95 B T 6 G/ 38-19 0 97 B T 8 G/ 69-18 3 96 B T 8 G/ 86-18 3 97 B T 1 G/ 86-19 5 97 B T 1 G/ 84-18 7 97 B T 5

一般公差线性尺寸的未注公差合金结构钢技术条件钦及钦合金板材铁及钦合金管换热器及冷凝器用钦及钦合金管铝及铝合金轧制板材工业用铝及铝合金拉(制管轧)输送流体用无缝钢管不锈钢复合钢板和钢带铁一钢复合板

G/ 89-19 0 98热交换器用铜合金管 BT 8GB 4 -18石油裂化用无缝钢管 9 8 98 9

G/ 1 7-19 71 91输送流体用不锈钢焊接钢管 B T 2 G/ 1 4-19 19 91铁及铁合金复合钢板焊接技术条件 B T 3 G/ 1 3-19 28 91铜一 B T 3钢复合钢板 G 126 91 -19锅炉、 B 9 3热交换器用不锈钢无缝钢管GB T 0-19 36 91标牌/ 1 3

G/

1 7-19 96 94流体输送用不锈钢无缝钢管 BT 4GB 7 -19 9 97压力容器波形膨胀节 1 4 6

J 23-18 90压力容器油漆、 B 6 5包装和运输 J 40-19 92压力容器法兰分类与技术条件 B 0 7 J 40-19 92甲型平焊法兰 B 1 7J 40-1 9 9 2乙型平焊法兰 B 2 7

J 40-19 92长颈对焊法兰 B 3 7 J 40-19 92等长双头螺柱 B 7 7 J 40-19 92钢制压力容器焊接工艺评定 B 8 7 J/ 40-19 9 92钢制压力容器焊接规程 BT 7J/ 4 2 92 1-1 9鞍式支座 B T 7 J/ 4 8 92 1-1 9管壳式换热器用金属包垫片 B T 7

J/ 41-19 9 92管壳式换热器用缠绕垫片 BT 7 J/ 42-19 0 92管壳式换热器用非金属垫片 BT 7 J/ 42-19 2 92管壳式换热器用螺纹换热管基本参数与技术条件 BT 7 J/ 42-19 5 92耳式支座 BT 7 J 42-19 94压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 B 6 7 J 42-19 94低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 B 7 7 J 42-19 94压力容器用不锈钢锻件 B 8 7 J 43-19 94压力容器无损检测 B 0 7 J 43-19 95钢制压力容器一分析设计标准 B 2 7 J 43-19 96压力容器用爆炸不锈钢复合钢板 B 3 7 J/ 43-19 5 97钢制焊接常压容器 B T 73总则 3 1换热器的设计、 .制造、检验和验收除必须符合本标准的规定外，还应遵守 G 10和国家颁布的有 B 5

G 1 1 19 B 5一 9 9关法令、法规和规章. 32资格与职责 . 32 1资格 .. 32 11换热器的设计、 .. .制造单位必须具备健全的质量管理体系。设计单位应持有压力容器设计单位批准书，制造单位应持有压力容器制造许可证。 32 12换热器的设计、 .-.制造必须接受国家质量技术监督局各级锅炉压力容器安全监察机构的监察。 322职责 .. 322 1设计单位的职责 ... 322 11设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责。 ... . 32

2 12换热器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。 .-- . 322 13换热器设计总图应盖有压力容器设计单位批准书标志。 ... . 322 2制造单位的职责 .- . 322 2 1制造单位必须按照设计图样要求进行制造， .. ..如需对原设计进行修改，应取得原设计单位的认可 .

