DN1000一分加热器的结构设计+CAD图纸 第3页
折流板间的横流速度
4.2 计算卡曼旋涡频率
节径比 ,排列角为30°.查的 =0.19.
进,出口处的卡门旋涡频率为:
折流板间的门旋涡频率为:
4.3 计算紊流抖振主频率
T=S=0.032m,l=S•sin60°=0.0277m.
进,出口处的紊流抖振主频率为
] = =63.5
= =83.07
4.4 计算声频
水蒸气的定压比热与定容比热的比值 取水蒸气的压缩系数Z=1
声速为
声波为
4.5 换热管的固有频率
换热管刚性较差的部位在折流板的缺口处,故:
跨数 7 折流板缺口区跨距
管板与相邻折流板间的距离
换热管材料的弹性模量 E=186000MPa 换热管空管质量 1.39
管内流体质量
查得附加惯性系数 1.57
管外流体虚拟质量
单位管长质量 1.72
因 ＞ , ,查图得
换热管一阶固有频率
4.6 临界横流速度
排列角为30°,节径比为1.28的管束,查表得b值为0.5.假设换热管的对数衰减率
,则 2.48
4.7 结论
(1) 由于 ＜0.8 ＜0.8
＜0.8 ＜0.8
故不会发生振动。
(2) 由于 ＜ ＜
故管束不会发生振动。
(3) ＜0.5
＜0.5 ＜0.5 ＜0.5
故在壳程流体进出口处及折流板缺口区管束不会发生振动。
第五章 焊接工艺设计无耻悲鄙下流的网^学^网总是抄优|文'论.文~网
5.1主要受压元件的材料选择及其可焊性评价与焊接材料选择说明
5.1.1 材料的选择
(1)筒体材料的选择
根据壳程设计压力和操作温度,选择筒体的材料为16MnR，16MnR是一种低碳低合金钢，合金元素含量少（总量不超过3℅），具有优良的综合力学性能，其强度、韧性、耐腐蚀性、低温和高温性能均优于相同含碳量的碳素钢。采用16MnR不仅可以减小容器的厚度，减轻重量，节约钢材，而且能解决换热器在制造、检验、运输、安装中因厚度太大所带来的各种困难。
(2)管板材料的选择
管板材料选择16Mn锻件，16Mn是低合金结构钢,它具有良好的综合力学性能、焊接性能及低温冲击韧性，冷冲压及可切削性均好，和A3号钢相比，成分上仅多了一点锰，除具有同样好的塑性和焊接性外，而屈服强度却提高50%左右，耐大气腐蚀约提高20--38%，低温冲击韧性也比A3钢优越，但其缺口敏感性较碳钢大，在有缺口存在时，疲劳强度比A3钢低，且易产生裂纹，故在加工时应引起注意。这种钢一般在热轧或正火状态下使用，正火后可改善钢材的塑性、低温冲击韧性或冷压成型等加工性能。
(3)管箱、补强圈材料的选择
为了材料准备和焊接的方便，管箱、补强圈材料材料也选用16MnR。
(4)法兰材料的选择
法兰的材料也选用16Mn锻件。
5.1.2 材料的可焊性评价
金属材料的可焊性是一项极其重要的工艺性能，可以按不同标准或不同角度来衡量其可焊性。通常把金属材料在焊接时形成裂纹的倾向及焊接接头区脆化的倾向作为评价金属材料可焊性的主要指标。下面用碳当量CE来评定可焊性。
CE＜0.4%时，钢材塑性良好，淬硬倾向不明显，可焊性好。一般不会产生裂缝。
CE在0.4～0.6%之间，钢材塑性下降，强度增加，淬硬倾向明显，可焊性较差。工 件应采取焊前预热，焊后缓冷等工艺防止裂缝。
CE＞0.6%，钢材塑性较低，强度较高，淬硬倾向很强，可焊性不好。工件焊前经预热 到较高温度，焊接时采取减少焊接应力和防止开裂的工艺措施，焊后还应进行热处理，确保焊接接头质量。
（1）16Mn锻件
毕业论文
http://www.youerw.com =0.42
的值和0.4相差不大，所以16Mn锻件的可焊性比较优良。
（2）16MnR钢板
C 0.19 1.2 0.2
＜0.4，所以16MnR钢板可焊性优良。
5.1.3 焊接材料的选择
根据焊接材料的设计原则，在保证焊接接头与母材相同的高温蠕复强度和抗淬化性的前提下改善其焊接性，即提高其抗裂性，应使用与母材成份基本相同的同类焊材，而且异种钢的焊接一般选用与较低强度等级钢材相匹配的焊条。焊接采用电弧焊, 16MnR间用J507焊条, 16MnR与碳钢,碳钢与碳钢间用J427焊条.管子与管板的焊接用ERNi207焊条.
