熱交換器密封技術(shù)與失效影響因素

第1篇 熱交換器主體密封的失效及基本影響因素
第1章 管殼式熱交換器的密封失效現(xiàn)象 3
1.1 管程外漏或殼程外漏 3
1.1.1 設(shè)備法蘭與管板之間的外漏 3
1.1.2 管箱端蓋處的外漏 5
1.1.3　螺塞的外漏 6
1.2 墊片相關(guān)問(wèn)題 6
1.2.1　墊片及緊固件質(zhì)量問(wèn)題 6
1.2.2　墊片安裝問(wèn)題 8
1.2.3　墊片選材問(wèn)題 11
1.2.4 運(yùn)行載荷對(duì)墊片的損傷 12
參考文獻(xiàn) 12

第2章 環(huán)形平墊的安全系數(shù)及其許用壓力 13
2.1　墊片密封效果的影響因素 14
2.1.1　載荷因素 14
2.1.2　結(jié)構(gòu)因素 15
2.1.3　墊片自身特性因素 16
2.1.4　科研因素 17
2.2　墊片的組合特性 18
2.3　墊片密封安全系數(shù) 19
2.3.1　墊片緊密度及墊片強(qiáng)度安全系數(shù) 20
2.3.2　墊片綜合安全裕度 21
2.3.3　墊片密封安全系數(shù)的應(yīng)用 22
參考文獻(xiàn) 23

第3章 環(huán)形平墊的幾何尺寸 26
3.1　墊片初始寬度設(shè)計(jì) 27
3.2　墊片的理論寬度與實(shí)際寬度 29
3.2.1　墊片寬度相關(guān)概念 29
3.2.2　墊片主要寬度概念的關(guān)系 31
3.3 墊片寬度的影響因素及對(duì)策 33
3.3.1 人為因素的不確定性對(duì)墊片寬度的影響 34
3.3.2　結(jié)構(gòu)因素對(duì)墊片寬度的影響 34
3.3.3　系統(tǒng)因素對(duì)墊片寬度的影響 35
3.3.4　質(zhì)量因素對(duì)墊片寬度的影響 36
3.3.5　隔板因素對(duì)墊片寬度的影響 37
3.3.6 墊片有效密封寬度修正 38
3.4　墊片設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)策 41
3.4.1　墊片寬度對(duì)策 41
3.4.2　墊片直徑對(duì)策 42
3.4.3　墊片厚度對(duì)策 43
3.4.4　墊片結(jié)構(gòu)改良 44
3.5　墊片制造技術(shù)條件 47
參考文獻(xiàn) 47

第2篇 熱交換器主體密封失效的技術(shù)因素
第4章 熱交換器的外密封 51
4.1 熱交換器設(shè)備法蘭密封 51
4.1.1 螺柱法蘭連接密封失效的設(shè)計(jì)因素及對(duì)策 52
4.1.2 螺柱法蘭連接密封失效的動(dòng)態(tài)干擾因素及對(duì)策 63
4.1.3 螺柱法蘭連接密封失效的結(jié)構(gòu)因素及對(duì)策 70
4.1.4 螺柱法蘭連接密封失效的制造偏差因素 79
4.2 管板周邊的密封 80
4.2.1 管接頭焊接的影響 80
4.2.2 管板與殼程筒體焊接的影響 80
4.2.3 U形殼熱交換器管板的密封 85
4.2.4 管板密封面質(zhì)量檢測(cè) 86
4.2.5 管束反向設(shè)計(jì)制造的偏差 87
4.3 熱交換器人孔密封 92
4.3.1 制造工藝人孔的焊接密封 92
4.3.2 檢測(cè)維修人孔的螺栓強(qiáng)制密封 93
4.3.3 高壓蒸汽的反向內(nèi)壓自緊密封 93
4.4 熱交換器接管密封 94
4.4.1 螺柱法蘭強(qiáng)制密封 95
4.4.2 焊接密封 96
4.4.3 螺紋連接 96
4.4.4 疊裝熱交換器的開(kāi)口連接 97
4.4.5 填料函密封 98
4.4.6 耐壓試驗(yàn)卡板密封 98
參考文獻(xiàn) 100

