成果名称：创新衬钛换热器制造方法
小组名称：制造分公司QC小组
发表人：毛昀
镇海石化建安工程有限公司
2015年7月
一、前言
钛在国防军事、医疗和化工领域等方面应用广泛，利用钛的抗蚀、热导率和强度的性能优势,可制成的钛冷凝器和热交换器已在化工部门广泛应用。镇海石化建安工程有限公司承接了3台衬钛换热器(如图一)，为首次整体制造，其制造要求和难度也是空前，目前没有任何经验可以借鉴。我公司对其结构特点、衬钛管板的加工及整体制造难点作了攻关，解决了制造过程中的加工工艺以及铆工制造上的难题。
图一衬钛换热器制图人：沈照裕制图时间：2014年3月7日
这次我公司制造的是炼油四部II套常减压装置常顶换热器，规格为
换热器技术特性
容器类别三类换热面
积m2
635 容积m316.67
壳程管程壳程管程最高工作
压力Mpa
2.13 0.28 焊缝系数0.85 1.0
最高工作温度℃116 106
无损
检测
射线
100%级合
格
100%级合
格
设计压力
Mpa 2.35 0.48 超声
100%级合
格
100%级合
格
设计温
度℃
160 200 焊后热处理见技术条件
管板设计
压力Mpa
2.15 水压试验Mpa 2.94 0.65
介质
混合进料
（冷介质）
反应流
出物（热
介质）
气密性试验Mpa / /
腐蚀余量
mm / /
保温材料及容
重
超轻硅酸铝
程数 1 1 保温厚度mm 70 70 主材Q345R/Q235R/TA2-M/10/TA1-M(换热管)
技术标准《压力容器安全技术监察规程》GB151-1999、GB15-2011、
HG20584-2011
表一衬钛换热器技术特性制表人：毛昀制表时间：2014年3月10日二、小组概况
表二小组简介制表人：毛昀制表时间：2014年3月11日
序号姓名性别
文化
程度
职务或
工种
小组内任
何职
受TQC
教育时间
1 毛昀男大学制造一部主任组长120
2 李富强男大学制造五部主任副组长120
3 傅成义男大学技术协办组员80
4 林靖女大学技术协办组员80
5 周达波男大学班长组员80
6 李嵘基男大学副班长组员80
7 王敏燕女大学班长组员80
8 吕国梁男大学班长组员80
9 朱明辉男大学副班长组员80
10 沈照裕男大学施工技术组员80
表三小组成员简介制表人：毛昀制表时间：2014年3月12日
三、选题理由
我公司是以检维修为核心、设备制造为主导业务的企业，公司改制后谋求发展就必须立足镇海炼化公司的基础上，加快了向市场化靠拢的步伐。本次QC针对衬钛换热器制造的创新能扩大公司业务承接的范围，也有利于公司自身制造素质能力的提高。
201443
图二选题理由制图人：毛昀制图时间：2014年3月20日
确定课题：
承接的炼油四部II套常减压装置常顶衬钛换热器，材质及结构特殊，目前尚无整台制造的业绩，因此设计制造难度较大。衬钛换热器在国内的应用仍然较少的主要原因是制造中有几大难点：管孔精度要求高，管孔应严格与轴线垂直，其垂直度允差为60μm；钛管与钢管贴合率控制难度大。
根据以上情况，QC小组成员决心通过创新的方法，确立衬钛换热器制造的新方法。故最终确定吧“创新衬钛换热器制造方法”作为本次QC活动的课题。
四、设定目标
在没有衬钛换热器制造资料的情况下我们必须通过创新的方法来探索这一新型换热器的制造方案，所以QC小组把目标确定为：
建立衬钛换热器的制造新方法
为了能够验证衬钛换热器的制造新方法的建立，QC小组参照公司普通换热器的整体组装合格率的要求控制衬钛换热器组装合格率。
表四普通换热器产品整体组装合格率调查记录表制表人：毛昀制表时间：14年3月25日
五、目标可行性分析
明确课题及目标差距后，小组成员立即着手对现有的设备、人员、工艺进行了调查分析（具体见图三）。
图三可行性分析制图人：毛昀制图时间：2014年3月21日
六、方案制定及论证
1.提出各种方案
针对衬钛换热器的以上制造难点，QC小组成员运用头脑风暴法，围绕实现小组活动目标，提出了许多加工方案和组装的方法，初步归纳成以下三种方案：
方案一：镗床数显加工，拉杆组装法
管板管孔定位加工，通过镗床（T6112）数显定位基准，通过定位沉孔进行管孔的引孔、粗钻和精钻工序。在穿装过程中，选用自制的胀管工装，工装的一端连着支撑杆，先把支撑杆穿过钛管，然后自制工装压入钛管一端，然后拉工装，工装经过，钛管被胀开压紧钢管达到目的。
选择方案一镗床数显加工，拉杆组装法的理由分析：
该方案可以解决衬钛换热器管板管孔的加工的精度要求，依靠镗床数控定位来满足管孔加工的位置度。拉杆组装法操作简单，利用抽芯机从钛管的一端拉至另一端，无需找正工装操作方便、效果高。
方案二：摇臂钻床定位加工，油压柔性组装法
通过摇臂钻床定位加工，选择相应φ18.6的钻头进行管孔的粗钻，然后用φ19.2的钻头再进行粗孔的扩孔到图纸要求大小。在穿装过程中，通过密封一端，在另一端通入高压油的办法使钛管向外塑性变形，然后贴紧外钢管的内壁。
选择方案二摇臂钻床定位加工，油压柔性组装法的理由分析：
该方案在普通摇臂钻床进行加工，通过一次性在摇臂钻床进行，保证了加工垂直度的要求，提高钻孔速度，利用刃磨及切削液来控制加工精度的要求。油压柔性组装法的采用，考虑到这种方法在穿装过程中，钛管与钢管的贴合受力均匀，可以的到较大的贴合力，对钛管的伤害也比较小。
方案三：四刃铣刀数控定位，水压钢球组装
自制四刃铣刀定位工装，采用数控、镗床（T6112）数显定位相结合，保证衬钛层槽与管孔的同心度要求。采用粗钻、半精钻定位和精钻金加工工艺，保证衬钛管箱管孔精度要求。在穿装过程中，通过密封一端，在另一端放置相应尺寸的钢珠，再通高压水，通过高压水挤压钢球向前移动的办法使钛管向外塑性变形，然后贴紧外钢管的内壁。
选择方案三四刃铣刀数控定位，水压钢球组装的理由分析：
该方案在选择上考虑了管孔与钛孔加工的同心度要求，利用四刃铣刀把定位与加工一次成型，有利于提高管孔精度。水压钢球组装利用水枪加压钢球的方法，利用钢球前移来达到钛管贴合力的均匀释放。
2.各种方案的验证
方案一验证：
在2014年3月到4月，小组成员进行了方案一的镗床加工进行可行性实验。选择了一块试验管板进行实验，管板样板如图四。
图四管板制图人：沈照裕制图时间：2014年3月25日
刀具应该采用硬度较高，耐磨性能比较好的材料制作，采用的材料是T8，热处理硬度HRC50-55。钻头与孔的配合采用H7/K6，我们进行了粗钻，具体要求见图五。
图五管板加工制图人：沈照裕制图时间：2014年3月25日
在钻孔的制造过程中，发现了以下问题：
(1)管板在加工的过程中要保证每个管板的上、下两平面的平行度误差在0.10mm的范围内。
(2)制作4个等高块，等高块的高度以两管板上下叠放时留有20~30mm间隙为好，以利于铁屑的排除。
工件钻孔时，先将管板按照管子穿入的安装位置上下叠放，这样可以保证即使管板制
造有一定的误差时，也不影响管子的胀接。将管板的中间垫好等高块，以利于铁屑的排出。然后将管板使用角尺和百分表找好正后，固定在找正好的工作台上。
钻孔时先钻出两端的孔的各一个，在这两个孔中插入定位销，可以防止窜动，可以钻一排孔。在没有孔的位置插上盲销，防止误钻孔。以此类推，至钻完所有的管孔。
清理管板中间的铁屑，防止损坏刀具或铁屑进入管孔影响表面粗糙度。镗孔时随时测量管孔尺寸，检测表面粗糙度，必要时加以调整。钻孔时的转速为280r/min,进刀量0.20mm/转，乳化液冷却。镗孔时的转速为60r/min，进刀量0.10mm/转。
小组一共钻了2块试验管板，钻孔完成，对管孔进行了严格精密的检验，并将其检验
结果汇总分析(表四)。
检查项目设计图纸要求检查结果
孔径d=15.0
2.
