تيما/ASME مبادل حراري دبوس الشعر
المبادل الحراري ذو دبوس الشعر عبارة عن تكوين من نوع الصدفة والأنبوب يتكون من حزمة أنبوبية على شكل حرف U محاطة بقشرة تشتمل على مبيت منحني للرجوع في أحد طرفيه. يدخل السائل من جانب الصدفة عند الرأس الأمامي، ويتدفق على طول الساق المستقيمة إلى منحنى العودة، ويعكس اتجاهه، ويخرج عند الرأس الأمامي. يدخل السائل الموجود على جانب الأنبوب من خلال صفيحة الأنابيب الأمامية، ويمر عبر الأنابيب على شكل حرف U، ويعود من خلال نفس صفيحة الأنابيب. ينتج هذا الترتيب تدفق تيار معاكس أحادي المسار بين سوائل جانب الأنبوب وجانب الصدفة.
تم تصميم هذا المنتج وتصنيعه وفقًا لمعايير TEMA (الفئة C أو B أو R) وASME القسم الثامن القسم 1 أو القسم 2، مع اختيار المواد القابلة للتطبيق وفقًا للقسم II من ASME.
أنواع البناء
دبوس شعر ذو أنبوب مزدوج (أنبوب واحد)
- الأنبوب: أنبوب مفرد غير ملحوم أو ملحوم (OD 20 مم إلى 114 مم)، متحد المركز داخل أنبوب غلاف أكبر
- الغلاف: أنبوب واحد (DN50 إلى DN200) يعمل بمثابة حدود الضغط الخارجي
- التطبيق: مناطق العمل الصغيرة (من 1 إلى 20 مترًا مربعًا)، وخدمات الضغط العالي (جانب الأنبوب حتى 35 ميجا باسكال)، والسوائل النظيفة على كلا الجانبين
- الفحص: الوصول الكامل إلى سطح الأنبوب الداخلي من صفائح الأنابيب الأمامية؛ يمكن فحص جانب الصدفة من خلال غطاء منحني العودة القابل للإزالة
دبوس شعر متعدد الأنابيب (أنابيب متعددة في الغلاف)
- حزمة الأنابيب: أنابيب متعددة (من 4 إلى 200+) مرتبة بشكل مثلث أو مربع داخل غلاف أسطواني
- الغلاف: من DN80 إلى DN600، مع مبيت منحني للرجوع في النهاية البعيدة
- التطبيق: واجبات متوسطة إلى كبيرة (20 إلى 500 متر مربع)، ضغط معتدل (جانب الصدفة يصل إلى 10 ميجا باسكال، جانب الأنبوب يصل إلى 20 ميجا باسكال)
- دعم الأنبوب: ألواح حاجزة أو شبكات دعم كاملة لكل TEMA RCB-4.2 (الحد الأقصى لطول الأنبوب غير المدعوم: للفولاذ الكربوني ≥ 36* أنبوب OD؛ للفولاذ المقاوم للصدأ ≥ 30* أنبوب OD)
المعلمات الهندسية (النطاق القياسي)
| المعلمة |
نوع الأنبوب المزدوج |
نوع متعدد الأنابيب |
| القطر الاسمي للقذيفة (DN) |
DN50 إلى DN200 |
DN80 إلى DN600 |
| أنبوب التطوير التنظيمي |
20 ملم إلى 114 ملم |
12 ملم إلى 38 ملم |
| سمك جدار الأنبوب |
2.0 مم إلى 8.0 مم (سلس) |
1.5 مم إلى 3.0 مم (سلس أو ملحوم) |
| طول الساق المستقيمة (لكل ساق) |
2.0 م إلى 10.0 م |
2.0 م إلى 12.0 م |
| نصف قطر الانحناء على شكل حرف U (خط الوسط) |
R ≥ 2* أنبوب OD (الحد الأدنى للتنظيف) |
R ≥ 2 * أنبوب OD |
| عدد الأنابيب لكل حزمة |
1 |
