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管殼式換熱器中管板強度設計

管板是管殼式換熱器重要的受力元件之一，管板的設計合理與否直接關(guān)系到換熱器的制造成本的高低及綜合性能的優(yōu)劣。管板的強度計算作為管板設計的關(guān)鍵一環(huán)，一直是許多國家相關(guān)部門的研究重點，管板強度的計算方法也在不斷地發(fā)展和完善。

1975年以來，美國的ASME VIII-I嘗試給出適合各種管板類型的設計規(guī)范，在1983年板中給出U形管式換熱器的簡支和整體結(jié)構(gòu)的管板計算方法，在1992年版中又加入了固定式換熱器管板計算方法。法國壓力容器規(guī)范CODAP于1986年出版的非規(guī)定附錄里，給出了包括U形管式、浮頭式、固定式換熱器的管板計算方法。

多年來，主要工業(yè)國家都已有自己的管板設計計算公式或規(guī)定，如英國的BS 5500標準、美國的TEMA、日本工業(yè)標準JIS、捷克壓力容器計算準則、管板計算公式及TEMA修正計算公式、前蘇聯(lián)的鍋爐監(jiān)察手冊及聯(lián)邦德國的AD規(guī)范等。

隨著歐洲統(tǒng)一市場的建立和歐元的?**用，為促進承壓設備在歐盟成員國內(nèi)的自由貿(mào)易，2016年3月歐盟成員國正式表決通過了修改后的表尊EN13445，并于同年5月30日頒布了該標準第一版，并且要求，所有與此相抵觸的歐盟成員國同類國家標準遲于2016年11月廢棄。

EN13445適用于設計壓力大于0.05MPa、材料為鐵素體或奧氏體鋼的非直接接觸火焰壓力容器，設計溫度低于以鋼材蠕變控制其許用應力強度的相應溫度，但不適用于如移動式壓力容器、失效后導致輻射影響的核設施上的壓力容器、能產(chǎn)生110度以上過熱水蒸汽的壓力容器等承壓設備。

對于管板的設計、EN13445中提出了兩種方法，一種是傳統(tǒng)方法，考慮內(nèi)外壓、幾何尺寸等因素嚴格計算各種載荷狀態(tài)引起的管板應力，并嚴格校核；另一種是極限分析方法，通過管板的極限分析，確定許用應力載荷。