19
min
d=19.22，
max
d=19.34 最小管桥
96%的必须≥4.59mm，
＜4%的允许最小值为
2.98mm，且不超过5个
min
B=3.5mm，4.0mm，
4.4mm，4.5mm共4个，其
余管桥都大于4.59mm 管孔垂直度60μm 最大垂直度≤80μm
管孔综合精度/ 82.4%
表五试验一加工结果制表人：毛昀制表时间：2014年5月19日在穿装过程中，先清洗了钢管和钛管的内壁，将里面的杂质清理干净。为了防止工装穿行过程摩擦过大，可能损伤钛管，我们在每根管子穿入前在工装端涂上适量的油，用来减少摩擦。
图六胀钛管工装制图人：沈照裕制图时间：2014年5月20日
先设计并金加工工装（如上图六），再工装的一端焊上φ8的圆钢。先把钛管穿入钢管中，再将工装的一端先穿入钛管内，然后通过拉杆，利用抽芯机从钛管的一端拉至另一端，使工装缓缓的穿过管子，由于穿行过程中，工装挤压钛管使钛管发生塑性变形然后紧贴钢管。
方案一验证结果：
用镗床加工方法加工管板，它的加工精度比较高，但是由于钻孔深度的影响，镗床钻孔的垂直度超差率达17.6%。在穿装过程中，发现钛管内壁的损伤比率较大，小组对钛管的结合率进行统计，试验一79根钛管与钢管贴合情况良好，有21根钛管贴合不合格。
方案二验证：
在2014年4月到2014年6月，小组成员进行了方案二的采用摇臂钻床，油压柔性组装加工进行可行性实验。
图七钻孔加工工序制图人：毛昀制图时间：2014年6月9日用低于管孔名义尺寸1mm左右的标准麻花钻头，按已印好的窝孔，钻30~50mm深，更换长刃麻花钻头、钻深至70mm左右，再次更换长刃麻花钻头(此次更换的钻头应是能加工管板孔的全长所需的钻头)将管板底孔钻成。
全部底孔加工完毕后，采用普通长刃麻花钻头，其长度应大于所加工的管孔深度的30~50mm。用这种长钻头磨成下排屑形式，进行扩孔。扩孔用钻头直径宜采用大于管孔名义尺寸0.03~0.05mm的大螺旋角钻头。
在钻底孔时采用群钻式钻头，并将横刃修磨得尽量窄一些，这种钻头钻削时轻快，生产效率高，冷却效果好，并且切入工件时定心也好，同时由于横刃变窄后，钻孔时的轴向力也变小了，钻头的弯曲变形也就小了。
在钻孔时冷却润滑液应以冷却为主，润滑为辅，所以我们选择浓度较稀的乳化液，并以大流量注入钻头的工作面处。这种冷却液的冷却效果好，有利于降低切削温度和切削扭矩，提高刀具的耐用度。在扩孔时也采用同样的冷却润滑液。
选取与方案一相同的管板作为试验对象。先在上面按要求画线，并做严格检验。同样完成2
检查项目设计图纸要求检查结果
孔径d=15.0
2.
19
min
d=19.22，
max
d=19.34 最小管桥
96%的必须≥4.59mm，
＜4%的允许最小值为
2.98mm，且不超过5个
min
B=3.8mm，4.0mm，
4.3mm，4.3mm，4.5mm共5
个，其余管桥都大于4.59mm 管孔垂直度60μm 最大垂直度≤60μm
管孔综合精度/ 89.8%
表六试验二加工结果制表人：毛昀制表时间：2014年8月5日在穿装过程中，先清洗了钢管和钛管的内壁，然后将特别研制的密封杆插入钛管中，固定住密封杆，在钛管的另一端用油枪顶住加油压。钛管在油压作用下不断径向膨胀直至发生塑性变形，并贴紧钢管(如图八)。
图八试验二胀管示意图制图人：沈照裕制图时间：2014年8月11日方案二验证结果：
在普通摇臂钻床上，用加长麻花钻，采用常规工艺方法，进行加工。这种方法由于受机床本身精度、刚性和所用工具的制造精度等诸因素的影响，虽然QC小组经过分析研究通过改变麻花钻头的切削角度，改变切屑的流向，选择适当的切削用量搭配，但管板管孔合格率仅为89.8%。对钛管与钢管的结合率进行统计，试验二85根钛管与钢管贴合情况良好，符合图纸要求，有15根钛管贴合不合格。而且对管子中的油处理比较麻烦，油溢出管子后不容易清理。
方案三验证：
在2014年4月到2014年6月，小组成员进行了方案三的数控定位，采用自制四刃铣刀工装加工进行可行性实验。通过定位及引孔的工序，考虑及铰量与钻孔的扩大量，钻头直径为ф19.0mm ，即单面留量为0.2mm ，钻头用标准高速钢钻头，钻孔时二块板同时加工，单面钻削长度为60mm ，每次刃磨可钻100个孔。钻头用标准高速钢钻头，钻孔时二块板同时加工，单面钻削长度为60mm ，每次刃磨可钻100个孔。最后进行了精钻，我们自制了四刃铣刀（如图九），利用镗床（T6112）数显定位相结合，用自制四刃铣刀加工在数控钻床定位孔的基础上，通过管孔与钛环孔一次加工成型的工艺，确保了管孔加工的垂直度和同心度要求。
图九 自制四刃铣刀 制图人：沈照裕 制图时间：2014年9月4日
同样完成了2块管板的钻孔，对管孔进行了严格精密的检验，并将其检验结果汇总分析(表六)。
检查项目 设计图纸要求
检查结果
孔径 d=15
.002.19
min d =19.25，max d =19.28
最小管桥
96%的必须≥4.59mm ， ＜4%的允许最小值为2.98mm ，且不超过5个
min B =4.2mm ，4.5mm 共2
个，其余管桥都大于
4.59mm 管孔垂直度 60μm 最大垂直度≤55μm
管孔综合精度
/
99.8%
表七 试验三加工结果 制表人：毛昀 制表时间：2014年10月13日
通过将钛管插入钢管中，利用水压打压钢球，挤压钢球中前端的钛管向外扩张，直至
将钢球从另一端打出（如图十）。试验中在钢球后面塞入适量的渗料带，可以起到一定的密封作用，有助于钢球的前进。
图十试验三胀管示意图制图人：沈照裕制图时间：2014年10月15日方案三验证：
数据统计方案三的结果完全满足了要求，管板管孔孔径的合格率达99.8%，管孔的垂直度为55μm，高于比图纸要求的60μm。对钛管与钢管的结合率进行统计，试验三钛管与钢管贴合率合格率达95%。在穿装过程中，对钛管的伤害较小，操作也比较简单，用水压钢球的方法作业效率较前提高了30%以上。
三种方案比较：
方案的可行性分析
方案
项目
方案一方案二方案三
可行性1.在孔径和最小管桥加
工方面均符合要求，但在
管孔垂直度有80μm，与
图纸要求的60μm相差
较大，管孔合格率只有
82.4%
2.钛管与钢管的贴合度
只有79%，同时对钛管的
内表面的磨损比较严重，
磨损率达20%
1.在管孔加工的孔径
15
.0
2.
