МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

ГОСТ 31842-2012

(ISO 16812:2007)

Нефтяная и газовая промышленность ТЕПЛООБМЕННИКИ КОЖУХОТРУБЧАТЫЕ

Технические требования

(ISO 16812:2007, MOD)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2013

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ    1.2—2009    «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты

межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ)

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстан-

дарт)

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 15 ноября 2012 г. №42)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по MK (ИСО 3166) 004—97	Код страны по MK (ИСО 3166) 004—97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Азербайджан	AZ	Азстандарт
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Казахстан	KZ	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Россия	RU	Росстандарт
Таджикистан	TJ	Таджикстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт
Украина	UA	Минэкономразвития Украины

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 ноября 2012 г. № 978-ст межгосударственный стандарт ГОСТ31842—2012 (IS016812:2007) введен вдействие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г.

5    Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту ISO 16812:2007 Petroleum and natural gas industries — Shell-and-tube heat exchangers (Нефтяная, нефтехимическая и газовая промышленность. Теплообменники кожухотрубчатые).

Дополнительные положения и требования, а также сноски, включенные в текст настоящего стандарта для учета потребностей национальных экономик указанных выше государств, выделены курсивом.

Степень соответствия — модифицированная (MOD)

Стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 53677-2009 (ИСО 16812:2007)

6    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты».Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ, 2013

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Таблица 6 — Минимальная толщина стенки труб В миллиметрах

Наружный диаметр труб Минимальная толщина стенки труб * 16 1,0 20 и 25 1,5 38 и 57 2 * Для низкого оребрения толщина труб должна соответствовать толщине труб в основании ребра.

5.3.1.2    Средний радиус гиба U-образных труб должен быть не менее чем в 1,5 раза больше номинального наружного диаметра трубы.

5.3.1.3    При назначении толщины трубы следует учитывать расчетное давление и пробное давление межтрубного пространства при гидроиспытании.

5.3.1.4    На предприятии-изготовителе допускается заглушать количество труб, не превышающее указанное в таблице 7.

Таблица 7 — Максимальное количество заглушаемых труб

Диаметр кожуха, мм Максимальное количество заглушаемых труб, шт наружный внутренний 159, 219, 273, 325, 426 400 2 530, 630 500, 600, 700 3 800, 900 4 1000 5 1200 6 1400 8 1600 10 2000 12 3000 18 4000 20

5.3.2 Трубные решетки

5.3.2.1    Для вертикального теплообменника, у которого неподвижная трубная решетка находится снизу, должны быть обеспечены соответствующие меры, удерживающие трубный пучокна своем месте. При использовании шпилек с буртиками или резьбовых отверстий в трубной решетке их количество должно быть не менее четырех, их расположение должно быть указано на чертежах, а на внешней образующей трубной решетки указаны метки.

5.3.2.2    Расстояние между краем отверстий под трубы и краем всех канавок под прокладки должно быть не менее 1,5 мм для трубных решеток с развальцовкой труб и не менее Змм — для трубных решеток со сваркой или усиленной сваркой труб в трубных решетках.

5.3.2.3    Допускается изготовление трубных решеток сварными из частей, при этом:

-    решетки диаметром до 1600 мм допускается изготовлять не более чем из трех частей, а решетки диаметром свыше 1600 мм — не более чем из четырех частей;

-    ширина вставки — не менее 400 мм;

-    пересечение сварных швов не допускается.

5.3.2.4    Допускается на сварных швах трубных решеток располагать отверстия при условии контроля качества сварных швов радиографическим или ультразвуковым методом.

5.3.2.5    При плакировании трубной решетки цветными металлами (латунью и др.) толщина наплавленного слоя должна быть не менее 10мм. Не допускаются отслоения наплавленной поверхности общей площадью более 5 % основного металла решетки и раковины глубиной более 1 мм.

ГОСТ 31842-2012

5.3.2.6    Острые кромки отверстий в трубных решетках и перегородках трубных пучков должны быть притуплены фаской размером 0,5—3 мм, а острые кромки наружной цилиндрической поверхности перегородок трубных пучков — фаской размером 1,0—2,0 мм.

5.3.2.7    Расстояние (шаг) между центрами двух соседних отверстий в трубных решетках и перегородках должно соответствовать указанному в таблице 8, если другое не указано в технической документации.

Таблица 8 — Шаг размещения трубных отверстий В миллиметрах

Наименование параметра Значение параметра Наружный диаметр труб 16 20 25 38 57 Шаг размещения трубных отверстий 21 26 32 48 70

5.3.2.8    Аппараты типов «П» и «У», внутренний диаметр кожуха которых не менее 800 мм, а также испарители с осенесимметричным коническим переходом, внутренний диаметр горловины которых не менее 900 мм для типа «П» и не менее 800 мм для типа «У», должны быть снабжены устройством, облегчающим монтаж или демонтаж трубного пучка, если другое не определено заказчиком.

5.3.2.9    В трубных решетках аппаратов типов «П» и « V» следует предусмотреть рым-болты для вытягивания трубного пучка. Допускается в технически обоснованных случаях вместо рым-болтов применять вытяжные проушины или выполнять проточку на цилиндрической поверхности трубной решетки, если это подтверждено заказчиком.

5.3.2.10    В вертикальных аппаратах типов «П» и «У» должен быть предусмотрен дренаж жидкости из трубного и межтрубного пространств или приняты специальные методы удаления жидкости.

