مبادل حراري أنبوبي ذو رأس عائم معتمد من ASME U Stamp - نوع TEMA AES/AET لتكرير المواد الكيميائية والبترول
نظرة عامة على المنتجتم تصميم وتصنيع المبادل الحراري الأنبوبي ذو الرأس العائم المعتمد من ASME U Stamp وفقًا لـقواعد ASME للمراجل وأوعية الضغط، القسم الثامن، القسم 1، ويلبيمعايير TEMA (جمعية مصنعي المبادلات الأنبوبية)
للتصميم الميكانيكي والبناء والتفاوتات. يتميز تكوين الرأس العائم - المتوفر بأنواع TEMA AES، AET، BET، BEP، و AEP - بوجود لوح أنابيب ثابت عند طرف القناة ولوح أنابيب عائم عند الرأس الخلفي غير المتصل بشكل صارم بالهيكل. يسمح هذا لحزمة الأنابيب بالتمدد والانكماش بشكل مستقل عن الهيكل، مما يستوعب التمدد الحر التفاضلي دون الحاجة إلى وصلات تمدد أو إحداث إجهاد على وصلات ألواح الأنابيب.
| المكونات الرئيسية ومواصفات المواد | المكون | معايير المواد النموذجية |
|---|---|---|
| وظيفة التصميم | الهيكل وغطاء الهيكل | ASME SA516 Gr.70 (فولاذ كربوني) أو SA240 316L (ستانلس ستيل) |
| يحتوي على سائل جانب الهيكل؛ يتم اختيار المادة بناءً على تآكل العملية ودرجة الحرارة | الحواجز | ASME SA516 Gr.70 أو SA240 316L |
| يحتوي على مدخل/مخرج جانب الأنبوب؛ قابل للإزالة للوصول إلى نهاية الأنبوب | لوح الأنابيب الثابت | ASME SA182 F316L أو SA266 Gr.2 |
| دعم طرف الأنبوب الثابت؛ ملحوم أو مثبت بمسامير بالقناة | لوح الأنابيب العائم | ASME SA266 Gr.2 أو SA182 F316L |
| حر في الحركة المحورية؛ غير ملحوم بالهيكل، مما يتيح التمدد الحر | أنابيب المبادل الحراري | ASME SA213 TP304L / TP316L (بدون لحام) |
| سطح نقل الحرارة الأساسي؛ تتوفر أنابيب عادية أو بزعانف منخفضة | الحواجز | ASME SA516 Gr.70 أو SA240 316L |
| تدعم الأنابيب وتوجه تدفق جانب الهيكل لتحقيق أقصى قدر من نقل الحرارة | تجميع الرأس العائم | الغطاء، الحشيات، المسامير (وفقًا لـ ASME B16.5) |
| يغلق لوح الأنابيب العائم؛ قابل للإزالة لاستخراج الحزمة | الفوهات والشوافل | ASME SA350 LF2 أو SA182 F304L/F316L مزورة |
| وصلات العملية وفقًا لـ ASME B16.5 | قضبان الربط والفواصل | مسامير ASME SA193 / SA194 |
تؤمن مجموعة الحواجز وتحافظ على تباعد دعم الأنابيب
| معلمات التصميم ومتطلبات الاختبار | المعلمة / الاختبار | المعيار / المتطلب |
|---|---|---|
| المواصفات | رمز التصميم | ASME Section VIII Div. 1 |
| شهادة U Stamp كاملة؛ مسجل في السجل الوطني | فئة TEMA | R (تكرير)، C (كيميائي)، أو B (عام) |
| حسب شدة الخدمة؛ الفئة R للخدمة الشاقة | درجة حرارة التصميم | ASME VIII-1 |
| حتى 30 بار (الهيكل) / حسب الحساب؛ محدد من قبل العميل | درجة حرارة التصميم | ASME VIII-1 |
| حسب جداول الإجهاد المسموح به للمواد؛ حتى 450 درجة مئوية+ | اختبار الضغط الهيدروستاتيكي | ASME VIII-1 UG-99 |
| 1.3 × ضغط التصميم (الحد الأدنى) | الاختبار الهوائي | ASME VIII-1 UG-100 |