4 إلى 200+ |
| نوع قذيفة تيما |
غير متوفر (أنبوب مزدوج) |
دبوس الشعر (قشرة الانحناء العكسي) |
اختيار المواد (حسب شروط الخدمة)
خيارات مواد الأنبوب
- الفولاذ الكربوني (SA-106 Gr.B / SA-210 Gr.A1 / 20#): الماء والنفط والغازات غير المسببة للتآكل؛ درجة الحرارة -20 درجة مئوية إلى +425 درجة مئوية
- الفولاذ المقاوم للصدأ 304/304L (SA-213 TP304L): سوائل عملية تسبب تآكلًا طفيفًا، وبخار نظيف؛ كلوريد ≥ 200 جزء في المليون؛ درجة الحرارة -196 درجة مئوية إلى +600 درجة مئوية (مخفضة فوق 425 درجة مئوية لكل ASME II-D)
- الفولاذ المقاوم للصدأ 316/316L (SA-213 TP316L): الأحماض العضوية، المحاليل الملحية (الكلوريد ≥ 200 جزء في المليون لـ 316L)؛ درجة الحرارة -196 درجة مئوية إلى +500 درجة مئوية
- التيتانيوم Gr.2 (SB-338): مياه البحر، والمحلول الملحي، ومحاليل الكلوريد تصل إلى 20,000 جزء في المليون؛ درجة الحرارة ≥ 230 درجة مئوية
- دوبلكس 2205 (SA-789 UNS S32205): الهيدروكربونات المحتوية على الكلوريد ومياه البحر؛ كلوريد يصل إلى 300 جزء في المليون عند 80 درجة مئوية؛ درجة الحرارة -40 درجة مئوية إلى +280 درجة مئوية
خيارات المواد شل
- الفولاذ الكربوني (SA-516 Gr.70): غير قابل للتآكل أو تآكل خفيف على جانب الصدفة؛ درجة حرارة التصميم -20 درجة مئوية إلى +425 درجة مئوية
- الفولاذ المقاوم للصدأ 304L / 316L: الوسائط المسببة للتآكل من جانب الصدفة أو متطلبات عالية النقاء
- التيتانيوم (لجانب صدفة مياه البحر، حيث يكون سائل جانب الصدفة هو مياه البحر)
مواد الحشية (لكل نطاق درجة حرارة)
- الألياف غير الأسبستوسية / المضغوطة: -40 درجة مئوية إلى +250 درجة مئوية، الضغط ≥ 4.0 ميجاباسكال
- الجرح الحلزوني (SS 304/316 + الجرافيت): -196 درجة مئوية إلى +450 درجة مئوية، الضغط ≥ 25 ميجا باسكال (شفة الأنبوب المزدوجة)
- حشية مغلف PTFE: -40 درجة مئوية إلى +200 درجة مئوية، للخدمات الصيدلانية أو المسببة للتآكل حيث يكون التلوث مقيدًا
نطاق التشغيل (غير مبالغ فيه)
| المعلمة |
نوع الأنبوب المزدوج |
نوع متعدد الأنابيب |
| ضغط التصميم (جانب الأنبوب) |
ما يصل إلى 35 ميجا باسكال (ASME VIII-2) |
ما يصل إلى 20 ميجا باسكال |
| ضغط التصميم (جانب الصدفة) |
ما يصل إلى 10 ميجا باسكال |
ما يصل إلى 10 ميجا باسكال (قياسي)؛ أعلى لكل تصميم خاص |
| درجة حرارة التصميم (جانب الأنبوب) |
-40 درجة مئوية إلى +500 درجة مئوية (يعتمد على المادة) |
-196 درجة مئوية إلى +500 درجة مئوية (يعتمد على المادة) |
| درجة حرارة التصميم (جانب الصدفة) |
-40 درجة مئوية إلى +450 درجة مئوية (يعتمد على المادة) |