322 22制造单位的检查部门在换热器制造过程中和完工后， .- -.应按本标准和图样规定对换热器进行检验和试验，提供报告，并对报告的正确性和完整性负责。 322 23制造单位对其制造的每台换热器产品至少应具有下列技术文件备查， .-- .技术文件至少应保存7。年

a )制造工艺图或制造工艺卡； b 明文件及材料表； )材料证。 )换热器的焊接工艺和热处理工艺记录， d )标准中允许制造厂选择的项目的记录。 e )换热器制造过程中及完工后的检查记录； f )换热器原设计图和竣工图。 322 24制造单位在取得检验机构确认换热器质量符合本标准和图样的要求后， . --.须填写产品质量证明书并交付用户。 33换热器范围 .本标准管辖的换热器， 其范围是指换热器(管箱、壳体、管束、头盖)及与换热器连为整体的受压零部件，且划定在下列范围内。 3 31换热器与外管道连接 .. a )焊接连接的第一道环向接头坡口端面； b )螺纹连接的第一个螺纹接头端面，。 )法兰连接的第一个法兰密封面； d )专用连接件或管件连接的第一个密封面. 3 32接管、 ..人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件。 3 33非受压元件与换热器壳体、 ..管箱、头盖内、外表面的焊接接头。接头以外的元件如支座、支耳、垫板等也应符合本标准或相应标准的规定。 34换热器的零、 .部件名称见表 1和图 1至图 s o 35换热器的主要组合部件 .换热器的主要组合部件有前端管箱、 壳体和后端结构(包括管束)三部分。详细分类及代号见图 7,

G 1 1 1 9 B 5一 9 9

表 1

GB 5一 1 9 1 1 9 9

G 1 1 19

B 5一 9 9

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G 11 99 B 5一1 9

图 7主要部件的分类及代号

Gs 5一 1 9 1 1 9 9 3 6公称直径 DN . 3 61卷制圆筒 .. 36 2钢管制圆筒 .. 3 7换热面积 A .以圆筒内直径( mm)作为换热器的公称直径。以钢管外径( mm)作为换热器的公称直径。

3了，计算换热面积以换热管外径为基准， ..扣除伸人管板内的换热管长度后，计算得到的管束外表面积；对于 U形管式换热器，一般不包括 U形弯管段的面积， . m2 3 72公称换热面积 .. 38公称长度 L . N经圆整后的计算换热面积， e m2

以换热管的长度(作为换热器的公称长度。换热管为直管时， m)取直管长度，换热管为U形管时，取 U形管直管段的长度。 39管程和壳程 . 39 1管程 .. 39 2壳程 ..系指介质流经换热管内的通道及与其相贯通部分。系指介质流经换热管外的通道及与其相贯通部分。

39 3管程数 N,系指介质沿换热管长度方向往、 ..,返的次数. 394壳程数 N

,系指介质在壳程内沿壳体轴向往、 ..,返的次数. 3 1换热器型号的表示方法 .0本表示方法适用于卧式和立式换热器。

X D -`- N;A ) 。 X NpA擎一， ( X - s

I I】 ! I N-换热管公 称长度 ( .-换热管外径 ( )当采用 A1C . L m)d mm . .u

】 第二个字母代表壳体型式

袱见图 7 )

J ]第三个字母代表后端结构型式

示例： a )浮头式换热器平盖管箱， 公称直径 50管程和壳程设计压力均为 1 6 a公称换热面积 5m'碳素钢较高 0 mm, ., MP 4,级冷拔换热管外径 2mm, 5管长 6 4管程， m,单壳程的浮头式换热器，其型号为：

AS 1一--‘ E 5-“4 4 0 .5云 0b )固定管板式换热器封头管箱公称直径 70 , 0mm,管程设计压力 25 a壳程设计压力 16 a公称换热面积 20, ., MP ., MP 0m'碳素钢较高级冷拔换热管外径 2mm, 5管长 9 4管程， m,单壳程的固定管板式换热器，其型号为：

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GB 5一 1 9 1 1 9 9

。,, _ 2 5‘ _ 9 、__ .二

BM 0找一05‘ E 7- 2-- 0 0云4 2。 )U形管式换热器

封头管箱， 公称直径 50 m, 0m管程设计压力 4O a壳程设计压力 16 a公称换热面积7m, ., MP ., MP 5'不锈钢冷拔换热管外径 1m管长 6 2 9 m, m,管程，单壳程的U形管式换热器，其型号为；