19 、最小管桥以
及垂直度60μm方面
均能较好的满足图纸
要求，管孔合格率只
有89.8%
2.在穿装过程中钛管
和钢管贴合率为
85%，对钛管的伤害程
度较小
1.管孔精度、垂直度
55μm满足图纸要求
管孔合格率为99.8%
2.钛管和钢管贴合率
达95%，水压能减小
钛管胀管后的回弹，
同时能对钛管进行清
洗
总结方案三能有效地解决方案一、二的管孔精度要求，管孔合格率达99.8%，钛管与钢管贴合率合格率达95%
表八方案可行性分析表制表人：毛昀时间2012年7月
方案的经济性分析
表九方案经济性分析表制表人：毛昀时间2012年7月
方案的可操作性分析
表十方案可操作性分析表制表人：毛昀时间2012年7月
根据以上分析，无论从方案的可行性、经济性还是可操作性，我QC小组一致认为方案三的四刃铣刀数控定位，水压钢球组装是衬钛换热管的最佳制造方法。围绕这种方法，
小组成员对该方案进行递进分析，四刃铣刀数控钻床定位，水压钢球组装的要素为合理的胀管水压和焊接工艺参数及要求：
◆合适的水压进行打压，能控制好钛管与钢管的结合率，防止管子胀爆，同时又能减少
为钛管的伤害
◆专门针对钛材研制相应的焊接工艺规程来控制钛材的焊接
七、将四刃铣刀数控定位，水压钢球组装法具体化并制定对策
序号要素对策目标措施负责人
完成时间、
地点
1
合适的胀管水压
在钛管与钢
管贴合难的
问题上运用
工装
提高钛管与钢
管的贴合率，目
标达到99%
对胀管时的水压进行检
测，采用分级打压的办
法，记录贴合率和胀爆
率，在钢球前放黄油，以
减少钢球对钛管的损伤
周达波
沈照裕
不锈钢厂房
2014.6~8
2
钛材焊接工艺参数
及要求
针对钛材专
门制定焊接
工艺规程，
并进行评定
钛材焊接100%
合格，且一次顺
利通过无损检
测
根据专门制定的焊接工
艺规程，用惰性气体（纯
度在99.99%以上的氩
气）充分保护下，让公司
顶尖的焊工施焊
林靖
王敏燕
不锈钢厂房
2014.9~11
表十一对策措施表制表人：毛昀制表时间：2014年11月12日
八、对策实施
实施一: 合适的胀管水压进行打压，能控制好钛管与钢管的结合率，防止管子胀爆，同时又能减少为钛管的伤害
钛管穿入前基管内进行彻底的脱脂处理，以去除基管内壁的油污、铁锈等杂质，对于个别较难穿入的钛管用自制拔管工装将其拉入基管内，拔管工装见图十一。为保证钛管与基管的结合率，制造该设备前进行了大量的试验。
图十一 拔管工装 制图人：沈照裕 制图时间：2014年11月17日
对钛管打压从20Mpa 开始，以5Mpa 为阶段分次往上打压，使6m 长钛管均匀膨胀，并对每根管子的结合率进行检查。当钛管内压力达到30Mpa 以上时，钛管膨胀与基管能紧密贴合，不使管子的换热性能大幅降低，试验压力打到了40Mpa 。
经过初步试验发现试验水压在30Mpa 到35Mpa 时，钛管与钢管的贴合率比较高，钛管的胀爆率也比较低。为此，又以1Mpa 为一级，从31MPa 开始向上打，直到34Mpa ，对结果用同样的办法进行数据统计。进过细化试验我们从图十二中可以看出当水压在32Mpa 时，管子的贴合率高于99%，符合我们的目的。
为了增强施压的密封性，小组又自制了多个专门的密封工装和打压工装(如图十三)。
图十三 密封和打压工装 制图人：沈照裕 制图时间：2014年11月18日
实施效果：
通过小组的努力与创新，根据理论联系实际需要制作了专门的工装，根据科学的方法选定了胀管水压为32Mpa 。事实证明提高了钛管与钢管的贴合率，达到目标值99%以上。
2040608010012020MPa
25MPa
30MPa
35MPa
40MPa
530
95
99
100
001840
贴合率（%）胀爆率（%）
图十二 不同压力的胀管情况 制图人：沈照裕 制图时间：2014年11月17日
实施二: 专门针对钛材研制相应的焊接工艺规程来控制钛材的焊接
根据钛材的特性，专门制定了相应的焊接工艺规程，用来保证钛材焊接一次成型合格
率。经过多次实践，选择了以下最佳焊接工艺参数（表十二）。
表十二焊接工艺参数制表人：毛昀制表时间：2014年11月24日同时也提出了焊接要求并加以实施，以保证钛焊接质量。
表十三焊接工艺要求制表人：毛昀制表时间：2014年11月24日
通过实施二，钛材焊接100%合格，且一次顺利通过无损检测。
九、确认效果
1.目标值完成情况
经过小组成员的集思广益，脚踏实地的对衬钛换热器制造孜孜以求的技术公关。得以这台衬钛换热器按时出厂，我们现汇总QC活动中记录的各项数据成果。
人员
毛昀李富强林靖李嵘基沈照裕吕国梁类型
管孔精度99.3% 99.7% 99.1% 99.4% 99.2% 99.4%
钛管与钢管
99.7% 99.1% 99.6% 100% 99% 99%
贴合率
制造平均合
99.5% 99.4% 99.35% 99.7% 99.1% 99.2%
格率
表十四 QC汇总数据制表人：毛昀制表时间：2014年11月27日
根据各项数据成果汇总，管板精度99.35%，钛管与钢管
贴合率99.4%，衬钛换热器制造一次合格率达99.37%，由于
参照公司普通换热器制造一次合格率要求，通过数据显示我
们制定了衬钛换热器制造的新方法的目标得到了实现。
从而确立了我QC小组创新了公司首次衬钛换热器制造的新方法：四刃铣刀数控定位，水压钢球组装法。
2. 经济效益
从经济效益来看，四刃铣刀数控定位，水压钢球组装衬钛换热器的制造方法在增加产品制造质量的同时，也降低了由此而产生的附加工作量，减少了在压力容器制造过程中许多不必要的损耗，从2014年3月至11月光从成本上就为公司创造了经济效益达8万元人民币。
项目本QC费用(元) 通用加工费用(元) 经济效益
(元) 精加工工本费3110 15500 12390 返修费用2×213=213 22×212=4664 4451 组装、钻孔产生的工机
1222 8900 7678 具的费用
精加工人工费25(人次)×197=4925 89(人次)×197=17533 12608
胀管人工费45(人次)×197=8865 128(人次)×197=25216 16351
钛管报废费54(根)×50=2700 600(根)×50=30000 27300
合计费用21035 101813 80778
表十五经济效益表制表人：毛昀制表时间：2014年11月28日
十、标准化
?随着本次QC活动的结束，我们QC小组为了巩固
现有的成果，14年12月我们制定了符合QC要求
的PDCA制造监控制度并成立了专业的监控小组，
对此后的衬钛换热器的制造质量负责。
?12月15日，把此次制造的经验与操作步骤写入“衬
钛换热器的制造规程”的<2~5>章，同时QC成果
以操作法的形式在车间内加以推广。
十、活动体会及今后打算
通过此次QC小组活动，提高了的质量管理意识，增强了我们整个团队的凝聚力、组织协调能力、分析解决问题能力，又积累了衬钛缠绕式换热器的制造经验，提高了解决新型材料的制造能力。以下是对本小组活动前后的自我评价：
序号评价内容活动
前
活动
后
1 问题分析能力 5 7
2 质量管理能力 4 6
3 组织能力 5 6
4 合作能力 4 8
5 创新能力 4 7
6 资源协调能力 5 6
表十六自我评价表制表人：毛昀制表时间：2014年12月16日我们小组计划再次开展对缠绕式换热器制造的的QC活动，以踏实的工作作风，把PDCA方法进行全面的推广渗透入生产的每个细节为把我公司换热器的制造水平提高到一个新的水平而努力。
