Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 15547-1-2009 "Нефтяная и газовая промышленность. Пластинчатые теплообменники. Технические требования" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 1063-ст)

Petroleum and natural gas industries. Plate-type heat exchangers. Technical requirements

Дата введения - 1 января 2011 г.

Введен впервые

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Предисловие
к ИСО 15547-16:2005

ИСО (Международная организация по стандартизации) - всемирная федерация представителей национальных стандартов (ИСО членов).

Работа по подготовке Международных стандартов обычно осуществляется через технические комитеты ИСО. Каждый член имеет право быть представленным в этом комитете при его (члена) заинтересованности. Правительственные и неправительственные Международные организации в связи с ИСО принимают участие в работе. Члены ИСО тесно сотрудничают с Международной Электротехнической Комиссией (МЭК) во всех вопросах стандартизации по линии МЭК.

Проект международного стандарта разрабатывается в соответствии с правилами ИСО/МЭК Директива, часть 2.

Главная задача технических комитетов готовить международные стандарты. Проекты международных стандартов, принимаемые техническими комитетами, рассматриваются первоначально его членами. Публикация стандарта в качестве международного требует от стандарта одобрения не менее 75% членов, участвующих в голосовании.

Отмечая, что некоторые части этого стандарта могут быть предметом патентных прав, ИСО не несет ответственность за установление частичного или полного соответствия таким патентным правам.

ИСО 15547-1:2005 был подготовлен Техническим комитетом ИСО/ТК67 "Материалы и оборудование для нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности, Подкомитетом ПК6 "Технологическое оборудование и системы".

Первая редакция ИСО 15547-1:2005 совместно с ИСО 15547-2:2005 аннулирует и заменяет ИСО 15547-2000 и является технически переработанным и исправленным изданием.

ИСО 15547 содержит части под общим наименованием "Пластинчатые теплообменники":

- часть 1. Пластинчатые теплообменники;

- часть 2. Алюминиевые пластинчато-ребристые теплообменники.

Введение

Пользователям ИСО 15547-1:2005 следует быть осведомленными в том, что для конкретных условий применения могут устанавливаться дополнительные отличающиеся от настоящего стандарта требования. ИСО 15547-1:2005 не препятствует продавцу предлагать, а покупателю соглашаться с альтернативными инженерными решениями для аппаратов индивидуального применения. При принятии альтернативных решений следует установить в деталях любые несоответствия от ИС015547-1:2005. ИСО 15547-1:2005 обязывает покупателя установить индивидуальные требования к аппаратам.

Точка () в начале пункта и подпункта указывает на требование к покупателю принять решение или предоставить дополнительную информацию (см. приложение В, контрольный лист).

1 Область применения

Настоящий стандарт содержит требования и рекомендации к механическому расчету, выбору материалов, изготовлению, инспекции, контролю и подготовке к отгрузке пластинчатых теплообменников для применения в нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности. Настоящий стандарт применим к полусварным, сварным и пластинчатым теплообменникам с уплотняющими прокладками.

2 Нормативные ссылки

Нижеперечисленные нормативные документы являются обязательными при применении настоящего стандарта. Для датированных ссылок применима только настоящая редакция. Для ссылок без даты применима последняя редакция нормативного документа (включая изменения).

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ИСО 8501-1 Подготовка поверхности перед окраской. Визуальная оценка состояния поверхности. Часть 1. Коррозионный класс и класс подготовки поверхности, в том числе для повторной окраски.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 поддон для стоков (drip tray): Поддон для сбора капельной жидкости с пакета пластин.

3.2 концевая плита (end plate): Плита, которая предохраняет рабочие жидкости в пластинчатом теплообменнике от контакта с подвижной или неподвижной крышкой.

Примечание - С каждой стороны пластинчатый теплообменник должен быть снабжен двумя концевыми пластинами.

3.3 рама (frame): Рама, обеспечивающая конструктивную опору и воспринимающая нагрузки от массы и внутреннего давления в теплообменнике.

3.4 сварной пластинчатый пакет (welded plate pack): Пластинчатый пакет, в котором пластины сварены между собой.

3.5 поверхность теплопередачи (heat transfer area): Сумма поверхностей пластин, контактирующих с обоими теплопередающими потоками.

Примечание - Без учета поверхностей концевых пластин.

3.6 номер позиции (item number): Обозначение позиции пластинчатого теплообменника.

3.7 наименьшая расчетная температура металла (minimum design metal temperature): Наименьшая температура металлических элементов, находящихся под давлением, например температура окружающего воздуха, температура флюидов.

3.8 ходовая пластина (pass plate): Пластина, используемая для изменения направления потока в пластинчатом теплообменнике не менее чем с двумя проходами.

