"СОСУДЫ И АППАРАТЫ СТАЛЬНЫЕ СВАРНЫЕ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ. ОСТ 26 291-94" (утв. Роскоммашем от 21.04.94 и Госгортехнадзором РФ от 28.04.94) (ред. от 15.05.96)
10. Специальные требования к кожухо-трубчатым теплообменным аппаратам
10.1. Конструкция теплообменных аппаратов
<9> Теплообменные аппараты далее по тексту - аппараты.
10.1.1. Типы и параметры аппаратов должны устанавливаться по ГОСТ 27601 или технической документации.
Изготавливаются аппараты следующих типов:
Н - с неподвижными трубными решетками;
К - с температурным компенсатором на кожухе;
П - с плавающей головкой;
У - с U-образными трубами.
10.1.2. Толщины стенок кожуха длиной до 6 м, распределительной камеры, обечайки и днища крышки должны быть не меньше значений, указанных в табл. 25.
Таблица 25
Минимальные толщины стенок обечаек и днищ
10.1.3. Толщины перегородок в распределительных камерах и крышках должны быть не меньше значений, указанных в табл. 26.
Таблица 26
Минимальные толщины перегородок в распределительных камерах и крышках
| Диаметр аппарата, мм | Толщина перегородок, мм |
| 325, 400, 426 | 5 |
| 500(530), 600(630) | 8 |
| 800, 1000 | 10 |
| 1200 и более | 12 |
В продольной перегородке распределительной камеры и крышки аппарата многоходового по трубному пространству следует выполнять дренажное отверстие диаметрам не менее 6 мм.
10.1.4. Толщина продольной перегородки трубного пучка должна быть не менее 5 мм. Толщины поперечных перегородок трубного пучка должны быть не меньше значений, указанных в табл. 27.
Таблица 27
Минимальные толщины поперечных перегородок трубного пучка
Примечание. Значения в скобках допускаются для аппаратов типов Н и К.
10.1.5. Диаметры поперечных перегородок трубного пучка должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 28.
Таблица 28
Диаметры поперечных перегородок трубного пучка
| Диаметры поперечных перегородок, мм | ||||||||
| при наружном диаметре аппарата, мм | при внутреннем диаметре аппарата, мм | |||||||
| до 825 | 426(630) | 400 | 600 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
| D- 2S-3<*> | 397 | 497 | 597 | 796 | 995 | 1195 | 1395 | |
<*> S - толщина стенки аппарата, мм; D - наружный диаметр аппарата, мм.
10.1.6. При отсутствии указаний в нормативно-технической документации расстояние между поперечными перегородками трубного пучка следует устанавливать в соответствии с результатами теплотехнического, гидравлического и прочностного расчетов с учетом следующих требований:
минимальное расстояние должно составлять 0,2 внутреннего диаметра кожуха, но не менее 50 мм;
максимальное расстояние для испарителей с паровым пространством независимо от их диаметра должно составлять 1200 мм, для остальных аппаратов должно соответствовать значениям, указанным в табл. 29.
Таблица 29
Максимальное расстояние между перегородками
10.1.7. Диаметры стяжек и их количество (при отсутствии противобайпасных полос) должны соответствовать значениям и количеству, указанным в табл. 30.
Таблица 30
Диаметры и количество стяжек
| Диаметр аппарата, мм | Диаметр стяжек, мм | Минимальное количество стяжек, шт. |
| До 325 | 12 | 4 |
| От 426 до 600(630) | 12 | 6 |
| От 800 до 1000 | 16(12) | 8(6) |
| От 1200 и более | 16 | 10 |
Примечания. 1. Значения в скобках допускаются для аппаратов типов Н и К.
2. Для аппаратов типа П допускаются стяжки диаметром 12 мм в количестве 8 шт.
10.1.8. Противобайпасные устройства могут изготавливаться в виде полос, ложных труб и др.
Рекомендуемые размеры и расположение противобайпасных устройств приведены на рис. 25.
