凝汽器標(biāo)準(zhǔn)ZBK54015應(yīng)用淺析

摘要：針對(duì)表面凝汽器發(fā)展?fàn)顩r和其設(shè)計(jì)、制造與一般管殼式熱交換器之間的區(qū)別，淺析ZBK54015-88在凝汽器設(shè)計(jì)、選材、制造、安裝時(shí)的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：表面凝汽器 管殼式熱交換器 ZBK54015

1. 背景

現(xiàn)時(shí)，國(guó)內(nèi)以凝汽器為主體的標(biāo)準(zhǔn)主要有JB/T10085-1999（原ZBK54034-1990）《汽輪機(jī)凝汽器技術(shù)條件》（新報(bào)批稿更名為《汽輪機(jī)表面式凝汽器》）、ZBK54015-88《凝汽器加工裝配技術(shù)條件》和JB/T3344-1993《凝汽器性能試驗(yàn)規(guī)程》；而在其它標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的條款中也有涉及凝汽器的內(nèi)容，如DL5190.3-2012《電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范》等；另外也會(huì)參考熱交換器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如GB151-1999《管殼式換熱器》等。

為了適應(yīng)行業(yè)發(fā)展和新要求和產(chǎn)出凝汽器企業(yè)自身的便利，相關(guān)企業(yè)會(huì)因應(yīng)自身特點(diǎn)和市場(chǎng)范圍對(duì)前述標(biāo)準(zhǔn)分析后建立企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，以利于技術(shù)匯總更新，實(shí)施相對(duì)穩(wěn)定的生產(chǎn)組織形式，優(yōu)化投入產(chǎn)出比。

限于篇幅，下文僅以ZBK54015內(nèi)小量條文淺析。

2. ZBK54015淺析

2.1 原材料

條文（1.1）：可參考JB/T10085-報(bào)批稿8.1.4和GB150.2-2011、GB151-1999 4。其中A類(lèi)零件為管板、換熱管、彈簧。

在ZBK54015編撰時(shí)期，換熱管以銅合金為主，對(duì)應(yīng)管板采用Q235、#20一類(lèi)的碳鋼板，在海水環(huán)境時(shí)也曾使用銅合金板；現(xiàn)在隨著鈦管和不銹鋼管的普及使用，管板更多是采用以碳鋼、低合金鋼為基層的復(fù)合板。參考GB 50017-2003 3.3.2.和GB/T 3274-2007，出于提高承受荷載和焊接質(zhì)量安全系數(shù)的考慮，管板已很少再用Q235AF和Q235A，而采用Q235B代替。參考GB150.2附錄D D.1，其認(rèn)為Q235B應(yīng)用厚度≤30mm、溫度20~300℃，而現(xiàn)時(shí)凝汽器管板厚度一般≥30mm、使用溫度低于下限；參考GB151 5.6.2.3，其認(rèn)為管板復(fù)合層厚度除考慮腐蝕要求外，與換熱管和管板連接方式也有關(guān)系，脹接時(shí)復(fù)合層厚≥10mm，而現(xiàn)時(shí)凝汽器換熱管連接不論采用脹接或焊接，管板復(fù)合層厚度3~5mm，兩者存在差異。國(guó)外凝汽器管板常用SA516Gr70，也有1.4541+AT、1.0481+N等。

換熱管占材料成本份額遠(yuǎn)高于其他零件，其材質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)的選用以DL/T 712-2010要求作參考。銅合金管和鈦管的應(yīng)用已較為規(guī)范；GB/T 24590-2009《高效換熱器用特型管》在凝汽器中應(yīng)用尚未普及；而奧氏體不銹鋼薄壁管應(yīng)用很廣，但尚存疑問(wèn)：（1）硬度。參考國(guó)內(nèi)外材料手冊(cè)、JB4728-2000等資料，奧氏體不銹鋼應(yīng)HB120~190，而現(xiàn)時(shí)管標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12771-2000、GB/T 14976-2002、GB 13296-2007、GB/T 24593-2009等皆參照ASME材料篇采用HRB≤90(HB≤187)，在使用時(shí)容易忽視硬度問(wèn)題。不論采用脹接、焊接，換熱管硬度過(guò)高都是不利于加工的；（2）化學(xué)成分。現(xiàn)已很少采用GB2270而用GB/T 20878-2007，但其與前述管標(biāo)準(zhǔn)、ASME之間對(duì)同數(shù)字代號(hào)材料的成分劃分是不一致的，如S31603的P和Ni；（3）外徑和壁厚。前述管標(biāo)準(zhǔn)之間，對(duì)外徑為16~22mm、壁厚0.5~1.0mm范圍的尺寸允許公差是不相同的，以GB/T 24593要求較為嚴(yán)格。