第优章 固定管板式换热器的零件加工
6.1.1封头的备料及加工
换热器选用标准封头,这是因为封头中心有最大的拉应力。赤涤胚缘有最大的压应力(拉应力与压应力相等) ,标准封头带有一定的直边高度,使连接处的边缘应力不至发生在焊缝上,直边高度的大小随公称直径和壁厚的不同而不同。封头展开直径由经验公式得出,Φ= 1. 21D1 + 2h展开直径超出钢板的宽度,根据GB150 之规定,封头拼缝进行100 %X射线探伤,合格级别同容器壳体相应的对接接头,且各条焊缝间距大于3 倍钢板厚度,且≥100mm ,还由于GB150 对封头的规定,即封头成型后最小厚度不低于图纸中标注的厚度减去钢板的负偏差,考虑到封头压制成形的减薄量,一般采用比图纸标注尺寸略厚的钢板制造封头.封头在冲压过程中,由于毛坯钢板边缘的相互挤压,使封头的直边部分增长且参差不齐,多余部分必须切除,同时将封头端面加工出焊接坡口,以便与筒节焊接.切割边缘可以用氧气切割或机械加工.为保证坡口尺寸及边缘整齐,在立式车床上进行加工,多余部分过长,可先进行切割再车削加工.对于起包,凹陷和划痕等缺陷,当其深度不超过件厚的10℅,且最大不超过3mm时,可将其磨平,需保证平滑过度.无耻悲鄙下流的网^学^网总是抄优|文'论.文~网
图6.1 封头冲压过程
1上冲模 2压边圈 3封头坯料 4下冲环 5脱件装置
6.1.2 壳体的加工
1．筒体加工
该换热器属于Ⅱ类容器,筒体是管壳式换热器中最重要的承压零件,一般用钢板制作.国产钢板宽度为1.8m或1.5m(进口钢板有宽度为2.1m),长为8m,故对于筒体直径大于570mm的,常需以多节筒体拼接而成,其制作工艺过程为:
(1)落料
按图纸展开尺寸划落料尺寸线,展开方向为钢板轧制方向,除在一块钢板上划出套料尺寸线外,尚应划出两块650×125mm试板尺寸线.然后按线用剪板机或气割下料.
(2)冷作
① 在筒体展开两端面上铣出焊接坡口,通常坡口角度为25°,误差0.1,直边尺寸为1mm,如图6.3。
②清除杂质;在筒体钢板的两展开端面的三个面上,按焊接坡口图所示尺寸
打磨(包括试板),去除氧化皮,油污等垃圾,以便后面的筒体纵缝焊接。
③ 预弯; 预弯可在各种压力机上进行,如下图,它是利用一副圆心相同的上下模具,在强大的压力(油压)下,使钢板端部产生塑性变形而弯成的,不同R的筒体应选用不同的上下模具,由于钢板的冷作后还会产生弹性形变,故所选模具的R应小于筒体的R。 预弯也可以在三辊卷板机上进行。
④轧圆;将预弯后的钢板放入三辊卷板机中,使钢板在下辊带动下左右反复滚动,逐渐使之弯曲形成圆筒状,然后松开上辊轴承,使筒体退出。
⑤ 固定;点焊外部纵缝区域,使之固定
(3)电焊 毕业论文
http://www.youerw.com两块试板分别与筒体点焊固定,使两板间的拼缝与筒体纵缝在同意直线上,拼缝间隙0 mm.然后用自动焊机,对包括试板在内的筒体内直缝用同样的电流电压一次焊成。接着再焊包括试板在内的筒体外直缝。
(4)表面清理
对筒体内外进行喷砂(小铁丸)处理,去除氧化皮,并清除焊渣。
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