QB/T 2068-1994 轻工用固定管板式蒸发器管板设计计算规定

标准中涉及的相关检测项目

检测项目：

• 材料强度检测
• 管板厚度测量
• 耐压检测
• 腐蚀性检测
• 焊接质量检测
• 漏水测试

检测方法：

• 使用拉力试验机进行材料强度测试
• 采用超声波测厚仪进行厚度测量
• 压差计进行耐压测试
• 盐雾试验进行腐蚀性测试
• 采用X射线或超声波进行焊接质量检测
• 使用水压试验机进行漏水测试

涉及产品：

• 轻工业用的各种蒸发器设备
• 食品加工设备中的蒸发器
• 化工行业使用的蒸发器
• 制药工业中的蒸发器

这些检测项目和方法确保了固定管板式蒸发器的安全性能和使用寿命。具体的检测细节和标准操作程序则需要参考标准文件的各章节详细规定。

QB/T 2068-1994 轻工用固定管板式蒸发器管板设计计算规定的基本信息

标准名：轻工用固定管板式蒸发器管板设计计算规定

标准号：QB/T 2068-1994

标准类别：轻工行业标准(QB)

发布日期：1995-01-05

实施日期：1995-08-01

标准状态：现行

QB/T 2068-1994 轻工用固定管板式蒸发器管板设计计算规定的简介

本标准规定了轻工用固定管板式蒸发器管板(包含兼作或不兼作法兰两种)设计的基本要求和计算公式。本标准适用于同时满足下列条件的制糖、制盐、饮料及制浆造纸等轻工行业用的固定管板式蒸发器。QB/T2068-1994轻工用固定管板式蒸发器管板设计计算规定QB/T2068-1994

QB/T 2068-1994 轻工用固定管板式蒸发器管板设计计算规定的部分内容

中华人民共和国轻工行业标准

轻工用固定管板式蒸发器

管板设计计算规定

主题内容与适用范围

QB/T 2068—1994

本标准规定了轻工用固定管板式蒸发器管板（包含兼作或不兼作法兰两种）设计的基本要求和计算公式。

本标准适用于同时满足下列条件的制糖、制盐、饮料及制浆造纸等轻工行业用的固定管板式蒸发器。

a.公称直径Dn≤6400mm；

b.公称压力　pn≤0.8MPa；

c.公称直径（mm）和公称压力（MPa）的乘积不大于3200MPa·mm，d.工作介质特性为非易燃易爆，无毒，或轻度危害。本标准适用于下列四种结构形式的固定管板。a，不开降液孔的管板；

b．管板中央开个降液孔的管板；c.管板中央开个降液孔，周围均匀开一圈降液孔（一般不超过6个），d．管板中央开一个降液孔，周围均勾开两圈降液孔（一般每圈降液孔不超过6个）。此外，D/D≤0.40,Rn/R=0.5±0.1,R2/R=0.6±0.1。本标准不适用于带膨胀节或多管程的蒸发器管板设计。2引用标准

GB150钢制压力容器

GB/T1529

拉制黄铜管

GB/T 1591

GB/T 2270

GB/T 3274

GB/T6479

GB/T 8163

GB/T 9948

低合金结构钢

不锈钢无缝钢管

碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带化肥设备用高压无缝钢管

输送流体用无缝钢管

石油裂化用无缝钢管

GB/T 12771

流体输送用不锈钢焊接钢管

QB/T2072.3

轻工行业换热器用奥氏体不锈钢焊接钢管3材料

3.1钢管及有关材料的选用原则，钢材标准及热处理状态按GB150第2章“材料”的规定及GB150附录 A选用。

3.2管板

中国轻工总会1995-01-05批准

1995-08-01实施

QB/T 2068--1994

3.2.1管板采用钢板时，应按GB150第2章2.2条的规定选用3.2.2凡符合GB/T3274规定的16Mn钢板，应按GB/T1591复验化学成分和力学性能，经证实合格后才可用作管板。