。一甲 _ 4 0一 6 _ ,__ . _ B U 5 0- - 5- - I

0- 7- 2一一- -一 16’ 1一 .一 9

d )釜式重沸器平盖管箱管箱内直径 60 , 0mm,圆筒内直径 1 0 2 mm, 0管程设计压力 2 5 a壳程设计压力 ., MP

1O a公称换热面积 9, ., MP" m 0碳素钢普通级冷拔换热管外径 2m管长 6 2 5 m, m,管程的釜式重沸器，其型号为：

‘ 。_ 6 0 . _ 6 __ 0 25 _一“ 10 10一 2一 一 2 0 . 5

AK T一二 9- - 1冬舟一0- 2

e )浮头式冷凝器封头管箱， 公称直径 1 0 2 mm,程设计压力 2 5 a壳程设计压力 1 O a公称换热面积 0管 ., MP ., MP

60 '碳素钢普通级冷拔换热管外径 2m管长 9 4 1m, 5 m, m,管程，单壳程的浮头式冷凝器，其型号为：

一-2 025一0佘一 ,- B S一 - . _9 41 J -0 1一_ 2 1一-一 - 0一 - 5一 J1 .6f )填料函式换热器

平盖管箱， 公称直径 60 m, 0m管程和壳程设计压力均为 1O a公称换热面积 9m'1Mn较高 ., MP 0, 6级冷拔换热管外径 2mm, 5管长 6 2 m,管程， 2壳程的填料函浮头式换热器，其型号为：

二 _- - . 0 - - AEP6 -- 0 9 -6 I ‘ - 0 1 -一 2 2 _ - -一 52-’” 0 _ - - -一9 )固定管板式铜管换热器封头管箱， 公称直径 80 0mm

,管程和壳程设计压力均为 0 6 a公称换热面积 10, ., MP 5m,较高级 H6A铜换热管， 2mm, 6 4 8外径 2管长 m,管程，单壳程固定管板式换热器，其型号为：

。, _ _ _. _ 6。 。 一一 _

BM 0一02 E 8-“52 u 0 .1-C- 0 431压力 .1除注明者外压力均指表压力。 , 31 .工作压力 .1 1工作压力指在正常工作情况下， 换热器管、壳程顶部可能达到的最高压力。 3 1.设计压力 .12设计压力指设定的换热器管、 壳程顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不得低于工作压力。对于同时受管、 壳程压力作用的元件，仅在能保证管、壳程同时升、降压时，才可以按压差设计，否则应分别按管、壳程工作压力确定设计压力，并应考虑可能存在的最苛刻的管、壳程压力组合。按压差设计时，压差的取值还应考虑在压力试验过程中可能出现的最大压差值，同时设计者应提出压力试验的步进程序。

真空换热器真空侧的设计压力按承受外压考虑， 当装有安全控制装置(如真空泄放阀)设计压力时，取 1 2倍最大内外压力差， 0 1 a两者中的较低值， .5或 . MP当没有安全控制装置时， 0 1 a取 .。真空换 MP热器非真空侧，同时受管、壳程压力作用的元件，其设计压力应为内压侧和真空侧设计压力之和。 3 1.计算压力 . 13计算压力指在相应设计温度下， 用以确定换热器元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。当元件所

GB 5一 1 9 1 1 9 9曰- -一一 -一一一一一一 -一一一一一 - -一 - -一 -一 -一一 - -一一 -一一 - - - -一一

承受的液柱静压力小于 5%的设计压力时，可忽略不计.3 1.试验压力 . 14

试验压力指在压力试验时， 换热器管、壳程顶部的压力。31温度 .2 31.设计温度 .2 1

设计温度指换热器在正常工作情况下， 设定的元件金属温度(沿元件金属横截面的温度平均值)设，计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。在任何情况下， 元件金属的表面温度不得超

过材料的允许使用温度.

设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度. 对于。℃以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。

标志在铭牌上的管、 壳程设计温度，分别为管程管箱和壳程壳体的设计温度。对于同时受管、壳程温度作用的元件可按金属温度确定设计温度，也可取较高侧的设计温度。

金属温度可按附录F提示的附录) (求得，或在已使用的同类换热器上测定，也可根据成熟的设计经验确定。低温换热器的设计温度按附录 A( 标准的附录)确定。 3 1.试验温度 .22试验温度指压力试验时， 管箱和壳体的金属温度。 31载荷 .3 3 1.设计时应考虑以下载荷： .31 a 外压或最大压差， )内压、 b )膨胀量不同引起的作用力； c )液柱静压力。 3 1.需要时尚应考虑下列载荷： .32 a 自重及正常工作条件下或试验条件下内装物料的重力载荷； )换热器 b )附属设备及隔热材料、管道、扶梯、平台等的重力载荷；。 地震力、 )风载荷、雪载荷； d )支座及其他型式支撑件的反作用力； e )连接管道和其他部件的作用力； f )温度梯度引起的作用力；

e压力急剧波动引起的冲击载荷； )h )冲击反力，由流体冲击引起的反力等；如 ) 1运输或 吊装时的作用力。 31厚度 .4 31.厚度附加量 .4 1厚度附加量按式() 1确定：式中： C—厚度附加量， MM;

