NB T 47006-2009 铝制板翅式热交换器.pdf
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1、J 中华人民共和国行业标准2009-12-01发布NB/T 47006-2009 (JB厅4757) 代替JB/T7261一1994铝制板翅式热交换器Aluminum plate-fin heat exchanger 2010-05-01实施国家能源局发布NB/T 47006-2009 CJB/T 4757) 目;欠前言.1141 范围.1152 规范性引用文件3 总则.1164 材料.1245 设计.1246 制造、检验与验收.1377 安装与操作.146附录A(规范性附录)热交换器性能试验方法.152附录B(资料性附录)焊接接头型式.162附录c(资料性附录)热交换器型号的编制方法.169
2、附录D(资料性附录)热交换器使用须知.171标准释义.175113 NB/T 47006-2009 CJB/T 4757) 前言本标准与JB厅7261-1994(铝制板翅式换热器技术条件相比,主要变化如下:一一设计压力由原来不大于6.3MPa提高到8.0MPa,设计温度拖围由原来的-27悦目150C修订为-269 C - 200 C; 一一增加了板翅式热交换器的术语和定义;一一在压力试验中,将液压与气压试验压力的比例由原标准的1.5倍和1.25倍修订为1.3倍和1.25倍,与国际制造业相接轨;-一材料方面增加了按m厅4们734和GB厅3引198标准遍用的规定;一一一增加了第5章设计一-检验与验
3、收方面增加了荧光检验、不一致的修正、存在的缺陷及补救措施等方面的内容;一一删除了原标准中清洁度测试和真空检漏及体膨胀试验的内容;一一增加了安装和操作要求的内容。本标准的附录A为规范性附录,附录B、附录C和附录D为资料性附录。本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC厅C262)提出并归口。本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会热交换器分技术委员会(SC5)组织起草和审查。本标准主要起草单位:杭州制氧机集团有限公司、兰州在油机械研究所、开封空分集团有限公司、四川空分集团有限公司、鞍山钢铁公司、中国特种设备检测研究院。本标准主要起草人:阎振贵、王金宏、洪宝玲、李建伟、毛央平、曾传勇、周文学
4、、陶相伦、王晋、贾振武、张延丰、朱巨贤、王为国。114 本标准的历次版本发布情况为:一一-JB厅Q258一76;一-JB厅1261-1994。NB, 4700 6 2009 r JBi T 4757 ) 铝制板翅式热交换器1 范围本际准规定了钥制服翅式热交换器(以F简耐:热交快器)的设叶、制造怆验、盼tl.安装、使用及维护等坚求1. 1 L$:标准j重用工设jJ-阻力不大于8.0MPa的热交换器u设计阳)J大于8.0MPa的热交换器,在征得买方同意时可参照本际准进行设计可制造1. 2 标准适用的设计温度范围为-269t - 200t 1. 3 本标准边用于空气的分离与液化设备(ASU)、天然气
5、加工(NGP)及液化(LNG )、石油化工f).机械司U)JS在置等场合使用的热交换器1. 4 对不能用本标准确定的热交换器的变照元件,允件用以下方法设计但需经全国偶炉压力容器标准化技术委员会坪定、认可。a) 包括有限元法在内的应力分析(有分析设计资格的单位除外);b)验证性实验分析(如实验应力分析验:iE性液压试验);c) 用可比的巳投人使用的结构进行对比经骑设计。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件仅在日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件.其最新版本(包括所有的修班单)适用于本文件。GB l50 民钢制阻力容器GB/T 228 . 己金属材
6、料室温拉伸试验方i#.GB厅228-2002.IS0 6892: J 998(町,GB/T 229 GBJT 232 GBJT 1804 GBIT 2624.1 - 2006 GBJT 2624.2- 2006 GB/T 2624.3-2006 GB/T 2624.4一-2006EQV) 金属材料摆锤冲击试验方法(GB厅229-2007.ISO 148-1 :2006 , M) 金属材料弯曲试验方法(GBJT 232-1999, 180 7438: 1985 , EQV ) 般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差(GB厅1804-2000.ISO 2768-1: 1989. EQV) 用安装在圆