3.3加热管

加热管按下列标准选用。

输送流体用无缝钢管；

a.GB/T 8163

b.GB/T1529拉制黄铜管；

c. GB/T 9948

石油裂化用无缝钢管；

d.GB/T2270不锈钢无缝钢管；

e.GB/T6479化肥设备用高压无缝钢管；f.GB/T12771

流体输送用不锈钢焊接钢管；

g.QB/T2072.3轻工行业换热器用奥氏体不锈钢焊接钢管。4设计所用主要参数的定义

4.1压力

除注明者外，压力系指表压力。4.2最大工作压力

在正常操作情况下，管、壳程顶部可能出现的最高压力。4.3设计压力

在相应的设计温度下，用以确定管板及其他元件厚度的压力。该压力值不得低于最大工作压力。同时受管、壳程压力作用的元件，仅在能保证管、壳程同时升、降压时，才可按压力差设计。用压力差设计时，还应考虑在压力试验过程中可能出现的最大压力差。否则，应分别按管、壳程最大工作压力确定设计压力，并应考虑最苛刻的管、壳程压力组合。4.4温度

4.4.1金属温度

受压元件沿截面厚度的平均温度。在任何情况下，元件金属的表面温度不得超过材料的允许使用温度。

4.4.2设计温度

设计温度应按管、壳程的具体工况分别确定，其值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度。4.5厚度

4.5.1厚度附加量C按式(1)确定。C= Cr +C2

钢板或钢管的厚度负偏差，按相应钢板或钢管标准选取，mm，当钢材的厚度负偏差不大于式中:C——

0.25mm，且不超过名义厚度6%时，可取Ci=0；Cz——腐蚀裕量,mm。

4.5.2计算厚度

由公式计算得到的厚度，不包括厚度附加量。4.5.3设计厚度

计算厚度与腐蚀裕量之和。

4.5.4名义厚度

设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度，即图样上注明的厚度。4.5.5有效厚度

名义厚度减去厚度附加量。

5基本要求

5.1最小厚度1)

QB/T2068-1994

管板与加热管采用胀接时，管板的最小厚度min（不包括腐蚀裕量），按表1确定。注：1)管板与加热管采用强度焊焊接时，不受表1限制。表1

加热管外径d

加热管中心距

32～34

加热管中心距般不小于1.25倍的加热管外径。5.3许用应力

钢材在不同温度下的许用应力应按GB150第2章选取。5.4焊缝系数

100102

拼接管板的焊缝应采用双面对接焊，并进行100%射线探伤，I级为合格，焊缝系数可取1。5.5许用拉脱力

按表2确定。

换热管与管板连接结构型式

5.6设计条件的危险组合

管端不边，管孔不开槽

管端卷边或管孔开槽

如果不能保证壳程压力p。和管程压力力在任何情况下都能同时作用时，则不允许以壳程压力和管程压力的压力差进行管板设计。如p。和pt之一为负压时，应考虑压力的危险组合。在进行管板设计时，应根据设计条件考虑下列各种情况的组合：a，只有壳程设计压力p。，而管程设计压力pt=0,不计膨胀变形差；b.只有壳程设计压力p。，而管程设计压力p=0，同时计人膨胀变形差，c.只有管程设计压力pt，而壳程设计压力p.一0不计膨胀变形差；d．只有管程设计压力pt，而壳程设计压力p.=0,同时计人膨胀变形差，e.壳程设计压力p：为正，而管程设计压力pt为负，不计膨胀变形差，f.壳程设计压力p。为正，而管程设计压力力为负，同时计人胀变形差；g，壳程设计压力p为负，而管程设计压力p为正，不计膨胀变形差h、壳程设计压力力。为负，而管程设计压力p.为正，同时计入膨胀变形差。6管板的设计计算

6.1符号说明

Ak—-—降液管横截面金属面积，Ak=元(Dk—t)tk，mm2；As—加热体壳体横截面金属面积，A。=元(D,+t)t。,mm；A.加热管横截面金属面积,A,=π(dt)t,mm\；A,-—布管区总面积,A\=元(D—ND)/4,mm\；Az—布管区管板钻孔后金属总面积，Az=A一元nd/4,mm；177

