ASTM B111 EN 12452 C70600 حزمة أنابيب الفولاذ النحاسي للمبادلات الحرارية والمكثفات
C70600 (90-10 CuNi) حزم أنابيب سبيكة النحاس والنيكل هي واحدة من أكثر أنابيب النحاس الكلاسيكية المستخدمة على نطاق واسع ،ومواد أنابيب فعالة من حيث التكلفة لمبادلات الحرارة ذات القشرة والأنابيب (وخاصة المكثفات) التي تتعامل مع مياه البحر، الماء المالح، ووسائل التبريد الأخرى التي تحتوي على الكلوريد.
أنها توفر أداءً موثوقًا طويل الأمد في بيئات مياه البحر القاسية مع الحفاظ على نقل الحرارة الفعال.
فهي توفر توازن ممتاز بين مقاومة ممتازة للكوروزون في مياه البحر (وخاصة ضد التآكل والترسب البيولوجي) ، والقيادة الحرارية الجيدة، والقدرة على التصنيع، والصيانة،وتكلفة معقولة نسبياوهي المواد المفضلة أو القياسية في تطبيقات مثل السفن البحرية ومحطات الطاقة الساحلية وتحلية المياه.
مكونات مجموعة الأنابيب:
أنابيب:
سطح نقل الحرارة الأساسي
مصنوعة من مواد ذات موصلات حرارية عالية، مثل النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو التيتانيوم أو الفولاذ الكربوني، اعتمادا على التطبيق.
يمكن أن تكون الأنابيب مستقيمة أو على شكل U ، اعتمادًا على التصميم.
أوراق الأنابيب:
ألواح مسطحة تحافظ على الأنابيب في مكانها
يتم إما لحام الأنابيب أو توسيعها أو طيها في أوراق الأنابيب لإنشاء ختم مضاد للانسكاب.
أوراق الأنابيب تفصل السوائل من جانب القشرة والأنابيب.
المكافئات:
لوحات أو قضبان توجه تدفق السائل الجانبي للقذيفة عبر حزمة الأنبوب.
تحسين كفاءة نقل الحرارة من خلال خلق الاضطرابات ومنع المناطق الراكدة.
وتشمل الأنواع الشائعة الحوافز القطاعية والداعمة والعصا.
أجهزة الفاصل أو ألواح الدعم:
تستخدم للحفاظ على محاذاة وتباعد الأنابيب.
منع الاهتزاز وتلف الأنابيب أثناء التشغيل.
عصى العقدة والمسافات:
إبقوا معًا
تأكد من سلامة الهيكل
القناة أو القناة النهائية:
يقع في نهاية حزمة الأنبوب.
توجيه السائل من جانب الأنابيب إلى داخل الأنابيب وخارجها.
الاعتبارات التصميمية لمجموعات الأنابيب:
قطر الأنبوب وسمكها:
أقطار أصغر تزيد من كفاءة نقل الحرارة ولكنها قد تؤدي إلى انخفاض ضغط أعلى.
يتم استخدام أنابيب أكثر سمكاً لتطبيقات الضغط العالي.
تصميم الأنابيب:
يمكن ترتيب الأنابيب في أنماط ثلاثية أو مربعة أو مربعة دوارة.
توفر المخططات الثلاثية كفاءة نقل الحرارة العالية ، في حين أن المخططات المربعة أسهل في التنظيف.
طول الأنابيب وعددها:
أنابيب أطول تزيد من مساحة نقل الحرارة ولكن قد تتطلب مساحة أكبر.
يعتمد عدد الأنابيب على معدل نقل الحرارة المطلوب ومعدلات التدفق.
اختيار المواد:
يجب أن تكون المواد متوافقة مع السوائل التي يتم معالجتها لتجنب التآكل أو التلوث.
المواد الشائعة تشمل الفولاذ المقاوم للصدأ، سبائك النحاس، التيتانيوم، وسبائك النيكل.
تصميم المكافحة:
يؤثر فجوة المكافئ ونوعها على كفاءة نقل الحرارة وانخفاض الضغط.
المدافع القطاعي هو الأكثر شيوعًا ، لكن المدافع المدارية يمكن أن تقلل من انخفاض الضغط والاهتزاز.
التوسع الحراري:
يجب حساب التوسع الحراري المختلف بين الأنابيب والغلاف لتجنب الإجهاد والفشل.
يتم استخدام تصاميم الأنابيب U أو الرأس العائمة لاستيعاب التوسع.
أنواع حزم الأنابيب:
مجموعة أوراق الأنابيب الثابتة:
الأنبوبات مثبتة على أوراق الأنبوب في كلا الطرفين.
بسيطة وفعالة من حيث التكلفة ولكن لا يمكن التعامل مع اختلافات درجة الحرارة الكبيرة بين الغلاف والأطراف الأنبوب.
حزمة الأنبوب:
الأنبوبات مُنحنيّة إلى شكل حرف U، مما يسمح بالتوسع الحراري.
مناسبة للتطبيقات مع اختلافات درجة الحرارة العالية.
حزمة الرأس العائمة
نهاية واحدة من حزمة الأنبوب حرة في التحرك، وتستوعب التوسع الحراري.
مثالي لتطبيقات درجات الحرارة العالية والضغط العالي.
حزمة الرأس العائمة التي يمكن سحبها:
يشبه تصميم الرأس العائم ولكن يسمح بإزالة مجموعة الأنابيب بأكملها للصيانة.
تطبيقات حزم الأنابيب:
محطات الطاقة: التكثيف البخار من التوربينات.
النفط والغاز: تسخين أو تبريد الهيدروكربونات في المصافي.
المعالجة الكيميائية: تبادل الحرارة في المفاعلات وأعمدة التقطير.
أنظمة التكييف والتهوية: المبردات والمكثفات.
المواد الغذائية والمشروبات: عمليات التطهير والتعقيم.
مزايا حزم الأنابيب:
كفاءة عالية في نقل الحرارة
يمكنه التعامل مع الضغوط العالية ودرجات الحرارة
متينة ومدة طويلة مع الصيانة المناسبة
مناسبة لمجموعة واسعة من السوائل والتطبيقات
عوائق حزم الأنابيب:
حجم جسدي كبير ووزن
تكلفة أولية أعلى مقارنة ببعض أنواع المبادلات الحرارية الأخرى.
يتطلب صيانة منتظمة لمنع التلوث والتآكل.
الصيانة وإصلاح الأخطاء
التلوث:
الودائع على أسطح الأنابيب تقلل من كفاءة نقل الحرارة.
يجب تنظيفها بانتظام (ميكانيكياً أو كيميائياً).
التآكل:
يمكن أن يساعد اختيار المواد والطلاءات الوقائية في منع التآكل.
تحقق من وجود حفر أو شقوق بانتظام.
الاهتزاز:
يمكن أن يسبب الفجوة غير الصحيحة أو معدلات التدفق اهتزاز الأنبوب وفشل.
تأكد من التصميم والتشغيل السليم.
التطبيق
1بناء السفن والهندسة البحرية: مبردات مياه البحر، أنظمة التبريد المركزية، ومكثفات تكييف الهواء للسفن.
2محطات توليد الكهرباء الساحلية: المكثفات ومبادلات حرارة المياه المغلقة.
3محطات تحلية المياه: وحدات الفلاش متعددة المراحل ووحدات استرداد الطاقة بنظام التناضح العكسي.
4البتروكيماويات والغاز الطبيعي المسال: أجهزة تبريد العمليات في منصات البحرية ومبادلات حرارة مضخات مياه البحر التي تستقبل الغاز الطبيعي المسال.
