小猪视频

鈦制換熱器的設計

　　鈦(tai)(tai)和鈦(tai)(tai)合(he)金是(shi)一(yi)(yi)種新興的、很有發展前途的金屬(shu)材(cai)料， 它(ta)不但具(ju)有強(qiang)度高、比重輕的優點，更突出的是(shi)它(ta)對某些(xie)介質（如濕******）具(ju)有很強(qiang)的抗腐蝕性。而其他材(cai)料又(you)大(da)都不具(ju)備這一(yi)(yi)優點。因此，它(ta)廣泛(fan)用(yong)于航空、宇宙開發、海洋工程(cheng)、石(shi)油(you)、化工、輕工、食(shi)品加工、冶金、電(dian)子、醫(yi)藥衛(wei)生、儀(yi)器儀(yi)表等領域(yu)。但鈦(tai)(tai)和鈦(tai)(tai)合(he)金價格昂貴(gui)，在結構(gou)設計上要綜合(he)考慮(lv)制造成本(ben)問題。設計時，盡可能使用(yong)薄(bo)(bo)壁(bi)或復合(he)板方(fang)式以節(jie)省鈦(tai)(tai)材(cai)，降低成本(ben)。（近(jin)年來，國外在鈦(tai)(tai)制列管式換(huan)熱器中采用(yong)的壁(bi)厚僅為0 .5mm的薄(bo)(bo)壁(bi)鈦(tai)(tai)管。）

　　用鈦(tai)作換熱(re)器(qi)(qi)具有如下優(you)點：①在許(xu)多介(jie)質(zhi)中，具有優(you)良的耐腐蝕性，因而管(guan)壁可以比較(jiao)薄，提高傳熱(re)效率(lv)(lv)②由(you)于(yu)液體對(dui)鈦(tai)的浸潤性小，因 此在其表面(mian)(mian)(mian)的冷凝方(fang)式(shi)為滴狀冷凝。這(zhe)種(zhong)冷凝方(fang)式(shi)，使(shi)換熱(re)表面(mian)(mian)(mian)不(bu)斷更新，給熱(re)系(xi)數(shu)大(da)(da)大(da)(da)增加③表面(mian)(mian)(mian)光潔(jie)無(wu)垢層，污(wu)垢系(xi)數(shu)大(da)(da)大(da)(da)降(jiang)低④比重小，強度(du)高，設備(bei)體積和 重量小。由(you)于(yu)鈦(tai)材延伸率(lv)(lv)及斷面(mian)(mian)(mian)收縮差，所以鈦(tai)制(zhi)換熱(re)器(qi)(qi)絕大(da)(da)部分均采(cai)用固(gu)定管(guan)板式(shi)。現以固(gu)定管(guan)板式(shi)鈦(tai)制(zhi)換熱(re)器(qi)(qi)為例，說明其設計與(yu)碳鋼或不(bu)銹鋼制(zhi)換熱(re)器(qi)(qi)的一些不(bu)同(tong)。