5.3.2.11    У трубчатки вертикального аппарата с трубной решеткой, привариваемой непосредственно к кожуху, спуск воздуха и дренаж должны производиться через отверстия в трубной решетке диаметром не менее 10 мм.

5.3.2.12    Трубные пучки вертикальных аппаратов типа « V» рекомендуется располагать трубной решеткой вниз, типа «П» — плавающей головкой вниз.

5.4 Противоударная защита

5.4.1    Противоударная защита трубного пучка от воздействия потока на входе в аппарат должна быть обеспечена установкой противоударной пластины либо стержневых элементов.

5.4.2    Противоударная пластина должна заходить не менее чем на 25 мм за пределы отверстия штуцера в плане.

5.4.3    Площадь проходного сечения между корпусом и противоударной пластиной должна быть не меньше проходного сечения входного штуцера.

5.4.4    Номинальная толщина противоударной пластины должна быть не менее 6 мм.

5.4.5    Противоударная пластина должна быть соответствующим образом закреплена, (например, приварена по крайней мере кдвум дистанционным трубкам) во избежание механического повреждения в результате вибрации.

5.4.6    Не следует использовать перфорированные противоударные пластины.

5.5 Противобайпасные устройства

5.5.1 Необходимость установки противобайпасных устройств [таких как уплотняющие полосы, ложные трубы или стяжки (см. рисунок2)] следует определять технологическим расчетом для неизотермических условий эксплуатации или, если байпасные зазоры превышают 16 мм, должны быть предусмотрены:

a)    одиночное противобайпасное устройство приблизительно посередине между срезами перегородок, если расстояние между краями срезанных перегородок не более шести шагов труб;

b)    несколько противобайпасных устройств, если расстояние между срезами перегородок превышает шесть шагов труб. Они должны быть расположены через каждые пять—семь рядов труб между срезами перегородок с расстоянием наиболее удаленного противобайпасного устройства от среза перегородки не более 75 мм.

9

1 — цилиндрическая поверхность перегородки; 2 — стяжки, ложные трубы или плоская полоса; 3 — срез перегородки; 4 — расположение U-образной трубы; 5 — трубы; 6 — противобайпасная полоса; 7 — зазор, не превышающий номинальный зазор между трубами; 8 —одинарная уплотнительная полоса на оси аппарата; 9 — несколько равномерно распределенных полос; 10 — срез перегородки; 11 — расположение U-образной трубы; 12 — изгиб U-образной трубы; 13 — противоударная пластина; 14 — периферийный байпасный коридор; 15 — внутренний байпасный коридор

Рисунок 2 — Тиловое сечение трубного пучка, показывающее расположение противобайпасных уплотнительных

устройств

5.5.2    Периферийные противобайпасные уплотнения следует располагать таким образом, чтобы зазор до ближайшей трубы не превышал номинальный зазор между трубами.

5.5.3    Внутренние противобайпасные уплотнения следует устанавливать внутри трубного пучка так, чтобы зазор до ближайшей трубы не превышал номинальный зазор между трубами.

5.5.4    Уплотнения следует располагать так, чтобы они не препятствовали механической очистке коридоров трубного пучка или чтобы их можно было легко удалить. Коридоры между теплообменными трубами, требующие регулярной очистки, должны иметь шаг, расположенный по прямому (90°) или повернутому квадрату (45°).

5.5.5    Номинальная толщина уплотнительных полос должна быть равной толщине поперечных перегородок, но не менее 6 мм.

5.5.6    Противобайпасные уплотнительные полосы должны быть присоединены к каждой поперечной перегородке односторонним непрерывным швом.

5.5.7    Торцы уплотнительных полос должны заканчиваться радиусом или фаской для предохранения корпуса от повреждения при затаскивании или вытаскивании трубного пучка.

5.5.8    Периферийные противобайпасные уплотнительные полосы не должны ограничивать входной или выходной поток в трубном пучке.

5.5.9    Диаметры стяжек и их число (при отсутствии противобайпасных полос) должны соответствовать приведенным в таблице 9.

Таблица 9 — Диаметры и число стяжек

Диаметр кожуха, мм Диаметр стяжек, мм Минимальное число стяжек, шт. наружный внутренний 159, 273, 325 — 12 4 426, 630 400, 500, 600, 700 12 6

Окончание таблицы 9

Диаметр кожуха, мм Диаметр стяжек, мм Минимальное число стяжек, шт. наружный внутренний 16 8 — 800, 900, 1000 (12)* (6)* (12)** (8)** — 1200, 1400 16 10

Допускается для аппаратов типов Н и К. *Допускается для аппаратов типа П.

5.6 Полосы скольжения трубного пучка

5.6.1    Для всех извлекаемых трубных пучков массой более 5450 кг должны быть предусмотрены полосы скольжения для свободного перемещения трубного пучка в корпусе аппарата, если иное не определено заказчиком.

5.6.2    При использовании полос скольжения следует выполнять следующие требования:

a)    должно быть минимально две полосы скольжения;

b)    полосы скольжения не должны быть расположены в области штуцеров;

c)    полосы скольжения должны быть приварены к поперечным и опорным перегородкам;

d)    полосы скольжения должны выступать не менее чем на 0,8 мм за внешний диаметр поперечных или опорных перегородок;

e)    передние и боковые кромки полос скольжения и уплотнительных полос должны быть скруглены или скошены для предотвращения повреждений корпуса при затаскивании или удалении трубного пучка.

