64877舰船用柴油机空气冷却器规范 标准 CB 1384-2005.pdf

中华人民共和 国船舶行业标准 F L 1 5 1 7C B 1 3 8 4 一 2 0 0 5 舰船用柴油机空气冷却器规范 S P e c i n c a t i o nfor ai r coOl e r o f s h i Pd i e s ele n 梦n es 2 0 0 5 一1 2 一飞 2发布2 0 0 6 一0 5 一0 1 实施 国防科学技术工业委 员会发 布 C B 1 3 8 4 一 2 0 0 5 前言 本规范由中国船舶工业集团公司提出。 本规范由中国 船舶工业综合技术经济研究院归口。 本规范起草单位:中国船舶工业综合技术经济研究院、 营口 船舶辅机厂、 湖北登峰换热器股份有限 公司、南通吉达热工机械有限公司。 本规范主要起草人:李军、刘士文、仲崇欣、徐敬辉、汤健。 C B 1 3 8 4 一 2 0 0 5 舰船用柴油机空气冷却器规范 1 范围 本规范规定了舰船用柴油机空 气冷却器 ( 以下简称空冷器)的 要求、质量保证规定和交货准备等。 本规范适用于水侧设计压力不大于0 . S MPa 、 进口设计温度为3 2 ， 空气侧设计压力不大于0 . 35MPa 、 设计温度不高于2 70，冷却介质为海水、被冷却介质为增压空气的空冷器的设计、 制造和检验。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。 凡是 注日 期的引 用文件， 其随后所有的 修改单 ( 不 包含勘误的内容) 或修订版均不适用于本规范， 然而， 鼓励根据本规范 达成协议的 各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。 凡是不注日 期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 G B / T7 0 0 一1 9 8 8 碳素结构钢 G B / Tl l 7 3 一1 9 9 5 铸造铝合金 G B / Tl l 76一1 9 8 7 铸造铜合金技术条件 G B /T 18 04一2 0 o 0 一般公差 未注公差的 线性和角度尺寸的公差 GB/ T204 0 一2 0 02铜及铜合金板材 G B / T2 O 5 9 一2 0 0 0 铜及铜合金带材 GB/T 3 625 一1 9 9 5 换热器及冷凝器用钦及钦合金管 GB/T 4 2 3 了 一1 9 9 2 不锈钢热轧钢板 GB/T 8890一199 8 热交换器用铜合金无缝管 GB/ T1 3 3 0 6 标牌 G JB 1 50. 18一1 9 8 6 军用设备环境试验方法 G J B3 50. 2 水面战斗舰艇系泊和航行试验规程 倾斜试验 G J B4 0 0 o 一 2 0 0 0 舰船通用规范 cB l l 46. 9 舰船设备环境试验与工程导则振动 CB 3961一2 0 0 4 船用热交换器设计计算方法 3 要求 3 . 1 尺寸 空冷器加工面的未注公差线性尺寸的公差应按G B /T 1 8 04一2 0 00中的m 级;非加工面的未注公差线性 尺寸的公差应按G B / T1 8 0 4 一 2 0 0 0 中的c 级。 3 . 2 加工质量 3 . 21 空冷器的外表面应涂漆，漆膜应无皱。 3 . 2 . 2 冷却管与管板胀接后，管板变形凹凸量应不大于管板对角线长度的0 . 2 %。 3 . 2 . 3 管子与管板胀接后管子伸出管板长度不大于1 . s nun管子翻边后不应有裂纹， 且管板孔不应有暴 露现象。 3 . 24 侧板与翅片的间隙应小于 0 . 5 咖。 3 . 2 5 翅片与冷却管胀接后， 片与片之间应等距， 实际翅片数与理论翅片数的误差不大于士03 %。 当 单支翅片管数量小于3 00 片时，片数误差为士1片。 3 . 3 标志 3 . 3 . 1 空冷器的铭牌应用黄铜制作，并符合 G B /T 133 06 的要求。 3 32 空冷器的铭牌一般应标注下列内容: C B 1 3 8 4 一 2 0() 5 a)空冷器名称及型号; b)设计压力，MPa: c)设计温度，; d)冷却面积，叮; e)产品重量，kg; f)产品编号: 9 ) 制造日期; h)外形尺寸， 丽; 1) 制造厂名称。 