　　1、流程的選取

      對于(yu)一(yi)般(ban)換(huan)熱(re)器(qi)來說，無論腐蝕介質走(zou)殼(ke)程(cheng)還是(shi)管(guan)(guan)程(cheng)，對于(yu)整個制(zhi)造難度(du)和(he)成(cheng)(cheng)(cheng)本影(ying)響(xiang)都不是(shi)很(hen)大(da)，但(dan)(dan)對于(yu)鈦(tai)制(zhi)換(huan)熱(re)器(qi)就大(da)不 一(yi)樣(yang)。首先，考(kao)慮腐蝕性介質走(zou)管(guan)(guan)程(cheng)，在(zai)這種情況(kuang)下管(guan)(guan)板(ban)(ban)(ban)可(ke)以(yi)采(cai)(cai)用(yong)復合(he)板(ban)(ban)(ban)，而(er)殼(ke)體和(he)折流板(ban)(ban)(ban)只(zhi)需用(yong)碳鋼(gang)(gang)就可(ke)以(yi)了(le)，既省鈦(tai)材，又節省材料費。管(guan)(guan)程(cheng)則采(cai)(cai)用(yong)全鈦(tai)的(de)、鈦(tai) 復合(he)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)(ban)式或鈦(tai)襯里，但(dan)(dan)兩(liang)端(duan)封(feng)(feng)頭(tou)均(jun)不宜采(cai)(cai)用(yong)壓(ya)制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)的(de)橢圓(yuan)形(xing)封(feng)(feng)頭(tou)。因為封(feng)(feng)頭(tou)要壓(ya)制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)，鈦(tai)材的(de)延伸率很(hen)低，壓(ya)制(zhi)不好容易開裂及過深皺折而(er)報廢(fei)。一(yi)般(ban)來說兩(liang) 端(duan)均(jun)采(cai)(cai)用(yong)錐形(xing)封(feng)(feng)頭(tou)。其次是(shi)將腐蝕性介質走(zou)殼(ke)程(cheng)，這樣(yang)管(guan)(guan)板(ban)(ban)(ban)、換(huan)熱(re)管(guan)(guan)、筒體、折流板(ban)(ban)(ban)需要使用(yong)鈦(tai)材，耗費鈦(tai)材較(jiao)多(duo)，看(kan)起來不經濟。

　　但此時其管箱封頭均可以(yi)采用碳鋼，很好壓(ya)制，能(neng)縮(suo)短制造(zao)周期。因此，無論第(di)一種還是第(di)二種各有優劣，第(di)一種能(neng)節(jie)約(yue)材料，對于有條件(jian)的制造(zao)廠(chang)可以(yi)使用，第(di)二種適合制造(zao)條件(jian)差及設備(bei)改造(zao)時使用。

　 　2、管板的設計

      在(zai)鈦制換熱器中管(guan)(guan)板(ban)(ban)有全(quan)(quan)鈦材、復(fu)合板(ban)(ban)、鈦螺釘固定鈦。全(quan)(quan)鈦管(guan)(guan)板(ban)(ban)絕(jue)大(da)(da)部(bu)分用(yong)(yong)在(zai)殼程走腐蝕性介質(zhi)，適用(yong)(yong)于壓(ya)力不(bu)是很(hen)大(da)(da)，否則(ze)將需要(yao)很(hen)厚的(de)鈦管(guan)(guan) 板(ban)(ban)，是很(hen)不(bu)經濟的(de)。全(quan)(quan)鈦管(guan)(guan)板(ban)(ban)不(bu)把延長部(bu)分兼作法蘭。當用(yong)(yong)鈦復(fu)合鋼(gang)板(ban)(ban)制造管(guan)(guan)板(ban)(ban)時(shi)，管(guan)(guan)板(ban)(ban)上鈦復(fu)層(ceng)的(de)厚度通常是2～13mm.復(fu)層(ceng)的(de)最小厚度必(bi)須保(bao)證管(guan)(guan)子與管(guan)(guan)板(ban)(ban) 焊接時(shi)，基(ji)層(ceng)金屬不(bu)會熔(rong)入鈦焊縫中。管(guan)(guan)板(ban)(ban)上開有分程隔板(ban)(ban)槽(cao)時(shi)，則(ze)復(fu)層(ceng)的(de)最小厚度為5～7mm.承受較高壓(ya)力的(de)管(guan)(guan)板(ban)(ban)，則(ze)復(fu)層(ceng)厚度為10mm.復(fu)合管(guan)(guan)板(ban)(ban)其貼合 牢固，可以(yi)適用(yong)(yong)于較高的(de)壓(ya)力，這樣(yang)增加的(de)僅僅是碳鋼(gang)部(bu)分。

