I. Klasifikasi penukar panas:
Penukar kalor selongsong dan tabung dapat dibagi menjadi dua kategori berikut menurut karakteristik strukturalnya.
1. Struktur kaku penukar kalor cangkang dan tabung: penukar kalor ini telah menjadi tipe tabung dan pelat tetap, biasanya dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu rentang tabung tunggal dan rentang tabung ganda. Keunggulannya adalah strukturnya sederhana dan kompak, murah dan banyak digunakan; kelemahannya adalah tabungnya tidak dapat dibersihkan secara mekanis.
2. Penukar kalor cangkang dan tabung dengan perangkat kompensasi suhu: dapat membuat bagian yang dipanaskan mengalami ekspansi bebas. Struktur bentuknya dapat dibagi menjadi:
① penukar kalor tipe kepala mengambang: penukar kalor ini dapat mengembang bebas di salah satu ujung pelat tabung, yang disebut "kepala mengambang". Ia menerapkan perbedaan suhu yang besar pada dinding tabung dan dinding cangkang, ruang bundel tabung sering dibersihkan. Namun, strukturnya lebih kompleks, biaya pemrosesan dan pembuatannya lebih tinggi.
② Penukar kalor tabung berbentuk U: hanya memiliki satu pelat tabung, sehingga tabung dapat bebas mengembang dan menyusut saat dipanaskan atau didinginkan. Struktur penukar kalor ini sederhana, tetapi beban kerja pembuatan tekukan lebih besar, dan karena tabung perlu memiliki radius tekukan tertentu, pemanfaatan pelat tabung buruk, tabung dibersihkan secara mekanis, sulit dibongkar dan mengganti tabung tidak mudah, sehingga diperlukan cairan yang melewati tabung bersih. Penukar kalor ini dapat digunakan untuk perubahan suhu besar, suhu tinggi, atau tekanan tinggi.
③ Penukar kalor jenis kotak isian: memiliki dua bentuk, satu di pelat tabung di ujung setiap tabung memiliki segel isian terpisah untuk memastikan bahwa ekspansi dan kontraksi tabung bebas, ketika jumlah tabung dalam penukar kalor sangat kecil, sebelum penggunaan struktur ini, tetapi jarak antara tabung lebih besar daripada penukar kalor umum, strukturnya kompleks. Bentuk lain dibuat di salah satu ujung tabung dan struktur cangkang yang mengapung, di tempat mengapung menggunakan segel isian utuh, strukturnya lebih sederhana, tetapi struktur ini tidak mudah digunakan dalam kasus diameter besar, tekanan tinggi. Penukar kalor jenis kotak isian jarang digunakan sekarang.
II. Tinjauan kondisi desain:
1. Desain penukar panas, pengguna harus menyediakan kondisi desain berikut (parameter proses):
① tabung, program shell tekanan operasi (sebagai salah satu kondisi untuk menentukan apakah peralatan pada kelas, harus disediakan)
② tabung, program cangkang suhu operasi (masuk / keluar)
③ suhu dinding logam (dihitung berdasarkan proses (disediakan oleh pengguna))
④Nama material dan karakteristiknya
⑤Margin korosi
⑥Jumlah program
⑦ luas perpindahan panas
⑧ spesifikasi tabung penukar panas, susunan (segitiga atau persegi)
⑨ pelat lipat atau jumlah pelat pendukung
⑩ bahan dan ketebalan insulasi (untuk menentukan tinggi dudukan pelat nama yang menonjol)
(11) Cat.
Ⅰ. Jika pengguna memiliki persyaratan khusus, pengguna harus memberikan merek, warna
Ⅱ. Pengguna tidak memiliki persyaratan khusus, desainer sendiri yang memilih
2. Beberapa kondisi desain utama
① Tekanan operasi: sebagai salah satu kondisi untuk menentukan apakah peralatan diklasifikasikan, tekanan operasi harus disediakan.
② karakteristik material: jika pengguna tidak memberikan nama material harus memberikan tingkat toksisitas material.
