浅谈利用钢管制作换热器筒体时存在的问题
李庆德 董建峰 张红卫
中石化河南油田油建工程建设有限公司 河南南阳 473132
【摘 要】对GB151-1999《管壳式换热器》中钢管制作换热器筒体提出问题,并分析了钢管制作换热器筒体可能产生的质量问题, 对如何解决问题提出建议。
【关键词】钢管 换热器筒体
1·前言
在换热器制造中,对公称直径≤400mm的换热器筒体常采用钢 管制作。GB151-1999《管壳式换热器》中6·2·1·2条对钢管制换 热器筒体的内直径尺寸允许偏差作出规定:用钢管作筒体时,其尺 寸允许偏差应符合GB/T8163和GB/T14976的规定。GB/T8163- 1999《输送流体用无缝钢管》和GB/T14976-2002《流体输送用 不锈钢无缝钢管》是钢管制造标准,这两个标准对钢管的尺寸允许 偏差作出了明确规定。需要提出的是,GB151-1999中6·2·1·2条 对钢管制换热器筒体内直径允许偏差的规定有疏漏之处,因为有的 钢管尺寸虽符合GB/T8163和GB/T14976规定,但不能用于制作换 热器圆筒。
2·问题分析
制造一台浮头式换热器,公称直径400mm,筒体壁厚12mm 材质0Cr18Ni10Ti。现选用无缝钢管作筒体,钢管标准GB/T1497 -2002,材质为0Cr18Ni10T,i规格为Φ426×12。钢管外径和壁厚 的允许偏差符合GB/T14976-2002中表3规定,现将该钢管的外径 和壁厚允许偏差列于表1。
GB/T14976-2002规定的外径和壁厚允许偏差尺寸,经不同的 组合,可得到多个内径值,为了简要说明问题,本文选择具有代表 性的数据,即允许直径和最小直径,允许壁厚和最小壁厚 数值计算内径。根据表2、表3所列出的允许直径和最小直径, 允许壁厚和最小壁厚数值,得到Φ426×12钢管的一组内径值 (内径=外径-壁厚×2),见表4。
由表4所列出的钢管内径值,对照GB151-1999对换热器筒体 的制造要求,内直径允许偏差、环缝对口错边量的控制方面作如下 分析。
2·1筒体内直径允许偏差
GB151-1999对板材卷制的筒体内直径允许偏差是通过外圆周 长加以控制,其外圆周长允许上偏差为10mm;下偏差为0,这一 条款说明,通过外圆周长周长控制后的内直径下偏差为零,这与实 际制造情况相符。在实际制造中一般使筒体内直径稍大于公称直 径,便于筒体和管束的组装(往筒体内穿管束)。如果筒体内直径 下偏差小于零,即内直径小于筒体公称直径,会给筒体和管束的组 装带来困难,甚至无法组装。GB151-1999对钢管制筒体的内直径 允许偏差,要求符合GB/T8163和GB/T14976的规定,即符合钢管 制造标准规定的尺寸允许偏差。由表4可见,普通级-2#钢管内径 为392·01mm,普通级-4#钢管内径为398·61mm,-2#钢管内 径为394·74mm,它们的尺寸符合钢管制造标准规定。但内直径均 小于400mm。从以上分析来看,显然内直径小于400mm的钢管制 作换热器筒体是不妥的。
2·2环缝对口错边量
GB151-1999第6章提出:换热器的制造、检验和验收,除应 符合本章规定外,还应符合GB150-1998第10章的有关规定。 GB150-1998第10章规定:环缝对口错边量≤1/4δs(δs为对口处 钢材厚度)。Φ426×12钢管的环缝(这里指筒体与设备法兰的对 接焊缝)对口错边量应≤3mm。由表4可见,普通级-3#钢管内径 为411·39mm,-3#钢管内径为409·26mm,环缝对口错边量肯 定大于3mm。
由以上分析可知,在八个编号的钢管中,普通级-2#、普通级 -4#、-2#钢管内径小于400mm,普通级-3#、-3#钢管 的对口错边量大于3mm,有五个编号钢管不符合制造要求。由此可 见,有的钢管尺寸允许偏差符合GB/T14976的规定,但不一定能 用于制作换热器筒体。
3·结术语
GB151-1999中6·2·1·2条:用钢管作筒体时,其尺寸允许偏 差应符合GB/T8163和GB/T14976的规定。换热器制造单位在执行 这一条款时,应考虑到钢管尺寸允许偏差对钢管内直径的影响,在 订购钢管时应明确钢管的外径和壁厚尺寸偏差,进货时对钢管的实 际尺寸进行检验,确保实际尺寸符合换热器筒体的制造要求。
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