压力容器设计方法分析对比 目前我国压力容器设计所采用的标准规范有两大类：一类是常规设计标准，以GB150-2011《压力容器》标准为代表；另一类是分析设计,以JB4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准》为代表。两类标准是相互独立的、自成体系的、平行的压力容器规范, 绝对不能混用, 只能依据实际的工程情况而选其一。 设计准则比较 常规设计主要依据是第一强度理论，认为结构中主要破坏应力为拉应力，限定最大薄膜应力强度不超过规定许用应力值，当结构中某最大应力点一旦进入塑性, 结构就丧失了纯弹性状态即为失效。常规设计是基于弹性失效准则,以壳体的薄膜理论或材料力学方法导出容器及其部件的设计计算公式。一般情况它仅考虑壁厚中均布的薄膜应力，对于边缘应力及峰值应力等局部应力一般不作定量计算，如对弯曲应力。 分析设计的主要依据是第三强度理论，认为结构中主要破坏应力为剪切力。采用以极限载荷、安定载荷和疲劳寿命为界限的“塑性失效”与“弹塑性失效”的设计准则，对容器的各种应力进行精确计算和分类。对不同性质的应力, 如：总体薄膜应力、边缘应力、峰值应力等；同时还考虑了循环载荷下的疲劳分析, 在设计上更合理。 标准适用范围对比 常规设计标准GB150-2011适用于设计压力大于或等于且小于35MPa，及真空度高于。对于设计温度，GB150-2011规定为-269℃-900℃，是按钢材允许的使用温度确定设计温度范围, 可高于材料的蠕变温度范围。 " 分析设计标准JB4732-1995适用于设计压力大于或等于且小于100MPa，及真空度高于。对于设计温度，JB4732-1995 将最高的设计许用温度限制在受钢材蠕变极限约束的温度。 应力评定对比 常规设计标准GB150-2011，采用统一的许用应力，如容器筒体，是采用“中径公式”进行应力校核，最大应力满足许用应力即可。 分析设计标准JB4732-1995的核心是将压力容器中的各种应力加以分类，根据所考虑的失效模式比较详细地计算了容器及受压元件的各种应力。根据各种应力本身的性质及对失效模式所起的不同作用予以分类如下： 一次应力
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。 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 ≥?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≤?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。 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 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。 mm
ＰＴＡ装置钛制换热器的结构及设计 原作者：贾起亮 出处：中国石化集团洛阳石油化工工程公司(河南省洛阳市471003) 【关键词】换热器 【论文摘要】ＰＴＡ装置钛制换热器的结构及设计 中国石油化工股份有限公司洛阳分公司化纤工程225ｋｔ/ａ精对苯二甲酸(ＰＴＡ)装置于1998年开工建设,2000年全面建成并投产,引进国外技术和设备,其中钛材换热器从国外引进。该装置于2003年进行了一次扩能改造,由洛阳石油化工工程公司设计,其中增加的一台钛设备氧化反应器二级冷凝器立足于国内设计,国内制造,一方面,节省了投资,另一方面,通过设计加深了对化纤工程ＰＴＡ装置钛材换热器的设计、制造、检验、使用等各个环节的认识。1 钛材换热器的基本情况 名称:氧化反应器二级冷凝器(ＢＥ 113Ａ) 规格:ＢＥＭ1200 2.1/0.42 680 9.7/19 Ｉ 设计条件(见表1) 设备采用直立悬挂式结构,换热器采用固定管板结构,考虑钛管与钢壳体不同的操作温度及膨胀系数,在壳程设置膨胀节以吸收不同的膨胀差。 2 钛材换热器的选材及依据 2.1 选用钛材的原则及必要性 在某种腐蚀条件下,不锈钢与铜等常用耐蚀金属无法满足设备防腐蚀使用的要求,这时钛制设备将是一个合理的选择。在某种腐蚀条件下,不锈钢和其它常用金属材料虽可以使用,但腐蚀率较高,使用寿命较短,如用钛材,则耐腐蚀性好,使用可靠性高,寿命长,此时需对两种材料进行技术经济全面比较,只有在技术经济方面有明显优势时才能采用钛设备。 2.2 钛材换热器的工作条件及选材 该装置采用以对苯二甲酸为原料的液相空气氧化法,反应温度为160～230℃,氧化产物为对苯二甲酸。反应以空气为氧化剂,醋酸为溶剂,在液相中进行。溶剂在反应器中沸腾蒸发,从塔顶
不锈钢换热器制造工艺卡2020 容器制造工序过程卡产品名称： 换热器 第1 批产品编号： H 总序号编制： 朱识年月日审核： 张其强年月日制造工序过程卡产品名称：换热器产品编号：H No、 ERG-JL-GY011图号或标准号HRRxx-09018材料牌号 S30408代用材料牌号简图说明：零部件名称筒体规格Φ325x6规格件号12状态状态总件数1材料入库编号G13008代用单编号序号工序工作内容及工艺要求工种或设备操作者/日期检验质控符号检验项目实测数据结论检验者/日期1下料领料、划线、标记移植钣金长度标记1956mm合格E2切割切割1956mm，预留一点加工余量气割长度确认1960mm合格E3加工坡口加工坡口车床坡口角度单边300合格E4开孔按设计要求，对接管处开孔，确认管口方位，孔径与管径相吻合气割方位确认符合图纸要求合格E5清理焊前清理磨光机光洁度磨出金属光泽合格E编制：年月日审核： 年月日制造工序过程卡产品名称：换热器产品编号：H No、 ERG-JL-GY011 图号或标准号HRRxx-09018材料牌号 S30408Ⅱ代用材料牌号简图说明：零部件名称法兰规格PL40规
格件号7状态状态总件数2材料入库编号D13001代用单编号序号工序工作内容及工艺要求工种或设备操作者/日期检验质控符号检验项目实测数据结论检验者/日期1领料领料、划线、标记移植钣金划线尺寸标记移植Φ460mm合格E2气割用气割切割出二块Φ460mm的圆板，并留出加工余量气割外圆尺寸Φ463mm 符合要求E3车圆用车床车圆，Φ460mm。车床检查尺寸精度 Φ460mm合格E4开坡口用车床加工法兰密封面，并在反面加工单边坡口，坡口深度5mm，坡口角度500。车床坡口尺寸符合要求合格E5焊前清理坡口两侧各20mm内用磨光机将杂质等清理干净磨光机清洁度露出金属光泽合格E编制： 年月日校核： 年月日制造工序过程卡产品名称：换热器产品编号：H No、 ERG-JL-GY011 图号或标准号HRRxx-09018材料牌号S30408代用材料牌号简图说明：零部件名称管板规格δ=25规格件号9状态状态总件数2材料入库编号B13001代用单编号序号工序工作内容及工艺要求工种或设备操作者/日期检验质控符号检验项目实测数据结论检验者/日期1领料领料、划线、标记移植钣金划线尺寸标记移植Φ460mm合格E2气割用气割切割出二块 Φ460mm的圆板，并留出加工余量气割外圆尺寸Φ463mm符合要求E3车圆用车床车圆，Φ460mm。车床检查尺寸精度Φ460mm合格E4磨平用磨床将管板磨成δ=25mm，保证双面精度。磨床检查厚度δ=25mm合格E5开坡口用车床加工管板密封面，并在反面加工
换热器制作工艺规程 换热器是压力容器中比较常见的换热设备，在制造过程中应严格执行《压力容器安全技术监察规程》和GB151《管壳式换热器》及相关标准的规定。另外，还应按照以下工艺要求进行换热器的制造、检验、验收。 1、壳体 1.1用钢板卷制时，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 筒体同一断面上，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； 当DN＞1200mm时，其值不大于7mm 1.3 筒体直线度允许偏差为L/1000（L为筒体总长） 且：当L≤6000mm时，其值不大于4.5mm； 当L＞6000mm时，其值不大于8mm 直线度检查应通过中心线的水平和垂直面，即沿圆周0°90°180°270°四个部位测量。 1.4 壳体内壁凡有影响管束顺利装入或抽出的焊缝均应磨至与母材表面平齐。 1.5 在壳体上设置接管或其他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。 1.6 插入式接管，管接头除图样有规定外，不应伸出管箱、壳体的内表面，而且在穿管前应将内侧角焊缝先焊，为防止筒体变形，外侧角焊缝待组装管束后再施焊。