Karena toksisitas media terkait dengan pemantauan peralatan yang tidak merusak, perlakuan panas, tingkat tempaan untuk peralatan kelas atas, tetapi juga terkait dengan pembagian peralatan:
a, gambar GB150 10.8.2.1 (f) menunjukkan bahwa wadah tersebut berisi media yang sangat berbahaya atau sangat tinggi tingkat racunnya 100% RT.
b, 10.4.1.3 gambar menunjukkan bahwa wadah yang berisi media yang sangat berbahaya atau sangat berbahaya bagi toksisitas harus diberi perlakuan panas pasca-las (sambungan las baja tahan karat austenitik tidak boleh diberi perlakuan panas)
c. Tempa. Penggunaan toksisitas sedang untuk tempaan yang sangat berbahaya harus memenuhi persyaratan Kelas III atau IV.
③ Spesifikasi pipa:
Baja karbon yang umum digunakan φ19×2, φ25×2.5, φ32×3, φ38×5
Baja tahan karat φ19×2, φ25×2, φ32×2.5, φ38×2.5
Susunan tabung penukar kalor: segitiga, segitiga sudut, persegi, persegi sudut.
★ Bila pembersihan mekanis dibutuhkan antara tabung penukar panas, pengaturan persegi harus digunakan.
1. Tekanan desain, suhu desain, koefisien sambungan las
2. Diameter: DN < 400 silinder, penggunaan pipa baja.
DN ≥ 400 silinder, menggunakan pelat baja yang digulung.
Pipa baja 16" ------ dengan pengguna untuk mendiskusikan penggunaan pelat baja yang digulung.
3. Diagram tata letak:
Menurut area perpindahan panas, spesifikasi tabung perpindahan panas untuk menggambar diagram tata letak untuk menentukan jumlah tabung perpindahan panas.
Jika pengguna menyediakan diagram perpipaan, tetapi juga untuk meninjau apakah perpipaan berada dalam lingkaran batas perpipaan.
★Prinsip pemasangan pipa:
(1) pada batas lingkaran perpipaan harus penuh dengan pipa.
② jumlah pipa multi-stroke harus mencoba untuk menyamakan jumlah stroke.
③ Tabung penukar panas harus disusun secara simetris.
4. Bahan
Ketika pelat tabung itu sendiri memiliki bahu cembung dan terhubung dengan silinder (atau kepala), penempaan harus digunakan. Karena penggunaan struktur pelat tabung seperti itu umumnya digunakan untuk tekanan yang lebih tinggi, mudah terbakar, meledak, dan toksisitas untuk kejadian yang ekstrem dan sangat berbahaya, persyaratan yang lebih tinggi untuk pelat tabung, pelat tabung juga lebih tebal. Untuk menghindari bahu cembung menghasilkan terak, delaminasi, dan meningkatkan kondisi tegangan serat bahu cembung, mengurangi jumlah pemrosesan, menghemat bahan, bahu cembung dan pelat tabung langsung ditempa dari keseluruhan penempaan untuk memproduksi pelat tabung.
5. Sambungan penukar panas dan pelat tabung
Sambungan pipa pada pelat pipa, dalam desain penukar kalor selongsong dan pipa merupakan bagian yang lebih penting dari struktur. Ia tidak hanya memproses beban kerja, dan harus membuat setiap sambungan dalam pengoperasian peralatan untuk memastikan bahwa media tidak bocor dan menahan kapasitas tekanan media.
Sambungan pipa dan pelat pipa terutama terdiri dari tiga cara berikut: a ekspansi; b pengelasan; c pengelasan ekspansi
Ekspansi pada cangkang dan tabung di antara kebocoran media tidak akan menimbulkan akibat buruk dari situasi tersebut, terutama untuk material yang kemampuan lasnya buruk (seperti tabung penukar panas baja karbon) dan beban kerja pabrik manufakturnya terlalu besar.
Karena ujung tabung mengembang saat terjadi deformasi plastik akibat pengelasan, maka akan terjadi tegangan sisa. Seiring dengan meningkatnya suhu, tegangan sisa tersebut berangsur-angsur menghilang. Dengan demikian, fungsi penyegelan dan pengikatan ujung tabung berkurang. Oleh karena itu, struktur tabung mengembang karena adanya batasan tekanan dan suhu. Umumnya, tekanan desain yang berlaku adalah ≤ 4Mpa, suhu desain ≤ 300 derajat. Selama pengoperasian, tidak ada getaran keras, tidak ada perubahan suhu yang berlebihan, dan tidak ada korosi tegangan yang signifikan.
