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波纹管换热器设计标准
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摘要：波纹管是一种高效管壳式换热器，为推广其范围，对其进行强度和安全性十分必要。介绍了波纹管换热器强度的方法和主要内容，对波纹管换热器运行中出现的问题进行归纳总结，通过设计计算实例分析，说明波纹管换热器设计和选用应注意的问题，以供波纹管换热器设计、制造、安全监察和使用部门参考。 　　1、概述 　　20世纪90年代初，我国开发研制出一种高效换热组件&&波纹换热管。波纹换热管是由波纹管和接头两部分组成。 　　用波纹管代替光滑直管制成的波纹管换热器，其传热效率可提高2～4倍，这种高效换热器还具有不易结垢、温差应力小等优点。然而，由于波纹管是由薄壁（壁厚为05～10ｍｍ）光滑管加工而成，成型后其应力状态复杂化。其管束的强度和刚度都与光滑管有很大差别，致使这种换热器的管束和管板的应力分析困难。由于管束和管板强度问题没有解决，使得这种高效的应用范围受到限制，同时也有安全隐患。为使这种高效节能产品能应用于、等更广泛的领域，对波纹管换热器进行强度研究，建立相应的设计标准是非常必要的。 　　这项工作于2002年纳入国家标准化委员会，由沈阳化工学院和沈阳市特种设备研究院（原沈阳市锅检所）等单位负责起草，将波纹管换热器设计方法列为ＧＢ151《管壳式换热器》的附录，并于2004年以名为&奥式体不锈钢波纹管换热器设计标准案例&（以下简称&标准案例&）正式颁布。 　　本文对标准案例的主要内容进行了介绍，针对波纹管换热器十几年运行中出现的问题进行总结、归纳分析，并通过设计实例分析，说明波纹管换热器的设计和选用应注意的问题。 　　2、标准案例简介 　　波纹管换热器也是管壳式换热器的一种，其总体设计、制造、检验是符合ＧＢ151中要求的，只是由于管束刚度变化，使得与其相关的受压组件设计计算有所不同。标准案例以理论分析和试验研究为，本着安全可靠、经济合理、技术先进三者统一的原则，规定了波纹管换热器管束和管板的设计计算方法，以作为ＧＢ151的补充。 　　2-1&&适用范围 　　换热器型式与ＧＢ151相同。设计压力ＰＮ&40ＭＰａ，考虑波纹换热管是由薄壁管加工而成，成型的残余应力较大，为避免应力腐蚀和疲劳破坏，其工作压力不能太高。标准案例规定两种换热管公称直径，即波峰/波谷外径为32/25ｍｍ和42/33ｍｍ，其管坯外径为25ｍｍ和33ｍｍ，这是目前中通用的两种规格。折流板间距根据工程实践而定，其最大间距尺寸大约为ＧＢ151中5953条规定的最大间距的2/3，且不考虑流体诱导振动。 　　考虑波纹管成型和十几年的实际使用情况，标准案例只适用于波纹管材料为奥氏体不锈钢。 　　2-2&&波纹换热管设计 　　光滑管通过胀型成型为波纹管后，由于残余应力和局部应力集中现象的存在，波纹管的承载能力远低于相应的光管（即管坯）。相应波纹管的轴向刚度和稳定性也大大降低。标准案例第3条中给出了波纹管的许用内压力、许用外压力、轴向刚度和临界压力的计算公式，这些公式是根据试验和理论分析整理而成。 　　2-2-1&&波纹换热管的许用内压力 　　对于波纹管各部位的应力进行详细计算，目前仍在研究之中。在内压作用下的应力分布状态已通过应力测试方法进行了大量的试验测定，同时进行了爆破试验，爆破压力的实际值与相应管坯按中径公式计算的理论值较为接近，且实测值大于理论值。 　　2-2-2&&波纹换热管许用外压力 　　管壳式换热器中的管子同时承受管程和壳程的压力，所以对于管子承受外压的稳定性能也要考虑。