C=C,: …… (1) 十C

C—材料厚度负偏差， 31 ., ,按 .4 11mm; . C—腐蚀裕量， 3 1., Z按 . 12mm, 4 . 31. .材料厚度负偏差 .4 11板材或管材的厚度负偏差按材料标准的规定， 当材料的厚度负偏差不大于 02mm, . 5且不超过名义厚度的 6%时，负偏差可忽略不计。换热管不考虑厚度负偏差。

GB 5一 1 9 1 1 9 9.一 -一 -一一- . -一‘一 - -

一 -一一一一 - -~. - -一一，一一 - -一一一一一一~一一 - -一一-一一 - -

3 1. .腐蚀裕量 .4 12

为止换 元于蚀、械磨导度削薄，考虑蚀裕具体定如防热器件由腐机损而致厚弱减应腐量，规下：a对有腐蚀或磨损的 )零件，应根据预期的寿命和介质对金属材料的腐蚀速率确定腐蚀裕量。 b换热器各元件受到的腐蚀程度不同时， )可采用不同的腐蚀裕量；。介质为压缩空气、 )水蒸汽或水的碳素钢或低合金钢制换热器，腐蚀裕量不小于lm, m31-.换热器主要元件腐蚀裕量的考虑原则： .413

a管板、 )浮头法兰、球冠形封头和钩圈两面均应考虑腐蚀裕量；b平盖、 )凸形封头、管箱和圆筒的内表面应考虑腐蚀裕量，

c管板和平盖上开槽时， )可把高出隔板槽底面的金属作为腐蚀裕量，但当腐蚀裕量大于槽深时，还应加上两者的差值；

d压力容器法兰和管法兰的内直径面上应考虑腐蚀裕量； )e )换热管不考虑腐蚀裕量；

f拉杆、 )定距管、折流板和支持板等非受压元件，一般不考虑腐蚀裕量。31 .计算厚度 .4 2

计算厚度指按G 1。 B和本标准有关公式计算得到的厚度； 5需要时，尚应计人31.中载荷所需 .32的厚度。

3 1.设计厚度 .4 3设计厚度指计算厚度与腐蚀裕量之和。 3 1.名义厚度 .4 4

名义厚度指设计厚度加上材料厚度负偏差后向上圆整至材料标准规格的厚度。即标注在图样上的 厚度。 3 1.有效厚度 .4 5有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和材料厚度负偏差。 3 1许用应力 .5 3 1.符号 . 51。—材料标准抗拉强度下限值， a 、 MP;

。(。) 材料标准常温屈服点( 02。:—。或 .写屈服强度)MP;, a a az— 材料在设计温度下的屈服点( 02 . l ' ) (,或 .%屈服强度)MP;, a屹—材料在设计温度下经 1 0万 h断裂的持久强度的平均值， a MP;此—材料在设计温度下经 1 0万 h蠕变率为 1%的蠕变极限， a MP, 3 1.确定许用应力的依据为： .52金属材料(螺栓材料除外)按表 2螺栓材料按表 3,,

表 2

t,.}

ko/C l1*1 c,}`z10 u 1 i A)R 1/5 t1 kiAu )fka 0ad -5}e,.[ .t"} ) f 1 f},h '/A}(a c}J Zu7 a1D .fp Eoj 9.l 1Jc;5,#6/ (5 a i}x}/{ oEM p 7 z-P )J ,51 ' }pf aE iT} b(1,}}cu 1ai J;a/=. x,4 4/, 3A; .1/ 0} 0J. a'i}3J C6 2. )3 i 1L Ba l} ij u R:}J k` t', L o} 5 z f ) t l i k } . P I 5 5