Рис. 25. Противобайпасные устройства
Количество противобайпасных устройств рекомендуется принимать согласно табл. 31.
10.1.9. Проходное сечение в штуцерах распределительных камер не должно превышать проходное сечение по трубам одного хода.
10.1.10. В межтрубном пространстве аппарата под штуцером ввода продукта должен устанавливаться отбойник, если нет других указаний в технической документации.
Таблица 31
Рекомендуемое количество противобайпасных устройств
| Диаметр аппарата, мм | Количество противобайпасных устройств |
| До 325 | От 2 до 4 |
| От 400(426) до 800 | От 4 до 6 |
| От 1000 и более | От 6 до 8 |
10.1.11. Фланцы корпусов распределительных камер, крышек на Ру 1 МПа (10 кгс/см2) и более, а также фланцы аппаратов, одна или две полости которых работают при температуре 300°С и более, должны быть выполнены приварными встык.
Фланцы с гладкой уплотнительной поверхностью не допускаются.
10.1.12. Конструкция сборочной единицы крепления трубной решетки аппаратов типов Н и К должна соответствовать рис. 26, если нет других указаний в технической документации.
Рис. 26. Конструкция сборочной единицы крепления трубной решетки аппаратов типов Н и К.
Следует учитывать, что конструкция сборочной единицы крепления решетки допускается:
по рис. 26-а для решеток из листовой стали, при этом допускается применение двух подкладных колец;
по рис. 26-б для решеток из паковок, при этом поковки должны быть проконтролированы ультразвуком в объеме 100% и испытаны их механические свойства; размеры решеток должны соответствовать соотношениям: h примерно= 0,8-S_Р; h >=S_1, S_1>=S; R>=S_1 (где h - толщина фланца; SР - толщина решетки, S - толщина концевой обечайки, h_1 - высота отбортовки; S_1 - толщина отбортовки, R - радиус),
по рис. 26-в для решеток из листовой углеродистой стали, при этом решетка в месте присоединения к концевой обечайке "а длине А должна быть проконтролирована ультразвуком в объеме 100% (исправление дефектов не допускается) и наплавлена до сварки с обечайкой; сварной шов приварки решетки к обечайке должен иметь размеры: (A+B)>=2S и К>=0,7 x S (где А - длина, В - глубина, К - катет);
по рис. 26-г для решеток из листовой стали, при этом концевая обечайка должна быть толщиной S>=2S_2 и длиной l>=2 кв.корень (DS)+S_Р+2l_1 (где D - внутренний диаметр аппарата, l_1 - длина переходной части);
по рис. 26-д для решеток из листовой стали аустенитного класса, при этом концевая обечайка должна быть толщиной S >= 1,5 x S_2, но не менее 12 мм и длиной l >= кв.корень (D x S) + l_1; сварной шов приварки решетки к обечайке должен иметь размеры А >= 3 x S и K >= 0,8 x S; допускается применение двух подкладных колец.
Сварной шов приварки решетки к фланцу или концевой обечайке (кожуху) должен быть проконтролирован радиографическим или ультразвуковым методом по всей длине. При недоступности шва (отдельных его участков) для проверки ультразвуком или радиографией метод контроля должен быть выбран в соответствии с требованиями РД26-11-01.
10.1.13. Способ крепления труб к трубным решеткам должен соответствовать требованиям ОСТ 26-02-1015.
10.1.14. Расположение (шаг) труб в трубных решетках принимается: по вершинам равносторонних треугольников - для типов Н и К; по вершинам квадратов или равносторонних треугольников - для типов П и У.
Шаг отверстий для труб, мм:
21 - для труб диаметром 16,
26 - для труб диаметром 20,
32 - для труб диаметром 25,
48 - для труб диаметром 38,
70 - для труб диаметром 57.
10.1.15. Аппараты типов П и У, внутренний диаметр кожуха которых 800 мм и более, и испарители с асимметричным коническим переходом, внутренний диаметр горловины которого 900 мм и более, должны быть снабжены устройством, облегчающим монтаж - демонтаж трубного пучка.