5.6.3    Расположение полос скольжения в трубных пучках аппаратов и их размеры должны соответствовать рисунку 3 и таблице 10.

Рисунок 3 — Расположение полос скольжения в трубных пучках аппаратов

11

Таблица 10 — Размеры полос скольжения в трубных пучках аппаратов В миллиметрах

Внутренний диаметр кожуха 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1800 2000 А1 16 16 16 19 22 22 25 25 28 35 40 а2 38 44 50 50 50 65 65 75 75 75 80

5.6.4 Допускается вместо полос скольжения применять трубы или другие устройства. 5.7 Плавающая головка

5.7.1 Типовые конструкции крышек плавающей головки показаны на рисунке 4.

кольцо-днище    фланец-днище 1 — кольцо; 2 — прокладка; 3 — днище; 4 — сварной шов с полным проплавлением; 5 — фланец; 6 — цельная механически обработанная крышка

Рисунок4 — Типовые конструкции крышек плавающих головок

5.7.2 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 не менее чем в 1,3 раза превышала площадь проходного сечения труб одного хода.

5.8    Прокладки

Выбор материала прокладок к фланцам сосудов и аппаратов следует проводить в зависимости от условий эксплуатации с учетом требований ГОСТ 28759.6 —ГОСТ 28759.8.

5.9    Компенсаторы

5.9.1    Температурные деформации в кожухотрубчатом теплообменнике от разности тепловых удлинений кожуха и теплообменных труб следует компенсировать установкой линзовых или однослойных сильфонных компенсаторов.

5.9.2    Компенсаторы выбирают по их параметрам: давлению, компенсирующей способности, жесткости, эффективной площади.

5.9.3    Расчетное число циклов нагружения за весь период работы должно быть не более 10ОО.

5.9.4    Применение материала компенсаторов по температуре должно соответствовать требованиям национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавшие за принятие межгосударственного стандарта*.

5.9.5    Конструкцией компенсаторов должны быть предусмотрены:

а)    внутренняя обечайка, ориентированная по направлению движения среды для снижения гидравлического сопротивления и защиты гибкого элемента;

б)    защита гибкого элемента от повреждений во время транспортирования;

в)    вварка штуцера в вершину гофра гибкого элемента для дренажа в пароводяных теплообменниках или в качестве воздушника в водо-водяных теплообменниках.

5.9.6    Компенсатор должен быть спроектирован в соответствии с нормами и правилами на сосуды, работающие под давлением.

На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630—2012.

ГОСТ 31842-2012

5.9.7    Сварные соединения линз, полулинз подлежат обязательному радиографическому контролю в объеме 100 %. Сварной шов приварки гибкого элемента к патрубкам подлежит контролю цветной дефектоскопией в объеме 100 %.

5.9.8    Компенсаторы на плавающей головке должны быть защищены от повреждения и растяжения во время обслуживания и гидравлических испытаний — при снятой крышке.

5.10    Опоры

5.10.1    Горизонтальные теплообменники следует устанавливать не менее чем на две седловые опоры. Угол охвата седловой опоры — не менее 120°.

5.10.2    Неподвижная опора корпусов теплообменников с извлекаемыми трубными пучками должна выдерживать продольное усилие, эквивалентное 150 % массы трубного пучка, приложенное по оси трубного пучка теплообменника.

5.10.3    Элементы, привариваемые непосредственно к корпусу теплообменника (подкладные листы, лапы), следует изготовлять из материала того же структурного класса, что и корпус, и они должны быть приварены непрерывным швом к корпусу теплообменника.

5.10.4    Приваренные к корпусу детали должны быть снабжены отверстиями для дренажа диаметром 6 мм.

5.10.5    Толщина привариваемых элементов — не менее 6 мм.

5.10.6    Нижние корпуса блочных теплообменников с извлекаемыми трубными пучками должны быть спроектированы таким образом, чтобы воспринимать приложенные нагрузки без деформаций, приводящих к защемлению трубных пучков.

5.10.7    Для аппаратов, собираемых в блоки, должны быть предусмотрены подкладные листы толщиной не менее 6 мм между промежуточными опорами.

5.10.8    Для горизонтальных теплообменников в неподвижной опоре должны быть предусмотрены отверстия, а в подвижных опорах — пазы для перемещения корпуса при тепловых перемещениях. Ширина паза должна быть равна диаметру анкерного болта плюс 10 мм. Длина паза должна быть равна диаметру анкерного болта плюс расчетное допустимое продольное перемещение, плюс 10 мм. На анкерных болтах подвижных опор должны быть предусмотрены распорные втулки толщиной 4 мм и высотой, равной толщине опорной плиты плюс 4 мм.

5.11    Строповочные устройства

5.11.1    Подъемные устройства должны быть в виде приварной бобышки или проушины с отверстием диаметром не менее 38 мм. Везде, где это возможно, бобышка или проушина должна быть расположена в верхней части сборочной единицы выше ее центра тяжести; в любом случае должны быть предусмотрены по две соответственно расположенные бобышки или проушины. Подъемное устройство должно быть рассчитано для подъема, по крайней мере, удвоенной массы сборочной единицы.

