文档介绍：目录
第一章管壳式换热器设计概述 1
1
换热器材料的选择 2
第二章管壳式换热器焊接工艺设计 4
4
4
6
7
8
确定焊接顺序 9
焊接工艺卡片的制定 9
第三章管壳式换热器焊接工艺 10
10
10
10
10
第四章课程设计总结 11
参考文献 12
附图一: 13
附图二: 14
附表: 15
第一章管壳式换热器结构设计概述

管壳式换热器的结构组成及制造关键点
(1) 组成
主要有支座、传热管、圆筒体、折流板、接管
(2) 制造关键点
管热式换热器为承压设备,且壳体为分片焊接而成,所以筒体上各部分焊缝的焊接是制造关键点。
管壳式换热器的简介、工作原理及设计要求
(1)简介:
管壳式换热器由一个壳体和包含许多管子的管束所构成,冷、热流体之间通过管壁进行换热的换热器。通常的工作压力可达4兆帕,工作温度在200℃以下,在个别情况下还可达到更高的压力和温度。
工作原理:
附图一为固定管板式换热器的构造。A流体从接管1流入壳体内,通过管间从接管2流出。B流体从接管3流入,通过管内从接管4流出。如果A流体的温度高于B流体,热量便通过管壁由A流体传递给B流体;反之,则通过管壁由B流体传递给A流体。壳体以内、管子和管箱以外的区域称为壳程,通过壳程的流体称为壳程流体(A流体)。管子和管箱以内的区域称为管程,通过管程的流体称为管程流体(B流体)。在管束中横向设置一些折流板,引导壳程流体多次改变流动方向,有效地冲刷管子,以提高传热效能,同时对管子起支承作用。
(3)设计要求:
、设计温度200℃(当介质温度≤200℃;当介质温度≤250℃;当介质温度≤300℃)、、、介质无毒、筒壁腐蚀余量2mm、程数:壳程Ⅰ,管程Ⅳ;冲水重量16544Kg。
(4)生产类型:单件生产
材料的选择
管壳式换热器材料的性能要求
对强度、塑性和韧性的要求
由于该管壳式换热器是承受一定压力的容器,因此该材料必须具有较好的强度、塑性和韧性,才可满足管壳式换热器材料对强度性能的要求。
对管壳式换热器材料化学成分的要求
%;锰是一种能强化钢材基体,提高抗拉强度和屈服强度的元素,含1%的锰约可提高σb100MPa,一般来说,锰含量在2%以下,对焊缝金属的韧性是有利的;硅能提高钢的强度,防止热裂纹的形成,%时,就会降低钢的塑性和韧性,在一般焊条电弧焊和埋弧焊焊缝中,%以下较为适宜;硫、磷对钢材是有害元素,按规定,%,%以下。
焊接性的要求
管壳式换热器是一种全焊结构,它的材料应具有较好的焊接性,并具有能适应各种形式热处理的特性。
工作温度要求
低合金钢在温度超过300~400℃时,会发生蠕变,造成厚度明显减薄与鼓胀变形,但此容器的工作温度在200℃以下,不会发生蠕变现象。
经济要求
钢材价格便宜,符合经济性要求。
材料的确定
16MnR的化学成分如下:
钢号
成分(%)%)
C
Si
Mn
P、S
16MnR
≤
-
-
≤
16MnR是普通低合金钢,是锅炉压力容器专用钢,锅炉压力容器的常用材料,它的强度较高,塑性、韧性良好
。常见的交货状态为热轧或正火,属于低合金高强度钢,含Mn量较低,伸长率为19%-21%,具有良好的热加工、冷加工和焊接性能。16MnR是常用的压力容器钢材,价格相对便宜,符合经济要求。
材料的确定
综上所述,管壳式换热器用原材料,选择16MnR能满足强度、塑性、韧性、减震性和消磨性以及焊接性等要求,但管壳式换热器的支座用于承受载荷,且载荷属于中等强度载荷,Q235满足作为承受中等强度载荷的零件材料,因此,选16MnR的壁厚为14mm(如下)的钢带为管壳式换热器圆筒体的原材料,选择Q235的钢板作为管壳式换热器支座的原材料,底座用厚度为20mm的钢板,加强筋用厚度为12mm的钢板。
计算钢板的厚度:
根据条件,