-40 درجة مئوية إلى +450 درجة مئوية (يعتمد على المادة) |
| الحد الأدنى المسموح به ΔT (مدخل الأنبوب/القذيفة) |
لا يوجد حد ثابت (نهاية مجانية لحزمة U) |
لا يوجد حد ثابت (نهاية مجانية لحزمة U) |
| أقصى سرعة على جانب الأنبوب (الماء) |
3.0 م/ث (الفولاذ الكربوني)، 4.5 م/ث (التيتانيوم) |
2.5 م/ث (الفولاذ الكربوني)، 4.0 م/ث (التيتانيوم) |
| أقصى سرعة على جانب الصدفة |
1.5 م/ث (تآكل)، 3.0 م/ث (نظيف) |
1.0 م/ث (تآكل)، 2.5 م/ث (نظيف) |
معلمات التصميم التدفقي والحراري
التدفق على جانب الأنبوب
- ممر واحد (جميع الأنابيب تشترك في نفس المدخل والمخرج في صفيحة الأنابيب الأمامية)
- نطاق سرعة الكتلة على جانب الأنبوب: من 300 إلى 2500 كجم/م²*ث (للمياه)؛ أقل للسوائل اللزجة
- رقم رينولدز المستهدف: ≥ 10,000 (مضطرب) للخدمة النظيفة؛ ≥ 4000 للسوائل اللزجة
التدفق من جانب الصدفة
- تمريرة فردية (يدخل الرأس الأمامي، يقطع الساق المستقيمة، ينعكس عند منحنى العودة، يجتاز الساق الثانية، يخرج الرأس الأمامي)
- نطاق سرعة الكتلة من جانب الصدفة: 50 إلى 500 كجم/م²*ث (غاز)، 200 إلى 1500 كجم/م²*ث (سائل)
- نسبة قطع الحاجز (الحواجز القطاعية، إذا تم استخدامها): 20% إلى 30% من قطر الصدفة
- تباعد الحاجز: تم تحديده وفقًا لـ TEMA RCB-4.2 - لا يتجاوز الحد الأقصى لطول الأنبوب غير المدعوم 36* OD للفولاذ الكربوني؛ تم تحديد التباعد للحفاظ على سرعة التدفق المتقاطع ومنع اهتزاز الأنبوب. نطاق التباعد النموذجي: 0.2* معرف الصدفة إلى 0.5* معرف الصدفة.
عامل تصحيح LMTD
للحصول على تكوين تمرير فردي حقيقي معاكس، F = 1.0 وفقًا لمعايير TEMA (لا توجد حدود لدرجة الحرارة).
درجة حرارة الاقتراب
الحد الأدنى للنهج العملي: 3 درجات مئوية إلى 5 درجات مئوية (محدود بمساحة السطح المتاحة ووحدة NTU؛ وتعتمد القيمة الفعلية القابلة للتحقيق على انخفاض الضغط المحدد وخصائص السوائل، وهي غير مضمونة بدون محاكاة العملية).
معلمات التصنيع واللحام
وصلة من الأنبوب إلى الأنبوب
- الوصلة الموسعة: التمدد الهيدروليكي عند 160-220 ميجا باسكال، يستمر لمدة 5-8 ثواني. متطلبات اختبار السحب (لكل TEMA RCB-4.3): ≥ 20 ميجا باسكال لأنابيب الصلب الكربوني؛ ≥ 25 ميجا باسكال للفولاذ المقاوم للصدأ.
- الوصلة الملحومة: لحام محكم (ساق الشرائح 1.5-2.0 مم) بالإضافة إلى الاختراق الكامل (للخدمة السامة/الضغط العالي). إجراء اللحام مؤهل وفقًا للقسم التاسع من الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME).
- مشترك (لحام + توسيع): يستخدم لخدمة درجة الحرارة الدورية (الدورة الحرارية> 100 دورة) والضغط العالي (جانب الأنبوب> 10 ميجا باسكال).