7、形植面管道中的差j王装置测量满管流体流量第l部分:一般原理和要求(GBfT 2624.1- 2006. 805167-1:2003 , IDT) 用安装在圆形椒面管道中的差Ffi装置测量满管流体流量第2部分:孔板(GBJT2624.2-2006. IS0 5167-2:2003 , IDT) 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第3部分:喷嘴和文丘里喷嘴(GB/T 2624.3-2006, ISO 5167-3:2003 , IDT) 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第4部分:文丘里管(GB/T2624.4-2006, 1805167-4:2003 , IDT) 1
8、15 NB/T 47006-2009 (JB/T 4757) GB/T 3190 GB/T3191一-1998GB/T 3195-2008 GB/T 3198-2003 GB/T 3246.1 GB/T 3246.2 GB/T 3880.1-2006 GB/T 3880.2-2006 GB/T 3880.3-2006 GB/T 4436 GB/T 4437.1一2000GB/T 6892-2006 GB/T 6893-2000 GB/T 8063-1994 变形铝及铝合金化学成分(GB/T3190-2008 , IS0 209:2007 ( E), MOD) 铝及铝合金挤压棒材铝及铝合金拉制圆
9、线材铝及铝合金筒变形铝及铝合金制品显微组织检验方法变形铝及铝合金制品低倍组织检验方法一般工业用铝及铝合金板、带材第1部分:一般要求一般工业用铝及铝合金板、带材第2部分:力学性能般工业用铝及铝合金板、带材第3部分:尺寸偏差铝及铝合金管材外形尺寸及允许偏差铝及铝合金热挤压管第1部分:无缝圆管一般工业用铝及铝合金挤压型材铝及铝合金拉(轧)制元缝管铸造有色金属及其合金牌号表示方法(GB/T8063-1994 , IS0 2092 , NEQ) GB/T 9438一1999铝合金铸件(GB/T 9438-1999 , ASTM B26/B26M: 1992 , NEQ) GB/T 10858-2008
10、铝及铝合金焊丝GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件GB/T 16474 变形铝及铝合金牌号表示方法(GB/T16474-1996 , ANSI H35.1:1993 , EQV) GB/T 16475 变形铝及铝合金状态代号(GB/T 16475-2008 , IS0 2107: 2007 , MOD) JB/T 4730.2-2005 承压设备无损检测第2部分:射线检测JB/T 4730.3-2005 承压设备无损检测第3部分:超声检测JB/T 4730.5-2005 承压设备无损检测第5部分:渗透检测皿/T4734 铝制焊接容器HG/T 20592 - 20635-2009 钢制
11、管法兰、垫片、紧固件YS/T 69-2005 轩焊用铝合金复合板TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程3 总则3. 1 热交换器的设计、制造、检验、验收、安装、使用和维护除符合本标准的规定外,还应遵守国家颁布的有关法令、法规和规章。3.2 范围本标准管辖的热交换器范罔是指热交换器的本体及与热交换器本体连接为整体的受斥零部件,且划定在下列范罔内。3. 2.1 热交换器与外部管道的连接:a) 焊接连接的第一道环向接头坡口端面;116 NB/l 47006 - 2009 (JB/T 475/) b ) 法兰连接的第-个法兰密封面1; c ) 螺纹连接的第,个螺纹接头端面;d)
