ASTM B111 EN 12452 C70600 حزمة أنابيب الفولاذ النحاسي للمبادلات الحرارية والمكثفات

تعتبر حزم أنابيب سبائك النحاس والنيكل C70600 (90-10 CuNi) من أكثر مواد الأنابيب كلاسيكية واستخدامًا وفعالية من حيث التكلفة للمبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنابيب (خاصة المكثفات) التي تتعامل مع مياه البحر والمياه قليلة الملوحة ووسائط التبريد الأخرى المحتوية على الكلوريد.

توفر أداءً موثوقًا وطويل الأمد في بيئات مياه البحر القاسية مع الحفاظ على كفاءة نقل الحرارة.

توفر توازنًا ممتازًا بين مقاومة التآكل الممتازة لمياه البحر (خاصة ضد التآكل والتلوث البيولوجي)، والتوصيل الحراري الجيد، وقابلية التشغيل، وسهولة الصيانة، والتكلفة المعقولة نسبيًا. إنها المادة المفضلة أو القياسية في تطبيقات مثل السفن البحرية ومحطات الطاقة الساحلية وتحلية المياه.

• الأنابيب: السطح الأساسي لنقل الحرارة. مصنوعة من مواد ذات موصلية حرارية عالية، مثل النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو التيتانيوم أو الفولاذ الكربوني، اعتمادًا على التطبيق. يمكن أن تكون الأنابيب مستقيمة أو على شكل حرف U، اعتمادًا على التصميم.
• صفائح الأنابيب: ألواح مسطحة تثبت الأنابيب في مكانها. يتم لحام الأنابيب أو توسيعها أو لفها في صفائح الأنابيب لإنشاء ختم مانع للتسرب. تفصل صفائح الأنابيب بين سوائل جانب الغلاف وجانب الأنابيب.
• الحواجز: ألواح أو قضبان توجه تدفق سائل جانب الغلاف عبر حزمة الأنابيب. تحسين كفاءة نقل الحرارة عن طريق خلق الاضطراب ومنع المناطق الراكدة. تشمل الأنواع الشائعة الحواجز القطاعية والحلزونية وقضبان الحواجز.
• الفواصل أو ألواح الدعم: تستخدم للحفاظ على محاذاة الأنابيب وتباعدها. تمنع الاهتزاز وتلف الأنابيب أثناء التشغيل.
• قضبان الربط والفواصل: تثبت الحواجز وحزمة الأنابيب معًا. تضمن السلامة الهيكلية.
• أغطية النهاية أو القنوات: تقع في نهايات حزمة الأنابيب. توجه سائل جانب الأنبوب إلى الأنابيب وخارجها.

• قطر وسمك الأنبوب: الأقطار الأصغر تزيد من كفاءة نقل الحرارة ولكن قد تؤدي إلى انخفاض ضغط أعلى. تستخدم الأنابيب السميكة للتطبيقات ذات الضغط العالي.
• تخطيط الأنبوب: يمكن ترتيب الأنابيب في أنماط مثلثة أو مربعة أو مربعة دوارة. توفر التخطيطات المثلثة كفاءة نقل حرارة أعلى، بينما يسهل تنظيف التخطيطات المربعة.
• طول وعدد الأنابيب: الأنابيب الأطول 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 الانسداد. تشمل المواد الشائعة الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النحاس والتيتانيوم وسبائك النيكل.
• تصميم الحواجز: يؤثر تباعد الحواجز ونوعها على كفاءة نقل الحرارة وانخفاض الضغط. الحواجز القطاعية هي الأكثر شيوعًا، ولكن الحواجز الحلزونية يمكن أن تقلل من انخفاض الضغط والاهتزاز.
• التمدد الحراري: يجب مراعاة التمدد الحراري التفاضلي بين الأنابيب والغلاف لتجنب الإجهاد والفشل. تستخدم تصميمات الأنابيب على شكل حرف U أو الرأس العائم لاستيعاب التمدد.

• حزمة الأنابيب الثابتة: الأنابيب مثبتة في صفائح الأنابيب عند كلا الطرفين. بسيطة وفعالة من حيث التكلفة ولكن لا يمكنها التعامل مع فروق درجات الحرارة الكبيرة بين جانبي الغلاف والأنبوب.
• حزمة الأنابيب على شكل حرف U: الأنابيب منحنية على شكل حرف U، مما يسمح بالتمدد الحراري. مناسبة للتطبيقات ذات فروق درجات الحرارة العالية.
• حزمة الرأس العائم: أحد طرفي حزمة الأنابيب حر في الحركة، مما يستوعب التمدد الحراري. مثالي للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية والضغط العالي.
• حزمة الرأس العائم القابلة للسحب: مشابه لتصميم الرأس العائم ولكنه يسمح بإزالة حزمة الأنابيب بأكملها للصيانة.

• محطات الطاقة: تكثيف البخار من التوربينات.
• النفط والغاز: تسخين أو تبريد الهيدروكربونات في المصافي.
• المعالجة الكيميائية: تبادل الحرارة في المفاعلات وأعمدة التقطير.
• أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء: المبردات والمكثفات.
• الأغذية والمشروبات: عمليات البسترة والتعقيم.

• كفاءة عالية في نقل الحرارة.
• يمكنها التعامل مع الضغوط ودرجات الحرارة العالية.
• متينة وطويلة الأمد مع الصيانة المناسبة.
• مناسبة لمجموعة واسعة من السوائل والتطبيقات.

• حجم مادي ووزن كبير.
• تكلفة أولية أعلى مقارنة ببعض أنواع المبادلات الحرارية الأخرى.
• تتطلب صيانة دورية لمنع الانسداد والتآكل.
• الصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها:

• الانسداد: الرواسب على أسطح الأنابيب تقلل من كفاءة نقل الحرارة. التنظيف المنتظم (الميكانيكي أو الكيميائي) مطلوب.
• التآكل: يمكن أن يساعد اختيار المواد والطلاءات الواقية في منع التآكل. افحص الثقوب أو الشقوق بانتظام.
• الاهتزاز: يمكن أن يتسبب تباعد الحواجز غير الصحيح أو معدلات التدفق في اهتزاز الأنابيب وفشلها. تأكد من التصميم والتشغيل الصحيحين.

• بناء السفن والهندسة البحرية: مبردات مياه البحر، وأنظمة التبريد المركزية، ومكثفات تكييف الهواء للسفن.
• محطات الطاقة الساحلية: المكثفات ومبادلات حرارة مياه التبريد المغلقة.
• محطات تحلية المياه: وحدات التبخير الوميضي متعدد المراحل (MSF) ووحدات استعادة الطاقة لأنظمة التناضح العكسي (RO).
• البتروكيماويات والغاز الطبيعي المسال: مبردات العمليات في المنصات البحرية ومبادلات حرارة مضخات مياه البحر في محطات استقبال الغاز الطبيعي المسال.