热交换器密封技术与失效影响因素
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作者陈孙艺
出版社化学工业出版社
ISBN9787122390806
出版时间2022-06
装帧平装
开本16开
定价98元
货号1202673288
上书时间2024-06-02
商品详情
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作者简介
陈孙艺，工学博士，教授级高级工程师，享受国务院政府特殊津贴专家，中国化工学会专业会员，中国机械工程学会压力容器分会理事，广东省压力容器学会常务理事，全国锅炉压力容器标准化技术委员会专家、固定式压力容器分技术委员会委员，压力容器规则设计和分析设计审批员，广东石油化工学院、茂名职业技术学院客座教授，《压力容器》《石油化工设备技术》编委，出版专著3部。
目录
第1篇 热交换器主体密封的失效及基本影响因素
第1章 管壳式热交换器的密封失效现象3
1.1 管程外漏或壳程外漏3
1.1.1 设备法兰与管板之间的外漏3
1.1.2 管箱端盖处的外漏5
1.1.3 螺塞的外漏6
1.2 垫片相关问题6
1.2.1 垫片及紧固件质量问题6
1.2.2 垫片安装问题8
1.2.3 垫片选材问题11
1.2.4 运行载荷对垫片的损伤12
参考文献12
第2章 环形平垫的安全系数及其许用压力13
2.1 垫片密封效果的影响因素14
2.1.1 载荷因素14
2.1.2 结构因素15
2.1.3 垫片自身特性因素16
2.1.4 科研因素17
2.2 垫片的组合特性18
2.3 垫片密封安全系数19
2.3.1 垫片紧密度及垫片强度安全系数20
2.3.2 垫片综合安全裕度21
2.3.3 垫片密封安全系数的应用22
参考文献23
第3章 环形平垫的几何尺寸26
3.1 垫片初始宽度设计27
3.2 垫片的理论宽度与实际宽度29
3.2.1 垫片宽度相关概念29
3.2.2 垫片主要宽度概念的关系31
3.3 垫片宽度的影响因素及对策33
3.3.1 人为因素的不确定性对垫片宽度的影响34
3.3.2 结构因素对垫片宽度的影响34
3.3.3 系统因素对垫片宽度的影响35
3.3.4 质量因素对垫片宽度的影响36
3.3.5 隔板因素对垫片宽度的影响37
3.3.6 垫片有效密封宽度修正38
3.4 垫片设计技术对策41
3.4.1 垫片宽度对策41
3.4.2 垫片直径对策42
3.4.3 垫片厚度对策43
3.4.4 垫片结构改良44
3.5 垫片制造技术条件47
参考文献47
第2篇 热交换器主体密封失效的技术因素
第4章 热交换器的外密封51
4.1 热交换器设备法兰密封51
4.1.1 螺柱法兰连接密封失效的设计因素及对策52
4.1.2 螺柱法兰连接密封失效的动态干扰因素及对策63
4.1.3 螺柱法兰连接密封失效的结构因素及对策70
4.1.4 螺柱法兰连接密封失效的制造偏差因素79
4.2 管板周边的密封80
4.2.1 管接头焊接的影响80
4.2.2 管板与壳程筒体焊接的影响80
4.2.3 U形壳热交换器管板的密封85
4.2.4 管板密封面质量检测86
4.2.5 管束反向设计制造的偏差87
4.3 热交换器人孔密封92
4.3.1 制造工艺人孔的焊接密封92
4.3.2 检测维修人孔的螺栓强制密封93
4.3.3 高压蒸汽的反向内压自紧密封93
4.4 热交换器接管密封94
4.4.1 螺柱法兰强制密封95
4.4.2 焊接密封96
4.4.3 螺纹连接96
4.4.4 叠装热交换器的开口连接97
4.4.5 填料函密封98
4.4.6 耐压试验卡板密封98
参考文献100
第5章 设计制造工序的质量技术103
5.1 设计质量技术经验点滴103
5.1.1 高压热交换器密封结构的螺柱载荷104
5.1.2 浮头管箱端支持板的形位要求104
5.1.3 管板径向延伸与管箱法兰配对时的厚（刚）度差要求105
5.1.4 分段式循环气冷却器设计的热膨胀分析106
5.1.5 固定端鞍座位置的调整107
5.2 结构材料对环形垫压紧力的影响108
5.2.1 管箱局部结构对密封的影响108
5.2.2 紧固件对环形垫压紧力的影响109
5.3 制造质量技术经验点滴110
5.3.1 某制氢装置蒸汽发生器的关键制造技术110
5.3.2 大型热交换器壳体制造过程的刚度要求110
5.3.3 热交换器制造中膨胀节的维护112
5.3.4 各种加工变形的防治对策113
5.3.5 垫片的各种损伤及防治对策113
5.4 螺塞密封问题114
参考文献115
第3篇 热交换器新型密封垫的质量检验及结构功能因素
第6章 密封垫质量技术对密封的影响119
6.1 复合石墨波齿金属垫的质量状况119
6.1.1 产品结构及其标准119
6.1.2 垫片性能分析122
6.1.3 垫片应用验证123
6.1.4 材料的工况适应性125
6.1.5 结构的影响126
6.1.6 技术对策127
6.2 复合石墨波齿金属垫质量保证技术对策128
6.2.1 质量管理问题分析128
6.2.2 垫片骨架结构检测130
6.2.3 垫片骨架机械性能检测132
6.2.4 垫片复合层检测132
6.2.5 设计技术对策133
6.2.6 制造关键工艺134
6.2.7 采购技术对策135
参考文献135
第7章 双层金属垫的密封功能分析137
7.1 双层金属垫的结构及功能137
7.2 双层金属垫自紧密封作用的内压下限分析140
7.2.1 双层金属垫片密封压紧力分析140
7.2.2 垫片间隙获得内压作用的计算式142