波纹管多数呈波节形状，即由一直段和球面波峰部分组成。直段部分刚性远小于波峰部分，试验也证明波纹管受外压时直边部分首先失稳。对整根波纹管来讲可视为承受外压的圆筒，波峰部分相当于刚性构件。这样，管子承受外压的计算长度就大大地减小了，标准案例中取单根管中最大波距作为计算长度是偏于安全的。根据工程实践经验和试验研究，标准案例引用了ＧＢ150中第六章的外压圆筒的设计计算方法。 　　根据Ｌ/ｄ1和ｄ1/&ｔ直接利用ＧＢ150中第六章的外压计算图，查出Ａ值和Ｂ值，便可得到波纹管许用外压力，即： 　　2-3管板设计计算 　　到目前为止，大多数国家换热器标准中关于管板强度计算，基本都是把管板作为承受均布载荷、放置在弹性基础上且受管孔削弱的当量圆平板来考虑。ＧＢ151中的管板设计也是基于这种考虑。对于波纹管换热器，相对于常规（光滑管）管壳式换热器来讲，最主要的差别就是换热管的刚度问题。标准案例基于这种考虑，规定了与管子轴向刚度有关的参数引入波纹管刚度计算值，然后直接利用ＧＢ151中相应管板类型的计算公式进行波纹管换热器管板的设计计算。 　　3、波纹管换热器常见失效形式及其原因分析 　　（1）波纹换热管波谷或波峰波谷过渡部位减薄开裂。波纹管换热器运行中，波纹换热管波谷及其附近部位减薄开裂，造成内部泄漏是其失效的主要形式。失效原因是在壳程折流板处波纹管的波谷与折流板管孔产生振动摩擦、磕碰，使波纹管壁减薄，以致开裂泄漏。现在有些厂采用加厚折流板，使波纹管的波峰与管孔接触，以保证管与孔间隙最小，防止振动摩擦;还有的在折流板处给波纹管加套。这些都是避免和降低这种波纹管失效形式的较好措施。 　　（2）波纹换热管扁塌（周向失稳）。波纹管失稳发生周向扁塌，是波纹管换热器另一失效形式。这主要是由于波纹管的壁厚较薄，一般在1ｍｍ以下，其自身抗外压失稳的能力就很低。在换热器的设计中，一般都不进行换热管的承压能力的校核和计算，所以，当壳程压力达到和超过换热管本身的临界压力时，管子就产生失稳扁塌。标准案例中规定了波纹换热管许用外压的计算方法。 　　（3）波纹换热管轴向弯曲变形过大（轴向失稳）。产生这种失效形式是由管程压力和温差应力的作用所致。波纹管材料为奥氏体不锈钢，其线膨胀系数比碳钢大得多，在管程和壳程相同时也能产生温差应力，再有波纹管的轴向刚度很小，所以，当管程压力较大或管壁温度高于壳壁温度时，都易发生波纹换热管轴向弯曲变形过大的失效现象。标准案例中规定的折流板无支撑跨距比ＧＢ151中规定值小，就是考虑防止换热管的轴向失稳。 　　（4）波纹换热管腐蚀断裂和整体脆化失效。这种失效形式主要是由于介质的腐蚀造成的。奥氏体不锈钢最易产生晶间腐蚀，当波纹管换热器用在含氯离子高和含硫化氢等介质时，就出现了波纹换热管腐蚀断裂。实际中已发现有的换热管产生了整体脆化现象。 　　（5）波纹管与厚壁管接头连接处开裂。波纹换热管由波纹管和两端接头组成，接头处的环焊缝，由于和焊接技术水平的差异，焊缝难以保证，从而造成此处开裂。
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阿坝钢承口模具怎么样塑料检查井部件是如何
阿坝钢承口模具怎么样塑料检查井部件是如何选择
　　　　　　　　　　　　　阿坝钢承口模具怎么样塑料检查井部件是如何选择塑料检查井排水快不快　　我们都知道的是，现在塑料检查井逐步的将砖砌井替代了，因为传统的砖砌井有很多的 缺陷是不能够满足人们的需求的，而塑料检查井能够将其众多的缺陷一一解决了，并且塑料 检
　　　　　　　　　　　　　阿坝钢承口模具怎么样塑料检查井部件是如何选择
