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【介紹管殼式換熱器的設計標準及規范】

管殼式換熱器結構復雜，不同結構形式的管板，受載荷情況、支承條件、邊界約束條件等諸因素的影響，強度計算過程復雜，方法也不統一。

大多數國家規范的管板強度計算公式一般是將管板簡化為一塊放在由換熱管支撐的彈性基礎上的軸對稱圓形開孔平板，受均布載荷及管孔的均勻削弱。在此基礎上，做了不同程度地簡化和假設，基本的假設如下。

1.如果管板的直徑遠遠超出管子的直徑，且管子的數量較多，則管束的支撐作用可簡化為均勻連續支撐管板的彈性基礎，該彈性基礎僅約束管板的擾度。

2.管孔對管板的整體剛度和強度均有削弱作用，該削弱作用的大小，由削弱系數來表征。

3.管板周邊部分較窄的不布管區簡化為與不布管區面積相等的圓環形實心板。

4.管板邊緣的轉角在連接部位處應協調一致。

5.當管板兼作法蘭時，考慮法蘭力矩對管板的作用。

6.考慮管子與殼程殼體的熱膨脹差所引起的溫度應力。各國規范雖然均認同以上假設，但由于管殼式換熱器的形式多樣，管板結構又相當復雜，具體某一假設，處理方式有所不同。

管殼式換熱器的焊接方式

制造過程中，常用的焊接方法有手工電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護焊（弧焊、CO2保護焊）等。根據不同的材料，不同的厚度，開不同的坡口，采用不同的焊接工藝。手工電弧焊是應用廣泛泛的焊接方法，其操作靈活，設備簡單，可進行全位置的焊接，但焊接質量很大程度上取決于焊工的技術水平；埋弧自動焊電弧熱量利用率高，焊接速度較快，生產率高，可節約金屬和改善勞動條件，但受其限制，一般只用來焊接直焊縫和大圓周環焊縫。例如：筒體（δ≥18mm時）的縱縫、環縫焊接可以先用手工電弧焊打底，經試驗檢驗合格后，再用埋弧自動焊焊牢；因為換熱管比較薄，所以管板與換熱管的焊接采用弧焊，之后再用脹管器脹接。

管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數，通常在殼體內安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規定路程多次橫向通過管束，增強流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動程度高，傳熱分系數大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結垢的流體。

管殼式換熱器在制作時，管板與列管的焊接一般采用手工電弧焊，焊縫形狀存在不同程度的缺陷，如凹陷、氣孔、夾渣等，焊縫應力的分布也不均勻。使用時管板部分一般與工業冷卻水接觸，而工業冷卻水中的雜質、鹽類、氣體、微生物都會構成對管板和焊縫的腐蝕，這就是我們常說的電化學腐蝕。研究表明，工業水無論是淡水還是海水，都會有各種離子和溶解的氧氣，其中氯離子和氧的濃度變化，對金屬的腐蝕形狀起重要作用。另外，金屬結構的復雜程度也會影響腐蝕形態。因此，管板與列管焊縫的腐蝕以孔蝕和縫隙腐蝕為主。從外觀看，管板表面會有許多腐蝕產物和積沉物，分布著大小不等的凹坑。以海水為介質時，還會產生電偶腐蝕。化學腐蝕就是介質的腐蝕，換熱器管板接觸各種各樣的化學介質，就會受到化學介質的腐蝕。另外，換熱器管板還會與換熱管之間產生一定的雙金屬腐蝕。