3.9 пластина (plate): Прецизионный отштампованный лист, имеющий гофрированную форму.

3.10 шевронный угол пластины (plate chevron angle): Угол, образованный между гофрой и горизонталью.

3.11 пластинчатый теплообменник (plate-and-frame heat exchanger): Теплообменник, собранный из пакета пластин сварного или полусварного на прокладках исполнения и поддерживающей рамы (см. рисунок 1).

3.12 зазор между пластинами (plate gap): Зазор между впадинами и гофрами пластин (см. рисунок 2).

3.13 пакет пластин (plate pack): Совокупность всех пластин, собранных в раме.

3.14 проход (port): Входное или выходное отверстие в пластине.

3.15 нормы и правила по проектированию сосудов, работающих под давлением (pressure design code): Указанные покупателем или согласованные с ним действующие нормы и правила для сосудов, работающих под давлением.

Пример:

ЕН 13445 [1]: Европейский стандарт комитета по стандартизации,

ASME Section VIII [2]: Стандарт Американского общества инженеров-механиков.

3.16 полусварная пластинчатая пара (semi-welded plate pair): Две соседние пластины, сваренные вместе, где сварка выполняет функцию прокладки.

Примечание - Прокладки используют для герметизации соседних полусварных пар пластин.

3.17 кожух (shroud): Удаляемое покрытие для верхней и боковой частей пакета пластин, обеспечивающее защиту в нештатной ситуации при пропусках или пожаре.

3.18 правила сварки конструкции (structural welding code): Действующие нормы и правила сварки, а также дополнительные требования, согласованные покупателем.

"Рисунок 1 - Типовой одноходовой пластинчатый теплообменник"

"Рисунок 2 - Зазор между пластинами"

4 Общие положения

4.1 Нормы и правила расчета сосудов, работающих под давлением, должны назначаться или согласовываться покупателем. Элементы сосуда (например крышки, стяжные болты, гайки и штуцера), находящиеся под давлением, должны соответствовать действующим требованиям норм и правил по расчету сосудов, работающих под давлением, и дополнительным требованиям, приведенным в настоящем стандарте.

Действующие нормы и правила выполнения сварных швов должны быть согласованы покупателем.

Некоторые рекомендации по конструированию и изготовлению аппаратов, учету загрязнений, применению огнезащитного кожуха и прокладок для пластин даны в приложении А.

4.2 Продавец должен руководствоваться действующими нормами и правилами.

5 Запросы и предложения продавца

5.1 Продавец должен включить в листе технических характеристик всю необходимую информацию. Форма листа технических характеристик представлена в приложении С.

5.2 Продавец должен уточнить в конструкции те детали, которые не определены терминами и определениями, указанными в разделе 3.

5.3 Продавец должен предоставить подробное описание всех несоответствий от требований настоящего стандарта.

5.4 Материалы, из которых будет изготовлен аппарат, должны быть определены покупателем на начальной стадии проектирования пластинчатого теплообменника.

5.5 Продавец должен указать назначенный срок службы прокладок в условиях эксплуатации и при хранении. Должны быть указаны специальные требования для хранения прокладок на складе.

5.6 Продавец должен указать способ крепления подвижных крышек.

5.7 Для каждого пластинчатого теплообменника продавец должен предоставить перечень запасных частей.

5.8 Если предусмотрен огнезащитный кожух, продавец пластинчатого теплообменника должен предоставить подтверждение, что предлагаемая конструкция прошла соответствующие испытания.

6 Требования к чертежам и другой технической документации

6.1 Чертежи

6.1.1 Для согласования с покупателем продавец должен предоставить компоновочные чертежи на каждый пластинчатый теплообменник. Чертежи должны включать следующую информацию:

a) условия эксплуатации, номер позиции, наименование проекта и место расположения, реквизиты продавца, номер заявки покупателя;

b) расчетное давление, давление испытания, наибольшую расчетную температуру, минимальную расчетную температуру металла, а также любые ограничения, касающиеся испытаний или эксплуатации пластинчатых теплообменников;

c) размеры и размещение опор;

d) габаритные размеры;

e) наибольшую и наименьшую длину пакета пластин в собранном виде;

f) требуемый зазор для разборных пластин;

g) массу пустого и наполненного водой пластинчатых теплообменников;

h) центр масс пустого аппарата и в рабочем состоянии;

i) прибавку на коррозию;

j) спецификацию материалов для всех элементов;

к) допустимые силы и моменты, приложенные к штуцерам;

I) размеры, условное давление, тип привалочной поверхности фланца, привязки и идентификацию штуцеров по потокам;

m) ссылки на применяемые нормы и правила;

п) число устанавливаемых пластин и наибольшее число пластин, устанавливаемых в раме;

о) материалы прокладок и метод установки (например, с помощью клеевого соединения, механических креплений и т.д.).