　　通(tong)常管(guan)板(ban)設計(ji)成(cheng)延長部分兼作(zuo)法(fa)蘭。當用鈦(tai)(tai)螺釘(ding)固(gu)定鈦(tai)(tai)或鈦(tai)(tai)復(fu)(fu)合(he)鋼(gang)板(ban)襯(chen)里(li)的管(guan)板(ban)時(shi)，其(qi)襯(chen)里(li)厚度應(ying)按管(guan)間(jian)承(cheng)受的內壓力(li)和螺釘(ding)間(jian)距進行計(ji)算。在計(ji)算管(guan)板(ban)厚時(shi)，其(qi)鈦(tai)(tai)復(fu)(fu)合(he)鋼(gang)板(ban)復(fu)(fu)層厚度和鈦(tai)(tai)螺釘(ding)固(gu)定鈦(tai)(tai)的厚度不應(ying)計(ji)入壁厚中。

　 　在(zai)管(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)開孔(kong)直(zhi)徑(jing)方面(mian)也(ye)要充分考慮鈦材的延(yan)伸性(xing)差，屈強比(bi)高，不容易(yi)產生較大(da)變形量，因此(ci)其(qi)孔(kong)徑(jing)應盡(jin)量控制在(zai)小的尺寸，這樣管(guan)(guan)(guan)(guan)子(zi)和(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)的脹接就很順利。管(guan)(guan)(guan)(guan) 板(ban)(ban)孔(kong)徑(jing)尺寸應比(bi)碳鋼和(he)不銹(xiu)鋼用的管(guan)(guan)(guan)(guan)孔(kong)徑(jing)小。管(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)孔(kong)徑(jing)和(he)公(gong)差通常按CD130A9 87《鈦制設備技術條件(jian)》中3 .5.3節的規定，例如(ru)Ф25mm管(guan)(guan)(guan)(guan)子(zi)壁厚S=1mm時(shi)，孔(kong)直(zhi)徑(jing)對于無支(zhi)承的最大(da)管(guan)(guan)(guan)(guan)長等(deng)于或小于900mm和(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)外(wai)徑(jing)大(da)于32mm時(shi)，則(ze)其(qi)管(guan)(guan)(guan)(guan)孔(kong)直(zhi)徑(jing)比(bi)管(guan)(guan)(guan)(guan)子(zi)外(wai)徑(jing)大(da)0 .8mm.無支(zhi)承管(guan)(guan)(guan)(guan)長大(da)于900mm和(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)外(wai)徑(jing)小于或等(deng)于32mm時(shi)，管(guan)(guan)(guan)(guan)孔(kong)徑(jing)比(bi)管(guan)(guan)(guan)(guan)子(zi)外(wai)徑(jing)大(da)0 .4mm.

　　有振(zhen)動的條(tiao)件下，管孔徑比管子(zi)外徑大0 .25mm.