2、换热管 2.1 换热管管端外表面应除锈、去污。用于焊接时，管端清理长度应不小于管外径，且不小于25mm；用于胀接时，管端应呈现金属光泽，其长度不应小于2倍的管板厚度。 2.2 换热管拼接时应符合以下要求： 2.2.1 对接接头应作焊接工艺评定，试件的数量、尺寸、试验方法应符合JB4708的规定： 2.2.2 同一根换热管的对接焊缝，直管不得超过一条；U型管不得超过二条；最短管长不应小于300mm，包括至少50mm直管段的U型弯管段范围内不得有拼接焊缝； 2.2.3 管端坡口应采用机械方法加工，焊前应清洗干净； 2.2.4 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； 2.2.5 对接后应先取相应钢球直径（d≤25 钢球直径0.75di；25＜d≤40 钢球直径0.8di；d＞40 钢球直径0.85di；di为管子内径＝ 2.2.6 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； 2.2.7 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。 2.3 U型管的弯制：U型管弯管段的圆度偏差，应不大于换热管名义外径的10%；但弯曲半径小于2.5倍换热管名义外径的U形弯管段可按15%
（1）钛在化工工业中的应用 钛及钛合金，不但其比强度大又有较好的韧性和可焊性，更为重要的是它具有优良的耐腐蚀性能。在氧化性、中性及有氯离子的介质中其耐腐蚀性能有的场合超过SUS304不锈钢的十倍乃至几十倍以上。因而在国内从20世纪80年代就广泛的应用于氯碱、制盐、尿素、农药、合成纤维、有机合成、制药、湿法冶金等化工过程工业。 （2）钛管换热器在炼油化工中的应用 钛具有优异的耐腐蚀性，高的比强度以及良好的加工性能，因而在炼油化工行业得到了较早的应用，在美国、欧洲、日本等钛的应用已有40余年，在中国也近20年。钛主要用于冷却器、冷凝器和换热器中，不仅适用海水冷却器，也适用于油气换热器；不仅可用于新制的钛管换热器，也可作为技术改造用于钛管更换铜管（仍用铜管板）的冷却器。日本从1955年就开始用钛材解决常减压低温H 2S-HCl-H 2O 环境腐蚀问题。欧美也早在1960年将钛制换 热器应用于炼油厂，最初主要为解决海水、半咸水与污染水的腐蚀，尔后用于防止低质量原油与腐蚀性油气对设备的腐蚀。由于国内近几年多从中东进口原油，且原油含硫量较高，这就带来了炼油设备提高材质的技术改造，以适应炼制中东高硫原油防腐要求。国产原油随着开采量的增加，其含硫含酸含盐量也在增加，油源的多元化和劣质化，使设备腐蚀问题更为突出，提高选材标准，选用钛材制造某些关键部门腐蚀严重的换热或冷凝冷却设备，是炼油化工厂节能、增效的主要措施之一。 （3）钛管换热器在炼油化工中的应用范围与环境 JB/T4745-2002《钛制焊接容器》中规定，变形钛及钛合金的许用温度上限为300οC ，钛复合板的许用温度上限为350οC ，钛衬里结构许用温度上限一般为250οC 。因此对炼化企业来说，适合用于钛材的为以下低温轻油腐蚀环境： ● H 2S-HCl-H 2O （常减压塔顶冷凝冷却 系统）； ● H 2S-HCN-H 2O （催化裂化吸收解吸系 统）； ● H 2S-CO 2-H 2O （脱硫再生塔顶冷凝系 统）； ● H 2S-CO 2-RNH 2-H 2O （脱硫溶剂再生塔 底系统）； ● H 2S-NH 3-H 2O （酸性水汽提冷却系统）； 钛管换热器
压力容器法规、标准介绍 一、压力容器法.规、标准体系 我国的特种设备法规体系主要分以下五个层次 法律—行政法规—部门规章—安全技术规范—引用标准”。 第一层次：法律 根据宪法和立法法的规定，由全国人民代表大会及其常委会制定法律。 如《安全生产法》、《劳动法》、《产品质量法》、《计量法》、《标准化法》、《行政许可法》等； 2012年8月，十一届全国人大常委会第二十八次会议初次审议了《中华人民共和国特种设备安全法（草案）》。 第二层次：行政法规 由国家最高行政机关—由国务院制定的行政法规 《特种设备安全监察条例》（第373号国务院令）,2003年3月公布，自2003年6月1日起施行。 2009年1月14日《国务院关于修改(特种设备安监察条例)的决定》（第549号国务院令）公布。 第三层次：行政规章 由国务院各部门制定的部门规章，如： 《锅炉压力容器制造监督管理办法》(总局令第22号)自2003年1月1日起施行； 《特种设备作业人员监督管理办法》（总局令第140号）自2011年7月1日起施行； 第四层次：安全技术规范(规范性文件) 是政府对特种设备的安全性能和相应的设计、制造、安装、改造、维修、使用和检验检测等所作出的一系列规定，是必须强制执行的文件，安全技术规范是特种设备法规标准体系的主体，是在世界经济一体化中各国贸易性保护措施在安全方面的体现形式，其作用是把法律、法规和行政规章的原则规定具体化。 TSG Z0004-2007特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求 TSG Z0004-2007特种设备制造、安装、改造、维修许可鉴定评审细则 TSG R1001-2008压力容器压力管道设计许可规则 TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程 TSG R0002-2005 超高压容器安全技术监察规程 TSG R7001-2004 压力容器定期检验规则 TSG R6001-2008压力容器安全管理人员和操作人员考核大纲 TSG R3001-2006压力容器安装改造维修许可规则
全焊接板式换热器的制造工艺和简介 晨怡热管(1.青海大学化机系,青海西宁810016;2.兰州兰石换热设备有限责任公司,甘肃兰州730050 1.祁玉红 2.李治国2008-6-29 18:21:18 摘要:简要介绍了全焊接板式换热器的芯体和外壳的制造工艺以及在制造过程中所采用的 焊接技术。通过介绍可知,全焊接板式换热器是一种传热效率高、结构紧凑独特的新一代换热设备。 关键词:全焊接板式换热器;制造工艺;结构设计 中图分类号:TQ051.5文献标志码:B文章编 号:1005-2895(2007)03-0124-03 0前言 板式换热器是1种高效而紧凑的换热设备。由于有传热系数高、压力损失小、结构紧凑、维修方便等诸多优点,并且随着结构的改进和大型化制造技术的提高,板式换热器的应用日益受到人们的重视[1]。但是传统的散装式板式换热器(可拆卸式板式换热器),由于本身结构的局限性,使用压力不超过2.5MPa,使用温度不超过250℃,最大组装面积2000m3,另外还存在橡胶密封垫在高温下容易失效的缺陷以及在某些特定介质中的应用问题一直未 能解决。因此,为了提高板式换热器的使用温度和压力,扩大其使用范围,国内外陆续开发、制造并使用了多种焊接板式换热器。这些焊接板式换热器已经越来越多地用于化工、石油、动力、冶金等领域的加热、冷却、冷凝、蒸发和热回收等过程中。 经应用证实全焊接板式换热器其有以下优点: (1)适用温度为-200～900℃,压力变化范围为真空～6.0MPa,最大组装面积可达6000m2。 (2)传热效率高,板片表面几乎都参与了热交换。 (3)由于板片热交换充分、均匀,波纹深度变化范围大,不论流体在板间或管间流道, 流动均顺畅,没有死区,阻力损失小。 (4)占地面积小,与可拆卸式相当。紧凑的结构可达到250m2/m3。 (5)重量轻,仅为相同换热面积管壳式换热器的1/5～1/4。 (6)同一种流体在列管式换热器内当雷诺数为4000～6000时,才能达到湍流状态,而在全焊接板式换热器内当雷诺数为100～300时,就可达到湍流状态。 (7)板片在四周交错焊接后,在运行过程中由于热胀冷缩现象,板片内应力释放,会使 板片表面污垢自动脱落下来。通常污垢热阻仅为列管式换热器污垢热阻的1/5～1/4。 1全焊接板式换热器的主要制造工艺 1.1全焊接板式换热器的芯体结构制造 全焊接板式换热器的板片材料通常为奥氏体不锈钢:304,304L,306,316L,321等 以及镍基合金、工业纯钛。材料只需具有基本的可焊性和冲压性能,都可以用来制作板片元件。板片厚度通常为0.4～1.0mm。 全焊接板式换热器的板片生产利用了板片成型自动化生产线。利用接刀、定位与找正技术,采用整板分次连续压制成型,其板片形式主要有水平平直波纹板片、窝形波纹板片、或平板板片等。通过改变换热板片的长度和叠加厚度来实现结构的变换。 单个板片两两正反通过翼边组焊成一束,板片四周交错焊接,这种独特的结构可以使 传热板片通过翼边焊接形成另一流体的通道。因此多个板束通过焊接联系起来就形成了2 个流体通道,即板间流道和管间流道(见图1,图2)[2]组成了全焊接板式换热器的芯体结
