第一部分gb151-2014
1. 修改了標準名稱，擴大了標準適用範圍：
1.1提出了熱交換器的通用要求，也就是適用於其他結構型式熱交換器。並對安裝、使用等提出要求。
1.2規定了其他結構型式的熱交換器所依據的標準。
2. 範圍：
gb151-201x《熱交換器》規定公稱直徑範圍（dn≤4000mm，原為2600mm）、公稱壓力（pn≤35mpa）及壓力和直徑乘積範圍（pn×dn≤2.7×104，原為1.75×104）。
並且管板計算公式推導過程的許多簡化假定不符合。也給製造帶來困難。tema控制殼體壁厚3〞（76mm）、雙頭螺柱最大直徑為4〞（102mm）。
3.術語和定義
3.1公稱直徑dn
3.1.1捲製、鍛製、圓筒
以圓筒內直徑（mm）作為換熱器的公稱直徑。
3.1.2鋼管制圓筒
以鋼管外徑（mm）作為換熱器的公稱直徑。
3.2公稱長度ln
以換熱管的長度（m）作為換熱器的公稱長度，換熱管為直管時，取直管長度；換熱管為u形管時，取u形管的直管段長度。
3.3換熱面積a
3.3.1計算換熱面積
換熱面積是以換熱管外徑為基準，以二管板內側的換熱管長度來計算換熱面積，計算得到的管束外表面積（m2）；對於u形管換熱器，一般不包括u形管彎管段的面積。當需要把u形彎管部分計入換熱面積時，則應使u形端的殼體進（出）口安裝在u形管末端以外，以消除u形管末端流體停滯的換熱損失。
3.3.2公稱換熱面積
公稱換熱面積是將計算面積經圓整後的換熱面積（m2），一般取整數。
4.工藝計算（新增加）
4.1設計條件（使用者或設計委託方應以正式書面形式向設計單位提出工藝設計條件），內容包含
4.1.1運算元據：包括流量、氣相分率、溫度、壓力、熱負荷等；
4.1.2物性資料：包括介質密度、比熱、粘度、導熱係數或介質組成等；
4.1.3允許阻力降；
4.1.4其他：包括操作彈性、工況、安裝要求（幾何引數、管口方位）等。
4.2選型應考慮的因素
4.2.1合理選擇熱交換器型式及基本引數，滿足傳熱、安全可靠性及能效要求；
4.2.2考慮經濟性，合理選材；
4.2.3滿足熱交換器安裝、操作、維修等要求。
4.3計算
熱交換器工藝計算時應進行優化，提高換熱效率，滿足工藝設計條件要求。需要時管殼式熱交換器還應考慮流體誘發振動。
5.設計引數
5.1壓力
5.1.1壓差設計
同時受管、殼程壓力作用的元件，當能保證製造、開停工、及維修時都能達到按規定壓差進行管、殼程同時公升、降壓和裝有安全裝置時，方可按元件承受的壓差設計。
5.1.2真空設計
真空側的設計壓力，應按gb150的規定，當元件一側受真空作用，另一側受非真空作用時，其設計壓力應為兩側設計壓力之和，即為最苛刻的壓力組合。
5.1.3試驗壓力
試驗壓力pt=1.25[σ]/[σ]t，當容器元件所用材料不同時，應取各元件材料的[σ]/[σ]t比值中最小者。
外壓容器和真空容器以內壓進行壓力試驗。
1）當pt＜ps時，各程分別按上述辦法試壓。當pt（或ps）為真空時，則ps＋0.1（或pt＋0.1）再乘以規定值。
2）當pt＞ps時，殼程試驗壓力按管程試驗壓力。
5.2溫度
5.2.1設計溫度
換熱器在正常的工作情況下，設定的元件金屬溫度（沿元件金屬橫截面的溫度平均值），它與設計壓力一起作為設計載荷條件，設計溫度不得低於元件金屬在工作狀態下可能達到的最高溫度，對於0℃以下的金屬溫度，設計溫度不得高於元件金屬可能達到的最低溫度。
管程設計溫度是指管程的管箱設計溫度。非換熱管的設計溫度。
對於同時受兩程溫度作用的元件可按金屬溫度確定設計溫度，也可取較高側設計溫度。
在任何情況下元件金屬的溫度不得高於材料允許使用的溫度。
5.2.2元件金屬溫度確定。
5.2.2.1傳熱計算求得
1）換熱管壁溫tt
熱流體熱量通過管壁傳給冷流體（圖1）。換熱管壁溫tt
12）殼體圓筒壁溫ts圖1
殼體圓筒壁溫計算與換熱管壁溫相同，不同的地方圓筒外為大氣溫度，有保溫的基本是圓筒外壁溫度。
5.2.2.2已使用的同類換熱器上測定
5.2.2.3根據介質溫度並結合外部條件確定。
6. 厚度附加量
6.1鋼材厚度負偏差
6.2腐蝕裕量的規定
根據預期的容器壽命和介質對金屬材料的腐蝕速率確定。
各元件受到的腐蝕程度不同時，可採用不同的腐蝕裕量，（表1）。
表16.3腐蝕裕量的考慮原則
6.3.1各元件受到的腐蝕程度不同時，可採用不同的腐蝕裕量。