　　管孔的兩管必(bi)須倒成0 .5×45°。

　 　3、折流板的設計

折(zhe)流(liu)(liu)(liu)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)在換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)中是(shi)(shi)(shi)必不(bu)可少的，而(er)對鈦制(zhi)換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)來說其設計(ji)更應(ying)注(zhu)意。首先，由于(yu)(yu)鈦材的摩(mo)擦(ca)系數大(da)，容易產生(sheng)(sheng)(sheng)粘連性。當折(zhe)流(liu)(liu)(liu)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)是(shi)(shi)(shi)碳鋼時(shi)(shi)，設計(ji)時(shi)(shi)應(ying)慎重(zhong)考慮它對鈦材換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)的摩(mo)擦(ca)作(zuo)用，這時(shi)(shi)應(ying)考慮薄壁(bi)換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)管(guan)翹曲出現(xian)振動，引起(qi)折(zhe)流(liu)(liu)(liu)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)與(yu)換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)管(guan)之間(jian)的摩(mo)擦(ca)，因此，折(zhe)流(liu)(liu)(liu)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)間(jian)距應(ying)小(xiao)到足以限制(zhi)管(guan)子(zi)振動， 從而(er)消除(chu)摩(mo)擦(ca)。而(er)且，對于(yu)(yu)折(zhe)流(liu)(liu)(liu)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)的孔二(er)端應(ying)嚴格倒(dao)角(jiao)(jiao)。不(bu)能有(you)銳角(jiao)(jiao)出現(xian)，否則換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)管(guan)很(hen)容易破壞。事實證明，換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)發生(sheng)(sheng)(sheng)障礙(ai)。一(yi)是(shi)(shi)(shi)管(guan)子(zi)與(yu)管(guan)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)的連接處，二(er)是(shi)(shi)(shi)換(huan)(huan)(huan) 熱(re)(re)管(guan)與(yu)折(zhe)流(liu)(liu)(liu)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)之間(jian)摩(mo)擦(ca)，發生(sheng)(sheng)(sheng)破裂。當折(zhe)流(liu)(liu)(liu)板(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)與(yu)換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)管(guan)均為(wei)鈦材時(shi)(shi)，有(you)摩(mo)擦(ca)和(he)粘連雙重(zhong)特(te)點(dian)，不(bu)僅要(yao)(yao)注(zhu)意倒(dao)角(jiao)(jiao)，而(er)且要(yao)(yao)注(zhu)意孔徑(jing)的大(da)小(xiao)，不(bu)能太小(xiao)。但也不(bu)是(shi)(shi)(shi)大(da)了就 好(hao)，因為(wei)太大(da)（如間(jian)隙0 .4mm）時(shi)(shi)會有(you)高速液(ye)流(liu)(liu)(liu)沖(chong)刷(shua)換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)管(guan)，使換(huan)(huan)(huan)熱(re)(re)管(guan)發生(sheng)(sheng)(sheng)沖(chong)刷(shua)腐蝕。

　　4、管板與換(huan)熱管的(de)連接

      可采(cai)用脹接(jie)、焊接(jie)和(he)(he)脹焊連接(jie)，根據操作壓(ya)力、溫度、介質性質和(he)(he)管板(ban)材(cai)料選定。對于全鈦、鈦復合鋼板(ban)和(he)(he)襯鈦管板(ban)，宜采(cai)用焊接(jie)或脹焊連接(jie)。

　 　換熱(re)管(guan)一(yi)般(ban)都(dou)選用(yong)的(de)(de)是(shi)(shi)工業純鈦(tai)如(ru)TA2、TA3 ，它的(de)(de)可焊性能好，換熱(re)管(guan)在訂(ding)貨時(shi)(shi)要求(qiu)是(shi)(shi)退火狀態供(gong)貨，并(bing)按照Ⅱ級換熱(re)器(qi)(qi)(qi)對換熱(re)管(guan)的(de)(de)要求(qiu)進(jin)(jin)行(xing)壓扁、擴口試驗(yan)，并(bing)進(jin)(jin)行(xing)水壓試驗(yan)，剔除不(bu)合(he)格的(de)(de)管(guan)子，然后才能 組裝。在選擇換熱(re)管(guan)時(shi)(shi)應根據換熱(re)面積的(de)(de)要求(qiu)既不(bu)能太小(xiao)(xiao)，也不(bu)能太大，一(yi)般(ban)在Ф20～Ф50mm之間，太小(xiao)(xiao)所用(yong)換熱(re)器(qi)(qi)(qi)直徑(jing)減(jian)小(xiao)(xiao)，制造加(jia)工困難，太大制造方(fang) 便，但耗(hao)費(fei)太多鈦(tai)材。（選換熱(re)管(guan)直徑(jing)時(shi)(shi)應充分考慮物料是(shi)(shi)否易結(jie)塊，不(bu)致于換熱(re)器(qi)(qi)(qi)工作時(shi)(shi)被(bei)堵塞）最常用(yong)的(de)(de)是(shi)(shi)Ф25×1 .