3 . 4 材料 3 . 4 . 1 空冷器主要零件材料按表 1 规定。 表1 主要零件材料表 零件名称材料牌号 标准号 冷 却 管 BP e 1 0 一 1 一 1 、B F e 3 0 一 1 一 1 TA 2 GB/ T8 8 9 0 一1 9 9 8 GB / T 3 6 2 5 一 1 9 9 5 侧板 Q 2 3 5B I Cr 1 8 N i g Z L 1 0 4 G B / T 7 0 0 一 1 9 8 8 GB/ T4 2 3 7 一1 9 9 2 G B / Tl l 7 3 一1 9 9 5 端盖 Z C u Z n l 6 S i 4 、Z C u A 1 9 Mn ZG B / Tl l 7 6 一1 9 8 7 管板 H S n 6 2 一 1 、B 1 9 BF e 1 0 一 1 一 1 、B F e 3 0 一 1 一 1 Q 2 3 5 B GB/ T2 0 4 0 一2 0 0 2 GB/ T7 0 0 一1 9 8 5 翅片 T Z 、 H9 0GB / T 2 0 5 9 一2 0 0 0 3 4 _ 2 允许采用性能不低于表 1 规定的其他材料。 设计 勺内d 取公式 a ) 钢的 材料许用应力【 司按公式 ( 1) 、公式 ( 2) 计算，取其中较小值。铸铜、铸铝的许用应力 ( 1) 、公式 (2)计算结果的 8 0 %。 金属温度不高于 50口时: ab/ 2 . 7 0，/1 . 6 -一一- ，.J飞esJ，.J飞esJ，.J a口口00 rLL，LL.LFesLL.L b)金属温度高于 50口时: a b / 2 . 7 口 ， T / 1 . 6 a 。 T / 16 ·· ·· ··· ·· ···· ··· ·· ··· ··· ·。· ·· ··· ··· ·· ···· · (1) ··························。········一 (2) 式 中: 。 材料许用应力的 数值，单位为兆帕 (MP a) ; 。 b 材料在常温下最低抗拉强度的数值， 单位为兆帕 ( MPa) ; a : 材料在常温下屈服强度的数值，单位为兆帕 ( MPa) ; a 户 材料在设计温度下屈服强度或。 . 2 %的 条件屈服强 度 ( a 。 2 )的数 值， 单位为兆帕 ( MPa) a 子 材料在设计温度下1 05h 内 产生破断的 平均应力的 数值，单位为 兆帕 ( MPa) 。 3 . 5 . 2 冷却器端盖最小厚度按公式 ( 3) 计算。 。 1一 0 . 抽 丫 2 月 / 1 十 ( a/ b ) ， 。 + 0 . 7 5 ·· · ···· ·· ··· ··· ··· ··· ··· ·· ···· (3 ) 式中: 占端盖最小厚度的数值，单位为毫米 ( nnn); d 端盖内 腔矩形长边的数值，单位为毫米 ( 皿); C 8 1 3 8 4 一 2 00 5 b端盖内腔矩形短边的数值，单位为毫米 ( 俪); 几端盖设计压力的数值，单位为兆帕 ( MPa) ; 【 u 材料许用应力的数值，单位为兆帕 ( MPa) 。 3 . 5 . 3 空冷器管板最小厚度按公式 ( 4) 计算，但不应小于14mm。 价= 2 尸 2 双t/rob (t一 d)1 + 0 . 75 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 。 · (4 ) 式中 : 管板最小厚度的数值，单位为毫米 ( mm );2目 旧 尺月义qU笼 户决 又 口U 义K圈 . ， 月匕 乙 尹 飞 J 岑当 门、 、“ “ 夕 ; 设计压力 ( 应为管程或壳程二者中较大值)的数值， 最外排管列的管孔中 心径向 距离的 数值，单位为毫米 两管孔中心距离的数值，单位为毫米 ( 。); 单位为兆帕 ( MPa ) ( nNn ): 几双t 。 一材料抗拉强度的数值，单位为兆帕 ( MPa) ; d管孔直径的数值， 单位为毫米 ( 。)。 3 . 5 . 4 空冷器设计面积裕度应不小于 15%，其设计面积按CB 3 9 61一2 o 0 4 第3 章的规定 计算。 3 . 5 . 5 端盖内壁应安装防腐板或防腐棒且易于更换。 3 . 5 . 6 空冷器的端盖应至少设两个起盖螺柱 3 . 5 . 