G 1 1 1 9 B 5一 9 9

表 3

一一一31.本标准所用钢材的许用应力按G 1。 4章选取；铜、 .53 B第 5铝、铁及其合金的许用应力按附录D(标准的附录)选取。 31 .设计温度低于 2℃时， 2 ' .54 0取 0C时的许用应力。 3 1.复合板的许用应力 .5 5设计计算中如需计人复层材料的强度时， 其设计温度下的许用应力按式 () 2确定。

「平二三止进挤三 …… (2) 口洲畏共共艺

「1S十「lS o;、 Q毛 S十S , z

式中：司’设计温度下复合板的许用应力， a〔— MP,[—设计温度下基层钢板的许用应力， a 司； MP;[玉 o—设计温度下复层材料的许用应力， a MP;S—基层钢板的名义厚度， , mm; 8—复层金属板的厚度， z不计人腐蚀裕量， mm, 3 1.对于地震力或风载荷与 3 1. . 56 .3 2中其他载荷相组合时，立式换热器壁的应力允许不超过许用应力的 12倍。 .地震力和风载荷同时作用的情况可不考

虑。 3 1焊接接头系数 .6 31.钢制换热器焊接接头系数 0按表 4选取。 .6 1

表 4

陈一M9 蒸 : }) k - O K 00 A=. J 8 I 00￥ 15 M. A0 1 ' I烹 R= J}对于无法进行无损检测的固定管板式换热器壳程圆筒的环向焊接接头， 当采用氢弧焊打底或沿焊

接接头根部全长有紧贴基本金属的垫板时，其焊接接头系数护 .=06,3 1.铝、铁及其合金的焊接接头系数按附录 D( .62铜、标准的附录)的规定。

GB 5一 1 9 1 1 9 9 31压力试验 .7

换热器制成后应对换热管与管板的连接接头、 管程和壳程进行压力试验。压力试验的种类和要求应在图样上注明.压力试验一般采用液压试验， 对于不适合作液压试验的换热器，例如换热器内不允许有微量残留液

体，或由于结构原因不能充满液体的换热器，可采用气压试验。压力试验还应满足G 10 1章的要 B第 0 5求。外压和真空换热器以内压进行压力试验。

按压差设计的换热器应在图样上提出压力试验时升、 降压的具体要求。

对于程设 计压力壳程计压力的热器，样上换热管板连管大于设换图应对管与会接头的验方试法和压力提出详细要求. 3 1.试验压力 . 71试验压力的最低值按下述规定， 试验压力的上限应满足 3 1. . 72应力校核的限制。 31 ..内压换热器 .7 11液压试验压力按式() 3计算：

P 15耐”””’”’””.”’“ T .一2 p””””””””””‘’ . .二 .”气压试验压力按式() (计算： 4

,_,。[] , a

p 15尚’.”””.二””.’ 4 7 . ' 1一 p二”“””.”’” ( )’”二’…”’式中： T试验压力， P; P— Ma p设计压力， P; M a—〔」换热器元件材料在试验温度下的许用应力， a 。— MP;「—换热器元件材料在设计温度下的许

用应力， a 司， MP,注

,_,,二〔] , u

1换热器铭牌上规定有最大允许工作压力时，中应以最大允许工作压力代替设计压力 P 公式。 2换热器 各元件(圆简、封头、兰、法膨胀节、管板、浮头法兰、球冠形封头及紧固件等)所用材料不同时，应取各元

件料a比的小 中最者材 l`"]值 J3立式换热器卧置液压试脸时. 试验压力应为立i时的试验压力P加液柱静压力。 t T 31..外压和真空换热器 .7 12液压试验压力按式() 5计算：气压试验压力按式() 6计算：

‘。‘〔〕 . , U,二‘,…,

p=12p . …… (5) T . . 5 .

p=1 1P. …… (6) T . . 5 .

式中： T试验压力， P; P— M a p设计压力， a MP;—31 .压力试验前的应力校核 .72压力试验前应校核圆筒和椭圆形封头的应力( ,当采用其他封头时，也应校核封头应力) .圆筒应力：

口二一二一 T t“ “,.“““.…。“。.…。 (7 )二，“ .…““。“… .… .。 .