5.11.2    Для блочных теплообменников должны быть предусмотрены две подъемные бобышки или проушины на всех крышках в верхних частях и располагаться приблизительно на 45° от вертикальной оси.

5.11.3    Вытяжные проушины или резьбовые отверстия для установки рым-болтов должны быть предусмотрены на внешней поверхности неподвижной трубной решетки для извлечения трубного пучка из корпуса. Вытяжные проушины и рым-болты должны быть рассчитаны на усилие, составляющее не менее 150% массы трубного пучка. Каждое резьбовое отверстие должно быть оснащено резьбовой пробкой из того же материала, что и трубная решетка. Выступающая часть пробки должна быть длиной не менее 50 мм.

5.11.4    Все собранные вертикальные теплообменники должны быть снабжены подъемными устройствами, располагаемыми выше центра тяжести теплообменника.

6 Требования к материалам

6.1    При выборе материалов для изготовления теплообменников следует учитывать расчетные давления, температуру стенок, химический состав и характер сред, технологические свойства и коррозионную стойкость материалов.

6.2    Требования к основным материалам, их пределы применения, назначение, условия применения, виды испытаний должны соответствовать национальным стандартам государств, упомянутых в предисловии как проголосовавшие за принятие межгосударственного стандарта*.

На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630-2012 (раздел 5).

13

7 Изготовление

7.1    Корпус

7.1.1    Все продольные и кольцевые сварные швы корпусов аппаратов типа «У», «П», «ПК», кроме аппаратов типов «ИП», «ИУ» с коническими переходами, должны быть зачищены изнутри заподлицо для облегчения монтажа и демонтажа трубных пучков. Для аппаратов типов «ИП», «ИУ» с коническими переходами это требование следует применять только к сварным швам нижней части корпуса.

Усиление обработанных сварных швов корпусов должно быть не более 0,5 мм для монометаллических аппаратов и не более 1,5 мм для двухслойных аппаратов, с учетом требований национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавшие за принятие межгосударственного стандарта*.

7.1.2    Замыкающий шов на корпусе аппарата неразъемной конструкции должен выполняться, как правило, без подкладного кольца.

Сварные швы следует контролировать радиографическим или ультразвуковым методом в объеме, указанном в национальных стандартах государств, упомянутых в предисловии как проголосовавшие за принятие межгосударственного стандарта*.

7.1.3    Для теплообменников с извлекаемым трубным пучком металлический шаблон должен проходить без затруднений через весь корпус, прошедший все стадии сварки и термообработки.

7.1.4    Внутренняя поверхность кожуха и штуцеров до сборки должна быть очищена от отслаивающейся окалины и грязи.

1.1.5    Место вварки штуцеров в корпус должно обеспечивать беспрепятственный монтаж и демонтаж трубного пучка.

7.2    Ходовые перегородки

Ходовые перегородки распределительной камеры и плавающей головки должны быть приварены односторонним непрерывным швом. Сварной шов должен быть выполнен с полным проплавлением на участке 50 мм от торцового края перегородки.

7.3    Трубы

7.3.1    Все трубы, включая U-образные, должны быть бесшовными и не должны иметь поперечных сварных швов.

7.3.2    Наружная поверхность концов теплообменных труб, за исключением труб из коррозионно-стойких сталей и цветных металлов (сплавов), должна быть зачищена до чистого металла на длине, равной толщине трубной решетки, плюс 20 мм.

7.3.3    На поверхности отверстий под трубы в трубных решетках не должно быть наплывов, ржавчины, заусенцев, сквозных продольных и винтовых рисок. Допускаются одиночные кольцевые риски, а также одиночные продольные и винтовые риски на 2/3 длины вальцовочного соединения. Наличие рисок следует контролировать визуально.

7.3.4    Последовательность сварки и развальцовки труб должна исключать возможность появления остаточных напряжений и искривлений трубных решеток, приводящих к разгерметизации фланцевых разъемов.

7.3.5    Не допускается отслаивание металла на внутренней поверхности трубы после развальцовки.

7.4 Сварка

7.4.1    Сварные швы допускается выполнять любым типом сварки, за исключением кислородно-ацетиленовой газовой сварки.

7.4.2    Продольные и кольцевые сварные швы следует выполнять с полным проплавлением.

7.4.3    Все сварные швы приварки штуцеров и бобышек к обечайкам или днищам следует выполнять с полным проплавлением на всю толщину стенки обечайки/днища или стенки штуцера/бобышки.

7.4.4    Если штуцер вваривается в обечайку, изготовленную из листа, она должна быть проконтролирована в месте вварки на расслоение магнитопорошковым или цветным методом.

7.5 Термообработка

7.5.1 Термическая обработка аппаратов и их узлов должна соответствовать требованиям национальных стандартов государств, упомянутых в предисловии как проголосовавшие за принятие межгосударственного стандарта*.

На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630—2012.

ГОСТ 31842-2012

7.5.2    U-образные трубы (колена) из углеродистых и низколегированных сталей подлежат термообработке в соответствии с национальными стандартами государств, упомянутых в предисловии как проголосовавшие за принятие межгосударственного стандарта *

7.5.3    Термообработанная часть U-образной трубы должна включать в себя не менее 200 мм прямого участка трубы.