2.2 零件加工

條文（2.1、2.2）：其要求高于GB 150.4-2011 6.5.5。結(jié)合參考GB 50017 8.2.2做法，將殼體拼接焊縫相互錯(cuò)開(kāi)距離提高至不少于200mm，將焊接長(zhǎng)度超過(guò)400mm的加強(qiáng)肋與殼體板拼接焊縫避開(kāi)距離增至不少于150mm，另增要求間斷焊焊縫間斷距離不大于100mm。

條文（2.4）：實(shí)際制造時(shí)對(duì)管板間距離4~7m的極限尺寸下偏差也采用了-6mm。

條文（2.5）：對(duì)7m以下外徑18~22mm換熱管的中間隔板中心孔抬高量取1.5/1000 ~ 2/1000，或每跨抬升量為1.5~2.0mm。其取值參考自GB 151 5.6.3.2孔橋取整的1/3倍、換熱管安裝前自重作用下形成的自然彎曲度和供貨的彎曲度限制、管束振動(dòng)計(jì)算資料對(duì)振幅極限值的觀點(diǎn)，而如按DL5190.3-2012 8.2.2.5管孔中心允許偏差3mm的做法，為實(shí)現(xiàn)換熱管安裝位置抬升的意義，則跨間抬升量需確保≥3mm或偏差。

條文（2.16、2.17）：原文主要針對(duì)銅合金管的應(yīng)用，對(duì)不同材質(zhì)換熱管要求的管孔尺寸和公差并無(wú)細(xì)分，暫時(shí)也無(wú)更多資料分析說(shuō)明此差異對(duì)換熱管穿管、連接管板、管束振動(dòng)的實(shí)際影響。可參考GB151 5.6.4和5.9.3.的I級(jí)管束及附錄C對(duì)管孔要求，按實(shí)際情況適當(dāng)修改使用，對(duì)鈦管還需考慮其焊接要求，對(duì)不銹鋼管在考慮實(shí)際使用時(shí)存在的問(wèn)題后管板孔采用D+0.2、上公差取+0.15。

2.3 裝配

條文（3.1）：原文要求脹管長(zhǎng)度不應(yīng)小于16mm，而見(jiàn)JB/T 10085-報(bào)批稿 9.4.5.3是24mm。差別在于以往曾有厚20mm的管板，而參考GB151 5.6.2.1，外徑25mm以下的換熱管，管板最少厚度還不足20mm；而現(xiàn)隨著管板長(zhǎng)寬度增大和參考標(biāo)準(zhǔn)法蘭厚度，管板厚度一般≥30mm。另外，為避免過(guò)脹，脹管長(zhǎng)度一般不低于管板厚度減去5mm，與GB 151 5.8.2.3有略微差別。

條文（3.3）：原文針對(duì)銅管，需突出管板外1~2mm，參考GB151 5.8.2.3和5.8.3.2比較，其突出量與脹接形式相差較遠(yuǎn)，與焊接形式較一致。參考DL5190.3 8.2.8至8.8.10，銅管突出量近似，鈦管、不銹鋼管突出量相差極大。對(duì)換熱管提出突出管板量和翻邊要求主要是為了較少接口壓損、增強(qiáng)密封效果、滿足膠球清洗和反沖洗，因而進(jìn)出水兩側(cè)都需執(zhí)行此條文，再參見(jiàn)DL/T 581-2010 A3.1.2,膠球清洗裝置僅要求突出量≤2.5mm。因此JB/T10085-報(bào)批稿9.4.5.1能較為綜合前述各標(biāo)準(zhǔn)要求。

3. 小結(jié)

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，除了需熟習(xí)規(guī)條和比較分析外，更需聯(lián)系實(shí)際靈活合理利用。

4. 作者簡(jiǎn)介

李家耀，男，1985年生，廣東廣州人，助理工程師，從事凝汽器、換熱器、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工程管理。