6.1.2 Продавец должен рекомендовать инструмент для монтажа и технического обслуживания пластинчатого теплообменника. При необходимости осуществления контроля усилия затяжки крепежа должны быть предоставлены все необходимые рекомендации.

6.1.3 Согласование чертежей общего вида не должно освобождать продавца от ответственности выполнять требования покупателя и действующих норм и правил.

6.1.4 После согласования компоновочных чертежей продавец должен предоставить чертежи общего вида и в детализации.

6.1.5 По требованию покупателя продавец должен предоставить для согласования применяемые сварочные процедуры и карту сварных швов.

6.1.6 По требованию покупателя для согласования должны быть предоставлены расчеты.

6.2 Окончательная документация

6.2.1 При поставке аппарата продавец должен предоставить покупателю следующие документы:

a) техническое описание;

b) инструкцию по сборке;

c) инструкцию по эксплуатации;

d) инструкцию по установке и техническому обслуживанию и ремонту;

e) лист запасных частей;

f) лист технических характеристик и рабочие чертежи.

6.2.2 Продавец должен хранить рабочую документацию не менее пяти лет в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

7 Проектирование

7.1 Общие положения

7.1.1 Рама и стяжные болты полусварных пластинчатых теплообменников должны быть спроектированы таким образом, чтобы имелась возможность установить дополнительно не менее 20% пластин.

7.1.2 Пластины на прокладках, включая парные полусварные пластины, должны иметь возможность их замены без удаления соседних пластин.

7.1.3 В аппарате должна быть предусмотрена возможность выравнивания пакета пластин и прокладок.

7.2 Расчетная температура

7.2.1 Продавец должен назначить максимальную и минимальную расчетную температуру металла.

7.2.2 Расчетную температуру следует использовать при проектировании всех элементов аппарата, работающих под давлением.

7.3 Расчетное давление

Если другое не согласовано покупателем, пластинчатый теплообменник должен быть спроектирован на расчетное давление по каждому пространству с одной стороны и атмосферное давление или вакуум (если имеется) - с другой.

7.4 Влияние загрязнения

Покупатель должен определить в процентном отношении влияние загрязнений чистой и загрязненной теплопередающих поверхностей F, вычисляемых по формуле

,

где U - коэффициент теплопередачи.

7.5 Прибавка на коррозию

7.5.1 Прибавку на коррозию следует учитывать для деталей обвязки.

7.5.2 Прибавка на коррозию для пластин равна 0.

7.6 Детали

7.6.1 Пластины должны соответствовать следующим требованиям:

a) номинальная толщина пластин, собираемая с прокладками перед стяжкой, должна быть достаточна для эксплуатации при расчетных условиях, но быть не менее чем 0,5 мм;

b) пластины должны поддерживаться несущей планкой;

c) пластины должны быть спроектированы так, чтобы обеспечить работу при расчетных условиях, если другое не согласовано покупателем;

d) толщина ходовых пластин должна быть достаточной для восприятия полного перепада давления через аппарат;

e) смоченная поверхность опор для ходовых пластин должна быть выполнена из материала, аналогичного материалу пластин;

f) все разборные и полусварные пакеты пластин должны иметь неудаляемый идентифицируемый штамп для обеспечения точности при сборке;

g) концевые пластины должны быть снабжены съемными крышками;

7.6.2 Подвижные крышки должны соответствовать требованиям:

a) применение усиленных крышек должно быть согласовано покупателем;

b) крышки должны иметь отверстия с пазами для стяжных болтов, которые должны удерживать их, или гайки от проворачивания.

7.6.3 Стяжные болты и гайки для разборных и полусварных пластин должны соответствовать следующим требованиям:

a) номинальный диаметр стяжных болтов должен быть не менее 16 мм (5/8");

b) на конце стяжные болты должны быть снабжены не менее чем одной контргайкой. Высота каждой гайки должна быть не менее высоты гайки усиленного типа;

c) под всеми гайками должна быть установлена закаленная стальная шайба;

d) каждый стяжной болт должен быть смазан и закрыт пластиковой крышкой для защиты от воздействия окружающей среды.

7.6.4 Несущая и направляющая планки для разборных и полусварных пластинчатых теплообменников должны обеспечивать:

a) свободное скольжение пластин и подвижных крышек вдоль оси опорной планки;

b) проектирование опорной планки на нагрузку не менее полуторакратной от общей массы подвижных крышек с максимальным числом пластин в пакете, наполненных водой или технологической средой, если ее плотность больше плотности воды.

7.6.5 Пластинчатый теплообменник со съемными и полусварными пластинами должен быть снабжен опорной стойкой с опорой, расположенной у подвижной крышки. На неподвижной крышке должно быть не менее двух опор. Опоры должны быть спроектированы на внешние нагрузки, определяемые в листе технических характеристик либо в других устанавливающих документах.