二级换热器（E102a,b）壳程筒体施工方案 一、技术说明 1.1 设备名称 名称：二级换热器（E102a,b） 型号：DN700X20+4 1.2设备技术性能及要求 1.2.1换热器技术参数
1.2.2 设备设计、制造及相关标准 严格按照国家及相关行业部门的标准进行设备设计，同时根据本设备所处工况条件从设备安全性、设备使用寿命及设备使用效果等方面综合考虑。具体设备制造按照的以下相关标准： a. JB/T4745---2002《钛制焊接容器》； b. NB/T47015-2011《压力容器焊接规程》； c. TSG 21-2016《压力容器安全技术监察规程》； d. GB/T3621—2007《钛及钛合金板材》 e.GB/T3624—2010《钛及钛合金无缝管》 f.NB/T47008—2017《承压设备用碳素钢和低合金钢锻件》 g.GB/T3623—2007《钛及钛合金丝》 h.NB/T47002.3-2009《压力容器用爆炸焊接复合板》 1.2.3 制造技术检验及验收要求 1.2.3.1乙方根据甲方提供的图纸，负责设备的设计、材料的选择、设计的计算以及制作、加工和检测等全过程，向甲方提供完全符合工况的产品。 1.2.3.2乙方选择的设备材料应向甲方提供检验报告与合格证。 1.2.3.3乙方设备制作完成后，向甲方提供无损检测及水压试验等报告。 1.2.3.4乙方在交货前，应对货物的质量、规格、性能、数量和重量等进行详细
而全面的检验。货物运抵规定的地点后，双方人员共同对其进行检查，并做好记录。 1.2.3.4设备检验合格出厂交货后一个月内，乙方需向甲方提供下列资料：焊缝RT报告、表面探伤报告、压力容器监督技术检验部门的监检报告、产品质量证明书、压力容器强度计算书证明及竣工图、主材质量证明书。 1.3技术准备 施工前组织现场施工人员熟悉图纸,做好安全技术交底和图纸会审;按照施工图纸要求把每个构件的尺寸、工程量等数据详细列出,便于现场施工操作。做好各种资源准备,包括劳动力、材料以及机械设备的配置。应依照《固定式压力容器安全技术监察规程》的需求，焊工应经过钛容器焊工考试。焊接技能鉴定完成后，焊接技能鉴定陈述和焊接技能规程经焊接职责工程师审阅，技能责任人同意，并经监检人员签字承认。合格后依照图纸焊缝构造编制相应的焊接作业指导书。钛钢复合板原料具有出厂质量证明书，钛复合钢板应在消除应力状态下供货。 二、设备包装、运输要求 1.乙方应根据设备的特点和运输的要求，以清晰字样注明“严防碰撞”等适当的标志，以便装卸和搬运。 2.装运通知：乙方应在设备装车完后及时以传真的形式通知甲方设备运输工具名称及启运日期。 3.设备全部水平放置并固定好，保证专车安全运输到甲方指定的现场。 4.货到现场，由甲、乙双方共同验收，核实正确后在验收单（装箱清单）上签字，验收单（装箱清单）返回乙方。 5.所到的设备应满足：包装的要求；外观良好，运输途中未受损伤；编号、数量和名称与合同条款要求的设备清单一致。 6.所进行的检查满足合同条款的要求时即办理交接手续，同时出具到货交接单。交接单应由双方代表签字。 三、质量保证 1.乙方所提供设备应该是全新的、先进的、可靠的、性能优秀的合格产品，同时要保证设备的外观质量符合甲方要求。 2.设备质保期为设备安装调试合格后12个月。 3. 乙方保证在设备质保期内，如果设备达不到甲方的要求，或者设备出现设计、
《过程设备设计基础》 教案 4—压力容器设计 课程名称：过程设备设计基础 专业：过程装备与控制工程 任课教师：
第4章压力容器设计 本章主要介绍压力容器设计准则、常规设计方法和分析设计方法，重点是常规设计的基本原理和设计方法。 §4-1 概述 4.1概述 教学重点:压力容器设计的基本概念、设计要求 教学难点：无 压力容器发展趋势越来越大型化、高参数、选用高强度材料，本章着重介绍压力容器设计思想、常规设计方法和分析设计方法。 什么是压力容器的设计？ 压力容器设计是指根据给定的工艺设计条件，遵循现行规范标准的规定，在确保安全的前提下，经济正确地选取材料，并进行结构、强（刚）度和密封设计。 结构设计--------确定合理、经济的结构形式，满足制造、检验、装配和维修等要求。 强（刚）度设计--------- 确定结构尺寸，满足强度、刚度和稳定性要求，以确保容器安全、可靠地运行。 密封设计--------选择合适的密封结构和材料保证密封性能良好。 4.1.1设计要求 设计的基本要求是安全性和经济性的统一，安全是前提，经济是目标，在充分保证安全的前提下尽可能做到经济，经济性包括材料的节约、经济的制造过程和经济的安装维修。 4.1.2设计文件
压力容器的设计文件包括：设计图样 技术条件 设计计算书 必要时包括设计或安装使用说明书. 分析设计还应提供应力分析报告 强度计算书包括： ★设计条件、所用的规范和标准、材料、腐蚀裕量、计算厚度、名义厚度、计算应力等。 ★装设安全泄放装置的压力容器，还应计算压力容器安全泄放量安全阀排量和爆破片泄放面积。 ★当采用计算机软件进行计算时，软件必须经“压力容器标准化技术委员会”评审鉴定，并在国家质量技术监督局认证备案，打印结果中应有软件程序编号、输入数据和 计算结果等内容。 设计图样包括：总图和零部件图 总图包括压力容器名称、类别、设计条件； 主要受压元件设计材料牌号及材料要求； 主要受压元件材料牌号及材料要求； 主要特性参数（如容积、换热器换热面积和程数） 制造要求；热处理要求；防腐蚀要求；无损检测要求；耐压试验和气密性试验要求 ；安全附件的规格；压力容器铭牌位置； 包装、运输、现场组焊和安装要求；以及其他特殊要求。 4.1.3设计条件 设计条件可用设计条件图表示(设计任务所提供的原始数据和工艺要求) 设计条件图包含设计要求、简图、接管表等 简图------- 示意性的画出容器本体、主要内件部分结构尺寸、接管位置、支座形式及其他需要表达的内容。 设计要求-------工作介质、压力和温度、操作方式与要求和其他。 为便于填写，设计条件图又分为 一般设计条件图 换热器条件图：应注明换热管规格、管长及根数、排列形式、换热面积与程数等 塔器条件图：应注明塔型、塔板数量及间距、基本风压和地震设计烈度和场地土类别 搅拌容器条件图：应注明搅拌器形式及转向、轴功率等。
板式换热器是一种高效、紧凑的换热设备，19世纪80年代首先作为连续低温杀菌器研制成功，到20世纪20年代开始应用于食品工业。由于板式换热器在制造和使用上都有一些独特之处，因此，目前板式换热器已经广泛应用于石油、化工、轻工、电力、冶金、机械、能源等工业领域，成为换热器家族中极具竞争力的品种。我国是从20世纪60年代开始生产板式换热器，至今板式换热器在我国很多领域都得到了广泛的应用。钛及钛合金是一种新兴的很有前途的金属材料，用钛制作换热器具有耐腐蚀性好、传热效率高、表面光洁无结垢层、比重小、强度高、设备体积和质量小等特点，广泛应用于航空、宇宙开发、海洋工程、石油、化工、冶金、电子、医药卫生、食品加工、仪器仪表等领域。 板式换热器概述 板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高 效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，其传热系数要高出很多，在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。
板式换热器、热交换器行业板片常用的材料主要有奥氏体不锈钢、钛及钛合金、镍及镍合金等冷轧薄板。工业纯钛127用于板式换热器，工业纯钛276和Ti-0.3Mo-0.8Ni345用于管式换热器。用TA1钛板制造的板式换热器，相比列管式换热器有许多优点，在市场上有很强的竞争力，主要用于化工、石油、舰船、海水淡化等热交换系统。 板式换热器的基本结构 板式换热器主要由框架和板片2大部分组成。板片是把由各种材料制成的薄板用各种不同形式的模具压成形状各异的波纹，并在板片4个角上开有角孔，用于介质的流道。板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封。框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。 艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式
