管板式换热器用SW6进行膨胀节的设计注意事项

          
   管板式换热器用SW6进行膨胀节的设计注意事项

1 当各项应力超标时，按下述原则调整结构尺寸，并重新进行应力计算。
    ①当轴向位移引起的应力过大时，宜适当增加波数或减小波纹管的壁厚;
    ②当内压引起的应力过大时，则应减小波高，或增加波纹管壁厚;
    ③增加波纹管的波数或层数可改善膨胀节的应力状态。膨胀节的耐压性能对壁厚的要求与补偿性对壁厚的要求是完全相反的，需要通过设计找出一个恰当的关系，使之既能保证强度，又能有足够的伸缩补偿性能。

2   在立式换热器中，膨胀节最好设置在支座下方。当膨胀节位于支座的上方时，膨胀节承受由换热器自重产生的附加轴向力并降低了设备的稳定性。

3   水压试验工况下的膨胀节强度问题。有些情况下需要提高壳程的水压试验压力。此时有必要对膨胀节进行水压试验工况下的强度校核，此时，腐蚀余量为零，设计温度为常温。在EJMA标准中，为防止膨胀节在实验条件下发生屈曲，试验压力应低于或等于柱失稳或平面失稳的极限设计压力的1．5倍(柱失稳是指波纹管中部整体的侧向偏移，只有当波纹管的长度与直径之比比较大时，这种现象才会发生。GB 16749未考虑柱失稳)。对于平面失稳，GB 16749规定，膨胀节在试验压力下，最大波距与受压前波距之比不得超过1．15，如果大于1．15，则认为膨胀节产生了平面失稳。

4   在固定管板式换热器的设计计算中，管板的计算和膨胀节的计算相互关联，相互影响。管板要根据膨胀节的轴向刚度进行计算，膨胀节要根据管板的计算确定膨胀节总轴向力，所以在计算过程中，这些数值的一致性对于保证计算结果的正确性是非常重要的。其中，膨胀节总轴向力应该等于壳程筒体轴向应力与壳程筒体截面积的乘积。设计者可以通过验证管板及膨胀节计算结果中的这些数值，来核实计算结果的正确性。

5   金属材料在冷态塑性变形时会产生加工硬化现象，使金属材料的强度和硬度升高，而塑性与韧性下降。奥氏体不锈钢具有极好的塑性，对于奥氏体不锈钢膨胀节在设计计算中可以采用加工硬化后的实际屈服强度来校核各项应力。
   
6   设计计算中的“膨胀节波长”，应不包括膨胀节的直边长度。
 
7   对于不锈钢材料制造的膨胀节，在需要疲劳寿命校核时，膨胀节设计疲劳循环次数应根据工艺条件确定，在不明确的情况下可设定为3 000～5 000次，并在装配图纸上注明膨胀节设计疲劳循环次数，以保证设备的正确使用。参照GB 16749标准，疲劳寿命安全系数可选定为15。
  
8    在设计非标膨胀节时，由于膨胀节的实际位移量没有“单波最大位移量”进行比对，常常令人困惑。按GB 16749标准释义的介绍，出于安全考虑，各种材料的标准膨胀节在设计温度下的单波最大位移量e1是采用EJMA标准中的公式计算得出的，是各项应力及疲劳寿命达到临界值时所对应的单波最大位移量。GB 16749及EJMA标准中都将膨胀节位移量作为产生应力的因素，位移量是否合格完全是通过应力校核及疲劳寿命校核决定的，没有其他的限制条件。因此在设计非标膨胀节时，只要计算结果完全符合标准的规定，那么无论是压力还是位移量就都在允许的范围。当然，保留必要的余量还是应该的。