P (+6 TD, j 2 氏

椭圆形封头应力：

O=~一常‘二，,“ . ……。 (8) T=犷一二 … . … … 2. 8

P (+O 5

TD, .氏)

式中： T试验压力下圆筒或椭圆形封头的应力， a Q— MP;

GB 5一 1 9 1 1 9 9 D,圆筒或椭圆形封头的内直径， I — MM

P—圆筒或椭圆形封头的试验压力， a T MP;氏—圆筒或椭圆形封头的有效厚度， mm, Q T应分别满足下列条件：液压试验时，T . 0 Q镇0 9, c

气压试验时， a<08, T . c"式中： .。—圆筒或椭圆形封头材料在试验温度下的屈服点或 02 o . 0屈服强度， a MP; 0 —圆筒或椭圆形封头的焊接接头系数。 31.气密性试验 .7 3介质的毒性程度为极度或高度危害或管、 壳程介质互漏会产生严重危害时，应在压力试验合格后进行气密性试验。需作气密性试验时，试验压力、试验介质和检验要求应在图样上注明。注： 介质毒性程度的分级按《压力容器安全技术监察规程》的规定(同)下。

4材料 4 1选材原则 .

411换热器用钢的 ..标准、冶炼方法、热处理状态、许用应力、无损检侧标准及检测项目均按G 10 B - 519第 4 98章及其附录A的规定。设计温度低于或等于一2℃时， 0应按本标准附录A(标准的附录)选择低温用钢。 4 12换热器用有色金属的冶炼方法、 ..热处理状态、许用应力、无损检测标准、检测项目按相应的国家标准、行业标准或参照附录 D选取 .有色金属的使用范围规定如下： a )铝和铝合金设计压力应不大于 8 a MP .设计温度为一2 9 0 '当设计温度高于“℃时， 6-20C,不宜选用含镁量大于 3%的铝镁合金；

b铜和铜合金应在退火状态下使用。纯铜设计温度应不高于 10; ) 5,铜合金应不高于20; C 0' Cc )纯钦和铁合金材料的设计温度不高于 30C; 0 '铁复合板应不高于 30 5' C. 4 13选用未引人本标准且已有成功使用经验的材料时， ..应符合 GB 0 98附录 A的要求。 1 -1 9 5 42圆筒及封头 .

421用于制造换热器圆筒或封头的钢板应符合 G 10的规定。 .. B 542 2用作换热器圆筒的碳素钢、 ..低合金钢钢管应采用无缝钢管。

423符合G 10 98 .的奥氏体不锈钢焊接钢管， .. B -1

9 A 2 5 4可用作换热器圆简。4 3管板、 .平盖、法兰 4 31锻件 ..

4311用于制造管板、 ...平盖、法兰的钢锻件，其级别不得低于J 42和J 42规定的 I B 6 B 8 7 7级。4 312管板本身具有凸肩并与回筒( . ..或封头)对接连接时，应采用锻件。 4 313厚度大于 6mm的管板， . .. 0宜采用锻件。 4 32钢板 .. 43 2 1用于制造管板、 . ..平盖、平焊法兰的钢板应符合 G 10的规定. B 5 4 322当采用钢板制造长颈法兰时， . ..必须符合下列要求： a )钢板不得有分层等缺陷，且应按 J 43 B 0进行超声检测， 7质量等级不低于 I级； b >应沿钢板轧制方向切割板条，经弯制对焊成圆环，并使钢板表面成为环的柱面。。 )圆环的对接接头应采用全焊透结构. d )圆环对接接头应经焊后热处理及 1 0 0%射线或超声检测， J 4 3按 B 0规定的射线检测 I级合格， 7超声检测 I 。级合格 4 32 3复合板 .-.