浅谈换热器管板与换热管胀焊并用连接的制造工艺 摘要：简要叙述了换热器管板与换热管胀焊并用连接的制造工艺，并提出了控制其连接质量的方法。 关键词：换热管管板连接问题及对策 GBl5l—l999标准中规定，强度胀接适用于设计压力~<4MPa、设计温度 ≤300℃、无剧烈振动、无过大温度变化及无应力腐蚀的场合；强度焊接适用于振动较小和无间隙腐蚀的场合；胀、焊并用适用于密封性能较高、承受振动或疲劳载荷、有间隙腐蚀、采用复合管板的场合。由此可见，单纯胀接或强度焊接的连接方式使用条件是有限制的。胀、焊并用结构由于能有效地阻尼管束振动对焊口的损伤，避免间隙腐蚀，并且有比单纯胀接或强度焊具有更高的强度和密封性，因而得到广泛采用。目前对常规的换热管通常采用“贴胀+强度焊”的模式；而重要的或使用条件苛刻的换热器则要求采用“强度胀+密封焊”的模式。胀、焊并用结构按胀接与焊接在工序中的先后次序可分为先胀后焊和先焊后胀两种。 1先胀后焊 管子与管板胀接后，在管端应留有15ram长的未胀管腔，以避免胀接应力与焊接应力的迭加，减少焊接应力对胀接的影响，15ram的未胀管段与管板孔之间存在一个间隙(见图1)。在焊接时，由于高温熔化金属的影响，间隙内气体被加热而急剧膨胀。据国外资料介绍，间隙腔内压力在焊接收口时可达到200～ 300MPa的超高压状态。间隙腔的高温高压气体在外泄时对强度胀的密封性能造成致命的损伤，且焊缝收口处亦将留下肉眼难以觉察的针孔。目前通常采用的机械胀接，由于对焊接裂纹、气孔等敏感性很强的润滑油渗透进入了这些间隙，焊接时产生缺陷的现象就更加严重。这些渗透进入间隙的油污很难清除干净，所以采用先胀后焊工艺，不宜采用机械胀的方式。由于贴胀是不耐压的，但可以消除管子与管板管孔的间隙，所以能有效的阻尼管束振动到管口的焊接部位。但是采用常规手工或机械控制的机械胀接无法达到均匀的贴胀要求，而采用由电脑控制胀接压力的液袋式胀管机胀接时可方便、均匀地实现贴胀要求。采用液袋式胀管机胀接时，为了使胀接结果达到理想效果，胀接前管子与管板孔的尺寸配合在设计制造上必须符合较为严格的要求。只有这样对于常规设计的“贴胀+强度焊”可采用先胀后焊的方式，而对特殊设计的“强度胀+强度焊”则可采用先贴胀，再强度焊，最后强度胀的方法。
列管式换热器的设计计算 1．流体流径的选择 哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换 热器为例) (1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。 (2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 (3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。 (4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。 (5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。 (6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用 多管程以增大流速。 (7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和 流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。 在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾，例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求，然后再校核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择。 2. 流体流速的选择 增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。 此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准； 单程变为多程使平均温度差下降。这些也是选择流速时应予考虑的问题。 3. 流体两端温度的确定 若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确定流体两端温度的问题。若其中一个流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。例如用冷水冷却某热流体，冷水的进口温度可以根据当地的气温条件作出估计，而换热器出口的冷水温度，便需要根据经济衡算来决定。为了节省水量，可使水的出口温度提高些，但传热面积就需要加大；为了减小传热面积，则要增加水量。两者是相互矛盾的。一般来说，设计时可采取冷却水两端温差为5～10℃。缺水地区选用较大的温度 差，水源丰富地区选用较小的温度差。 4. 管子的规格和排列方法 选择管径时，应尽可能使流速高些，但一般不应超过前面介绍的流速范围。易结垢、粘度较大的液体宜采用较大的管径。我国目前试用的列管式换热器系列标准中仅有φ25×2.5mm及φ19×mm两种 规格的管子。 管长的选择是以清洗方便及合理使用管材为原则。长管不便于清洗，且易弯曲。一般出厂的标准钢管长为6m，则合理的换热器管长应为1.5、2、3或6m。系列标准中也采用这四种管长。此外，管长和壳径应相适应，一般取L/D为4～6(对直径小的换热器可大些)。 如前所述，管子在管板上的排列方法有等边三角形、正方形直列和正方形错列等，如第五节中图4－25所示。等边三角形排列的优点有:管板的强度高；流体走短路的机会少，且管外流体扰动较大，因而对流传热系数较高；相同的壳径内可排列更多的管子。正方形直列排列的优点是便于清洗列管的外壁，适用于壳程流体易产生污垢的场合；但其对流传热系数较正三角排列时为低。正方形错列排列则介于上述两者之间，即对流传热系数(较直列排列的)可以适当地提高。 管子在管板上排列的间距(指相邻两根管子的中心距)，随管子与管板的连接方法不同而异。通常，胀管法取t=(1.3～1.5)do，且相邻两管外壁间距不应小于6mm，即t≥(d+6)。焊接法取t=1.25do。 5. 管程和壳程数的确定当流体的流量较小或传热面积较大而需管数很多时，有时会使管内流速较低，因而对流传热系数较小。为了提高管内流速，可采用多管程。但是程数过多，导致管程流体
钛制换热器项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.doczj.com/doc/a715780141.html, 高级工程师：高建
关于编制钛制换热器项目可行性研究报告 编制说明 （模版型） 【立项 批地 融资 招商】 核心提示： 1、本报告为模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。 2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整） 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 专 业 撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书 商业计划书可行性研究报告