12、专用连接件或管件连接的第一个密封面。3. 2. 2 非受Ff元件与受斥元件的焊接接头以外的元件,如加强圈、支座、吊耳等应符合本标准或相应标准的规定。3. 2. 3 直接连接在热交换器上的超压泄放装置应参照GB150的附录B的要求进行,连接在热交换器上的仪表等附件应符合有关标准的规定。3.3 术语和定义JB/T 4734确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.3.1 板翅式热交换器plate-fin heat exchanger 热交换器是由板束、封头、接管及支座等附件组成。流体的每一层通道由翅片、隔板、封条组成,每层通道在特定方位上都设有流体的进出口,并用该流体的进出口封头分别包容该流体的每
13、层进出口,焊上各自的接管而组成,图3.1为多股流热交换器示意图。介质lUH口)介质3(出口)图3.1 多股流热交换器示意图3.3.2 板束block (core) 板束由各流体的通道按需要依次叠置,轩焊成一体。每个通道由隔板(或侧板)、翅片(或导流片)、封条等零件组成,如图3.2所示。117 NB/T 47006-2009 (JB/T 4757) 隔板(或货i板)图3.2 板束体基本结构示意图3 3. 3 翅片beat transfer fln 翅片是热交换器的基本元件.传热过程主要通过翅片热传导及翅片与流体之间的对流传热来完1&, 3 3. 4 导流片distributor fjn 导流片在
14、热交换器中主要是起就体的进出口导向作用,一般为多孔型翅片。封条side bar 封条是热交换器的基本元件,主要分布在热交换拇的四周边缘,起封闭和支撑各层通道的作用。3.3.6 隔板parting sheet 嗣桓是两层翅片之间的金属平极.义称复合极,它在母体金属表面覆盖有一层轩料合金,在奸蝉时合金熔化而使翅片、封条与金属平板焊接成一体。3.3.7 侧板cap sbeet 侧板是位于热交换器板束最外侧的隔椒,又称盖饭3.3.8 强度层dummy layer 强度层(又称工艺层)是从强度、热绝缘和l制造t非要求出发,在板束的顶部和底部设置的与环境大气相通,不进行热交换的通道。3.3.9 无用区域d
15、ead area 通道中和翅片或导流片相通或不相通的无介质流动的区域。3.3.10 通道排列layerarrangement 通道的排列方式可分为单叠排列、复叠排列、温叠排列。tt 日i咱B/丁47006-2009 (JB/T 4757) 3 3.10 1 单叠排列single banking 单叠排列时每一热通道都与-冷通道相邻排列,见性I3.3 a )0 3. 3. 10. 2 复叠排列double banking 复叠排列的每-个热通道都与两个冷通道相间,或每一个冷通道和两个热通道相间,见图3.3b)。3.3.10.3 混叠排91Jsingle and multiple banking
16、在同一板束中除有热通道与冷通道相邻排列外,同时存在一个热通道和两个冷通道相间或同时存在一个冷通道和两个热通道相间,见图示3.3c )。3. 3. 11 封头header 3 11 4 11 5 41 1144囚45. 46 . 47 A 11 B D A 11 11 A AIIBIIA.a圃AA一冷通道;B-热通道a)通道单叠排列示意罔2 11 3 11 11 5 4:1 11中114虫114611 047 A 11 a 11 A 11 A 11 B B 11 A 11 A 11 11 A A一冷通道:B-一热血道b)通道复叠排列示意罔2 11 3 11 .j 11雪43 11 44 11 4
17、5 11 46 11 47 A II B II B II A II B B 11 11 B 11 B田AA-冷通道;B一热通道c)通道i昆叠排列示意图图3.3通道排列示意图封头通常由封头体、接管、端板、法兰(或封盖)等零件经焊接而成。119 NB/T 47006-2009 (JB/T 4757) 3.3.1 1. 1 封头体header body 组成封头的半圆筒部分。3.3. 11. 2 端板header with ends 封头两端的与封头体连接的零件。3.3. 11. 3 接管nozzJe 流体进出封头的管路。3.3. 11. 4 封盖nozzJe cap 试压或氮封时封闭接管的零件。3
18、.3.12 多板束单元composite block 多板束单元是指由两个或两个以上的板束,通过并联焊接的方式连接成一体组成的板束,图3.4为并联焊接的方式连接为一体的板束。图3.4多板束组成的热交换器单元结构图3.3.13 热交换器组manifoJded exchanger 热交换器组是由两台或两台以上的热交换器按不同的配管形式进行组合(并联或串联)而构成,如图3.5所示。120 NB/47006 2009 (JB/T 4751) 1l.Jt;l中liJJj扫毒管i1l:图3.5热交换器组的构成示意图3.4 一般规定3.4.1 设计1*力3.4. 1. 1 热交换器是由数个ffi力通道(斥力