7 侧板与管板间的连接密封应采用硅胶或相应的密封元件。 3 . 6 性能 3 . 6 . 1 空冷器的实际换热面积应不小于设计面积，其误差值允许为 1 %一3 %。 3 . 6 . 2 空冷器冷却水侧应能承受1 . 5 倍设计压力的 液压10而n 无变形和渗漏 3 . 6 . 3 空冷器冷却水侧应能承受 1 . 25 倍设计压力的液压 20 min无渗漏 3 . 6 . 4 空冷器空气侧有密封要求时应能承受下列压力的气压 3 m i n无渗漏: a) 当侧板长度不小于7 00。时， 承受0 . 05MPa 的气压; b)当侧板长度小于了 00 。时，承受 105 倍设计压力的气压。 3 ， 6 . 5 空冷器的换热量应比设计要求值大 1 %。 3 . 6 . 6 空冷器的压力损失应满足表2 的要求。 表2 压力损失表 名称冷却水侧 MPa空气侧 MPa 空冷器 0 ， D 4 0 0 0 2 5 0 . 0 0 3 5 ( 高速机) 3 . 7 环境适应性 3 . 7 . 1 倾斜和摇摆 空冷器应能在表3 规定的倾斜和摇摆下工作。 表3 倾斜和摇摆表 名称 懊 坪攀 坪 横摇 纵摇 角度 ( “)周期 ( 5 ) 角度 ( 。)周期 ( 5 ) 水面舰船 士 1 5士 1 0士4 53 1 4士 1 0 4 1 0 3 . 7 . 2振动 空冷器应能在Z H z 一2 5 Hz频率范围内， 位移幅值16 mm;Z H z 一1 。 。 H z 频率范围内，加速度的幅值 4 0 二 / 5 ， 时 工 作。 3 . 7 . 3 冲击 空冷器应能承受GJB4 0 00一2 0 0 0 中0 74章规定的B 级抗冲击能力。 3 . 8 可靠性 C B 1 3 8 4 一 2 0 0 5 3 . 8 . 1 空冷器在柴油机额定功率下其使用寿命为1 500 00h ;50% 额定功率时的 使用寿命为400 00h 。 3 . 8 . 2 空冷器的平均故障间隔时间 (MT B F) 应不低于 2 4 00 h 。 3 ， 9 维修性 空冷器的平均修复时间 (MT T R) 应不大于Z h 。 4 质量保证规定 4 . 1 检验分类 本规范规定的检验分为: a)鉴定检验: b) 质量一致性检验。 4 . 2 检验条件 试验可在承制的试验车间进行，其试验环境条件为: 环境温度不低于5 : 湿度不超过90%。 劫团 4 . 3 鉴定检验 4 ， 3 . 1 检验项目 和顺序 空冷器鉴定检验的项目和顺序按表4 规定。 序号检验项目 要求章条号 检验方法章条号鉴定检验 质量一至 女 性检验 A 组B组 l尺寸 3 .14 . 5 1. . 2加工质量 3 2 4 . 5 . 2 3 标志 3 . 3 4 . 5 . 3 4 材料 3 . 44 . 5 . 4 5换热面积 3 . 6 14 . 5 . 5 6 强度 3 . 6 . 2 4 t 5 . 6 7 密性 3 6 . 34 t 5 . 7. . 8 气密性 ( 有密封要求时) 3 . 6 . 44 . 5 . 8. . 9 换热量与压力损失 3 . 6 . 5 、 3 . 6 . 6 4 . 5 . 9.O l 0倾斜和摇摆 3 . 7 tl4 . 5 . 1 0 .O l 1 振动 3 . 7 t 24 . 5 . 1 1. O l 2冲击 3 . 7 34 5 . 1 2. O 1 3可靠性 3 . 8 4 5 1 3 1 4 维修性 3 94 . 5 . 1 4. . 注:.表示必检项目:0订购方和承制方协商检验项目;一表示不检项目 4 . 3 . 2检验数量 空冷器鉴定检验的样品为一台。 4 . 3 . 3 合格判据 鉴定检验的项 目 全部符合要求则判空冷器鉴定检验合格。若有一项不符合要求，允许加倍取样进行 复验。 若复验符合要求， 仍判空冷器鉴定检验合格;若复验仍不符合要求， 则判空冷器鉴定检验不合格。 C B 1 3 8 4 一 2 (X) 5 4 . 4 质量一致性检验 4 . 4 . 1 组别划分 空冷器质量一致性检验分 A 组、 B 组。 4 . 4 . 2 检验项目 和川 页 序 空冷器质量一致性检验的项目和顺序按表4 规定。 4 . 4 . 3 检验数量 每台空冷器在出厂前均应进行A 组检验。 空冷器B 组项目的检验一般每Z a进行一次， 检验的样机为一台， 从A 组项目 检 验合格的 产品中抽取。 