6.3.2考慮兩面腐蝕的元件：管板、浮頭法蘭、球冠形封頭、分程隔板。
6.3.3考慮內表面腐蝕的元件：管箱平蓋、凸形封頭、管箱、殼體、容器法蘭和管法蘭的內徑面上。
6.3.4管板和平蓋上開槽時：當腐蝕裕量大於槽深時，要加上兩者的差值。
6.3.5不考慮腐蝕裕量的元件：換熱管、鉤圈、浮頭螺栓、拉桿、定距管、拆流板、支援板、縱向隔板。當腐蝕裕量很大時也要考慮。
7.焊接接頭分類（增加）與焊接接頭係數。
對於換熱管與管板連線的內孔焊，進行100%射線檢測時焊接接頭係數φ=1.0，區域性射線檢測時焊接接頭係數φ=0.85，不進行射線檢測時焊接接頭係數φ=0.6。
8.洩露試驗
洩露試驗的種類和要求應在圖樣上註明。
9.材料和防腐
換熱器用鋼材除採用gb150.2中所規定的材料外，作為gb151換熱器的零部件還需要作進一步考慮。
9.1管板、平蓋
管板、平蓋一般情況用鍛件優於用鋼板，但用鍛件的成本要高很多，故在條件不苛刻時，用板材作管板、平蓋依然很多。一般規定如下：
1）鋼板厚度δ＞60mm時，宜採用鍛件。
2）帶凸肩的管板、內孔焊管板和管箱平蓋採用軋制板材直接加工製造時，碳素鋼、低合金鋼厚度方向效能級別不應低於gb/t5313-2010（厚度方向效能管板）中的z35級，並在設計檔案上提出附件檢驗要求。
3）採用鋼板作管板和平蓋時，厚度大於50mm的q245r、q345r，應在正火狀態下使用。
9.2復合結構的管板、平蓋
管板、平蓋可採用堆焊或**復合結構，當管程壓力不是真空狀態時，平蓋亦可採用襯層結構。
9.2.1堆焊結構
用堆焊製作的管板與平蓋，其覆層與基層的結合是最好的，但堆焊的加工難度大，中間檢驗、最終檢驗及熱處理的要求高，堆焊一般有手工堆焊和帶極堆焊兩種方法。
（1）管板堆焊結構：其覆層完全可計入管板的有效厚度（以許用應力比值折算），與換熱管連線採用強度焊時，有充分的能力來承受換熱管的軸向剪下載荷。
（2）常用帶分程隔板槽管板堆焊結構見圖2。
單管程不帶分程隔板槽的管板堆焊層大於或等於8mm。
（a）正確結構圖b）錯誤結構圖
圖2（3）管板堆焊技術要求：
9.2.2**、軋制複合板
管板和平蓋採用的複合板等級要求見表2。
表29.2.3規定了不得使用的襯層復合結構：
9.2.4管板復合結構的評價
堆焊復合：其覆層完全可計入管板的有效厚度（以許用應力比值折算），與換熱管連線採用強度焊時，有充分的能力來承受換熱管的軸向剪下載荷。
**復合：採用標準中1級的復合鋼板時，覆層是否計入管板有效厚度由設計者自行決定（鈦、銅覆層不能計入管板有效厚度內），但管板覆層與換熱管的強度焊，可以承受換熱管的軸向剪下載荷。
9.3有色金屬
9.3.1鋁及鋁合金
（1）設計引數：p≤16mpa，含鎂量大於或等於3%的鋁和鋁合金，-269℃≤t≤65℃，其他牌號的鋁和鋁合金，-269℃≤t≤200℃；
（2）在低溫下，具有良好的塑性和韌性；
（3）有良好的成型及焊接效能；
（4）鋁和空氣中的氧迅速生成al2o3薄膜，故在空氣和許多化工介質中有著良好的耐蝕性。
9.3.2銅和銅合金
（1）設計引數：p≤35mpa；
（2）純銅：t≤200℃；銅合金：一般的銅合金在200℃，但鐵白銅管的效能穩定，可用到400℃。
（3）具有良好的導熱性能及低溫效能；
（4）具有良好的成型效能，但焊接效能稍差。
9.3.3鈦和鈦合金
（1）設計引數：p≤35mpa，t≤315℃，鈦—鋼複合板t≤350℃；
（2）密度小（4510kg/m3），強度高（相當於q245r）；
（3）有良好的低溫效能，可用到-269℃；
（4）鈦－鋼不能焊，且鐵離子對鈦汙染後會使耐腐蝕性能下降；
（5）表面光滑，粘附力小，且表面具有不濕潤性，特別適用於冷凝；
（6）鈦是具有強鈍化傾向的金屬，在空氣或氧化性和中性水溶液中迅速生成一層穩定的氧化性保護膜，因而具有優異的耐蝕性能。
（7）用於製造壓力容器殼體時，應在退火狀態下使用。
9.3.4鎳和鎳合金
（1）設計引數：p≤35mpa；
（2）有良好的低溫效能，可用到-269℃；
（3）具有良好的耐腐蝕性能；
（4）具有良好的成型效能。
（5）用於製造壓力容器受壓元件時，應在退火或者固溶狀態下使用。
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