I. Klasifikasi penukar panas:
Penukar panas shell dan tube dapat dibagi menjadi dua kategori berikut sesuai dengan karakteristik strukturalnya.
1. Struktur kaku penukar panas shell dan tube: penukar panas ini telah menjadi tipe tabung dan pelat tetap, biasanya dapat dibagi menjadi dua jenis rentang tabung tunggal dan rentang multi-tabung.Keunggulannya adalah strukturnya sederhana dan kompak, murah dan banyak digunakan;Kerugiannya adalah tabung tidak dapat dibersihkan secara mekanis.
2. Penukar panas shell dan tabung dengan perangkat kompensasi suhu: dapat membuat bagian yang dipanaskan dari ekspansi bebas.Struktur bentuknya dapat dibagi menjadi:
① penukar panas tipe kepala mengambang: penukar panas ini dapat diperluas secara bebas di salah satu ujung pelat tabung, yang disebut "kepala mengambang".Dia berlaku untuk perbedaan suhu dinding tabung dan dinding cangkang yang besar, ruang bundel tabung sering dibersihkan.Namun, strukturnya lebih kompleks, biaya pemrosesan dan produksinya lebih tinggi.
② Penukar panas tabung berbentuk U: hanya memiliki satu pelat tabung, sehingga tabung dapat bebas mengembang dan menyusut saat dipanaskan atau didinginkan.Struktur penukar panas ini sederhana, tetapi beban kerja pembuatan tikungan lebih besar, dan karena tabung harus memiliki radius tekukan tertentu, pemanfaatan pelat tabung buruk, tabung dibersihkan secara mekanis sehingga sulit dibongkar dan diganti. tabung-tabung tersebut tidak mudah, sehingga diperlukan cairan yang harus melewati tabung-tabung tersebut dalam keadaan bersih.Penukar panas ini dapat digunakan untuk perubahan suhu yang besar, suhu tinggi, atau tekanan tinggi.
③ penukar panas tipe kotak pengepakan: memiliki dua bentuk, satu di pelat tabung di ujung setiap tabung memiliki segel pengepakan terpisah untuk memastikan ekspansi bebas dan kontraksi tabung, ketika jumlah tabung di penukar panas sangat kecil, sebelum penggunaan struktur ini, namun jarak antara tabung dari penukar panas umum menjadi besar, struktur kompleks.Bentuk lain dibuat di salah satu ujung struktur terapung tabung dan cangkang, di tempat terapung menggunakan seluruh segel pengepakan, strukturnya lebih sederhana, namun struktur ini tidak mudah digunakan dalam kasus diameter besar, tekanan tinggi.Penukar panas tipe kotak isian sudah jarang digunakan sekarang.
II.Tinjauan kondisi desain:
1. desain penukar panas, pengguna harus menyediakan kondisi desain berikut (parameter proses):
① tabung, tekanan operasi program shell (sebagai salah satu syarat untuk menentukan apakah peralatan di kelas, harus disediakan)
② tabung, suhu operasi program shell (inlet / outlet)
③ suhu dinding logam (dihitung oleh proses (disediakan oleh pengguna))
④Nama dan karakteristik bahan
⑤Margin korosi
⑥Jumlah program
⑦ daerah perpindahan panas
⑧ spesifikasi tabung penukar panas, susunannya (segitiga atau persegi)
⑨ pelat lipat atau nomor pelat penyangga
⑩ bahan dan ketebalan insulasi (untuk menentukan ketinggian dudukan papan nama yang menonjol)
(11) Cat.
Ⅰ.Jika pengguna memiliki persyaratan khusus, pengguna memberikan merek, warna
Ⅱ.Pengguna tidak memiliki persyaratan khusus, desainer memilih sendiri
2. Beberapa kondisi desain utama
① Tekanan pengoperasian: sebagai salah satu syarat untuk menentukan apakah peralatan tersebut diklasifikasikan, harus disediakan.
② karakteristik bahan: jika pengguna tidak memberikan nama bahan harus memberikan tingkat toksisitas bahan tersebut.