4 . 4 . 4 合格判据 空冷器A 组项目的检验全部符合要求时判该空冷器 A 组项目 检验合格。 若有一项不符合要求， 允许在 采取纠正措施后进行复验，若复验仍不符合要求，则判该台空冷器A 组项目检验不合格。 空冷器B 组项目的 检验全部符合要求时判空冷器B 组项目 检验合格。 若有一项不符合要求， 允许加倍 取样复验。 若复验符合要求， 仍判定空冷器B 组项目 检验合格;若复验仍不 符合要求， 则判该批空冷器 质量一致性检验不合格。 4 . 5 检验方法 4 . 5 . 1 尺寸 用直尺、 卡尺检验空 冷器的尺寸。结果应符合3 . 1 的要求。 4 . 5 . 2 加工质量 用直尺和卡尺检验管板变形凹凸量和管子伸出管板长度，用塞尺检验侧板与翅片间隙，查阅冲片记 录或数翅片数。结果应符合3 . 2 的要求。 4 . 5 . 3 标志 用 目测检验空冷器的标志。结果应符合3 . 3 的要求。 4 . 5 . 4 材料 检验主要零部件的 材质证明。结果应符合3 . 4 的要求。 4 . 5 . 5 换热面积 用卡尺、直尺测量单个翅片的尺寸，并按公式 ( 5) 计算空冷器的换热面积。结果应符合3 . 6 . 1 的要 求。 F刊 汀 弓 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 。 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 。 ( 5) F空 冷器换热面积的数值，单位为平方米 ( 可); n翅片数; 月单个翅片换热面积的数值，单位为平方米 ( In:); 4 . 5 . 6 强度 用液压试验设备对空冷器的 冷却水侧进行强度液压试验。 试验时， 应在空冷器上最高处装有经检验 有效的压力表。 一般应从底端充液， 待液体充满后将排气孔封紧，以 不超过oZ M P a/min 的升压速度缓 J漫升压至试验压力，保压10min 后，检验空冷器的端盖、接头、密封面。结果应符合3 ， 62 的要求。 4 . 5 . 7 密性 用液压试验设备对空冷器的冷却水侧进行密性液压试验。试验时，应在空冷器上最高处装有经检验 有效的压力表。一般应从底端充液，待液体充满后将排气孔封紧，以 不超过oZ MPa/m in的升压速度缓 慢升压至试验压力， 保压20min 后，检验空冷器的端盖、接头、 密封面。 结果应符合3 . 6 . 3 的要求。 试验合格后，应将内部积水放尽并吹干。 4 . 5 . 8 气密性 气密性试验的试验介质为压缩空气或惰性气体。 试验时， 要采取安全防护措施。 将空冷器放入水中， 以 不超过0 . Z M P a/min 的 升压速度缓慢升压至试验压力，保压3 min 后检验空冷器的接头和密封面。 结果 应符合36 . 4 的要求。 4 . 5 . 9 换热量与压力损失 C B 1 3 8 4 一 2 0 0 5 4 . 5 . 9 . 1 在距冷却水和空气进出口5 倍于接管直径且不小于 3 00 丽处安装流量计。待达到设计工况且 稳定后测量介质流量，测量间隔时间一般不大于 15min 。 测量次数不少于4 次。 4 . 5 . 9 . 2 在进出口附近 ( 不超过 Z oo mm )安装温度和压力测量装置。待达到设计工况且稳定后测量温 度和压力值，测量间隔时间一般不大于 15m i n ， 测量次数不少于4 次。 4 . 5 . 9 . 3 换热量按公式 (6) 计算。 口 = 如 咒· ， · · · 。 · 。 · · · · · · ， · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ， · ， · · · · · · (6) 式中: 口空冷器换热量的 数值，单位为瓦 (W) ; 口 介质流量的数值，单位为千克每小时 ( k g / h ); 乙2 一介质进出口温差的数值，单位为摄氏度 ( ); C介质定性温度下的比热数值，单位为瓦时每干克摄氏度 (w h / k g)。 将测量结果进行算术平均。结果应符合3 . 6 . 5 的要求 4 . 5 . 9 . 4 压力损失的测量:当使用U 型管压差计测量压力损失时， 压力损失值按公式 ( 7) 换算; 使用 其它型式压差计测量压力损失时，应按其使用说明进行换算。 