7.5.4    Механически обработанные контактные поверхности, включая любые резьбовые соединения, должны быть защищены перед термообработкой для предотвращения окалинообразования или ухудшения состояния поверхности во время термообработки.

7.5.5    Крышка плавающей головки после сварки и исправления дефектов сварки подлежит термической обработке независимо от материалов, кроме сталей аустенитного класса, с учетом требований национальных стандартов государств,упомянутых в предисловии как проголосовавшие за принятие межгосударственного стандарта* и размеров деталей крышки.

7.6 Допуски на размеры

7.6.1    При изготовлении допуски должны быть такими, чтобы идентичные части были взаимозаменяемыми.

7.6.2    Теплообменники, собираемые в блоки, должны пройти контрольную сборку для проверки точности подсоединений.

7.6.3    Для теплообменников, собранных в блоки, непараллельность сопрягаемых фланцев штуцеров, измеренная по любому диаметру, не должна превышать 0,8 мм. Зазор между сопрягаемыми фланцами не должен превышать 3 мм после установки прокладки. Шпильки должны свободно входить в болтовые отверстия соединяемых фланцев и выходить из них без заедания. Между опорами, если это требуется, должны быть установлены регулировочные шайбы и прихвачены по месту сваркой.

7.6.4    Предельные отклонения габаритных и присоединительных размеров аппаратов и их сборочных единиц от номинальных должны соответствовать приведенным на рисунке 5, при этом Л равно 5 мм, если длина труб не более 3000 мм, и Л равно 10 мм, если длина труб более 3000 мм.

На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630—2012.

15

ГОСТ 31842-2012

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................1

3    Термины, определения и обозначения.......................................2

4    Общие положения....................................................3

5    Требования к проектированию и конструкции...................................4

5.1    Общие требования.................................................4

5.2    Узел соединения трубной решетки с концевой обечайкой кожуха....................6

5.3    Трубный пучок....................................................7

5.4    Противоударная защита.............................................9

5.5    Противобайпасные устройства.........................................9

5.6    Полосы скольжения трубного пучка......................................11

5.7    Плавающая головка...............................................12

5.8    Прокладки......................................................12

5.9    Компенсаторы...................................................12

5.10    Опоры........................................................13

5.11    Строповочные устройства...........................................13

6    Требования к материалам..............................................13

7    Изготовление.......................................................14

7.1    Корпус........................................................14

7.2    Ходовые перегородки...............................................14

7.3    Трубы.........................................................14

7.4    Сварка........................................................14

7.5    Термообработка..................................................14

7.6    Допуски на размеры................................................15

7.7    Привалочные поверхности...........................................18

7.8    Соединения труб с трубной решеткой.....................................18

7.9    Сборка........................................................19

8    Контроль и испытание.................................................19

8.1    Контроль качества.................................................19

8.2    Испытания на прочность и герметичность..................................19

8.3    Испытательное приспособление для аппаратов с плавающей головкой...............22

8.4    Фирменные таблички и клеймение.......................................22

9    Подготовка к отгрузке.................................................23

9.1    Консервация .................................................... 23

9.2    Маркировка.....................................................23

Приложение А (рекомендуемое) Контрольная таблица на кожухотрубчатый теплообменник......24

Приложение В (рекомендуемое) Лист технических характеристик на кожухотрубчатый теплообменник ..................................................25

Приложение С (рекомендуемое) Распределение ответственности при заполнении листа технических характеристик.........................................31

Приложение D (рекомендуемое) Диаметры трубных отверстий и размеры перемычек между

трубными отверстиями........................................32

Библиография.......................................................33

ГОСТ 31842-2012

7.6.6    Предельное отклонение внутреннего диаметра кожуха теплообменников, холодильников и испарителей с жидкостным теплоносителем в межтрубном пространстве должно соответствовать Н14 по ГОСТ25347.

Предельное отклонение внутреннего диаметра кожуха конденсаторов и испарителей с паровым теплоносителем в межтрубном пространстве, а также испарителей с паровым пространством должно соответствовать Н16по ГОСТ25347.

7.6.7    Предельное отклонение наружного диаметра поперечных перегородок должно соответствовать hi 3 по ГОСТ 25347.

7.6.8    Максимально допустимая разность между внутренним диаметром кожуха и наружным диаметром поперечных перегородок должна соответствовать значению, рассчитанному с учетом предельных отклонений внутреннего диаметра кожуха и наружного диаметра поперечных перегородок, указанных в 7.6.6 и 7.6.7.

Диаметральный зазор между кожухом и поперечной перегородкой для аппаратов типов Н и К, внутренний диаметр которых более 1400 мм, допускается не более 10 мм.

7.6.9    При изготовлении плавающей головки размер высоты h накладки 1, угол и расстояние между фланцем и полукольцом, а также допуски на наружный диаметр решетки D₃, внутренний диаметр полукольца D₄, диаметр выточки полукольца (D₄ + 2) и угол должны соответствовать указанным на рисунке 6.

7.6.9.1    Предельное отклонение внутреннего диаметра полукольца должно соответствовать H11 по ГОСТ25347 и быть обеспечено для обработанного кольца до разрезки на два полукольца.

7.6.9.2    Каждую накладку 1 (2 шт.) (см. рисунок 6) следует крепить двумя шпильками для аппаратов диаметром до 426 мм и четырьмя шпильками - для аппаратов большего диаметра.