عودة بيند الإسكان اللحام
- غطاء ثني عودة الغلاف: لحام بعقب اختراق كامل (إذا كان الغطاء دائمًا) أو غطاء مثبت بمسامير مع حشية ملفوفة حلزونية (إذا كانت قابلة للإزالة).
- اللحامات الداخلية: فحص بصري بنسبة 100% (VT) + اختبار الاختراق (PT) على اللحامات الحرجة (وفقًا لمعيار ASME VIII-1 UW-50).
المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT)
مطلوبة وفقًا لمعايير ASME VIII-1 UCS-56 عندما:
- سُمك الغلاف الفولاذي الكربوني > 38 مم (P-No.1، المجموعة 1/2) لأجزاء الضغط الملحومة
- سمك مادة الأنبوب > 19 مم (للفولاذ المقاوم للصدأ، يتم تحديد محلول التلدين بعد اللحام بدلاً من PWHT)
- تحتوي الخدمة على H₂S الرطب (وفقًا لمعيار NACE MR0175 / ISO 15156) - PWHT عند درجة حرارة 620±10 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة لكل سمك 25 مم، بحد أدنى ساعة واحدة.
التفتيش والاختبار (لكل وحدة)
فحص الأبعاد
- إجمالي التسامح مع طول الساق: ±3 مم (للأرجل المستقيمة) لكل TEMA RCB-8
- تسامح نصف القطر لخط الوسط على شكل U: ±1.5 مم لـ R ≥ 500 مم؛ ± 3 مم لـ R > 500 مم
- تباعد لوحة الدعم/الحاجز: ±1.5 مم
- انحراف رباط فتحة الأنبوب (الويب): ≥ ±0.2 مم عن الرسم
الفحص غير المدمر
- وصلات الأنابيب إلى صفائح الأنابيب: سائل مخترق بنسبة 100% (PT) لحامات الختم (حسب ASME VIII-1 UW-51)
- طبقات الصدفة الطولية والمحيطية: التصوير الشعاعي الموضعي (RT) لكل ASME VIII-1 UW-52 (أو التصوير الشعاعي الكامل إذا كان محددًا)
- لحام شرائح الإسكان المنحنية: 100٪ جسيم مغناطيسي (MT) للفولاذ الكربوني / PT للفولاذ المقاوم للصدأ
- الفحص الداخلي للأنبوب: التحقق من الاستقامة والمرور عبر المنظار (لا توجد أنابيب مسدودة) - يتم اجتيازه إذا قبلت 100% من الأنابيب كرة قياس أصغر بمقدار 0.5 مم من معرف الأنبوب.
اختبار الضغط
- الاختبار الهيدروستاتيكي (الماء): ضغط الاختبار = 1.3 * ضغط التصميم * (الحد الأدنى من الضغط المسموح به عند درجة حرارة الاختبار / عند درجة حرارة التصميم)، وفقًا لمعيار ASME VIII-1 UG-99. عقد لمدة 30 دقيقة. القبول: لا يوجد تسرب واضح ولا انخفاض في الضغط.
- اختبار هوائي (اختياري، للخدمة الجافة أو الغازية): ضغط الاختبار = 1.1 * الضغط التصميمي. الهواء المضغوط أو النيتروجين. فحص فقاعة الصابون على جميع المفاصل. يجب ألا يتجاوز معدل التسرب 1*10⁻⁵ Pa*m³/s لكل طريقة فتحة مكافئة (حسب ASME الملحق السادس).
الوصول إلى التنظيف والصيانة
تنظيف جانب الأنبوب
- التنظيف الميكانيكي: تمر ممسحة الأنبوب أو الفرشاة بطول الأنبوب بالكامل عبر U-bend. الحد الأدنى لنصف قطر U-bend R ≥ 2* أنبوب OD مطلوب لكل TEMA RCB-4.52 لمرور الفرشاة. يوصى باستخدام الفرش القياسية بمعرف الأنبوب OD 0.8*.
