固定管板式换热器的封头设计

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1、成绩银川能源学院《过程装备制造与检测》课程设计说明书题目：固定管板式换热器筒体工艺设计学生姓名:刘媛学号:1210140026院（系）:石油化工学院专业:过程装备与控制工程班级:1201指导教师:肖东彩2015年6月9日2目录前言1一、设计任务书21.设计题目22.设计原始参数23.设计内容2二、概述3三、材料的预处理31.净化处理31.1喷砂处理的原理31.2喷砂处理的原料31.3特点41.4注意事项42.矫形42.1原理42.2矫形原因52.3矫形方法5四、筒体的计算51.筒体的下料长度宽度计算5五.号料（放样51放样的

2、概念52.筒体弯卷变形率的计算63.筒节的弯卷成型73.1工作原理754筒节弯卷的回弹估算75.封头的的成形86.焊接8六、检测91．检测方式92．超声波的介绍93．超声波检测的原理94.坡口类型105.焊接工艺115.1.焊前准备115.2.焊接顺序125.3.焊接注意事项125.4.焊接方法的分类135.5.埋弧自动焊的特点145.6.焊后热处理155.7.无损检测15七．小结16参考文献165前言换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经

3、济性以及能源的有效利用与节约，对国民经济有着十分重要的影响。 换热器的型式繁多，不同的使用场合使用目的不同。其中常用结构为管壳式，因其结构简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强，在各工业部门应用最为广泛。 固定管板式换热器主要由壳体、换热管束、管板、前端管箱（又称顶盖或封头）和后端结构等部件组成。管束安装在壳体内，两端固定在管板上。管箱和后端结构分别与壳体两端的法兰用螺栓相连，检修或清洗时便于拆卸。换热器设计的优劣最终要看是否适用、经济、安全、运行灵活可靠、检修清理方便等等。一个传热效率高、紧凑、成本低、安全可靠的换热

4、器的产生，要求在设计时精心考虑各种问题.准确的热力设计和计算，还要进行强度校核和符合要求的工艺制造水平。 换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经济性以及能源的有效利用与节约，对国民经济有着十分重要的影响。 换热器的型式繁多，不同的使用场合使用目的不同。其中常用结构为管壳式，因其结构简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强，在各工业部门应用最为广泛。 固定管板式换热器管束连接在管板上，管板与壳体焊接。其优点是结构简单、紧凑、能承受较高的压

5、力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易堵管或更换；缺点是当管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体与管束将会产生较大的热应力，这种换热器适用于壳侧介质清洁且不易结垢、并能进行清洗、管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。  5一、设计任务书1.设计题目：固定管板式换热器的的工艺设计2.设计原始参数管程壳程工作介质氨水过热蒸汽工作温度180~200℃375℃工作压力1.3MPa2.5MPa换热面积：100m2筒体长度：4500mm换热器材料：Q370R筒体厚度：21mm设计寿命：15年筒体内径：700mm

6、3.设计内容（1）工艺设计：坯料准备；材料的净化；成形加工；典型缺陷分析；组对焊接；成形后热处理及其检测等；（2）工艺设计小结；（3）绘制设备结构简图以及焊缝结构详图（A4图纸）及编写课程设计说明书。5二、概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。它是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的热交换器。一般换热器都用金属材料制成，其中碳素钢和低合金钢大多用于制造中、低压换热器；不锈钢除主要用于不

7、同的耐腐蚀条件外；铜、铝及其合金多用于制造低温换热器；镍合金则用于高温条件下；非金属材料除制作垫片零件外，有些已开始用于制作非金属材料的耐蚀换热器，如石墨换热器、氟塑料换热器和玻璃换热器等。换热器按用途不同可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、深冷器、过热器等。换热器按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛，按照传热面的形状和结构特点又可分为管壳式换热器、板面式换热器和扩展表面式换热器（板翅式、管翅式等）三、材料的预处理钢材的预处理包括钢板的矫平和钢板的表面除锈两个方面。1.净化处理

8、1.1喷砂处理的原理利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂）高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同