12° ±30'

7.6.10 Предельное отклонение диаметров D₁ и 0₂ (см. рисунок 7) трубных решеток должно соответствовать hi Зло ГОСТ25347.

Рисунок 7 — Узлы соединения решеток и фланцев

7.6.11 Предельное отклонение диаметра отверстий под трубы в поперечной перегородке должно соответствовать Н12по ГОСТ25347.

17

Введение

Международный стандарт ISO 16812 разработан Техническим комитетом ИСО/ТК67 «Материалы и оборудование для нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и других смежных отраслей промышленности». Подкомитет ПК 6 «Технологическое оборудование и системы».

Это второе, пересмотренное издание стандарта отменяет и заменяет первое издание (ISO 16812:2007).

Настоящий стандарт позволяет применять для конкретных условий эксплуатации дополнительные или отличающиеся требования. При принятии альтернативных решений следует установить в деталях все отличия от настоящего стандарта.

IV

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

НЕФТЯНАЯ И ГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ. ТЕПЛООБМЕННИКИ КОЖУХОТРУБЧАТЫЕ

Технические требования

Petroleum and natural gas industries. Shell-and-tube heat exchangers. Technical requirements

Дата введения —2014—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к конструкции, материалам, изготовлению, контролю, испытаниям и подготовке котгрузке стальных кожухотрубчатых теплообменных аппаратов, предназначенных для применения в нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и других смежных отраслях промышленности.

Настоящий стандарт применим к следующим типам аппаратов теплообменных кожухотрубчатых стальных: теплообменникам, конденсаторам, холодильникам и испарителям, работающим под расчетным давлением не более 21 МПа, под вакуумом с остаточным давлением не ниже 665 Па (5 мм pm. cm.) при температуре стенки не ниже минус 70 °С.

Настоящий стандарт не применим к поверхностным вакуумным конденсаторам водяного пара и нагревателям питательной воды.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 9.014-78 Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования

ГОСТ 12971-67 Таблички прямоугольные для машин и приборов. Размеры ГОСТ 22727-88 Прокат листовой. Методы ультразвукового контроля ГОСТ 24507-80 Контроль неразрушающий. Поковки из черных и цветных металлов. Методы ультразвуковой дефектоскопии

ГОСТ 25347-82 Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки

ГОСТ 28759.2-90 Фланцы сосудов и аппаратов стальные плоские приварные. Конструкция и размеры

ГОСТ28759.3-90 Фланцы сосудов и аппаратов стальные приварные встык. Конструкция и размеры

ГОСТ 28759.4-90 Фланцы сосудов и аппаратов стальные приварные встык под прокладку восьмиугольного сечения. Конструкция и размеры

ГОСТ28759.5—90 Фланцы сосудов и аппаратов. Технические требования ГОСТ28759.6—90 Прокладки из неметаллических материалов. Конструкция и размеры. Технические требования

ГОСТ 28759.7-90 Прокладки асбометаллические. Конструкция и размеры. Технические требования

ГОСТ 28759.8-90 Прокладки металлические восьмиугольного сечения. Конструкция и размеры. Технические требования

Издание официальное

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и обозначения

3.1    В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1    теплообменный аппарат: Теплообменный аппарат, предназначенный для передачи тепла при неизотермических условиях эксплуатации.

3.1.2    теплообменный аппарат с неподвижными трубными решетками: Теплообменный аппарат, трубные решетки которого неподвижно прикреплены к кожуху.

3.1.3    теплообменный аппарат с температурным конденсатором: Теплообменный аппарат с неподвижными трубными решетками и компенсатором для компенсации разности температурных расширений кожуха и теплообменных труб.

3.1.4    теплообменный аппарат с плавающей головкой: Теплообменный аппарат с извлекаемым трубным пучком, один конец которого свободно перемещается.

3.1.5    теплообменный аппарат с U-образными трубами: Теплообменный аппарат с извлекаемым трубным пучком, выполненным из U-образных труб.

3.1.6    корпус теплообменного аппарата: Часть разъемного теплообменного аппарата, внутрь которой вставляется трубный пучок.

3.1.7    трубный пучок: Часть теплообменного аппарата, состоящая из теплообменных труб, трубных решеток и перегородок.

3.1.8    трубчатка: Часть неразъемного теплообменного аппарата, состоящая из трубного пучка и кожуха.

3.1.9    трубная решетка: Элемент теплообменного аппарата, предназначенный для крепления теплообменных труб и разделения теплообменных сред.

3.1.10    подвижная трубная решетка: Трубная решетка, имеющая возможность перемещения.

3.1.11    неподвижная трубная решетка: Трубная решетка, не имеющая возможности перемещения.

3.1.12    кожух теплообменного аппарата: Цилиндрическая часть теплообменного аппарата, состоящая из одной или нескольких сваренных между собой обечаек.

3.1.13    плавающая головка: Часть теплообменного аппарата, состоящая из подвижной трубной решетки и крышки.

3.1.14    аппаратный фланец: Фланец, предназначенный для соединения между собой корпуса, распределительной камеры, крышки распределительной камеры, крышки корпуса.

3.1.15    переходный фланец: Фланец на корпусе теплообменного аппарата, предназначенный для крепления крышки корпуса под плавающую головку.

3.1.16    трубное пространство теплообменного аппарата: Пространство внутри теплообменника со стороны внутренней поверхности труб.