GB 5一 1 9 1 1 9 9管板、 平盖可采用堆焊、轧制或爆炸复合板。当管程压力不是真空状态时，平盖亦可采用衬层结构。复合板可按下列标准选用： a )不锈钢复合钢板按 GB T 15和 J 43选用。选用 GB T 6/ 86 B 3 7/ 8 5时， 1管板选用 I级，平盖不低于 1级；选用 J 43 B 3时， 7管板选用 B 1级，平盖不低于 B3;级 b )铁一钢复合板按 GB T 4选用。管板选用 B;/ 8 7 5 O平盖不低于 B 2或 B, R2

。 )铜一钢复合钢板按 G/ 128 B T 3选用。作为管板时， 3应采用强度胀或强度胀加密封焊结构。不锈钢复合钢板和钦一 钢复合板制管板，当管孔与换热管采用强度胀加密封焊结构或能保证未结合部分在钻孔去除时，管板所选用的级别可分别比 a和 b规定低一级。 ) ) 44换热管 . 44 1常用换热管可按下列标准选用 ..

a G/ 57铜及铜合金拉制管》 12《 ) T B, b G/ 65换热器及冷凝器用铁及铁合金管》 32《 ) T B,。 6 9《 )GB T 3工业用铝及铝合金拉(制管)/ 8轧) l ) d GB T 3输送流体用无缝钢管

) 8 6( )/ 1;

e G/ 80热交换器用铜合金管》 89《 ) T B;f GB 8石m裂化用无缝钢管》 4《 ) 9 9;

g G 1 9( 26锅炉、 ) 3 B热交换器用不锈钢无缝钢管》;h GB T 7《 196流体输送用不锈钢无缝钢管》 )/ 4。 44 2符合本标准附录 C( ..标准的附录)的奥氏体不锈钢焊接钢管可用作换热管，但不得用于极度危害介质的工况。设计参数为；

a设计压力不大于 64 a ) . 1 MP .b )使用温度与相应钢号的无缝管相同。

443允许使用螺纹管( ..整体低翅片管)和波纹管等强化传热管.444当有成熟使用经验时， ..也可选用其他牌号或其他材料的换热管。 4 5螺柱、 .螺栓、螺母 45 1螺栓、 ..螺栓用钢的标准、使用状态及许用应力按 G 10的规定。 B 5

452压力容器法兰的螺柱按 J 40选用。 .. B 7 745 3螺柱、 ..螺栓的硬度宜比螺母稍高。 4 54螺柱、 ..螺栓和螺母的组合可按表 5选取。

表 5

亩G :l 4f Dk 33;} ki r[ M, .,刃 n 5 Q 2 - o A 1 B/ T 3 6 7 0 9

G 1 1 1 9 B 5一 9 9

表 5完) (

乡 7 0 1 A . B r C> - 2 1 7 9 5 0 6 3^ - 4 2 0 55设计 5 1平盖 .本设计只适用于螺柱连接的圆形平盖的计算。 5 1 1符号 .. Ab实际使用的螺柱总截面积， —以螺纹小径计算或以无螺纹部分的最小直径计算，取小者， 2 mm; DG —垫片压紧力作用中心圆直径( GB 0 9 8 9章选取)mm;按 1 -1 9第 5, d -螺柱公称直径，; n mm E—平盖材料在设计温度下的弹性模量， a MP; K—结构特征系数： 操 ,作时 i. r: 8

一一一’ .一上 7 8 K=( 3 1于D G . p c‘ -一二 PWL“,十 c

长3’}

,一 J 预时 紧

‘-. G K 18L一 pD 7G . W

P—管程计算压力， a . MP; L—垫片压紧力的力臂， G为螺柱中心回直径与 D之差的一半， M; G MW-预紧状态或操作状态时的螺柱设计载荷( G 10 9 8 9章计算)N; 按 B -19第 5, Y—平盖中心处的挠度， MM;

Y值推荐如下：N< 0 D 6 mm时， . m 0 Y=O7m 5

D> m,一，m N 6 m时Y赢 m 0 0沪 —焊接接头系数；

___ _ _ _ _ DN _

8—平盖计算厚度， M; , M C〕 a`设计温度下平盖材料的许用应力， a— MP;Cl a—常温下平盖材料的许用应力， a MP;叶玉— 设计温度下螺柱材料的许用应力， a MP, 512平盖厚度计算 ..

