Фланцевый трубный лист представляет собой специальную конструкцию фланца, в которой трубный лист и фланец объединены в единую конструкцию. Он в основном используется для соединения трубного пучка и корпуса в теплообменниках, сосудах под давлением и другом оборудовании, сочетая в себе функции поддержки трубного пучка и герметизации среды. Его основная особенность заключается в том, что благодаря интегральной конструкции трубного листа и фланца обеспечивается изоляция давления между трубным и корпусным пространством, а также фиксация трубного пучка. Ниже приводится описание конструкции, характеристик и применения:

Конструкция и принцип работы

Основные компоненты

Основной трубный лист:

Толщина обычно составляет 10-100 мм (определяется в зависимости от давления и диаметра труб в оборудовании), материал чаще всего Q345R, 16MnDR (низкотемпературный), 304/316L (коррозионностойкий);

На поверхности просверлены отверстия для труб (расположены в виде треугольника/квадрата), внутри отверстий могут быть обработаны расширительные пазы или уплотнительные канавки для фиксации теплообменных труб (например, методом расшивки, сварки или комбинированного метода расшивки и сварки).

Фланцевое кольцо:

Приваренное или цельнокованое к краю трубного листа, образующее уплотняющую прижимную поверхность, распространенные типы — плоское (FF), выпукло-вогнутое (MFM), для высоких давлений — с кольцевой канавкой (RJ);

На фланцевом кольце просверлены отверстия для болтов, которые соединяются с фланцем корпуса с помощью болтов, обеспечивая герметизацию оборудования.

Расширенная конструкция (опционально):

Фланцевый трубный лист с втулкой: к краю трубного листа приварена коническая втулка (похожая на приварной фланец с втулкой), что повышает усталостную прочность и подходит для условий высокого давления (PN≥40);

Трубочный лист с футеровкой: на поверхность трубного листа наплавляется коррозионностойкий слой (например, Inconel 625), используется для сильно коррозионных сред (например, концентрированная азотная кислота, плавиковая кислота).

Принцип работы

Трубный лист, как основной компонент теплообменника, с одной стороны соединяется с трубным пучком (трубное пространство), а с другой стороны — через фланцевое кольцо болтовым соединением с корпусом (корпус);

Давление среды передается через фланцевое кольцо на болты, герметизация трубного и корпусного пространства обеспечивается уплотнительной прокладкой (например, металлическая спиральная прокладка, восьмиугольная прокладка), а трубный лист поддерживает трубный пучок, противодействуя вибрации потока.

Основные характеристики продукта

1. Механические свойства и конструктивные преимущества

Высокопрочная опора: толщина трубного листа рассчитывается в соответствии с GB/T 151 «Теплообменники», выдерживает перепад давления между трубным и корпусным пространством (ΔP≥10 МПа), например, в высоконапорных конденсаторах давление в трубном пространстве составляет 16 МПа, а в корпусе — 6 МПа;

Устойчивость к температурным напряжениям: интегральная конструкция трубного листа и фланца может компенсировать температурные деформации трубного пучка и корпуса (например, при разнице температур в паровом теплообменнике ≥80 ℃), снижая риск растрескивания трубного листа.

2. Герметичность и коррозионная стойкость

Многоступенчатая конструкция уплотнения:

Соединение трубного листа и теплообменных труб: используется технология сварки с последующей развальцовкой (коэффициент утечки сварного шва <0,1%);

Уплотняющая поверхность фланца: в условиях высокого давления используются металлические кольцевые прокладки, удельное давление уплотнения ≥60 МПа, подходит для токсичных, легковоспламеняющихся и взрывоопасных сред (например, теплообменники для сжиженного нефтяного газа).

Гибкий выбор материалов:

Теплообменники для химической переработки угля: трубный лист из 15CrMoR (стойкость к высокотемпературной коррозии водородом) + фланцевое кольцо из Q345R;

Опреснительные установки: на трубный лист наплавляется нержавеющая сталь 6% Mo (N08367), фланцевое кольцо из 316L, стойкость к коррозии хлоридами (концентрация Cl- ≥20000 ppm).

3. Простота монтажа и технического обслуживания

Модульная установка: фланцевый трубный лист можно устанавливать целиком, соединяя с фланцем корпуса болтами, что повышает эффективность по сравнению со сваркой на месте на 30% (например, при установке крупных кожухотрубных теплообменников);

Возможность технического обслуживания: после откручивания болтов трубный пучок можно вынуть для очистки, поверхность трубного листа можно подвергать механической полировке (шероховатость Ra≤1,6 мкм), снижая риск образования накипи.

4. Преимущества в отношении стоимости и индивидуальной настройки

Оптимизация материалов: трубный лист и фланцевое кольцо могут быть изготовлены из разных материалов (например, трубный лист из нержавеющей стали + фланцевое кольцо из углеродистой стали), что снижает стоимость по сравнению с цельностальными фланцами на 25-40%;

Нестандартные решения: могут быть разработаны нестандартные трубные листы в соответствии с GB/T 151, ASME VIII Div.1 (например, овальные, кольцевые трубные листы), подходящие для конструкций специального оборудования.

Сравнение с другими типами фланцев

Область применения

Ветроэнергетика	Судостроение	Машиностроение
Атомная энергетика	Нефтедобывающая промышленность	Химическая промышленность