Sambungan las memiliki keunggulan produksi sederhana, efisiensi tinggi, dan sambungan yang andal. Melalui pengelasan, tabung ke pelat tabung memiliki peran yang lebih baik dalam peningkatan; dan juga dapat mengurangi persyaratan pemrosesan lubang pipa, menghemat waktu pemrosesan, perawatan mudah, dan keunggulan lainnya, ini harus digunakan sebagai prioritas.
Selain itu, ketika toksisitas medium sangat besar, medium dan atmosfer yang tercampur Mudah meledak medium bersifat radioaktif atau di dalam dan di luar pencampuran material pipa akan memiliki efek buruk, untuk memastikan bahwa sambungan disegel, tetapi juga sering menggunakan metode pengelasan. Metode pengelasan, meskipun memiliki banyak keuntungan, karena ia tidak dapat sepenuhnya menghindari "korosi celah" dan simpul las dari korosi tegangan, dan dinding pipa tipis dan pelat pipa tebal sulit untuk mendapatkan las yang andal di antaranya.
Metode pengelasan dapat menggunakan suhu yang lebih tinggi daripada ekspansi, tetapi di bawah aksi tekanan siklik suhu tinggi, las sangat rentan terhadap retak lelah, celah tabung dan lubang tabung, ketika terkena media korosif, untuk mempercepat kerusakan sambungan. Oleh karena itu, ada sambungan las dan ekspansi yang digunakan pada saat yang sama. Ini tidak hanya meningkatkan ketahanan lelah sambungan, tetapi juga mengurangi kecenderungan korosi celah, dan dengan demikian masa pakainya jauh lebih lama daripada ketika pengelasan saja digunakan.
Pada saat apa saja pengelasan dan sambungan ekspansi serta metode yang sesuai, tidak ada standar yang seragam. Biasanya pada suhu yang tidak terlalu tinggi tetapi tekanannya sangat tinggi atau media sangat mudah bocor, penggunaan ekspansi kekuatan dan las penyegel (las penyegel hanya dimaksudkan untuk mencegah kebocoran dan penerapan las, dan tidak menjamin kekuatan).
Bila tekanan dan suhu sangat tinggi, gunakan pengelasan kekuatan dan ekspansi pasta, (pengelasan kekuatan meskipun lasannya rapat, tetapi juga untuk memastikan bahwa sambungan memiliki kekuatan tarik yang besar, biasanya mengacu pada kekuatan las yang sama dengan kekuatan pipa di bawah beban aksial saat pengelasan). Peran ekspansi terutama untuk menghilangkan korosi celah dan meningkatkan ketahanan lelah las. Dimensi struktural khusus standar (GB/T151) telah ditetapkan, tidak akan dijelaskan secara rinci di sini.
Untuk persyaratan kekasaran permukaan lubang pipa:
a, saat pengelasan sambungan pipa penukar kalor dan pelat pipa, nilai kekasaran permukaan pipa Ra tidak boleh lebih besar dari 35uM.
b, sambungan ekspansi tabung penukar panas tunggal dan pelat tabung, nilai kekasaran permukaan lubang tabung Ra tidak lebih besar dari sambungan ekspansi 12,5uM, permukaan lubang tabung tidak boleh mempengaruhi kekencangan ekspansi cacat, seperti melalui goresan longitudinal atau spiral.
III. Perhitungan Desain
1. Perhitungan ketebalan dinding cangkang (termasuk penampang pendek kotak pipa, kepala, perhitungan ketebalan dinding silinder program cangkang) pipa, ketebalan dinding silinder program cangkang harus memenuhi ketebalan dinding minimum dalam GB151, untuk baja karbon dan baja paduan rendah ketebalan dinding minimum sesuai dengan margin korosi C2 = 1 mm pertimbangan untuk kasus C2 lebih besar dari 1 mm, ketebalan dinding minimum cangkang harus ditingkatkan sebagaimana mestinya.
2. Perhitungan tulangan lubang terbuka
Untuk cangkang yang menggunakan sistem tabung baja, disarankan untuk menggunakan seluruh tulangan (menambah ketebalan dinding silinder atau menggunakan tabung berdinding tebal); untuk kotak tabung yang lebih tebal pada lubang besar perlu mempertimbangkan keekonomisan secara keseluruhan.