| اختياري؛ حسب متطلبات العميل | الفحص الإشعاعي (RT) | ASME VIII-1 UW-51 |
| على اللحامات المحيطية والطولية الحرجة | اختبار اختراق الصبغة (PT) | ASME VIII-1 Appendix 8 |
| فحص الأسطح للحامات والمناطق الحرجة | تحديد المواد الإيجابي (PMI) | — |
| التحقق من الدرجة بنسبة 100% على المكونات التي تتحمل الضغط | وصلة الأنبوب بلوح الأنابيب | ASME VIII-1 Appendix A |
| موسعة، ملحومة بالختم، أو ملحومة بالقوة حسب التصميم | خلوص سحب الحزمة | TEMA RCB |
مصممة حسب متطلبات الوصول للصيانة
سيناريوهات التطبيق
يتم تحديد المبادلات ذات الرأس العائم للظروف العملية التي تكون فيها التصميمات ذات الأنابيب الثابتة أو الأنابيب على شكل حرف U غير مناسبة بسبب فروق درجات الحرارة الكبيرة، أو الميول العالية لتراكم الرواسب، أو الحاجة إلى إزالة الحزمة بشكل متكرر. تشمل التطبيقات الرئيسية:تكرير البترول
- قطارات التسخين المسبق للنفط الخام، مكثفات أبراج التقطير الجوي/الفراغي، أجهزة إعادة الغليان، مبردات المنتجات، وأجهزة إعادة غليان مولدات الأمينمعالجة المواد الكيميائية
- تبريد مخرجات المفاعل، أجهزة إعادة الغليان والمكثفات في أبراج التقطير، تبادل الحرارة للسوائل المسببة للتآكل (الأحماض، القلويات، المذيبات)مصانع البتروكيماويات
- مبردات التبريد في مصانع الإيثيلين، مبادلات مصانع الأمونيا، مبردات غاز التخليقتوليد الطاقة
- سخانات مياه التغذية، مكثفات الأسطح البخارية، مبردات زيت التشحيمالنفط والغاز المنبع
- مبردات المياه المنتجة، أجهزة إعادة غليان تجفيف الجليكول، سخانات النفط الخامخدمات تراكم الرواسب
المزايا التقنية والتخصيصاستيعاب التمدد الحراري
: لوح الأنابيب العائم غير ملحوم بالهيكل، مما يسمح بحركة محورية غير مقيدة لحزمة الأنابيب بالنسبة للهيكل. هذا يلغي الإجهاد الحراري عند وصلات ألواح الأنابيب - وهو وضع فشل شائع في التصميمات ذات الأنابيب الثابتة - وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات ذات فروق درجات الحرارة التي تتجاوز 50 درجة مئوية بين سوائل جانب الهيكل وجانب الأنبوب.إمكانية إزالة الحزمة بالكامل
: بعد إزالة غطاء الرأس العائم وغطاء الهيكل، يمكن سحب حزمة الأنابيب بأكملها من الهيكل. هذا يوفر وصولاً كاملاً إلى:
الأسطح الخارجية للأنابيب للتنظيف الميكانيكي أو بالماء عالي الضغط
الأنابيب الفردية للتوصيل، الاستبدال، أو إعادة الأنابيب
الحواجز وقضبان الربط للفحص والإصلاح
الأسطح الداخلية للهيكل لإزالة القشور أو الرواسبتخفيف الاهتزاز
: تكوين الرأس العائم، جنبًا إلى جنب مع تباعد الحواجز الأمثل وتصميم القطع الجزئي، يقلل من اهتزاز الأنابيب الناتج عن التدفق - وهو سبب رئيسي لفشل الأنابيب في خدمات جانب الهيكل عالية السرعة. يتم حساب تباعد الحواجز وفقًا لإرشادات TEMA للحفاظ على الترددات الطبيعية للأنابيب أعلى من تردد إثارة انبعاث الدوامات.حماية الاصطدام