Karena toksisitas media terkait dengan pemantauan peralatan yang tidak merusak, perlakuan panas, tingkat penempaan untuk peralatan kelas atas, namun juga terkait dengan pembagian peralatan:
a, GB150 10.8.2.1 (f) gambar menunjukkan bahwa wadah tersebut mengandung media yang sangat berbahaya atau sangat berbahaya dengan toksisitas 100% RT.
b, 10.4.1.3 gambar menunjukkan bahwa wadah yang berisi media yang sangat berbahaya atau sangat berbahaya untuk toksisitas harus menjalani perlakuan panas pasca-pengelasan (sambungan las dari baja tahan karat austenitik tidak boleh diberi perlakuan panas)
C.Penempaan.Penggunaan toksisitas sedang untuk penempaan yang ekstrim atau 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 panas: segitiga, sudut segitiga, persegi, sudut persegi.
★ Jika diperlukan pembersihan mekanis di antara tabung penukar panas, susunan 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 luas perpindahan panas, spesifikasi tabung perpindahan panas menggambar diagram tata letak untuk menentukan jumlah tabung perpindahan panas.
Jika pengguna memberikan diagram perpipaan, tetapi juga untuk meninjau perpipaan berada dalam lingkaran batas perpipaan.
★Prinsip pemasangan pipa:
(1) Pada lingkaran batas perpipaan harus penuh dengan pipa.
② jumlah pipa multi-tak harus berusaha menyamakan jumlah pukulan.
③ Tabung penukar panas harus disusun secara simetris.
4. Bahan
Jika pelat tabung itu sendiri memiliki bahu cembung dan dihubungkan dengan silinder (atau kepala), sebaiknya digunakan penempaan.Karena penggunaan struktur pelat tabung seperti itu umumnya digunakan untuk tekanan yang lebih tinggi, mudah terbakar, mudah meledak, dan toksisitas untuk kejadian ekstrim dan sangat berbahaya, semakin tinggi persyaratan untuk pelat tabung, pelat tabung juga semakin tebal.Untuk menghindari bahu cembung menghasilkan terak, delaminasi, dan memperbaiki 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. Penukar panas dan sambungan pelat tabung
Tabung dalam sambungan pelat tabung, dalam desain penukar panas shell dan tabung adalah bagian yang lebih penting dari struktur.Ia tidak hanya memproses beban kerja, dan harus membuat setiap sambungan dalam pengoperasian peralatan untuk memastikan media tidak bocor dan tahan terhadap kapasitas tekanan sedang.
Sambungan tabung dan pelat tabung terutama melalui tiga cara berikut: ekspansi;b pengelasan;c pengelasan ekspansi
Ekspansi shell dan tube antara kebocoran media tidak akan menimbulkan akibat buruk pada situasi tersebut, terutama untuk kemampuan las material yang buruk (seperti tabung penukar panas baja karbon) dan beban kerja pabrik yang terlalu besar.
Karena perluasan ujung tabung pada deformasi plastik pengelasan, terdapat tegangan sisa, dengan kenaikan suhu, tegangan sisa berangsur-angsur hilang, sehingga ujung tabung mengurangi peran penyegelan dan pengikatan, jadi perluasan struktur dengan batasan tekanan dan suhu, umumnya berlaku untuk tekanan desain ≤ 4Mpa, desain suhu ≤ 300 derajat, dan dalam pengoperasian tidak ada getaran keras, tidak ada perubahan suhu 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 yang mudah, dan keuntungan lainnya, ini harus dijadikan prioritas.
Selain itu, ketika toksisitas media sangat besar, media dan atmosfer tercampur Mudah meledak media bersifat radioaktif atau pencampuran bahan di dalam dan di luar pipa akan berdampak buruk, untuk memastikan sambungan tertutup rapat, tetapi juga sering menggunakan metode pengelasan.Metode pengelasan, meskipun memiliki banyak keuntungan, karena ia tidak dapat sepenuhnya menghindari "korosi celah" dan titik-titik las dari korosi tegangan, dan dinding pipa tipis dan pelat pipa tebal sulit untuk mendapatkan pengelasan yang andal di antaranya.
Metode pengelasan dapat memiliki suhu yang lebih tinggi daripada ekspansi, namun di bawah aksi tegangan siklik suhu tinggi, lasan sangat rentan terhadap retakan lelah, celah tabung dan lubang tabung, bila terkena media korosif, untuk mempercepat kerusakan sambungan.Oleh karena itu, ada sambungan las dan sambungan ekspansi yang digunakan secara bersamaan.Hal ini tidak hanya meningkatkan ketahanan lelah pada sambungan, tetapi juga mengurangi kecenderungan korosi celah, sehingga masa pakainya jauh lebih lama dibandingkan jika hanya menggunakan pengelasan saja.