Tidak ada penguatan lain yang harus memenuhi persyaratan beberapa poin:
① tekanan desain ≤ 2,5Mpa;
② Jarak tengah antara dua lubang yang berdekatan harus tidak kurang dari dua kali jumlah diameter kedua lubang tersebut;
③ Diameter nominal penerima ≤ 89mm;
④ mengambil alih ketebalan dinding minimum harus sesuai persyaratan Tabel 8-1 (mengambil alih margin korosi 1mm).
3. Flensa
Flensa peralatan yang menggunakan flensa standar harus memperhatikan flensa dan gasket, kecocokan pengencang, jika tidak, flensa harus dihitung. Misalnya, flensa las datar tipe A dalam standar dengan gasket yang cocok untuk gasket lunak non-logam; saat penggunaan gasket berliku harus dihitung ulang untuk flensa.
4. Pelat pipa
Perlu memperhatikan hal-hal berikut:
① suhu desain pelat tabung: Menurut ketentuan GB150 dan GB/T151, harus diambil tidak kurang dari suhu logam komponen, tetapi dalam perhitungan pelat tabung tidak dapat menjamin bahwa peran media proses cangkang tabung, dan suhu logam pelat tabung sulit dihitung, umumnya diambil pada sisi yang lebih tinggi dari suhu desain untuk suhu desain pelat tabung.
② penukar panas multi-tabung: dalam kisaran area perpipaan, karena kebutuhan untuk menyiapkan alur pengatur jarak dan struktur batang pengikat dan gagal didukung oleh area penukar panas Iklan: rumus GB/T151.
③Ketebalan efektif pelat tabung
Ketebalan efektif pelat tabung mengacu pada pemisahan rentang pipa dari bagian bawah ketebalan alur sekat pelat tabung dikurangi jumlah dari dua hal berikut
a, batas korosi pipa melampaui kedalaman alur partisi kisaran pipa
b, margin korosi program cangkang dan pelat tabung di sisi program cangkang struktur kedalaman alur dua pabrik terbesar
5. Set sambungan ekspansi
Pada penukar kalor tabung dan pelat tetap, karena perbedaan suhu antara fluida dalam jalur tabung dan fluida jalur tabung, dan penukar kalor serta sambungan pelat cangkang dan tabung tetap, sehingga dalam penggunaan keadaan tersebut, terdapat perbedaan ekspansi cangkang dan tabung antara cangkang dan tabung, cangkang dan tabung terhadap beban aksial. Untuk menghindari kerusakan cangkang dan penukar kalor, ketidakstabilan penukar kalor, tabung penukar kalor terlepas dari pelat tabung, sambungan ekspansi harus dipasang untuk mengurangi beban aksial cangkang dan penukar kalor.
Umumnya, perbedaan suhu pada dinding cangkang dan penukar panas cukup besar, sehingga perlu mempertimbangkan pengaturan sambungan ekspansi. Pada perhitungan pelat tabung, σt, σc, q dihitung berdasarkan perbedaan suhu antara berbagai kondisi umum. Jika salah satunya tidak memenuhi syarat, maka sambungan ekspansi perlu ditambah.
σt - tegangan aksial tabung penukar panas
σc - tegangan aksial silinder proses cangkang
q--Sambungan tabung penukar panas dan pelat tabung gaya tarik
IV. Desain Struktural
1. Kotak pipa
(1) Panjang kotak pipa
a. Kedalaman dalam minimum
① untuk pembukaan jalur pipa tunggal kotak tabung, kedalaman minimum di bagian tengah bukaan tidak boleh kurang dari 1/3 diameter dalam penerima;
② Kedalaman bagian dalam dan luar jalur pipa harus memastikan bahwa area sirkulasi minimum antara kedua jalur tidak kurang dari 1,3 kali luas sirkulasi tabung penukar panas per jalur;
b, kedalaman dalam maksimum
Pertimbangkan apakah nyaman untuk mengelas dan membersihkan bagian dalam, terutama untuk diameter nominal penukar panas multi-tabung yang lebih kecil.
