壳体厚度对于换热器的影响

如果问材料代用以厚代薄是不是都偏安全？估计很多人会回答，不是，换热器壳程以厚代薄就需要重新计算换热器。对的，换热器比较特殊，改变管板厚度，换热管数量直径厚度，壳程厚度对其结果都有影响，不能单单以为以厚代薄就安全。

但是大家想过没有，为什么GB/T151-2014只校核腐蚀后的换热器，不核算腐蚀前的换热器，说好的不能以厚代薄呢？腐蚀毕竟需要好几年以厚，一台新的换热器用坏了，可就没有后来了。还不仅仅是腐蚀的问题，如果是复合板，很多时候大家只输入基材厚度，复层厚度都不计入计算，此时更不会有人去核算如果考虑复层是不是安全了。

某项目中一台卧式固定管板式换热器，其壳程介质需要选用不锈钢，即管板、换热管材质为S30403/022Cr19Ni10，壳程壳体材料选用（12+3）mm不锈钢复合板Q345R+S30403，管板厚度68mm；以此进行设计校核。按常规通行的计算程式SW-6中输入壳程圆筒δs=12，计算结果通过。此次反映在计算页中的壳体法兰应力值σf 不大，为许用值61%。

为全面考量复合板的厚度效应，以（12+3）即15毫米的截面量输入壳程圆筒δs=15，此时壳体法兰应力值达到许用值得90%；另以（14+3）壳程圆筒δs=17进行计算，壳体法兰应力值达到许用值得110%，计算结果未通过。对比图见下图：

可见，不考虑腐蚀前、腐蚀后、复合前、复合后的影响是不对的。所谓以厚代薄，没有以后。

设计过程中，建议设计人退出常规计算中不计入覆层厚度的复合板强度计算输入模式，追加换热器壳程圆筒名义厚度为实体尺寸（计入覆层厚度）的校核过程。

一般的涉及到刚度、弯矩、温差膨胀理念的设备计算应考虑复合板复层厚度的影响，非一般的“以薄代厚”的计算安全性理解。

比如按照ASME VIII I卷，除了按照考虑温差不考虑温差等8种工况外，还需腐蚀前腐蚀后分别进行核算。共计16种工况。

UHX-13.4（c）Because any increase of tubesheet thickness may lead to overstresses in the tubes, shell, channel, or tube-to-tubesheet joint, a final check shall be performed, using in the equations the nominal thickness of tubesheet, tubes, shell and channel, in both corroded and uncorroded conditions.

值得庆幸的是，新的SW6已经加入了腐蚀前的校核，考虑的更为全面。