Pada kesempatan apa cocok untuk penerapan sambungan dan metode pengelasan dan ekspansi, tidak ada standar yang seragam.Biasanya pada temperatur tidak terlalu tinggi tetapi tekanannya sangat tinggi atau medianya sangat mudah bocor, penggunaan kekuatan ekspansi dan penyegelan las (las penyegelan mengacu pada sekadar untuk mencegah kebocoran dan pelaksanaan las, dan tidak menjamin Kekuatan).
Ketika tekanan dan suhu sangat tinggi, penggunaan kekuatan pengelasan dan ekspansi pasta, (kekuatan pengelasan bahkan jika lasan memiliki kekencangan, tetapi juga untuk memastikan bahwa sambungan memiliki kekuatan tarik yang besar, biasanya mengacu pada kekuatan sambungan las sama dengan kekuatan pipa di bawah beban aksial saat pengelasan).Peran ekspansi terutama untuk menghilangkan korosi celah dan meningkatkan ketahanan lelah pada lasan.Dimensi struktural spesifik standar (GB/T151) telah ditetapkan, tidak akan dijelaskan secara rinci di sini.
Untuk persyaratan kekasaran permukaan lubang pipa:
a, ketika tabung penukar panas dan sambungan las pelat tabung, nilai Ra kekasaran permukaan tabung tidak lebih besar dari 35uM.
b, sambungan ekspansi tabung penukar panas tunggal dan pelat tabung, nilai Ra kekasaran permukaan lubang tabung tidak lebih besar dari sambungan ekspansi 12,5uM, permukaan lubang tabung tidak boleh mempengaruhi kekencangan ekspansi cacat, seperti melalui memanjang atau spiral mencetak gol.
AKU AKU AKU.Perhitungan desain
1. Perhitungan ketebalan dinding shell (termasuk bagian pendek kotak pipa, kepala, perhitungan ketebalan dinding silinder program shell) pipa, ketebalan dinding silinder program shell harus memenuhi ketebalan dinding minimum di GB151, untuk baja karbon dan baja paduan rendah ketebalan dinding minimum sesuai dengan pertimbangan margin korosi C2 = 1mm, untuk kasus C2 lebih besar dari 1mm, ketebalan dinding minimum cangkang harus ditingkatkan.
2. Perhitungan perkuatan lubang terbuka
Untuk cangkang yang menggunakan sistem tabung baja, disarankan menggunakan tulangan utuh (menambah ketebalan dinding silinder atau menggunakan tabung berdinding tebal);untuk kotak tabung yang lebih tebal pada lubang besar untuk mempertimbangkan keekonomian 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 tidak boleh kurang dari dua kali jumlah diameter kedua lubang;
③ Diameter nominal penerima ≤ 89mm;
④ mengambil alih ketebalan dinding minimum harus memenuhi persyaratan Tabel 8-1 (mengambil alih margin korosi 1mm).
3. Flensa
Flensa peralatan yang menggunakan flensa standar harus memperhatikan flensa dan paking, pengencang cocok, jika tidak, flensa harus dihitung.Misalnya, flensa las datar tipe A dalam standar dengan paking yang cocok untuk paking lunak non-logam;bila penggunaan paking belitan harus dihitung ulang untuk flensa.
4. Pelat pipa
Perlu memperhatikan hal-hal berikut ini:
① suhu desain pelat tabung: Menurut ketentuan GB150 dan GB/T151, harus diambil tidak kurang dari suhu logam komponen, namun 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: berada dalam kisaran area perpipaan, karena perlunya memasang struktur alur pengatur jarak dan 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 bagian bawah ketebalan alur sekat pelat tabung dikurangi jumlah dua hal berikut
a, margin korosi pipa melebihi kedalaman bagian alur partisi rentang pipa
b, margin korosi program shell dan pelat tabung di sisi program shell dari struktur kedalaman alur dari dua pabrik terbesar
5. Sambungan ekspansi diatur
Dalam penukar panas tabung dan pelat tetap, karena perbedaan suhu antara fluida dalam saluran tabung dan fluida saluran tabung, dan penukar panas serta sambungan tetap pelat cangkang dan tabung, sehingga dalam penggunaan keadaan, cangkang dan perbedaan muai tabung terdapat antara cangkang dan tabung, cangkang dan tabung terhadap beban aksial.Untuk menghindari kerusakan shell dan penukar panas, destabilisasi penukar panas, tabung penukar panas dari pelat tabung ditarik, maka harus dipasang sambungan ekspansi untuk mengurangi beban aksial shell dan penukar panas.