QB/T 2068-—1994

A：—--布管区管板装管后金属总面积，A：=A一元nd? /4，mm2，C—一管板厚度附加量，mm；

d-加热管外径,mm；

d.一加热管内径，mm;

一加热体壳体中径，计算中可用D，代替，mm；当量布管区直径，D一2（ro十d./4），mm；加热体壳体内径，mm；

降液管外径，mm；

法兰外径，mm；

管板抗弯刚度，D”

自然底数；

12(1-*2)

降液管相对刚度，e=NEA/（nE,A,+NEA）；管束相对刚度，e,=nE,A./(nE,A,+NEA);管板材料弹性模量，MPa；

削弱后管板材料弹性模量,MPa；Ek-降液管材料弹性模量，MPa;

-加热体壳体材料弹性模量，MPa；E,-—-加热管材料弹性模量,MPa，F-

管板形状的综合影响系数；

Fi.F.管板形状的不同局部影响系数；—管子加强系数，即管束对管板的相对刚度,K=√K/D\R；K

K，每根半长管子的轴向刚度,K,2E.At/L,N/mm；K----管板单位面积上的管束支撑刚度，K4nK,/元（D一ND）,N/mm；L

-加热管有效长度（由两管板内侧量起），mm；加热管管数；

N-降液管管数；

-加热体壳程设计压力，MPa；

一加热体管程设计压力，MPa；

管板承受的总有效压力载荷，MPa；q管板不兼法兰时的当量压力载荷，qi=p+q+qMPa，qp

由管、壳程压力引起的有效压力载荷，MPa；一由温度引起的有效压力载荷,MPa；由泊桑效应引起的有效压力载荷,MPa；最外侧管孔中心至管板中心距离，mm；加热体壳体平均半径，R一D/2，mm；R。

一当量布管区半径，R.一D./2,mm；R

加热体壳体内半径，R;一D/2,mm；R降液管外半径,RkD/2,mm；

内圈降液孔圆心半径，mm；

Rr2外图降液孔圆心半径，mm；

加热管壁厚，mm；

一降液管壁摩，mm，

t.加热体壳体壁厚,mm,

-管板计算厚度选代值mm;

a—一管板设计厚度，mm，

QB/T 2068-1994

amin管板最小厚度（不含腐蚀裕量），mm,0.-管板名义厚度，mm;

8一管板计算厚度初始值，mm；

A炎-——降液管由泊桑效应引起的轴问伸长量，Ak=kLLD,-D2>/2E，mmAs

一加热壳体由泊案效应引起的轴向伸长量，As=-wsLp.D/2E.tmm一加热管由泊柔效应引起的轴向伸长量，AtmuL(pd一Pd)/2Etmm;At

布管区钻孔后面积比，—A2/A；一布管区装管后面积比，一A:/A-依次为降液管、加热体壳体和加热管的热膨胀系数，1/C；ay r as ,a,

管板泊桑比；

\——削弱后管板泊案比，

Wh +Ws,Wt

一依次为降液管、加热体壳体和加热管的泊柔比；6制造环境温度，℃，

，.，6-依次为降液管、加热体壳体和加热管的沿长度平均金度，C；—孔桥效率，双（p—d)/o

p--加热管中心距，mm；

4——管板强度削弱系数；

g选代误差，取≤1mm为合格；

a.加热管轴向应力，MPa

op—加热管拉脱力，MPa；

o]——设计溢度下管板材料许用应力，MPa；[a—设计温度下加热管材料许用应力，MPaCo]p—加热管许用拉脱力，MPa

L*—-管板当量应力许用值，不考温差影时取1.5La了,考患时取3LJ,MPa；tp管板布管区周边剪应力，MPa。6.2计算公式及步骤

a。确定加热体壳体、加热管、降液管等元件结构尺寸及管板布管方式。b。按附录 A(补充件)计算 R,R/R,R/R,t/D,AAtAi,A2A:,D,为,A,s+Dt,k及值。