目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2本次建设项目发起缘由 (7) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1促进我国钛制换热器产业快速发展的需要 (8) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10) 2.4项目可行性分析 (10) 2.4.1政策可行性 (10) 2.4.2市场可行性 (10) 2.4.3技术可行性 (11) 2.4.4管理可行性 (11) 2.4.5财务可行性 (11) 2.5钛制换热器项目发展概况 (12)
列管式换热器计算 水蒸气温度150℃，换热器面积32m 2，重油流量3.5T/h （0.97kg/s ），重油进口温度为20℃，初选20#无缝钢管规格为15×1，2管程，每管程94根管，在垂直列上管子数平均为n =16根。 1. 蒸汽侧冷凝换热表面换热系数1h （1）定性温度21w s m t t t +=，假定壁面温度5.149=w t ℃，则2 1w s m t t t +==148.8℃ 由1m t 查水的物性参数，得 1λ=0.685W/(m· K)，=1μ 2.01×10-4N·s/m 2，1ρ=920kg/m 3，r =2113.1×103J/kg 。 （2）定型尺寸：水平管束取nd ，n = 16，d =0.017m （3）表面换热系数1h 计算式 =-????????=-=-41 433241131211]) 5.149150(1001.2017.016101.211381.9685.0920[725.0])([725.0w s t t μnd gr λρh 15451 W/(m 2·K) 2. 重油侧表面换热系数2h （1）由重油的定性温度查重油的物性参数，得 2λ=0.175W/(m· K)，=2ν 2.0×10-6m 2/s ，2ρ=900kg/m 3，2c =1.88×10-3 J/(kg·K)，Pr =19.34。 （2）流速u 065.094015.04 14.390097.0222=???==f ρM u m/s （3）雷诺数和努谢尔特数分别为 5.487100.2015.0065.0622=??==-νud R e =-=-=--22)64.15.487ln 82.1()64.1Re ln 82.1(d f 0.011 52.9) 134.19()8/011.0(27.107.134.195.487)8/011.0()1(Pr )8/(27.107.1Pr Re )8/(667.05.0667.05.0=-+??=-+=f f N d ud （4）表面换热系数2h 为 1.111015 .0175.052.9222=?==d λN h ud W/(m 2·K) 3. 传热系数K
武汉大学 2015-2016学年第1学期 科研训练论文 题目：深冷压力容器的设计规范与方法 姓名： 学号： 学院：机械工程学院 专业： 指导老师： 2015年 12 月
目录 0、引言 (3) 1、深冷压力容器的基本构造 (3) 2、固定式真空绝热深冷压力容器的选材 (4) 2.1筒体的选材 (4) 2.2绝热材料的选材 (4) 2.3支撑构件的选材 (5) 2.4管路系统 (5) 3、深冷压力压力容器设计规范与要点 (5) 3.1、深冷压力容器所遵循的设计规范 (5) 3.2、内容器的结构设计要点 (6) 3.3外壳的结构设计要点 (8) 3.4、内容器与外壳、支撑连接的设计要点 (9) 3.5、管路系统的特殊要求 (11) 3.6、真空寿命及吸附剂的添加量 (11) 4、压力容器制造要求 (12) 5、深冷压力容器的检验 (13) 5.1 图样及制造工艺 (13) 5.2 材料 (13) 5.3 焊接 (13) 5.4 外观和几何尺寸 (14) 5.5 无损检测 (14) 5.6 热处理 (14) 5.7 耐压试验 (14) 5.8 安全附件 (14) 5.9 泄漏性试验（气密性试验） (14) 5.10 出厂技术资料 (15) 页1
6、国内外深冷压力容器设计比较 (15) 6.1国内设计标准的缺乏与现状 (15) 6.2低温界定比较 (15) 7、结语 (16) 参考文献 (17) 页2
深冷压力容器的设计规范与方法 李小云 武汉轻工大学机械工程学院 摘要：深冷压力容器主要包含固定式深冷压力容器和移动式压力容器两大类，结构型式多种多样，深冷容器的设计和制造，以及安全运行，需要多项关键技术，包括结构设计技术、低温绝热技术和标准化技术。本文介绍了钢制真空绝热深冷压力容器设计时可以参考的设计规范，并针对该类容器的设计、选材、制造、检验等几方面的要求进行了论述。 关键词：深冷压力容器、真空绝热 0、引言 近几年，真空绝热深冷压力容器市场需求旺盛，生产厂家越来越多，用于贮运的真空绝热深冷压力容器也越来越多，尽管不同的厂家对于该类容器的设计制造有所不同，但其基本结构大致一样。本文将简单介绍真空绝热深冷压力容器的基本结构及设计制造的工艺要点，以帮助更多的人了解真空绝热深冷压力容器。 1、深冷压力容器的基本构造 深冷容器按照不同的标准分成很多类型，为了满足实际使用的需要，不同类型的深冷压力容器的结构会有差异，但是深冷压力容器的一些基本结构还是相同的，深冷压力容器的基本结构主要包括以下一些部分： 1) 容器主题：包括内容器、绝热组织、外壳体、以及相关的支撑结构等 2) 检测设施：包括压力表、温度计、用于测量内容器充装量的液面计等。 3) 低温液体和气体的注入、排除管道与阀门以及回收系统。 4) 安全附件：如容器的爆破片、安全网、紧急排液阀等。 5) 其他附件：如吸附盘、支座、抽气口以及运输式容器中的消晃板等。 页3
钛制板式换热器产品系列 钛制板式换热器主要有汽-液型钛板冷凝器和液-液型钛板换热器2类。其型号规格主要有：板式换热器BR系列，BR02、BR035、BR046、BR080、BR10等；不等截面板式换热器BBR系列，BBR06、BBR08、BBR10等。传热板片有0.2、0.35、0.46、0.60、0.80、1.0、1.28、1.3m2（单片换热面积）等多种规格。各种型号换热器有相应的产品规格系数，依其技术性能可供选择。 艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHEGASKET）、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务（PHEMAINTENANCE）的专业换热器厂家。 ARD艾瑞德拥有卓越的设计和生产技术以及全面的换热器专业知识，一直以来ARD致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器，良好地运行于各行业，ARD已发展成为可拆式板式换热器领域卓越的厂家。 ARD艾瑞德同时也是板式换热器配件（换热器板片和换热器密封垫）领域专业的供应商和维护商。能够提供世界知名品牌（包括：阿法拉伐/AlfaLaval、斯必
克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/API.Schmidt、风凯/FUNKE、萨莫威孚/Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等）的所有型号将近2000种的板式换热器板片和垫片，ARD艾瑞德实现了与各品牌板式换热器配件的完全替代。全球几十个国家的板式换热器客户正在使用ARD提供的换热器配件或接受ARD的维护服务（包括定期清洗、维修 及更换配件等维护服务）。 无论您身在何处，无论您有什么特殊要求，ARD都能为您提供板式换热器领域的系统解决方案。 以BR035型号板式换热器为例，其主要技术参数为：单片换热面积为 0.35m2；板间距为3.2mm；板片厚度为0.8mm；角孔直径为120mm；单流道截面积为0.001136m2：最大处理量为120m3/h；传热系数为2500~5000W/（m2·℃），工作压力为1.6MPa；工作温度为丁腈垫片<120℃，乙丙胶垫片 <180℃，氟胶垫片<250℃；单台设备最大装机面积70m2。可以看出，板式换热器热效率很高。综上所述，在型号规格方面，我国已制造出大型单片换热面积1.28m2、1.3m2等液-液型换热器，这种大型板式换热器的板式外型尺寸为2.2m ×0.81m，板厚为0.6mm，每台最大组合面积为350m2。这标志着我国已拥有较强的钛制板式换热器设备的设计、制造能力。