塑料检查井排水快不快
　　我们都知道的是，现在塑料检查井逐步的将砖砌井替代了，因为传统的砖砌井有很多的
缺陷是不能够满足人们的需求的，而塑料检查井能够将其众多的缺陷一一解决了，并且塑料
检查井自身还具有很多的特点和优势，因此塑料检查井就替代了砖砌井，现在很多地区都已
经先后出台了禁止使用砖砌井，推广使用塑料检查井的通知，我们需要做好塑料检查井施工
工作。那么塑料检查井到底排水快不快呢？今天我们就来简单的介绍下这方面的问题。
　　我们都知道，传统的砖砌井有很多的缺陷，其一就是砖砌井是由红砖砌筑而成的，内壁
是采用水泥粉刷而成，因此很是粗糙，排水排污的阻力很大，因此其排水效果很差，而塑料
检查井与砖砌井不一样，那就是塑料检查井采用高密度聚乙烯经过滚塑工艺制作而成，内壁
光滑，污物不易滞留，设有导流槽，减少了堵塞的可能，有着出色的排水性能，雨污排放率
是传统检查井的1～3倍。
　　上面提到的就是塑料检查井的排水优势了，除了这个优势之外，塑料检查井还有其他很
多的优势是值得我们欢呼的，比如说塑料检查井耐酸碱腐蚀耐老化、使用寿命长，安全环保
，密封好防渗漏，施工方便快捷等等都是塑料检查井的优势，关于塑料检查井排水效果的介
绍就是这些了，相信这些介绍能够帮助到您，如果您还有其他关于塑料检查井的疑问
塑料检查井的部件是如何选择的
　　塑料检查井是一种新型的环保建材，在建筑小区以及市政的排水管道中发挥着重要的作
用，塑料检查井组成是井座、井筒以及井盖，我们该如何进行塑料检查井的部件选择呢？今
天，锐普建材塑料检查井工程师就为大家来介绍这个方面的知识。
　　塑料检查井施工方案规划时，污水检查井管道上的选用选择比较简单，应采用有流槽的
检查井井座，而对于雨水井管道上的检查井而言，其井座应该符合道路雨水口应采用有沉泥
室的井座、在雨水管道上需设置沉泥室井座的检查井时，宜设置在井筒外径大于等于450mm的
检查井处以及其他雨水检查井可采用有流槽的井座。
　　塑料检查井在施工的时候，井筒采用HDPE双壁波纹管，与埋地管道抗压，抗沉降系数相
同。管道与塑料检查井应采用密封橡胶圈柔性连接方式，柔性连接方式的优点是很多的，主
要有抗沉降拉伸，防渗透；避免用热缩套连接沉降时连接处拉裂或拉断，塑料检查井接管安
装也需要按照规范进行。另外井座与管道的柔性连接使得塑料检查井做到了很好的密封性，
保护了地下水不受到二次的污染。
山东省泰安市人和机械制造有限公司位于泰山西麓肥城市，东临京福高速，南靠泰肥一级公
路，交通便利，地理位置得天独厚。
&&& 我厂是生产建材机械的专业厂家，有30多年的设计生产经验，生产各种型号悬辊制管机
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怎样选择hdpe双壁波纹管和玻璃钢夹砂管（即：什么情况下用hdpe双壁波纹管，什么情况下用玻璃钢夹砂管）？
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需要特别高强度、耐温、耐腐、耐磨、非标、大口径、省钱的用玻璃钢夹砂管，否则二者均可需要柔韧、耐摔、耐冲击选HDPE
这个管材的先择正常&情况下都是设计直接定下来的
玻璃钢夹砂管刚度等级SN=EI/D3，通常以N/m2作单位。EI为沿管轴方向单位长度内管壁环向弯曲刚度，D为管道平均直径。压力等级PN有0.1、0.6、1.0、1.6、2.0、2.5Mpa；刚度级SN有、N/ m2。
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