Umumnya perbedaan suhu pada shell dan dinding penukar panas besar, perlu mempertimbangkan pengaturan sambungan ekspansi, dalam perhitungan pelat tabung, sesuai dengan perbedaan suhu antara berbagai kondisi umum yang dihitung σt, σc, q, salah satunya gagal memenuhi syarat , perlu untuk meningkatkan sambungan ekspansi.
σt - tegangan aksial tabung penukar panas
σc - tegangan aksial silinder proses shell
q - Sambungan tabung penukar panas dan pelat tabung dari gaya tarik
IV.Desain struktural
1. Kotak pipa
(1) Panjang kotak pipa
A.Kedalaman dalam minimum
① pada bukaan jalur pipa tunggal kotak tabung, kedalaman minimum di tengah bukaan tidak boleh kurang dari 1/3 diameter bagian dalam penerima;
② kedalaman bagian dalam dan luar jalur pipa harus memastikan bahwa luas 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) Pisahkan partisi program
Ketebalan dan susunan partisi sesuai dengan GB151 Tabel 6 dan Gambar 15, untuk ketebalan partisi lebih dari 10mm, permukaan penyegelan harus dipangkas menjadi 10mm;untuk penukar panas tabung, partisi harus dipasang pada lubang sobek (lubang pembuangan), diameter lubang pembuangan umumnya 6mm.
2. Bundel cangkang dan tabung
①Tingkat bundel tabung
Ⅰ, bundel tabung tingkat Ⅱ, hanya untuk baja karbon, tabung penukar panas baja paduan rendah standar domestik, masih ada "tingkat yang lebih tinggi" dan "tingkat biasa" yang dikembangkan.Setelah tabung penukar panas domestik dapat digunakan pipa baja "lebih tinggi", baja karbon, bundel tabung penukar panas baja paduan rendah tidak perlu dibagi menjadi level Ⅰ dan Ⅱ!
Ⅰ, Ⅱ bundel tabung perbedaannya terutama terletak pada diameter luar tabung penukar panas, deviasi ketebalan dinding berbeda, ukuran lubang dan deviasi yang sesuai 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
Ⅰ kedalaman slot umumnya tidak kurang dari 4mm
Ⅱ lebar slot partisi sub-program: baja karbon 12mm;baja tahan karat 11mm
Talang sudut slot partisi rentang Ⅲ menit umumnya 45 derajat, lebar talang b kira-kira sama dengan jari-jari R dari sudut paking rentang menit.
③Piring lipat
A.Ukuran lubang pipa: dibedakan berdasarkan tingkat bundel
b, tinggi takik pelat lipat busur
Ketinggian takik harus sedemikian rupa sehingga fluida yang melewati celah dengan laju aliran melintasi bundel tabung serupa dengan tinggi takik umumnya diambil 0,20-0,45 kali diameter dalam sudut membulat, takik umumnya dipotong pada baris pipa di bawah pusat garis atau potong dua baris lubang pipa di antara jembatan kecil (untuk memudahkan kenyamanan memakai pipa).
C.Orientasi takik
Cairan bersih satu arah, pengaturan takik ke atas dan ke bawah;
Gas yang mengandung sedikit cairan, lekukkan ke atas menuju bagian terendah pelat lipat untuk membuka lubang cairan;
Cairan yang mengandung sedikit gas, turunkan ke bagian tertinggi pelat lipat untuk membuka lubang ventilasi
Koeksistensi gas-cair atau cairan mengandung bahan padat, susunan lekukan kiri dan kanan, dan buka lubang cairan di tempat paling bawah
D.Ketebalan minimum pelat lipat;rentang maksimum yang tidak didukung
e.Pelat lipat di kedua ujung bundel tabung sedekat mungkin dengan penerima saluran masuk dan keluar cangkang.