7.2.3 双层金属垫自紧作用的可行性144
7.2.4 双层金属垫自紧作用的影响因素146
7.2.5 双层金属垫内压自紧密封的适用下限147
7.3 双层金属垫自紧密封作用的内压上限分析148
7.3.1 结构尺寸对双层金属垫自紧性密封的影响148
7.3.2 内压作用下双层金属垫的密封行为力学分析149
7.3.3 垫片金属环张开自紧的计算压力152
7.3.4 计算压力存在张开自紧有效值的物理意义156
7.3.5 垫片金属环自紧密封的计算压力156
7.3.6 双层金属垫内压自紧密封的结论159
7.3.7 面向工程的应用研究160
7.3.8 面向工程的理论研究162
7.4 双层金属垫自紧密封的图解分析163
7.4.1 内压作用下无组焊双层金属垫的力学行为164
7.4.2 内压作用下双层金属垫的力学行为分类164
7.4.3 双层金属垫自紧性的图解分析166
7.5 其他因素对双层金属垫密封行为的影响171
7.5.1 高温下垫片的等效回弹量171
7.5.2 问题讨论及有待研究的专题172
参考文献175
第8章 金属隔膜密封垫片176
8.1 金属隔膜密封的结构及其适用性176
8.1.1 球面隔膜的结构特点177
8.1.2 球面隔膜的优缺点177
8.1.3 工况上适于高参数动态密封结构179
8.1.4 结构上普遍适用于各种开口密封180
8.1.5 隔膜密封结构的经济性分析185
8.2 高压作用下热交换器管箱球面隔膜密封结构设计分析188
8.2.1 隔膜的受力变形及其设计关键188
8.2.2 敞口管箱密封端口径向位移的求解189
8.2.3 球面隔膜弹性补偿结构设计193
8.2.4 结构功能设计的基本技术路线198
8.3 高温作用下热交换器管箱球面隔膜密封结构设计分析199
8.3.1 高温对管箱隔膜密封的影响199
8.3.2 高温高压组合载荷作用下的径向补偿量分析202
8.3.3 结构功能设计的完善技术路线205
8.4 热交换器管箱球面隔膜密封焊缝受力分析206
8.4.1 高压作用下球面隔膜密封焊缝的受力分析207
8.4.2 高温作用下球面隔膜密封焊缝的受力分析210
8.4.3 平面隔膜密封变形分析210
8.4.4 基本结论和技术要求211
8.5 管箱密封金属隔膜的应力分析212
8.5.1 圆平板隔膜的应力分析213
8.5.2 球面隔膜的应力分析215
8.5.3 球面隔膜的总应力及主要结论219
8.6 球面隔膜密封式热交换器管箱中隔板的设计220
8.6.1 小直径管箱隔板221
8.6.2 大直径管箱隔板225
8.7 热交换器管箱球面隔膜密封关键结构的制造技术227
8.7.1 球面隔膜设计227
8.7.2 管箱端部设计229
8.7.3 密封紧固件设计230
8.7.4 管箱端盖设计231
8.7.5 组装技术232
8.7.6 焊接设计233
8.7.7 检修时的焊缝去除及坡口加工234
参考文献235
第9章 热交换器的径向密封238
9.1 双锥密封238
9.2 径向受载密封239
9.3 金属环垫密封240
9.4 O形环轴径双向密封241
9.5 C形环双径向密封242
9.6 异形环密封243
9.7 填料函密封245
9.8 隔膜焊接密封246
参考文献246
第4篇 热交换器密封的工程技术管理因素
第10章 热交换器密封的技术基础与工程管理248
10.1 设备结构的适应性248
10.2 密封技术管理251
10.3 工程及质量管理254
10.4 沟通协调管理255
10.5 技术专题研究256
参考文献260
第11章 换热工况参数的优化设计262
11.1 容器和机械专业常用软件262
11.2 工艺设计计算类型及基本方法263
11.3 工艺计算智能化的智能问题265
11.4 工艺计算智能化的工艺问题268
11.5 工艺计算智能化的发展270
11.6 换热工艺设计智能软件技术271
11.6.1 国际通用工艺设计计算软件271
11.6.2 国内通用工艺设计计算软件274
11.7 工艺和多功能软件275
11.8 设备工艺计算276
11.9 设备成本计算278
11.10 多因素综合设计分析278
11.11 值得关注的新课题280
参考文献281
第12章 热交换器的组装和维护对密封的影响283
12.1 热交换器组装技术283
12.1.1 安装载荷因素283
12.1.2 安装对中因素288
12.1.3 密封系统的上紧操作289
12.2 热交换器的维护293
参考文献296
内容摘要
《热交换器密封技术与失效影响因素》研究了管壳式热交换器主体密封的失效及泄漏问题，综述了与管壳式热交换器主体密封相关的质量技术，特别是按常规设计的密封失效影响因素及技术对策。本书从密封失效的表现及基本影响因素、密封失效的技术因素、新型垫片的结构功能因素、工程建设及设备管理因素四个方面对相关技术问题进行归类，展开讨论了金属平垫片综合安全系数、平垫的几何尺寸、设备法兰及接管连接外密封、设计制造工序的质量技术、垫片结构质量关联的密封、换热工况参数的优化设计、热交换器的组装和维修对密封的影响等问题，结合实例和插图加以说明，拓展读者对上述密封问题的了解，加深读者对密封技术的认识，为解决工程中的密封问题提供指引。
本书可作为能源、石油化工、煤化工、化工等领域承压设备工程技术人员进行继续工程教育及从事热交换器（换热器）、承压设备密封研究、失效分析、改进设计、制造质量保证和检修维护等工程实践的参考书，也可适用于相关专业研究生教学。
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