В трубных решетках аппаратов типов П и У следует предусмотреть рым-болты для вытягивания трубного пучка, а на неподвижной трубной решетке этих аппаратов по наружной кольцевой поверхности должна быть выполнена проточка для крепления приспособлений к пучку при его извлечении из корпуса.
10.1.16. В вертикальном аппарате типа П должен быть предусмотрен дренаж жидкости из труб и межтрубного пространства.
10.1.17. У трубчатки вертикального аппарата с трубной (решеткой, привариваемой непосредственно к кожуху, спуск воздуха и дренаж должны производиться через отверстия диаметром не менее 10 мм в трубной решетке.
10.1.18. Трубные пучки из U-образных труб вертикальных аппаратов рекомендуется располагать трубной решеткой вниз.
10.1.19. Высота крышки плавающей головки аппарата одноходового по трубам должна быть не менее 1/3 внутреннего диаметра штуцера на крышке.
Высота крышки плавающей головки аппарата двухходового по трубам должна быть такой, чтобы площадь ее центрального сечения превышала площадь проходного сечения труб одного хода в 1,3 или более раз.
10.2. Допустимые отклонения размеров аппаратов, сборочных единиц и деталей10.2.1. Предельные отклонения габаритных и присоединительных размеров аппаратов и их сборочных единиц от номинальных должны соответствовать приведенным на рис. 27, при этом К=5 мм, если длина труб не более 3000 мм, и К=10 мм, если длина труб более 3000 мм.
Неперпендикулярность М торца фланца штуцера относительно оси штуцера не должна превышать значений, указанных в табл. 32.
Рис. 27. Предельные отклонения габаритных и присоединительных размеров
10.2.2. Предельное отклонение внутреннего диаметра кожуха теплообменников, холодильников и испарителей с жидкостным теплоносителем (подаваемым в межтрубное пространство) должно соответствовать Н14 по ГОСТ 25347.
Таблица 32
Неперпендикулярность торца фланца штуцера
| Условный диаметр штуцера, мм | Неперпендикулярность, М, мм |
| От 80 до 100 | 2 |
| От 150 до 300 | 3 |
| От 350 до 800 | 5 |
Предельное отклонение внутреннего диаметра кожуха аппаратов типов Н и К с толщиной кожуха меньше, чем указано для аппаратов типов П и У в табл. 25, должно соответствовать Н14 по ГОСТ 25347 и определяться путем измерения длины окружности по наружной поверхности корпуса.
Предельное отклонение внутреннего диаметра аппарата с кожухом из двухслойной стали или изготовленного вгорячую устанавливается по согласованию со специализированной научно-исследовательской организацией.
Предельное отклонение внутреннего диаметра корпуса конденсаторов и испарителей с паровым теплоносителем (пары поступают в межтрубное пространство), а также испарителей с паровым пространством должно соответствовать Н16 по ГОСТ 25347.
10.2.3. Предельное отклонение наружного диаметра поперечных перегородок должно соответствовать h13 по ГОСТ 25347.
10.2.4. Максимально допускаемая разность между внутренним диаметром кожуха и наружным диаметром перегородок должна соответствовать величине, рассчитанной с учетом предельных отклонений, указанных в пп. 10.2.2 и 10.2.3.
Для аппаратов типов Н и К, диаметр корпуса которых более 1400 мм, допускается зазор между перегородками и корпусом не более 10 мм.
10.2.5. Для конструкции плавающей головки согласно рис. 28 допуски на высоту h накладки, наружный диаметр подвижной трубной решетки D_3, внутренний диаметр полукольца D_3, диаметр выточки полукольца (D_3+2 мм), на расстояние между фланцем и полукольцом, на угол должны соответствовать размерам, указанным на этом рисунке.
Рис. 28. Отклонения размеров деталей плавающей головки
Примечания.