تنظيف جانب القشرة
- التنظيف الكيميائي فقط لدبابيس الشعر ذات الحزمة الثابتة (غطاء منحني قابل للإزالة ولكن الحزمة غير قابلة للسحب). يقتصر التنظيف الميكانيكي لجانب الصدفة عبر منافذ الوصول على أقسام الساق المستقيمة؛ عودة الانحناء الداخلي لا يمكن الوصول إليه عن طريق الكاشطات الميكانيكية.
- إذا كان عامل القاذورات على جانب الصدفة أكبر من 0.0005 متر مربع*ك/وات (حسب جدول TEMA)، يوصى باستخدام رأس عائم قابل للسحب أو مبادل مستقيم الصدفة على شكل أنبوب على شكل حرف U بدلاً من دبوس الشعر. بالنسبة إلى دبوس الشعر، يعتمد تردد دورة التنظيف الكيميائي على زيادة انخفاض الضغط: يتم التنظيف عندما يتجاوز الجانب الصدفي ΔP التصميم ΔP بنسبة 30% أو عندما تصل زيادة ΔP إلى 50 كيلو باسكال (أيهما يحدث أولاً).
الوثائق المقدمة لكل شحنة
- تقرير بيانات ASME U-stamp (إن أمكن)
- شهادات اختبار المواد (EN 10204 3.1 أو 3.2)
- مواصفات إجراء اللحام (WPS) وسجل تأهيل الإجراء (PQR)
- تقرير اختبار الضغط مع تسجيل الرسم البياني
- تقرير فحص الأبعاد
- رسم حزمة الأنبوب (كما هو مدمج)
- تقرير تجربة الاقتراب من الموت (PT/MT/RT/UT حسب الاقتضاء)
بيان حدود التصميم
لا ينطبق مبادل دبوس الشعر على:
- سوائل جانب الصدفة التي تحتوي على مواد صلبة أكبر من 5% من الوزن، أو قاذورات ليفية تتطلب استخلاص حزمة ميكانيكية للتنظيف - لأن حزمة دبوس الشعر ثابتة ولا يمكن سحبها من خلال مبيت انحناء الإرجاع.
- تتجاوز معدلات تدفق الكتلة من جانب الغلاف ما يعادل 500 كجم/ثانية من خلال غلاف DN600 - بسبب مرور الغلاف الفردي الذي يتسبب في انخفاض الضغط بما يتجاوز حد التصميم النموذجي 50-80 كيلو باسكال (وفقًا لتوجيهات TEMA المسموح بها لانخفاض الضغط).
- خدمة تفريغ عالية جدًا من جانب الصدفة (< 1 كيلو باسكال مطلق) - قد يتطلب مبيت انحناء العودة حلقات تقوية إضافية لكل ASME VIII-1 UG-29 لمنع الانهيار تحت الضغط الخارجي؛ استشارة التصميم.
إدخال الحجم المطلوب لعرض الأسعار
لتقديم تصميم حراري وميكانيكي أولي، أرسل بيانات العملية التالية:
- اسم وتركيب السائل الموجود على جانب الأنبوب (إذا كان خليطًا)
- اسم السائل وتكوينه على جانب الصدفة
- درجات حرارة المدخل/المخرج على جانب الأنبوب
- درجات حرارة المدخل/المخرج من جانب الصدفة
- انخفاض الضغط المسموح به على جانب الأنبوب
- انخفاض الضغط المسموح به من جانب الصدفة
- ضغط التشغيل على جانب الأنبوب
- ضغط التشغيل من جانب الصدفة
- الحد الأقصى للمساحة المتاحة (طول الساق المستقيم، مساحة الرأس)
- عوامل التلوث (جانب الأنبوب وجانب الصدفة)، إذا كانت معروفة؛ وإلا فسيتم تطبيق قيم TEMA القياسية
التصنيف العام
لقطة تقييم
فيما يلي توزيع جميع التصنيفاتجميع المراجعات