3.1.17    межтрубное пространство теплообменного аппарата: Пространство между наружной поверхностью теплообменных труб и кожухом.

3.1.18    поперечная и продольная перегородки трубного пучка: Перегородка трубного пучка, предназначенная для распределения движения потока среды в межтрубном пространстве.

3.1.19    сливная перегородка трубного пучка: Перегородка трубного пучка, предназначенная для поддержания уровня жидкости в межтрубном пространстве горизонтального теплообменного аппарата.

3.1.20    опорная перегородка: Перегородка трубного пучка, являющаяся поддерживающей опорой трубного пучка.

3.1.21    обечайка: Цилиндрическая оболочка, открытая с торцов.

3.1.22    концевая обечайка: Обечайка, соединенная с одной стороны фланцем или трубной решеткой.

ГОСТ 31842-2012

3.1.23    распределительная камера теплообменного аппарата: Камера теплообменного аппарата, предназначенная для распределения потока по теплообменным трубам.

3.1.24    разъемная распределительная камера: Распределительная камера, открытая с обоих торцов, к одному из которых крепится съемная крышка.

3.1.25    неразъемная распределительная камера: Распределительная камера, имеющая приварное днище.

3.1.26    нормы и правила по проектированию сосудов, работающих под давлением: Нормы и правила для сосудов, работающих под давлением, указанные покупателем или согласованные с ним.

Примеры: [1], [2], Национальные стандарты государств, упомянутых в предисловии как проголосовавшие за принятие межгосударственного стандарта*.

3.2 В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

А — ширина наплавки или сварного соединения со стороны трубной решетки, мм (см. рисунок 1);

Л₁ — ширина полосы скольжения, мм (см. рисунок3);

Л₂ — высота полосы скольжения, мм (см. рисунок 3);

В — глубина наплавки или выступа разделки кромки в трубной решетке, мм (см. рисунок 1);

D — наружный диаметр аппарата, мм (см. таблицу 4);

D₁ — диаметр решетки, мм (см. рисунок 7);

D₂ — диаметр решетки, мм (см. рисунок 7);

D₃ — наружный диаметр решетки, мм (см. рисунок 6);

0₄    — внутренний диаметр полукольца, мм (см. рисунок 6); d_Q — диаметр шпильки в зоне резьбы, мм (см. рисунок 6);

h — высота соединительного выступа, мм (см. рисунок 1);

/7₁ — высота накладки, мм (см. рисунок 6);

К — катет углового шва, мм (см. рисунок 1);

К.| — катет углового шва, мм (см. рисунок 1);

Л — предельное отклонение габаритных и присоединительных размеров, мм (см. рисунок 5);

М — предельное отклонение торца фланца штуцера от вертикальной оси, мм (см. таблицу 11); Р_к — расчетное давление в кожухе, МПа (см. таблицу 14);

Р_Т — расчетное давление в трубах, МПа (см. таблицу 14);

R — радиус проточки, мм (см. рисунок 1);

5    — толщина концевой обечайки кожуха, мм (см. рисунок 1);

S_c — толщина стенки аппарата, мм (см. таблицу 4);

S₁ — толщина соединительного выступа, мм (см. рисунок 1);

S_n — толщина перегородки в центре, мм (см. рисунок 8);

S_n ¹ — толщина перегородки на краю, мм (см. рисунок 8);

S_B — ширина впадины в трубной решетке, мм (см. рисунок 8).

4 Общие положения

4.1    Конструкция теплообменника должна соответствовать нормам и правилам по проектированию, устройству и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

4.2    Стальные кожухотрубчатые теплообменные аппараты изготовляют следующих типов:

-    «Н» — с неподвижными трубными решетками (теплообменники, холодильники, конденсаторы, испарители, вакуумные конденсаторы, термосифонные испарители);

-    «К» — с неподвижными трубными решетками и температурным компенсатором на кожухе (теплообменники, холодильники, конденсаторы, вакуумные конденсаторы, термосифонные испарители);

-    «П» — с плавающей головкой (теплообменники, холодильники, конденсаторы, термосифонные испарители);

-    «У» - с U-образными трубами (теплообменники);

-    «ИП», «ИУ» — с паровым пространством (испарители);

-    «ПК» — с плавающей головкой и компенсатором на ней (теплообменники).

На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630—2012.

3

4.3    Контрольная таблица на кожухотрубчатый теплообменник приведена в приложении А.

4.4    Примеры листов технических характеристик на кожухотрубчатый теплообменник приведены в приложении В.

4.5    Рекомендации по распределению ответственности за данные, представленные в листе технических характеристик, даны в приложении С.

4.6    Диаметры трубных отверстий и размеры перемычек между трубными отверстиями указаны в приложении ДА.

5 Требования к проектированию и конструкции

5.1    Общие требования

5.1.1    Конструкцией аппарата должно быть предусмотрено обеспечение установленного режима эксплуатации, технологичности, надежности в течение назначенного срока службы, обеспечение безопасности при изготовлении, монтаже и эксплуатации, обеспечение возможности контроля технического состояния аппарата.

5.1.2    Назначенный срок службы аппарата должен устанавливать разработчик и указывать в технической документации.

5.1.3    Аппарат должен быть спроектирован с учетом нагрузок на штуцера и опоры.