1. Отклонение внутреннего диаметра полукольца - Н11 по ГОСТ 25347 должно быть обеспечено для обработанного кольца до разрезки на два полукольца.
2. Каждая накладка I (2 шт.) согласно рис. 28 должна крепиться четырьмя шпильками для аппаратов диаметром 400 мм и более и двумя шпильками для аппаратов диаметром 325 мм и 426 мм.
10.2.6. Предельное отклонение диаметров D_1 и D_2 трубной решетки (рис. 29) должно соответствовать h13 по ГОСТ 25347.
Рис. 29. Узлы соединения решеток и фланцев
10.2.7. Отклонение от перпендикулярности торцовой поверхности трубы к образующей ее цилиндрической (поверхности теплообменной не должно превышать 1 мм.
10.2.8. Предельное отклонение диаметра отверстий в поперечной перегородке под трубы должно соответствовать Н12 по ГОСТ 25347.
10.2.9. Несовпадение плоскостей под прокладку у перегородки и фланца распределительной камеры, а также несовпадение плоскости в выточке трубной решетки относительно кольцевой привалочной поверхности под прокладку не должны превышать:
0,3 мм для аппаратов диаметром до 1200 мм;
0,4 мм для аппаратов диаметром от 1200 до 1400 мм;
0,5 мм для аппаратов диаметром от 1400 мм и более.
Отклонение от плоскостности поверхностей, между которыми размещается прокладка, не должно превышать ±0,8 мм. При этом отклонение от плоскостности каждой отдельной кольцевой уплотнительной поверхности не должно превышать ±0,8 мм.
Предельные отклонения толщин S_п' и S_п перегородки, ширины S_в выточки трубной решетки и расположения выточки должны соответствовать указанным на рис. 30.
10.2.10. Допуск на расстояние (шаг) между центрами двух соседних отверстий в трубных решетках и перегородках составляет ±0,5 мм, а допуск на любую сумму шагов - ±1,0 мм.
Рис. 30. Узел соединения перегородки с решеткой
10.3. Требования к поверхности10.3.1. Внутренняя поверхность кожуха и штуцеров до сборки должна быть очищена от отслаивающейся окалины и грязи.
10.3.2. Сварные швы корпуса должны быть зачищены заподлицо с его внутренней поверхностью.
В аппаратах типов Н и К допускается не производить зачистку заподлицо швов, если швы не затрудняют сборку.
Допускается усиление обработанных швов корпусов на величину не более:
0,5 мм для монометаллических сосудов;
1,5 мм для двухслойных сосудов с учетом требований п. 3.3.1, в.
10.3.3. Технология приварки штуцеров к кожуху должна обеспечивать беспрепятственный монтаж (демонтаж) трубного пучка.
10.3.4. Трубные решетки должны иметь уплотнительные поверхности под прокладки без поперечных рисок, забоин, пор и раковин.
Шероховатость поверхностей под прокладку должна соответствовать требованиям ГОСТ 28759.2 = ГОСТ 28759.4.
10.3.5. Шероховатость поверхностей отверстий под трубы в трубных решетках должна соответствовать требованиям ОСТ 26-02-1015.
10.3.6. Наружная поверхность концов прямых теплообменных труб, за исключением труб из коррозионно-стойких сталей и цветных металлов (сплавов), должна быть зачищена до чистого металла на длине, равной удвоенной толщине трубной решетки плюс 20 мм, а наружная поверхность концов U-образных труб - на длине, равной толщине решетки плюс 20 мм.
Концы теплообменных труб перед закреплением их в трубных решетках не должны иметь по внутреннему диаметру заусенцев, наплывов и грата.
10.4. Трубчатка и трубный пучок10.4.1. Крышки плавающей головки после сварки и исправления дефектов сварки подлежат термической обработке независимо от материалов и размеров деталей крышек независимо от материалов, кроме сталей аустенитного класса, с учетом требований п. 3.12.4, и размеров деталей.