7.6.6 По требованию покупателя должны быть предоставлены уточненные реакции опор.

7.6.7 По требованию покупателя пластинчатый теплообменник должен быть оснащен кожухом для защиты от брызг в результате утечек.

7.6.8 По требованию покупателя пластинчатый теплообменник должен быть оснащен, при необходимости, огнезащитным кожухом. Дополнительная информация представлена в разделе А.6 (приложение А).

7.6.9 По требованию покупателя пластинчатый теплообменник должен быть снабжен поддоном для сбора стоков.

7.6.10 Все аппараты должны быть снабжены двумя лапками, соединяемыми со своим концом рамы.

7.7 Соединения

7.7.1 Подсоединение к трубопроводам осуществляют на фланцах, либо оно должно быть неразъемным.

7.7.2 Использование соединений с ввертными шпильками и/или фланцевыми соединениями, а также тип привалочной поверхности должны быть указаны в листе технических характеристик.

7.7.3 Резьбовые отверстия не должны быть сквозными через крышки. Отверстия под ввертные шпильки должны быть глубиной не менее трех диаметров шпильки и иметь точную толщину крышки не менее чем 1/4 ее толщины.

7.7.4 Соединения должны выдерживать силы и моменты от трубопроводной обвязки. Приблизительные нагрузки для оценки прочности соединений указаны в таблицах 1 и 2. Если другие не определены покупателем, должны быть использованы стандартные нагрузки, указанные в таблице 1. Направления сил и моментов должны соответствовать рисунку 3.

Таблица 1 - Нагрузки на штуцера

Номинальный размер		PN 20 (ASME класс 150)					PN 50 (ASME класс 300)				PN 100 (ASME класс 600)
DN			F		М		F		М		F		М
мм	(дюйм)		H	()		()	Н	()		()	Н	()		()
25	(1)		90	(20)	0	(0)	119	(27)	1	О)	167	(37)	2	(2)
40	(1,5)		159	(36)	37	(27)	209	(47)	40	(29)	293	(66)	44	(32)
50	(2)		208	(47)	76	(56)	273	(61)	80	(59)	383	(86)	88	(65)
80	(3)		365	(82)	230	(169)	480	(108)	246	(181)	673	(151)	274	(202)
100	(4)		477	(107)	358	(264)	628	(141)	388	(286)	879	(198)	438	(323)
150	(6)		776	(175)	750	(553)	1 022	(230)	840	(620)	1 430	(322)	990	(730)
200	(8)		1 096	(246)	1 236	(911)	1 443	(324)	1 431	(1 056)	2 020	(454)	1 758	(1 297)
250	(10)		1 433	(322)	1 809	(1 335)	1 886	(424)	2 167	(1 598)	2 640	(593)	2 763	(2 038)
300	(12)		1 784	(401)	2 471	(1 822)	2 347	(528)	3 056	(2 254)	3 286	(739)	4 032	(2 974)
350	(14)		2 146	(482)	3 220	(2 375)	2 824	(635)	4 108	(3 030)	3 953	(889)	5 587	(4 121)
400	(16)		2 519	(566)	4 060	(2 995)	3 314	(745)	5 333	(3 933)	4 640	(1 043)	7 454	(5 498)
450	(18)		2 901	(652)	4 993	(3 683)	3818	(858)	6 742	(4 973)	5 345	(1 202)	9 658	(7 123)
500	(20)		3 292	(740)	6 021	(4 441)	4 332	(974)	8 346	(6 156)	6 065	(1 363)	12 221	(9 014)
Примечание - Значения данной таблицы вычисляют по формулам: ; , где ; .

Таблица 2 - Нагрузки на штуцера

Номинальный размер		PN 20 (ASME класс 150)				PN 50 (ASME класс 300)				PN 100 (ASME класс 600)
DN		F		М		F		М		F		М
мм	(дюйм)	Н	()		()	Н	(Фунт сила)		()	Н	()		()
25	(1)	452	(102)	2	(2)	595	(134)	6	(4)	833	(187)	12	(9)
40	(1,5)	795	(179)	186	(137)	1 046	(235)	198	(146)	1 464	(329)	??0	(162)
50	(2)	1 039	(234)	378	(279)	1 367	(307)	401	(296)	1 913	(430)	440	(324)
80	(3)	1 826	(410)	1 148	(847)	2 402	(540)	1 230	(907)	3 363	(756)	1 368	(1 009)
100	(4)	2 386	(536)	1 788	(1 318)	3 140	(706)	1 938	(1 430)	4 396	(988)	2 189	(1 615)
150	(6)