第5章 設(shè)計(jì)制造工序的質(zhì)量技術(shù) 103
5.1 設(shè)計(jì)質(zhì)量技術(shù)經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)滴 103
5.1.1 高壓熱交換器密封結(jié)構(gòu)的螺柱載荷 104
5.1.2 浮頭管箱端支持板的形位要求 104
5.1.3 管板徑向延伸與管箱法蘭配對(duì)時(shí)的厚（剛）度差要求 105
5.1.4 分段式循環(huán)氣冷卻器設(shè)計(jì)的熱膨脹分析 106
5.1.5 固定端鞍座位置的調(diào)整 107
5.2 結(jié)構(gòu)材料對(duì)環(huán)形墊壓緊力的影響 108
5.2.1 管箱局部結(jié)構(gòu)對(duì)密封的影響 108
5.2.2 緊固件對(duì)環(huán)形墊壓緊力的影響 109
5.3 制造質(zhì)量技術(shù)經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)滴 110
5.3.1 某制氫裝置蒸汽發(fā)生器的關(guān)鍵制造技術(shù) 110
5.3.2 大型熱交換器殼體制造過(guò)程的剛度要求 110
5.3.3 熱交換器制造中膨脹節(jié)的維護(hù) 112
5.3.4 各種加工變形的防治對(duì)策 113
5.3.5 墊片的各種損傷及防治對(duì)策 113
5.4 螺塞密封問(wèn)題 114
參考文獻(xiàn) 115

第3篇 熱交換器新型密封墊的質(zhì)量檢驗(yàn)及結(jié)構(gòu)功能因素
第6章 密封墊質(zhì)量技術(shù)對(duì)密封的影響 119
6.1 復(fù)合石墨波齒金屬墊的質(zhì)量狀況 119
6.1.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及其標(biāo)準(zhǔn) 119
6.1.2 墊片性能分析 122
6.1.3 墊片應(yīng)用驗(yàn)證 123
6.1.4 材料的工況適應(yīng)性 125
6.1.5 結(jié)構(gòu)的影響 126
6.1.6 技術(shù)對(duì)策 127
6.2 復(fù)合石墨波齒金屬墊質(zhì)量保證技術(shù)對(duì)策 128
6.2.1 質(zhì)量管理問(wèn)題分析 128
6.2.2 墊片骨架結(jié)構(gòu)檢測(cè) 130
6.2.3 墊片骨架機(jī)械性能檢測(cè) 132
6.2.4 墊片復(fù)合層檢測(cè) 132
6.2.5 設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)策 133
6.2.6 制造關(guān)鍵工藝 134
6.2.7 采購(gòu)技術(shù)對(duì)策 135
參考文獻(xiàn) 135

第7章 雙層金屬墊的密封功能分析 137
7.1 雙層金屬墊的結(jié)構(gòu)及功能 137
7.2 雙層金屬墊自緊密封作用的內(nèi)壓下限分析 140
7.2.1 雙層金屬墊片密封壓緊力分析 140
7.2.2 墊片間隙獲得內(nèi)壓作用的計(jì)算式 142
7.2.3 雙層金屬墊自緊作用的可行性 144
7.2.4 雙層金屬墊自緊作用的影響因素 146
7.2.5 雙層金屬墊內(nèi)壓自緊密封的適用下限 147
7.3 雙層金屬墊自緊密封作用的內(nèi)壓上限分析 148
7.3.1 結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)雙層金屬墊自緊性密封的影響 148
7.3.2 內(nèi)壓作用下雙層金屬墊的密封行為力學(xué)分析 149
7.3.3 墊片金屬環(huán)張開(kāi)自緊的計(jì)算壓力 152
7.3.4 計(jì)算壓力存在張開(kāi)自緊有效值的物理意義 156
7.3.5 墊片金屬環(huán)自緊密封的計(jì)算壓力 156
7.3.6 雙層金屬墊內(nèi)壓自緊密封的結(jié)論 159
7.3.7 面向工程的應(yīng)用研究 160
7.3.8 面向工程的理論研究 162
7.4 雙層金屬墊自緊密封的圖解分析 163
7.4.1 內(nèi)壓作用下無(wú)組焊雙層金屬墊的力學(xué)行為 164
7.4.2 內(nèi)壓作用下雙層金屬墊的力學(xué)行為分類 164
7.4.3 雙層金屬墊自緊性的圖解分析 166
7.5 其他因素對(duì)雙層金屬墊密封行為的影響 171
7.5.1 高溫下墊片的等效回彈量 171
7.5.2 問(wèn)題討論及有待研究的專題 172
參考文獻(xiàn) 175