5.1.4    В зависимости от расчетного давления, температуры стенки и характера среды аппараты подразделяют на группы, определяющие объем контроля сварных соединений. Гоуппа сосудов — по национальным стандартам государств, упомянутых в предисловии как проголосовавшие за принятие межгосударственного стандарта*.

5.1.5    Минимальная температура стенки аппарата, находящегося под давлением, — по национальным стандартам государств, упомянутых в предисловии как проголосовавшие за принятие межгосударственного стандарта*.

5.1.6    Фланцы кожуха, распределительной камеры и крышек должны быть выполнены приварными встык в случаях:

-    условное давление Р_у>1,0 МПа независимо от температуры;

-    одна или две полости аппарата работают при температуре рабочей среды не менее 300 °С независимо от давления.

5.1.7    Толщины стенок кожуха, распределительной камеры, обечайки и днища крышки определяют расчетом на прочность, но они должны быть не менее приведенных в таблице 1.

Таблица 1 — Минимальные толщины стенок В миллиметрах

Диаметр кожуха Минимальная толщина стенок из стали углеродистой и низколегированной, двухслойной высоколегированной хромоникелевой наружный внутренний для аппаратов типа НиК ПиУ НиК ПиУ 159, 219, 273, 325, 426, 530 400, 500 5 5 3 3 630 600 6 6 4 4 — 700, 800 6 8 4 6 — 900, 1000 6 10 6 8 — 1200 6 12 6 10 — 1400 и более 6 14 6 12

На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52630—2012.

4

ГОСТ 31842-2012

5.1.8 Толщины поперечных перегородок трубного пучка определяют в соответствии с расчетом на прочность, но они должны быть не менее приведенных в таблице 2.

Таблица 2 — Минимальные толщины поперечных перегородок трубного пучка В миллиметрах

Диаметр кожуха Минимальная толщина поперечных перегородок трубного пучка при расстоянии между ними наружный внутренний до 300 301—450 451—600 601—850 >851 159, 219, 273, 325 — 3 5 6 8 10 426, 530, 630 400, 500, 600 5 6 8 8 10 — 700, 800, 900, 1000 6 8 8 10(8) 12 (10) — 1200 и более 6 8 10(8) 10(8) 12 (10) Примечание — Значения в скобках являются допустимыми для аппаратов типов Н и К.

5.1.9 Максимальное расстояние между поперечными перегородками трубного пучка не должно превышать приведенные в таблице 3.

Таблица 3 — Максимальное расстояние между поперечными перегородками трубного пучка В миллиметрах

Наружный диаметр теплообменных труб Максимальное расстояние между поперечными перегородками в теплообменниках и испарителях в холодильниках и конденсаторах в теплообменниках и испарителях в холодильниках и конденсаторах с материалом труб сталь латунь, алюминий, алюминиевый сплав 16, 20 700 1000 600 900 25 800 1200 700 1000 38 1000 1300 800 1200 57 1400 1400 1400 1400

Примечание — Максимальное расстояние между поперечными перегородками для испарителей с паровым пространством должно составлять 1200 мм.

5.1.10    Минимальное расстояние между поперечными перегородками может составлять 0,2 внутреннего диаметра кожуха, но не менее 50 мм.

5.1.11    Диаметры поперечных перегородок трубного пучка должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 4.

Таблица 4 — Диаметры поперечных перегородок трубного пучка В миллиметрах

Диаметр поперечных перегородок трубного пучка при наружном диаметре аппарата внутреннем диаметре аппарата 159, 219, 273, 325, 426, 530, 630 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 D—2S0—3 397 497 597 697 796 896 995 1195 1395

5

5.1.12    Толщина поперечных и опорных перегородок из углеродистых и низколегированных сталей должна быть не менее удвоенной прибавки на коррозию для межтрубного пространства.

5.1.13    Для облегчения дренажа поперечные и опорные перегородки должны иметь на нижней образующей вырез высотой 10 мм.

5.1.14    При использовании продольных перегородок в межтрубном пространстве просвет между перегородкой и соседними трубами должен быть не менее 3 мм.

5.1.15    Поперечные перегородки в трубном пучке следует устанавливать с помощью распорных трубок, стяжек и гаек к ним.

Не допускается приварка перегородок к трубам трубного пучка.

5.1.16    Продольная перегородка в межтрубном пространстве должна быть приварена к трубной решетке и уплотнена относительно корпуса для предотвращения перетоков между ходами в межтрубном пространстве аппарата, если иное не требуется по условиям эксплуатации аппарата.

5.1.17    Толщины продольных перегородок в распределительных камерах и крышках определяют расчетом по перепаду давления в аппарате, но они должны быть не менее значений, приведенных в таблице 5.

Таблица 5 — Минимальные толщины продольных перегородок в распределительных камерах и крышках В миллиметрах

Диаметр кожуха Минимальная толщина перегородок наружный внутренний 325, 426 400 5 530, 630 500, 600 8 — 700, 800, 900, 1000 10 — 1200—1400 12

5.1.18 В каждой продольной перегородке (распределительной камеры и крышки аппарата многоходового по трубному пространству) должно быть дренажное отверстие диаметром не менее 6 мм.

5.2 Узел соединения трубной решетки с концевой обечайкой кожуха

5.2.1 Узел соединения трубной решетки с концевой обечайкой кожуха аппаратов типов Н и К должен соответствовать указанному на рисунке 1.

6