G 1 1 19 B 5一 9 9512 1管箱内无隔板时， .. .平盖厚度按式() 9和式 (0计算， 1)取大值。操作时

(o …( J …9,栋 )一 D 预紧时

。o ( 一糯 D 1 0 ) 一5122管箱内有隔板时， ...平盖厚度按式()式(0、 1) (、 ( )式(1计算， 9 1取大值。 S=Do EY 00 3P+二二二3 (1, }备}. 5。 T}} …… 1)~。后“““了气’4“‘’上D己‘ ) J 52管箱 . 5 2 1管箱圆筒 ( ..短节)管箱圆筒计算按 GB 0 98第 5章的有关规定。 1 -19 5其开孔补强的计算按 G 10 98第 8章的有关规定。 B -19 5管箱圆筒的最小厚度按 53 2的规定。 .. 52 2管箱的最小内侧深度 .. a )轴向开口的单管程

管箱，口中心处的最小深度应不小于按管内直径的 13开/;

一 I o ' f D -一 _ . . 1‘, 1 05o仁 L ) r A。]/ 3

b多程管箱的内侧深度应保证两程之间的最小流通面积不小于每程换热管流通面积的 13当 ) .倍；操作允许时，也可等于每程换热管的流通面积。 52 3分程隔板 .. 52 31分程隔板的最小厚度应不小于表 6的规定. . ..

表 6 mm

瑞布牛WA i1 ff}8 i0} d} f}续- 1 - r5 V --} - o 鹭 / I图8 9图52 32必要时分程隔板应按式(2校核。 . -. 1)式中：— s分程隔板厚度， mm; B—尺寸系数， 按表 7查取(中间值用内插法查),

。丫[ () 一1T 1,. … 2 5 . 5 a - … O -隔板两侧压力差值， P, p M a,〕 ,隔板设计温度下的许用应力， a— MP tab ,隔板结构尺寸， mm.

G 1 1 1 9 B 5一 9 9一 - - - - -一 - - .户-, .一 - - .一一 -一一 - - - -一 - - -一一一一一一一 ..

表 7

价介川一5 23 3结构 .- . a )承受脉动流体或隔板两侧压差很大时，隔板的厚度应适当增厚，或改变隔板的结构； b )大直径换热器隔板应设计成如图 8所示的双层结构， C 分程隔板上可开设排净孔， )必要时，排净孔的直径宜为 6; mm d )厚度大于 l的分程隔板， O mm密封面处应按图 9削边至 l, O mm 53圆筒 . 53 1圆筒公称直径 .. a )卷制圆筒的公称直径以 4 0 0mm为基数， l以 Omm为进级档， O必要时，也可采用 5mm为进级 0档； b )

公称直径 DN<4 0 0mm的圆筒，可用钢管制作. 532厚度 ..圆筒的厚度应按 GB 0 9 8 5章计算， 1 -19第 5但碳素钢和低合金钢圆筒的最小厚度应不小于表 8的规定，高合金钢圆筒的最小厚度应不小于表 9的规定。 54接管 .

表 8 mm

一， 2>1>6 a i18 042 t i& M .M#M 0> 0:^>0^1 2 A - 0250 t 170 0 5 9<: 1 2 * W } 4V 0 0 0 A 09 1 - 1+ 1) 0 1 - U (- - A A, I 8 G< 6 * 6 2 T C7 5 04 t A 1 S 0 ' 0 P I< t 1541接管的结构设计应符合G 10 98 8 .. B -19第章和附录J的有关规定。 554 2接管( ..或接口)的一般要求 a )接管宜与壳体内表面平齐； b )接管应尽量沿换热器的径向或轴向设置；。 )设计温度高于或等于 30 0℃时，应采用对焊法兰； d )必要时应设置温度计接口，压力表接口及液面计接口；

表 9 mm

1 05>.0 1 0 51>00 -01 05 2 10}备00 5 7>6 0 1 -0 2 G 1 - 0 0 0 0 6` 1- 1 0 7 0 0 10 0 d 45 4 0 0> 1"< 0 1> 8 - J r^0 3 0 0 . - -< 5 < < 0斗 - - 2< - 2

e )对于不能利用接管(或接口)进行放气和排液的换热器，应在管程和壳程的最高点设置放气口，最低点设置排液口，其最小公称直径为 2rm 0; n f )立式换热器可设置溢流口。 55换热管 . 55,换热管的长度推荐采用：.,.,.,.,.,.,.,.,.,2O .. 101 520 25 30 45 60 75 90 1.m,

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