然后，根据不同合工况按下式分别计算91：qp== psd, - ptdg \

-[α(8,--)EnA/(EnA+ENA)-→

(O-)ENA/(EnA.+ENA

α(,-)J/A'C1/(EnA+ENA)+

1/EAJ+

g-EAEnA/(EnA,+ENA)+

AENA/(EnA+ENA)- A/

A' LI/(EnA-+ENA)+1/EA)

（2）

（3）

*（4）

计算管板承受的总有效压力载荷C

当管板不兼作法兰时，q=q1；

QB/T2068—1994

qig,+qt+

当管板延长部分兼作法兰（采用石棉绳密封）时=9=1.1q1比较不同组合工况下的lg/“|值，选其大者作为设计计算工况。d.

K值。

假设管板初始计算厚度。。

（5）

按加热管布管方式和μ值，由图6、图7查取Φ及，并以初始计算厚度。计算D\，K,,K及计算管板厚度

8 ≥ 0. 75FD; Yq/[o]*

式中: F=3(1+R/R)0.3(2-e-t6 /D,)0.3/(1+K)0.+(1+R./R)3·（6)

按上式计算时，对于不开降液孔（外降液式）的管板，(1+Rk/R)项指数取0；对于K≥50，取K一50代人。

F也可由K按图1、图2选取（不开降液孔）；或由R/R按图3、图4、图5选取（开降液孔）。h．若一<,认为计算符合要求，否则调整,重复e至g计算步骤，直至符合要求。[值可取为 1 mm。

i.当管板与加热管采用强度焊接时，管板设计厚度取=?+C2：当管板与加热管采用胀接时，取（+C,)与（min+C,)中的较大者。j．将设计厚度加上钢材厚度负偏差C,后向上圆整至钢材标准规格厚度，即得管板名义厚度%。计算加热管轴向应力及校核拉脱力。k.

先按下式计算和校核加热管轴向应力：Ca

7A; lal≤[o]

再按下式校核加热管与管板之间的拉脱力。GAt

元d(. =)≤ Co)p

校核管板布管区周边剪应力

0.15Agl了≤0.5[a}（不计膨胀变形差）t

D.(3。-℃)[≤1. 5[}\(计人膨胀变形登)180

弹性模慧

泊桑比

热影胀系数

横戴面金鳳面积

弹性模量

泊桑比

热胀系数

横藏面金满面积

每根半长臂子轴向刚度

弹性模量

泊桑瑰

热影涨系数

横藏面金滇面积

弹性模量

QB/T2068-1994

附录A

固定管板式蒸发器管板设计计算装（补充件）

(d )

K,=254

= u (D - )

最外团管孔中心距管板中心矩离当量布管区直径

布管区总面积

布管区管板钻孔后金属商

布管区装加热管后金属面积

D=2rot

(D ND)

A—Ar

壳体中径

内直径

外直径

内直径

外直径

泊桑比

操作压力（表压）

操作温度

设计压力（表压）

壳体外侧压力(表压)

制造环境温度

壳体沿长度的平均金属温度

加热管沿长度的平均金属温度

降压管沿长度的平均金属温度

危险工况

程压力 p.一

管程压力 pt=

A= A2 /At =

QB/T 2068—1994

续表A1

差 0,-6,=0,02

A2- A: /A -

At = L(pd - prd:)/2Et =

As-- -ULp,D /2E,t.

