問題的產(chǎn)生

有一臺固定管板換熱器，殼程用的是S30403，管程用的是S22053，管板用的是S30403復(fù)合S22053。

經(jīng)過計(jì)算，管子管板拉脫力不夠，需要設(shè)置膨脹節(jié)。

查詢計(jì)算書，發(fā)現(xiàn)管子管板拉脫力的許用值，按照GB/T151-2014的7.4.7章，取的換熱管S22053和管板S30403之間小值的一半，管板用的基材S30403，98MPa，換熱管用的S22053，為233MPa。所以最終的許用值為0.5*min（98,233）=49MPa。

好像沒有不對？

許用拉脫力應(yīng)該如何取

問題是這臺設(shè)備是復(fù)合板，焊接節(jié)點(diǎn)如下：

復(fù)合板厚度覆層有5mm，比TEMA規(guī)定的3.2mm要多，符合工程上的應(yīng)用。

換熱管與管板的焊接是在雙相鋼之間焊接的，不是雙相鋼和不銹鋼之間的焊接。那么這種情況下，難道不應(yīng)該許用值為兩焊接件之間的應(yīng)力值的0.5倍嗎？

按理來說，本工況下的拉脫力許用值應(yīng)該是：

0.5*min（233,233）=116.5MPa。

相較于原來的49MPa，許用值相當(dāng)于翻倍了。如果真按照116.5MPa來校核，那么膨脹節(jié)也不用設(shè)置了，直接計(jì)算通過。

如何理解許用復(fù)合管板的許用拉脫應(yīng)力

在ASME VIII I卷的UW-20.2中，St的定義為與管子焊接的材料的許用應(yīng)力。

在UW-20.7 Clad Tubesheet的（d）中規(guī)定，St應(yīng)為化學(xué)成分最接近焊接金屬覆層的整體覆層。也就是取的值應(yīng)該為覆層的許用應(yīng)力。

管子管板拉脫力的計(jì)算中，使用的Sw為min（管子許用應(yīng)力，St），那么意味著，拉脫力應(yīng)該取換熱管以及和換熱管焊接部分的材料的許用應(yīng)力。

在上述案例中，應(yīng)取雙相鋼的許用應(yīng)力。

ASME的管子管板接頭的拉脫力計(jì)算和GB本身略有不同，國標(biāo)拉脫力略顯簡單，但是裕量放的大。ASME稍微復(fù)雜，但是許用值比GB要高。

ASME根據(jù)焊縫形式，直接計(jì)算焊接處本身的強(qiáng)度，許用拉脫力比GB高，考慮溫差時，用的是2倍的許用拉脫力。

國標(biāo)直接考慮焊縫削弱系數(shù)0.5倍，考慮溫差時用的是3倍許用拉脫力，約為ASME中0.5*3=1.5倍的許用拉脫力。

解決方案

由于SW6未考慮復(fù)合板的情況，導(dǎo)致這種情況下只能增加膨脹節(jié)。

如果是PVdesk來計(jì)算呢？很高興，軟件中還有爆炸復(fù)合的選項(xiàng)。

查看結(jié)果，其結(jié)果真為116.5MPa。

高興沒多久，想著如果將材料換成純的S30403，發(fā)現(xiàn)結(jié)算結(jié)果還是一模一樣，拉脫力還是116.5MPa。

顯然，PVdesk并未考慮管板的許用應(yīng)力，直接用的換熱管的許用應(yīng)力的0.5倍。這個明顯不按規(guī)范來，用起來好害怕。

比較了其它的計(jì)算部分，大部分計(jì)算結(jié)果都差不了太多，所以即使PVdesk這個地方有少許問題，但是誤打誤撞，對了。

最終用PVdesk出了合格的計(jì)算書。

總結(jié)

1. 拉脫力的許用值，應(yīng)該考慮復(fù)合板的特點(diǎn)，管子一般焊在覆層，拉脫力應(yīng)該考慮覆層拉脫力。這點(diǎn)有待規(guī)范的進(jìn)一步闡述。

   
   

2. 如果SW6不能考慮這點(diǎn)，可以考慮用一下PVdesk來計(jì)算。但是要注意PVdesk的許用值直接取換熱管，不符合規(guī)范。如果不是管子的應(yīng)力值低，一定要小心計(jì)算書拉脫力是否真的合格。

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