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管壳式换热器中管板强度设计

   管板是管壳式换热器重要的受力元件之一，管板的设计合理与否直接关系到换热器的制造成本的高低及综合性能的优劣。管板的强度计算作为管板设计的关键一环，一直是许多***相关部门的研究***，管板强度的计算方法也在不断地发展和完善。

   1975年以来，美国的A***E VIII-I尝试给出适合各种管板类型的设计规范，在1983年板中给出U形管式换热器的简支和整体结构的管板计算方法，在1992年版中又加入了固定式换热器管板计算方法。法国压力容器规范CODAP于1986年出版的非规定附录里，给出了包括U形管式、浮头式、固定式换热器的管板计算方法。

多年来，主要工业***都已有自己的管板设计计算公式或规定，如英国的BS 5500标准、美国的TEMA、日本工业标准JIS、捷克压力容器计算准则、管板计算公式及TEMA修正计算公式、前苏联的锅炉监察手册及联邦德国的AD规范等。

随着欧洲统一市场的建立和欧元的?**用，为促进承压设备在欧盟成员国内的自由贸易，2016年3月欧盟成员国正式表决通过了修改后的表尊EN13445，并于同年5月30日颁布了该标准版，并且要求，所有与此相抵触的欧盟成员国同类迟于2016年11月废弃。    

      对于管板的设计、EN13445中提出了两种方法，一种是传统方法，考虑内外压、几何尺寸等因素严格计算各种载荷状态引起的管板应力，并严格校核；另一种是极限分析方法，通过管板的极限分析，确定许用应力载荷。

管壳式换热器生产量不断增加

      管壳式换热器是石油化工行业的重要设备，它的腐蚀及保护对设备的长周期运行有着重要的意义；由于近年来加工中的硫、酸及杂质含量越来越高，对炼油换热设备的防腐蚀性能及材料的选择提出了更高的要求。文章对采用涂料与牺牲阳极综合保进行了阐述，该方法工艺方案和特点是：表面处理要，合理选取保护电流密度，按设计要求确定阳极块，控制好湿度和温度，涂料施工严格按照SHY－99涂料工艺进行，确保综合防护的效果。

       目前国内石油、化纤、冶金、发电等企业的冷换器设备经常由于水垢、腐蚀产物和腐蚀物黏泥造成冷换器堵塞，致传热系数下降，是冷却水系统中常见的问题。由于碳酸盐垢的导热系数只有碳钢的1%左右，直接影响到了换热效率，增加了系统的压力降。垢下腐蚀也常常缩短设备的寿命，造成的经济损失十分惊人。其次，每次检修时还要投入大量的人力物力疏通结垢和腐蚀产物，清洗等一系列维修工作量十分繁杂，解决碳钢水冷器的腐蚀问题变得极有必要。

        防腐蚀措施目前，冷换设备上应用较多的防腐蚀技术是提高设备的材质和涂敷防腐蚀涂料，但提高设备材质会大幅度提高建设成本。防腐蚀涂层虽具有良好的防腐蚀性能，但单一的防腐蚀涂层由于其在金属表面的附着能力和涂层厚度的不同，会存在一定的缺陷，而用涂料与牺牲阳极联合保，能很好的解决此问题。

牺牲阳极保护牺牲阳极的阴极保是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。是在金属构筑物上连接或焊接电位较负的金属，如铝、锌或镁。阳极材料不断消耗，释放出的电流供给作为阴极的被保护金属构筑物。

什么原因引起列管式冷凝器腐蚀情况？

　列管式冷凝器的材料一般以碳钢、不锈钢和铜为主，其中碳钢材质的管板在作为冷凝器使用时，其管板与列管的焊缝经常出现腐蚀泄漏，泄漏物进入冷却水系统会造成污染环境及物料的浪费。

　冷凝器在制作时，管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊，焊缝形状存在不同程度的缺陷，如凹陷、气孔、夹渣等，焊缝应力的分布也不均匀。使用时管板部分与工业冷却水接触，而工业冷却水中的杂质、盐类、气体、微生物都会构成对列管式冷凝器管板和焊缝的腐蚀。工业水无论是淡水还是海水，都会有离子和溶解的氧气，其中氯离子和氧的浓度变化，对金属的腐蚀形状起重要作用。

　金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。因此，列管式冷凝器的管板与列管焊缝的腐蚀以孔蚀和缝隙腐蚀为主。从外观看，管板表面会有许多腐蚀产物和积沉物，分布着大小不等泡。以海水为介质时，还会产生电偶腐蚀。双金属腐蚀也是管板腐蚀的一种常见现象。