乙 尸 二 1 丫p 妇H · · · · · 。 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 一 ( 7) 式中: 乙尸 被测介质压力损失的数值，单位为兆帕 ( MPa) ; p I J 形压差计内 介质的密度数值，单位为千克每立方米 ( 馆/ 。 ); 9 重力加速度的 数值， 单位为米每二次方秒 ( m/S Z ); 乙H U 形压差计液面高度差的值， 单位为毫米 ( 咖)。 将换算结果进行算术平均。结果应符合3 . 6 . 6 的要求。 4 . 5 . 1 0 倾斜和摇摆 空冷器的倾斜和摇摆试验随船在系泊和航行试验时按G J B 3 5 O . 2 规定的方 法进行。 结果应符合3 . 7 . 1 的要求。 4 . 5 . 11振动 空冷器振动试验按CB l l 4 6 . 9 规定的方法进行。结果应符合3 . 7 . 2 的要求 4 . 5 . 1 2 冲击 空冷器冲击试验按 G JB 巧 0 ， 18一1 9 8 6 试验十规定的方法进行。结果应符合3 . 7 . 3 的要求。 4 . 5 . 1 3 可靠性 空冷器可靠性检验可按照评估方法进行。结果应符合3 . 8 的要求。 4 . 5 . 1 4 维修性 人为制造空冷器三个故障， 分别记录排除故障的 修复时间，取其算术平均值。结果应符合3 . 9 的要 求 。 5 交货准备 5 . 1 交货资料 空冷器交货时应提供下列资料: a)空冷器总图; b) 产品 使用说明书: c)供货清单及备件、附件清单; d) 产品 质量证书 ( 其中 包括产品 合格证书、军检证书及主要零部件检测报告等)。 5 . 2 包装、运输、贮存 5 . 2 . 1 空冷器出 厂前， 应放尽内 部积水，并用压缩空气吹干;接头、 接管法兰面应油封;所有接口应 用螺塞或盖板密封;待油漆干燥后方可进行包装。 5 . 2 . 2 空冷器的 运输应用螺栓或其它方法将其固定 在底座上。 52 . 3 申冷器应贮存在千燥、通风的仓库内 C B 1 3 8 4 一 2 0 0 5 6 说明事项 6 . 1 预定用途 本规范规定的空冷器预定用于舰船柴油机增压空气的冷却。 6 . 2 分类 空冷器的型式分为固定侧板式和管道抽屉式，其结构如图1 、图2 所示。 日日门徒目日 曰 丁 曰 1 一进出口端盖:2 一翅片组:3 一侧板;4 一管板:5 一回程端盖;6 一防腐端盖 图 1 固定侧板式空冷器 1 一进出口端盖;2 一外管板;3 一翅片组:4 一侧板;5 一内管板:6 一回程端盖 图2 管道抽屉式空冷器 C B 1 3 8 4 一 2 以】 5 6 . 2 ， ， 空冷器的冷却元件规格结构见表 5 。 表5 冷却器元件规格结构表 冷却管规格 纵排最小排数横向两孔中心距 (恤)散热片最小厚度 ( 二) 左勺 8 3 1 5 1 8 0 . 1 0 2 0 2 6 及V1 0 2 2 2 6刀乍1 2 3 0 3 6 左 乍 1 4 刀V 1 5 3 2 3 6 3 4 4 0石 叭1 6 及、 2 0 4 0 4 6 注:翅片与冷却管的连接为胀接 6 . 2 . 2 空冷器的型号编制规定如下: KL JCX X X X X 结构型式 G :固定侧板式; T :管道抽屉式 冷却管公称直径的数值， 单位为 毫米 ( mlu) 换热面积的 数值， 单位为平方米 ( 可) 舰船用(舰船”的 汉语 拼音缩写) 空冷器( “ 空冷”的汉语拼音缩写) 6 . 2 . 3 空冷器的标记示例如下: a)换热面积为80m ， ，冷却管公 称直径为16mln的固定侧板式空冷器标记为: 空冷器CB 1 3 8 4 一2 0 0 5 K L J C8 0 一 1 6 一 G b)换热面积为 1 00 了，冷却管公称直径为 20 mln的管道抽屉式空冷器标记为: 空冷器C B1 3 8 4 一2 0 0 5 K L J C1 0 D 一 2 0 一 T 6 ， 3 订购文件中应明 确的内 容 6 . 3 . ， 在合同或订单中 应载明下列内容: a)本规范的名称; b)空 冷器型式; c)空冷器数量; 63 . 2 冷却器设计参数包括: a)冷却介质及压力、温度、流量; b)空 气压力、温度、 流量: c)压力损失: d)换热面积。