19、相同或不相同)组成。设计时应考虑操作时可能出现最苛刻的1*力组合。3.4. 1. 2 每一个通道的设计ffi力应不低于该通道的最高工作压力。3.4. 1. 3 热交换器安装在压力容器中时,买方应给出热交换器的环境设计ff力,热交换器应能承受内外压力差的作用。3.4.1.4 热交换器安装在真空容器中时,买方应声明并确定相应的各通道的最高工作压力。3.4.1.5 热交换器按外斥设计时,应考虑在正常工作情况下可能出现的最大内外压力差。3.4.1.6 热交换器工作在真空状态时,其真空通道的设计压力按承受外压考虑,当设置有安全控制装置时,设计ffi力取1.25倍的最大内外1*力差或O.lMPa两者的小值
20、;当元安全控制装置时,取O.lMPa。3. 4.2 设计温度3.4.2.1 内部热应力的增加应不超过材料的强度极限,在可接受的限度之内,稳定状态下的铝制热交换器通道之间(同一截面)的最大推荐允许温差为50t:;但在有相变流体以及有在瞬间循环的条件下,推荐温差为20t:-30t:。3.4.2.2 设计温度大于65t:时,不得选用含镇量大于3%的铝合金。3.4.2.3 设计温度应不低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。对于Ot:以下的金属温度,设计温度最低为-269t:。3.4.2.4 热交换器各部分在工作状态下的金属温度不同时,按最高温度设计。在任何情况下,元件金属的表面温度不应超过材料的允
21、许使用温度。3.4.2.5 元件的金属温度可用传热计算求得,或在已使用的同种工况的热交换器上测定,或按介121 NB/T 47006-2009 (JB/T 4757) 质温度确定。对不同工况的热交换器,应按最苛刻的工况组合设计,并在图样或相应技术条件中注明各工况的原力和温度值。3.4.3 流体介质应对操作过程使用的介质的特性进行限制。流体应干净对铝合金无腐蚀作用,通常不考虑腐蚀裕度。并对易结垢、沉淀、堵塞热交换器的介质加以控制。3.4.4 载荷设计时应考虑以下载荷:a) 内压、外压或最大斥差;b)液体液柱静压力;c) 热交换器的自重,以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料的重力载荷;d)
22、附属设备及隔热材料、管道等的重力载荷;e) 风载荷、地震载荷;f) 支座、支耳及其他型式支撑的反作用力;g)连接管道和其他部件的作用力;h) 温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力;i ) 包括压力急剧波动的冲击载荷;j ) 冲击反力,如由流体冲击引起的反力等;k)运输或吊装时的作用力。3.4.5 厚度附加量厚度附加量按式(3.1 )确定:C=C.+C2 式中:C一一厚度附加量.mm; C.一一铝材厚度负偏差,按照GB/T3880.3和GB/T4436的规定.mm; C2 -腐蚀裕量,按3.4.3的规定.C2=00 3.5 许用应力. (3.1 ) 本标准规定的封头、接管、法兰、封条和侧板等受Ff
23、-.元件铝材的许用应力值按JB/T4734的规定选取,或按相应标准提供的力学性能和安全系数计算确定;对用于翅片、隔板等受斥元件的材料,按GB/T3198和YS/T69规定的抗拉强度值除以安全系数4-6计算确定。3.6 焊接接头系数焊接接头系数应根据焊接方法和受压元件的焊接接头型式及无损检测的长度比例确定:a) 双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头:100%无损检测=0.95; 局部无损检测=0.85。b )单面焊对接接头(沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板):100%无损检测=0.90; 局部无损检测=0.80。由于结构原因,焊接接头无法进行无损检测时,焊接接头应采用全焊透结构,其焊接
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