第8章 金屬隔膜密封墊片 176
8.1 金屬隔膜密封的結(jié)構(gòu)及其適用性 176
8.1.1 球面隔膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 177
8.1.2 球面隔膜的優(yōu)缺點(diǎn) 177
8.1.3 工況上適于高參數(shù)動(dòng)態(tài)密封結(jié)構(gòu) 179
8.1.4 結(jié)構(gòu)上普遍適用于各種開(kāi)口密封 180
8.1.5 隔膜密封結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性分析 185
8.2 高壓作用下熱交換器管箱球面隔膜密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 188
8.2.1 隔膜的受力變形及其設(shè)計(jì)關(guān)鍵 188
8.2.2 敞口管箱密封端口徑向位移的求解 189
8.2.3 球面隔膜彈性補(bǔ)償結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 193
8.2.4 結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)的基本技術(shù)路線 198
8.3 高溫作用下熱交換器管箱球面隔膜密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 199
8.3.1 高溫對(duì)管箱隔膜密封的影響 199
8.3.2 高溫高壓組合載荷作用下的徑向補(bǔ)償量分析 202
8.3.3 結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)的完善技術(shù)路線 205
8.4 熱交換器管箱球面隔膜密封焊縫受力分析 206
8.4.1 高壓作用下球面隔膜密封焊縫的受力分析 207
8.4.2 高溫作用下球面隔膜密封焊縫的受力分析 210
8.4.3 平面隔膜密封變形分析 210
8.4.4 基本結(jié)論和技術(shù)要求 211
8.5 管箱密封金屬隔膜的應(yīng)力分析 212
8.5.1 圓平板隔膜的應(yīng)力分析 213
8.5.2 球面隔膜的應(yīng)力分析 215
8.5.3 球面隔膜的總應(yīng)力及主要結(jié)論 219
8.6 球面隔膜密封式熱交換器管箱中隔板的設(shè)計(jì) 220
8.6.1 小直徑管箱隔板 221
8.6.2 大直徑管箱隔板 225
8.7 熱交換器管箱球面隔膜密封關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的制造技術(shù) 227
8.7.1 球面隔膜設(shè)計(jì) 227
8.7.2 管箱端部設(shè)計(jì) 229
8.7.3 密封緊固件設(shè)計(jì) 230
8.7.4 管箱端蓋設(shè)計(jì) 231
8.7.5 組裝技術(shù) 232
8.7.6 焊接設(shè)計(jì) 233
8.7.7 檢修時(shí)的焊縫去除及坡口加工 234
參考文獻(xiàn) 235

第9章 熱交換器的徑向密封 238
9.1 雙錐密封 238
9.2 徑向受載密封 239
9.3 金屬環(huán)墊密封 240
9.4 O形環(huán)軸徑雙向密封 241
9.5 C形環(huán)雙徑向密封 242
9.6 異形環(huán)密封 243
9.7 填料函密封 245
9.8 隔膜焊接密封 246
參考文獻(xiàn) 246

第4篇 熱交換器密封的工程技術(shù)管理因素
第10章 熱交換器密封的技術(shù)基礎(chǔ)與工程管理 248
10.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性 248
10.2 密封技術(shù)管理 251
10.3 工程及質(zhì)量管理 254
10.4 溝通協(xié)調(diào)管理 255
10.5 技術(shù)專題研究 256
參考文獻(xiàn) 260

第11章 換熱工況參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 262
11.1 容器和機(jī)械專業(yè)常用軟件 262
11.2 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算類型及基本方法 263
11.3 工藝計(jì)算智能化的智能問(wèn)題 265
11.4 工藝計(jì)算智能化的工藝問(wèn)題 268
11.5 工藝計(jì)算智能化的發(fā)展 270
11.6 換熱工藝設(shè)計(jì)智能軟件技術(shù) 271
11.6.1 國(guó)際通用工藝設(shè)計(jì)計(jì)算軟件 271
11.6.2 國(guó)內(nèi)通用工藝設(shè)計(jì)計(jì)算軟件 274
11.7 工藝和多功能軟件 275
11.8 設(shè)備工藝計(jì)算 276
11.9 設(shè)備成本計(jì)算 278
11.10 多因素綜合設(shè)計(jì)分析 278
11.11 值得關(guān)注的新課題 280
參考文獻(xiàn) 281

第12章 熱交換器的組裝和維護(hù)對(duì)密封的影響 283
12.1 熱交換器組裝技術(shù) 283
12.1.1 安裝載荷因素 283
12.1.2 安裝對(duì)中因素 288
12.1.3 密封系統(tǒng)的上緊操作 289
12.2 熱交換器的維護(hù) 293
參考文獻(xiàn) 296