10.4.2. Допускается изготовление трубных решеток сварными из частей, если размеры листовой стали или поковок, предусмотренные соответствующими стандартами или техническими условиями, не позволяют изготовить трубную решетку без сварных швов. При этом решетки диаметром до 1600 мм могут изготавливаться не более чем из трех частей, а диаметром свыше 1600 мм - не более чем из четырех частей. Вставки допускаются не менее 400 мм.
Расположение сварных швов определяется проектом. Пересечение сварных швов не допускается.
При изготовлении трубных решеток сварными следует соблюдать требования подразд. 3.12 и разд. 5.
Допускается на сварных швах решеток располагать отверстия при условии контроля качества сварных швов радиографическим или ультразвуковым методом.
10.4.3. Плакирование трубных решеток должно производиться по технологии предприятия-изготовителя.
Отслоения наплавленной поверхности от основного металла решетки и раковины глубиной более 1 мм или общей площадью более 5% от наплавленной поверхности не допускаются.
Толщина наплавленной поверхности из латуни должна быть не менее 10 мм.
10.4.4. Острые кромки отверстий в трубных решетках и перегородках должны быть притуплены фаской размером от 0,5 до 3 мм.
10.4.5. Прямые трубы не должны иметь поперечных швов.
10.4.6. U-образные трубы должны изготавливаться без поперечных сварных швов.
Допускается изготавливать U-образные трубы с поперечными швами при соблюдении следующих требований:
швы должны располагаться на расстоянии от начала гиба не менее наружного диаметра трубы;
швы должны быть проконтролированы радиографическим методом в объеме 100% с последующим гидравлическим испытанием каждой трубы перед набивкой трубного пучка пробным давлением не менее 10 МПа (100 кгс/см2).
После приварки колен должен быть обеспечен свободный проход внутри трубы, что проверяется пропуском через каждую трубу контрольного шара диаметром, равным 0,8 внутреннего диаметра трубы.
10.4.7. U-образные трубы (колена) из стали типа 15Х5М, имеющие радиус гиба менее пяти наружных диаметров трубы, должны быть подвергнуты термической обработке.
10.4.8. Поперечные перегородки в трубном пучке должны устанавливаться с помощью распорных трубок, стяжек и гаек к ним.
Не допускается приварка перегородок к трубам трубного пучка.
10.4.9. Острые кромки цилиндрической поверхности перегородок трубных пучков должны быть притуплены фаской от 1 до 2 мм.
10.5. Требования к сборке10.5.1. При сборке аппарата трубный пучок должен беспрепятственно входить в кожух.
10.5.2. Не допускается отслаивание металла на внутренней поверхности трубы после развальцовки.
10.5.3. Аргонодуговая сварка стыков труб из сталей марок 15Х5М, Х8, Х5, Х9М и приварка их к трубным решеткам аустенитными сварочными материалами допускаются по согласованию со специализированной научно-исследовательской организацией.
10.5.4. На предприятии-изготовителе допускается заглушать количество труб, не превышающее указанное в табл. 33.
Таблица 33
Максимальное количество заглушаемых труб
| Диаметр аппарата, мм | До 426 | 500(530) 600(630) | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 2000 | 3000 | 4000 |
| Количество труб, шт. | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 18 | 20 |
Порядок гидравлического испытания
10.6.1. Порядок гидравлического испытания на прочность и герметичность аппаратов типов Н, П, У и К должен отвечать указанному в табл. 34.
Примечание. Разрешается проводить гидравлическое испытание по технологии завода-изготовителя, не ухудшающей качество.
10.6.2. Если расчетное давление кожуха меньше расчетного давления для распределительных камер, испытание на герметичность крепления труб в трубной решетке может проводиться воздухом, керосином, галоидами, гелием, хладоном или аммиаком.
10.6.3. Если толщина трубных решеток рассчитана на перепад давления между трубным и межтрубным пространствами, условия гидравлического испытания и испытания на герметичность крепления труб в трубных решетках должны указываться в проекте в соответствии с требованиями ОСТ 26-11-14.