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问题的产生
有一台固定管板换热器，壳程用的是S30403，管程用的是S22053，管板用的是S30403复合S22053。
经过计算，管子管板拉脱力不够，需要设置膨胀节。
查询计算书，发现管子管板拉脱力的许用值，按照GB/T151-2014的7.4.7章，取的换热管S22053和管板S30403之间小值的一半，管板用的基材S30403，98MPa，换热管用的S22053，为233MPa。所以最终的许用值为0.5*min（98,233）=49MPa。
好像没有不对？
许用拉脱力应该如何取
问题是这台设备是复合板，焊接节点如下：
复合板厚度覆层有5mm，比TEMA规定的3.2mm要多，符合工程上的应用。
换热管与管板的焊接是在双相钢之间焊接的，不是双相钢和不锈钢之间的焊接。那么这种情况下，难道不应该许用值为两焊接件之间的应力值的0.5倍吗？
按理来说，本工况下的拉脱力许用值应该是：
0.5*min（233,233）=116.5MPa。
相较于原来的49MPa，许用值相当于翻倍了。如果真按照116.5MPa来校核，那么膨胀节也不用设置了，直接计算通过。
如何理解许用复合管板的许用拉脱应力
在ASME VIII I卷的UW-20.2中，St的定义为与管子焊接的材料的许用应力。
在UW-20.7 Clad Tubesheet的（d）中规定，St应为化学成分最接近焊接金属覆层的整体覆层。也就是取的值应该为覆层的许用应力。
管子管板拉脱力的计算中，使用的Sw为min（管子许用应力，St），那么意味着，拉脱力应该取换热管以及和换热管焊接部分的材料的许用应力。
在上述案例中，应取双相钢的许用应力。
ASME的管子管板接头的拉脱力计算和GB本身略有不同，国标拉脱力略显简单，但是裕量放的大。ASME稍微复杂，但是许用值比GB要高。
ASME根据焊缝形式，直接计算焊接处本身的强度，许用拉脱力比GB高，考虑温差时，用的是2倍的许用拉脱力。
国标直接考虑焊缝削弱系数0.5倍，考虑温差时用的是3倍许用拉脱力，约为ASME中0.5*3=1.5倍的许用拉脱力。
解决方案
由于SW6未考虑复合板的情况，导致这种情况下只能增加膨胀节。
如果是PVdesk来计算呢？很高兴，软件中还有爆炸复合的选项。
查看结果，其结果真为116.5MPa。
高兴没多久，想着如果将材料换成纯的S30403，发现结算结果还是一模一样，拉脱力还是116.5MPa。
显然，PVdesk并未考虑管板的许用应力，直接用的换热管的许用应力的0.5倍。这个明显不按规范来，用起来好害怕。
比较了其它的计算部分，大部分计算结果都差不了太多，所以即使PVdesk这个地方有少许问题，但是误打误撞，对了。
最终用PVdesk出了合格的计算书。
总结
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发表于 2020-1-17 14:59:29
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