(2) Partisi program terpisah
Ketebalan dan pengaturan partisi menurut Tabel 6 GB151 dan Gambar 15, untuk ketebalan partisi lebih dari 10 mm, permukaan penyegelan harus dipangkas hingga 10 mm; untuk penukar panas tabung, partisi harus dipasang pada lubang sobek (lubang pembuangan), diameter lubang pembuangan umumnya 6 mm.
2. Bundel cangkang dan tabung
①Tingkat bundel tabung
Bundel pipa tingkat Ⅰ, Ⅱ, hanya untuk baja karbon, tabung penukar panas baja paduan rendah standar domestik, masih ada "tingkat lebih tinggi" dan "tingkat biasa" yang dikembangkan. Setelah tabung penukar panas domestik dapat digunakan pipa baja "lebih tinggi", baja karbon, tabung penukar panas baja paduan rendah tidak perlu dibagi menjadi tingkat Ⅰ dan Ⅱ!
Perbedaan antara berkas tabung Ⅰ dan Ⅱ terutama terletak pada diameter luar tabung penukar panas, deviasi ketebalan dindingnya berbeda, ukuran lubang dan deviasinya pun berbeda.
Bundel tabung kelas I dengan persyaratan presisi lebih tinggi, untuk tabung penukar panas baja tahan karat, hanya bundel tabung I; untuk tabung penukar panas baja karbon yang umum digunakan
② Pelat tabung
a, penyimpangan ukuran lubang tabung
Perhatikan perbedaan antara bundel tabung level Ⅰ, Ⅱ
b, alur partisi program
Kedalaman slot Ⅰ umumnya tidak kurang dari 4mm
Lebar slot partisi sub-program ke-Ⅱ: baja karbon 12mm; baja tahan karat 11mm
Sudut chamfering slot partisi rentang menit Ⅲ umumnya 45 derajat, lebar chamfering b kira-kira sama dengan radius R dari sudut paking rentang menit.
③Pelat lipat
a. Ukuran lubang pipa: dibedakan berdasarkan tingkat bundel
b, tinggi takik pelat lipat busur
Tinggi takik harus sedemikian rupa sehingga cairan melalui celah dengan laju aliran melintasi berkas tabung serupa dengan tinggi takik umumnya diambil 0,20-0,45 kali diameter dalam sudut membulat, takik umumnya dipotong pada baris pipa di bawah garis tengah atau dipotong pada dua baris lubang pipa di antara jembatan kecil (untuk memudahkan pemakaian pipa).
c. Orientasi takik
Cairan bersih satu arah, pengaturan takik ke atas dan ke bawah;
Gas yang mengandung sejumlah kecil cairan, takik ke atas menuju bagian terendah pelat lipat untuk membuka saluran cairan;
Cairan yang mengandung sedikit gas, takik ke arah bagian paling atas pelat lipat untuk membuka port ventilasi
Koeksistensi gas-cair atau cairan mengandung bahan padat, pengaturan takik kiri dan kanan, dan membuka port cairan di tempat terendah
d. Ketebalan minimum pelat lipat; bentang maksimum yang tidak didukung
e. Pelat lipat pada kedua ujung bundel tabung sedekat mungkin dengan penerima saluran masuk dan keluar cangkang.
④Batang pengikat
a, diameter dan jumlah tie rod
Diameter dan jumlah sesuai dengan Tabel 6-32, 6-33 pemilihan, untuk memastikan bahwa lebih besar dari atau sama dengan luas penampang batang pengikat yang diberikan dalam Tabel 6-33 di bawah premis diameter dan jumlah batang pengikat dapat diubah, tetapi diameternya tidak boleh kurang dari 10mm, jumlah tidak kurang dari empat
b, tie rod harus diatur serata mungkin di tepi luar bundel tabung, untuk penukar panas berdiameter besar, di area pipa atau di dekat celah pelat lipat harus diatur dalam jumlah tie rod yang sesuai, setiap pelat lipat harus tidak kurang dari 3 titik pendukung
c. Mur tie rod, beberapa pengguna memerlukan yang berikut ini mur dan pengelasan pelat lipat
⑤ Pelat anti-siram
a. Pemasangan pelat anti-flush bertujuan untuk mengurangi ketidakrataan distribusi cairan dan erosi ujung tabung penukar panas.
b. Metode pemasangan pelat anti pencucian
Sejauh mungkin dipasang di tabung pitch tetap atau di dekat pelat tabung pelat lipat pertama, ketika saluran masuk cangkang terletak di batang tidak tetap di sisi pelat tabung, pelat anti-acak dapat dilas ke badan silinder.