④Batang pengikat
a, diameter dan jumlah tie rod
Diameter dan nomor sesuai dengan Tabel 6-32, 6-33 pemilihan, untuk memastikan bahwa lebih besar dari atau sama dengan luas penampang batang pengikat yang diberikan pada Tabel 6-33 di bawah premis diameter dan jumlah pengikat batang dapat diubah, tetapi diameternya tidak boleh kurang dari 10 mm, jumlahnya tidak kurang dari empat
b, tie rod harus disusun seseragam mungkin di tepi luar bundel tabung, untuk penukar panas berdiameter besar, di area pipa atau dekat celah pelat lipat harus disusun dalam jumlah tie rod yang sesuai, pelipatan apa pun pelat harus tidak kurang dari 3 titik tumpu
C.Mur tie rod, beberapa pengguna memerlukan mur berikut dan pengelasan pelat lipat
⑤ Pelat anti siram
A.Pemasangan pelat anti siram adalah untuk mengurangi distribusi cairan yang tidak merata dan erosi pada ujung tabung penukar panas.
B.Metode pemasangan pelat anti-pencucian
Sebisa mungkin dipasang di dalam tabung dengan jarak tetap atau di dekat pelat tabung dari pelat lipat pertama, bila saluran masuk cangkang terletak di batang tidak tetap di sisi pelat tabung, pelat anti pengacak dapat dilas ke badan silinder
(6) Pengaturan sambungan ekspansi
A.Terletak di antara kedua sisi pelat lipat
Untuk mengurangi hambatan fluida pada sambungan ekspansi, jika perlu, pada sambungan ekspansi di bagian dalam tabung pelapis, tabung pelapis harus dilas ke cangkang searah dengan aliran fluida, untuk penukar panas vertikal, bila arah aliran fluida ke atas, harus diatur pada ujung bawah lubang pelepasan 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 flensa (GB151 Lampiran G)
3. Flensa pipa:
① suhu desain lebih besar dari atau sama dengan 300 derajat, sebaiknya menggunakan flensa pantat.
② untuk penukar panas tidak dapat digunakan untuk mengambil alih antarmuka untuk melepaskan dan melepaskan, harus dipasang di dalam tabung, titik tertinggi dari saluran pembuangan pemeras, titik terendah dari port pelepasan, diameter nominal minimum dari 20mm.
③ Penukar panas vertikal dapat mengatur port overflow.
4. Dukungan: spesies GB151 sesuai dengan ketentuan Pasal 5.20.
5. Aksesoris lainnya
① Mengangkat lugs
Kualitas lebih besar dari 30Kg kotak resmi dan penutup kotak pipa harus dipasang lugs.
② kabel atas
Untuk memudahkan pembongkaran kotak pipa, penutup kotak pipa harus dipasang pada papan resmi, dan kawat atas penutup kotak pipa.
V. Manufaktur, persyaratan inspeksi
1. Pelat pipa
① sambungan pantat pelat tabung yang disambung untuk pemeriksaan sinar 100% atau UT, tingkat kualifikasi: RT: Ⅱ UT: tingkat Ⅰ;
② Selain baja tahan karat, perlakuan panas pelepas tegangan pelat pipa yang disambung;
③ Deviasi lebar jembatan lubang pelat tabung : sesuai rumus menghitung lebar jembatan lubang : B = (S - d) - D1
Lebar minimum lubang jembatan : B = 1/2 (S - d) + C;
2. Perlakuan panas kotak tabung:
Baja karbon, baja paduan rendah yang dilas dengan partisi kotak pipa split-range, serta kotak pipa dengan bukaan lateral lebih dari 1/3 diameter dalam kotak pipa silinder, dalam penerapan pengelasan untuk tegangan perlakuan panas bantuan, permukaan penyegelan flensa dan partisi harus diproses setelah perlakuan panas.
3. Tes 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 shell untuk meningkatkan tekanan uji dengan program pipa yang konsisten dengan uji hidrolik, untuk memeriksa apakah ada kebocoran pada sambungan pipa.(Namun, penting untuk memastikan bahwa tekanan film utama cangkang selama uji hidrolik adalah ≤0.9ReLΦ)
② Jika metode di atas tidak sesuai, cangkang dapat diuji hidrostatik sesuai dengan tekanan aslinya setelah dilewati, dan kemudian cangkang untuk uji kebocoran amonia atau uji kebocoran halogen.
VI.Beberapa masalah yang perlu diperhatikan pada grafik
1. Tunjukkan tingkat bundel tabung
2. Tabung penukar panas harus diberi nomor label tertulis
3. Garis kontur perpipaan pelat tabung di luar garis padat tebal yang tertutup
4. Gambar perakitan harus diberi label orientasi celah pelat lipat
5. Lubang pelepasan sambungan ekspansi standar, lubang pembuangan pada sambungan pipa, sumbat pipa harus tidak terlihat
Waktu posting: 11 Okt-2023