　　5mm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)換(huan)熱(re) 管(guan)(guan)(guan)(guan)。管(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)與(yu)(yu)換(huan)熱(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)連接(jie)(jie)對(dui)于鈦(tai)制(zhi)(zhi)換(huan)熱(re)器(qi)來說是(shi)要慎重(zhong)考慮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，因為換(huan)熱(re)器(qi)在(zai)(zai)運(yun)行中損壞，大多(duo)數都(dou)在(zai)(zai)換(huan)熱(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)與(yu)(yu)管(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)連接(jie)(jie)處。由(you)于工業純鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)及(ji)彈性(xing)模(mo)量有(you)(you)(you)隨溫 度(du)升(sheng)高(gao)(gao)而(er)降低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)趨勢，在(zai)(zai)常溫下(xia)(xia)有(you)(you)(you)蠕變傾向，使得管(guan)(guan)(guan)(guan)子(zi)(zi)與(yu)(yu)管(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脹(zhang)(zhang)接(jie)(jie)剩(sheng)余應(ying)力(li)松弛，降低連接(jie)(jie)可(ke)靠性(xing)，在(zai)(zai)某些(xie)介質中還會引起縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)，時間稍(shao)長(chang)就會破壞焊(han)(han)縫(feng)(feng) 而(er)發(fa)生(sheng)泄漏(lou)。由(you)于鈦(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)延伸率(lv)及(ji)對(dui)縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)敏感(gan)，所以管(guan)(guan)(guan)(guan)子(zi)(zi)與(yu)(yu)管(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)連接(jie)(jie)一般(ban)不(bu)(bu)采用脹(zhang)(zhang)接(jie)(jie)，只有(you)(you)(you)在(zai)(zai)壓(ya)(ya)力(li)和溫度(du)不(bu)(bu)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia)(xia)，換(huan)熱(re)管(guan)(guan)(guan)(guan)與(yu)(yu)管(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)連接(jie)(jie)可(ke)采用脹(zhang)(zhang)接(jie)(jie)法(fa)， 但(dan)在(zai)(zai)可(ke)能產(chan)生(sheng)縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境中不(bu)(bu)宜(yi)采用。大多(duo)數都(dou)采用強度(du)焊(han)(han)加(jia)消除間隙的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)貼脹(zhang)(zhang)，少數采用強度(du)脹(zhang)(zhang)加(jia)密封焊(han)(han)。鈦(tai)制(zhi)(zhi)換(huan)熱(re)器(qi)盡管(guan)(guan)(guan)(guan)大多(duo)數使用壓(ya)(ya)力(li)都(dou)不(bu)(bu)高(gao)(gao)，但(dan)有(you)(you)(you)時介質 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)組合也很復雜，如有(you)(you)(you)較(jiao)高(gao)(gao)溫度(du)和燃燒、爆炸(zha)及(ji)劇毒氣體等。這(zhe)時一定要選用焊(han)(han)接(jie)(jie)連接(jie)(jie)。根據我(wo)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)經驗(yan)，一般(ban)應(ying)將管(guan)(guan)(guan)(guan)子(zi)(zi)伸出管(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)度(du)比普通換(huan)熱(re)器(qi)長(chang)1mm ，這(zhe)樣(yang)做的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)由(you)于鈦(tai)制(zhi)(zhi)換(huan)熱(re)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)子(zi)(zi)是(shi)薄壁管(guan)(guan)(guan)(guan)，在(zai)(zai)與(yu)(yu)管(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)相焊(han)(han)時會產(chan)生(sheng)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)應(ying)力(li)，加(jia)之內壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用，在(zai)(zai)管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)會全(quan)部由(you)截面高(gao)(gao)度(du)為2～3mm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)承 擔，特別(bie)是(shi)對(dui)于進入氣流較(jiao)大沖刷(shua)管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況（管(guan)(guan)(guan)(guan)子(zi)(zi)與(yu)(yu)管(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)連接(jie)(jie)焊(han)(han)縫(feng)(feng)），施焊(han)(han)時產(chan)生(sheng)種種焊(han)(han)接(jie)(jie)缺陷是(shi)不(bu)(bu)可(ke)避免的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。