(6) Pengaturan sambungan ekspansi
a. Terletak di antara dua sisi pelat lipat
Untuk mengurangi resistansi fluida pada sambungan ekspansi, jika perlu, pada sambungan ekspansi di bagian dalam tabung liner, tabung liner harus dilas ke cangkang searah aliran fluida, untuk penukar panas vertikal, ketika arah aliran fluida ke atas, harus diatur di ujung bawah lubang pembuangan tabung liner.
b. Sambungan ekspansi alat pelindung untuk mencegah peralatan dalam proses transportasi atau penggunaan menarik yang buruk
(vii) hubungan antara pelat tabung dan cangkang
a. Ekstensi berfungsi ganda sebagai flensa
b. Pelat pipa tanpa flens (GB151 Lampiran G)
3. Flensa pipa:
① suhu desain lebih besar atau sama dengan 300 derajat, harus digunakan flensa pantat.
② untuk penukar panas tidak dapat digunakan untuk mengambil alih antarmuka untuk menyerah dan mengeluarkan, harus diatur dalam tabung, titik tertinggi dari jalur cangkang pendarahan, titik terendah dari port pembuangan, diameter nominal minimum 20mm.
③ Penukar panas vertikal dapat diatur pada port luapan.
4. Dukungan: spesies GB151 sesuai ketentuan Pasal 5.20.
5. Aksesoris lainnya
① Lug pengangkat
Kualitas lebih besar dari 30Kg kotak resmi dan penutup kotak pipa harus dipasang lug.
② kabel atas
Untuk memudahkan pembongkaran kotak pipa, penutup kotak pipa, harus diatur di papan resmi, kawat atas penutup kotak pipa.
V. Manufaktur, Persyaratan Inspeksi
1. Pelat pipa
① sambungan ujung pelat tabung yang disambung untuk pemeriksaan sinar 100% atau UT, tingkat yang memenuhi syarat: RT: Ⅱ UT: tingkat Ⅰ;
② Selain baja tahan karat, pelat pipa sambung diberi perlakuan panas pelepas tegangan;
③ Deviasi lebar jembatan lubang pelat tabung: sesuai dengan rumus untuk menghitung lebar jembatan lubang: B = (S - d) - D1
Lebar minimum jembatan lubang: B = 1/2 (S - d) + C;
2. Perlakuan panas kotak tabung:
Baja karbon, baja paduan rendah yang dilas dengan partisi rentang terbagi dari kotak pipa, serta kotak pipa dari bukaan lateral lebih dari 1/3 dari diameter dalam kotak pipa silinder, dalam penerapan pengelasan untuk perlakuan panas pelepas tegangan, permukaan penyegelan flensa dan partisi harus diproses setelah perlakuan panas.
3. Uji tekanan
Ketika tekanan desain proses shell lebih rendah dari tekanan proses tabung, untuk memeriksa kualitas sambungan tabung penukar panas dan pelat tabung
① Tekanan program cangkang untuk meningkatkan tekanan uji dengan program pipa yang konsisten dengan uji hidraulik, untuk memeriksa apakah ada kebocoran pada sambungan pipa. (Namun, perlu dipastikan bahwa tegangan film primer cangkang selama uji hidraulik adalah ≤0.9ReLΦ)
② Bila cara di atas tidak sesuai, cangkang dapat dilakukan uji hidrostatik sesuai tekanan awal setelah lewat, kemudian cangkang dilakukan uji kebocoran amonia atau uji kebocoran halogen.
VI. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam grafik
1. Tunjukkan level bundel tabung
2. Tabung penukar panas harus ditulis nomor labelnya
3. Kontur pipa pelat tabung di luar garis padat tebal tertutup
4. Gambar perakitan harus diberi label orientasi celah pelat lipat
5. Lubang pembuangan sambungan ekspansi standar, lubang pembuangan pada sambungan pipa, sumbat pipa harus dikeluarkan dari gambar
Waktu posting: 11-Okt-2023