Ak =vLCp.D- pr(D-2t))/2Ert

=nE:A./(nEtA.+NEA)-

e=NEA/(nErA,+NEA)-

设计压力组合并确定危险组合工况直

实际工况

qp Ap。Apt

不计热膨胀差9:=

计人热膨胀差 gt=[α,(8.,-)er+α( -90)e α,(0, ,)) /

A' (1/E.A.+1/(nE.A.+NEkA))

q=-(Atet +Arek -A)/LA' [1/E.A. +1/(nE.A.+NEA))

q十+（不兼作法兰时）

q=1.1g:（兼作法兰时）

Iq/L]\|(计人膨胀差［a]”=3[a';不计则(]*=1. 5[]\)

结论：设计应以工况I为依据

降液管开孔率

壳体厚径比

管间距

管子排列形式：

孔桥效率

假定管板厚度

厚度与间距比

管板强度削弱系数

削弱后管板弹性模量

削弱后管板泊桑比

管板抗弯刚度

管子加强系数

形状局部影响系数

形状局部影响系数

形状综合影响系数

管板计算厚度

选代误差

管板腐蚀裕度

管板设计厚度

钢材厚度负偏差

R/RD/D-

u=(p-di)/p

%（或)

查图6）

*（查图?）

12(1-*2)

K=D/2 ./D-

F（查图3)

Fz(查图4）

F(查图5)

QB/T 2068—1994

续表A1

管板板厚计算

管板许用应力

当量布管区比值

管束支撑刚度

壳体与管束的相对刚度

0.75FDq/$o

(≤1mm 为符合要求)

R/R=D./D--

K 4nK,/π(D,-ND)= N/mm2

W-- E.A./nE.A. =

选代欢数

管板最小厚度

mm（焊接时）

经加上C,并向上圆整至钢板规格后选定的管板名义厚度Omin

mm（胀接时）

g=max[(+C2),(min +C,)]=

mm（胀接时）

加热管轴向应力计算及拉脱力校核加热管轴向应力

加热管拉脱力

ZAilal

,=d(8,=c)

校核管板布管区周边剪应力

0. 15A; Igl

QB/T2068-1994

1 Ru/R=0.88

2 R/R=0.90

3 R,/R=0.92

4 Ra/R0. 94

5 R./R=0.96

6 R/R=0.98

图A1F与K及Ra/R的关系曲线(不开降液孔)11s/D,≤0.002

2 ts/D;=0.010

图A2F与F,及t/D,的关系曲线（不开降液孔）0.15

1 ts/D;≤0. 005

2ta/D,≤0.010

3ts/D,≤0.020

QB/T2068—1994

图A3Fi与R/R及ts/D:的关系曲线（开降液孔)- 1 R./R=0.88

2 R/R=0. 90

3 R./R 0.92

4 R,/R=0. 94

6 R./R=0. 96

6 Ra/R=0.98

图A4F。与K及R/R的关系曲线（开降液孔）0. 45

QB/T2068-1994

图A5F与F及F，的关系曲线（开降液孔）1.0

0.1 0.2 0. 3 0. 4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1. 00.8

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0. 8 0. 9 1. 0图A6

管板强度削弱系数

北检院检验检测中心能够参考《QB/T 2068-1994 轻工用固定管板式蒸发器管板设计计算规定》中的检验检测项目，对规范内及相关产品的技术要求及各项指标进行分析测试。并出具检测报告。

检测范围包含《QB/T 2068-1994 轻工用固定管板式蒸发器管板设计计算规定》中适用范围中的所有样品。

测试项目

按照标准中给出的实验方法及实验方案、对需要检测的项目进行检验测试，检测项目包含《QB/T 2068-1994 轻工用固定管板式蒸发器管板设计计算规定》中规定的所有项目，以及出厂检验、型式检验等。

热门检测项目推荐

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验，获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检研究院的服务范围

1、指标检测：按国标、行标及其他规范方法检测

2、仪器共享：按仪器规范或用户提供的规范检测

3、主成分分析：对含量高的组分或你所规定的某种组分进行5~7天检测。

4，样品前处理：对产品进行预处理后，进行样品前处理，包括样品的采集与保存，样品的提取与分离，样品的鉴定以及样品的初步分析，通过逆向剖析确定原料化学名称及含量等共10个步骤;

5、深度分析：根据成分分析对采购的原料标准品做准确的定性定量检测，然后给出参考工艺及原料的推荐。最后对产品的质量控制及生产过程中出现问题及时解决。