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案例一:曾经遇到过管压高、温差大的高压U型管换热器。 换热管与管板的焊接接头采用以下结构形式
2017年3月11日大修,第一次故障:
2018年初大修:二次故障:
2018年7月上旬,第三次失败:
都是换热管和管板焊接接头开裂。
案例2:立式固定管板换热器壳程直径3500mm,管程压力3.5MPa,壳程压力0.7MPa,管程设计温度350℃,壳程设计温度300℃ ℃,换热管长9m。 材料全部为碳钢焊接接头分类,换热管与管板的焊接接头在使用过程中开裂漏水。 换热管和管板焊接细节如上所示。 通过应力分析计算,管板在管侧压力和自重作用下的变形如下图所示:泄漏位置为管板外缘突出变形。 在温差应力作用下变形会更大。
解析:GB/T151-2014《换热器》给出了换热管与管板焊接接头的常用形式,焊缝强度如下:
为保证焊接的连接强度,标准要求焊脚高度L不应低于换热管壁厚。 某技术文件规定,焊缝r值不应低于换热管壁厚。 接缝力一致。 但焊缝厚度能否保证压温差应力满足强度要求需要计算。
标准中对拉脱力的评价如下: 从图中可以看出,标准只评价A线的剪切力,而没有评价B线的剪切力,B线往往成为薄弱盲区,计算是按标准通过的,但是B线不达标,也存在安全隐患。 这就是应力分析与理论计算的区别。
为了满足强度计算的要求,我们对上述接头进行了改进。 PD5500标准非常友好。 请看下图。 D值和W值增加了。 为什么? 不用我多说了。
改进后的接头如下,通过计算和实际应用,一直没有出现问题焊接接头分类,应用良好
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