: تم تجهيز فوهات الدخول بألواح اصطدام أو حواجز توزيع لتحويل تيارات الدخول عالية السرعة، مما يمنع تآكل الصف الأول من الأنابيب ويطيل عمر الحزمة.هندسة مخصصة
: يتم تصميم كل مبادل وفقًا لمواصفات عملية العميل، بما في ذلك:
ترتيبات مرور الهيكل والأنابيب (تمريرة واحدة، تمريرتين، أو تمريرات متعددة)
أنواع الحواجز: جزئية، قرص وحلقة، أو فوهة
تخطيطات الأنابيب: مثلثية (سوائل نظيفة)، مربعة (تنظيف ميكانيكي)، أو مربعة دوارة (اضطراب عالي)
أحجام الفوهات، الاتجاهات، وتصنيفات الشوافل وفقًا لـ ASME B16.5
أسئلة متكررة
س: ما هو الفرق بين أنواع الرأس العائم TEMA AES، AET، و BET؟
ج: رموز TEMA المكونة من ثلاثة أحرف تصف تكوينات الرأس الأمامي، والهيكل، والرأس الخلفي. يتميز AES بغطاء قناة قابل للإزالة (A)، وهيكل أحادي المرور (E)، ورأس عائم مع حلقة دعم مقسمة (S). يحتوي AET على نفس الرأس الأمامي والهيكل ولكن برأس عائم قابل للسحب (T). يستخدم BET رأسًا أماميًا من نوع الغطاء (B). يعتمد الاختيار على الوصول للصيانة، وتصنيف الضغط، ومتطلبات إزالة حزمة الأنابيب.
س: متى يجب تحديد مبادل ذي رأس عائم بدلاً من تصميم ذي أنابيب ثابتة أو أنابيب على شكل حرف U؟
ج: حدد رأسًا عائمًا عندما: (1) يتجاوز فرق درجة الحرارة بين جانبي الهيكل والأنبوب حوالي 50 درجة مئوية (مما يجعل وصلات التمدد غير عملية)؛ (2) يكون سائل جانب الهيكل عالي التراكم ويتطلب تنظيفًا ميكانيكيًا متكررًا؛ (3) تكون الأنابيب المستقيمة مطلوبة (لا يمكن تنظيف الأنابيب على شكل حرف U داخليًا ميكانيكيًا)؛ و (4) يجب أن تكون حزمة الأنابيب قابلة للإزالة للفحص أو الاستبدال.
س: ما هو الحد الأقصى لضغط ودرجة حرارة التصميم للمبادلات ذات الرأس العائم المعتمدة من ASME U Stamp؟
ج: يتم تحديد حدود ضغط ودرجة حرارة التصميم بواسطة ASME Section VIII Division 1 بناءً على الإجهاد المسموح به للمواد عند درجة حرارة التصميم. بالنسبة للفولاذ الكربوني SA516 Gr.70، تكون الحدود النموذجية حتى 30 بار عند 300 درجة مئوية؛ بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك، يمكن تحقيق درجات حرارة وضغوط أعلى. يتم تصميم كل مبادل وفقًا لظروف العملية المحددة وحسابات الكود.
س: كيف يتم ضمان سلامة وصلة الأنبوب بلوح الأنابيب في التصميمات ذات الرأس العائم؟
ج: يتم توسيع وصلات الأنبوب بلوح الأنابيب باستخدام التوسيع الهيدروليكي أو الأسطواني الميكانيكي، مع لحام ختم اختياري أو لحام قوة وفقًا لمتطلبات ASME VIII-1 Appendix A. يتم اختبار الوصلات عن طريق الاختبار الهيدروستاتيكي، وعند تحديده، اختبار تسرب الهيليوم لضمان عدم التسرب في ظروف التشغيل.
س: ما هي الوثائق التي يتم توفيرها مع مبادل ASME U Stamp؟
ج: يتضمن كل مبادل تقرير بيانات الشركة المصنعة ASME Form U-1، وشهادات اختبار المواد (EN 10204 Type 3.1 أو 3.2)، وتقارير NDE، وشهادات الاختبار الهيدروستاتيكي، وتقارير الفحص الأبعادي، ورسومات التصنيع. يتوفر فحص الجهات الخارجية من قبل وكالات معتمدة (ABS، DNV، BV، Lloyds) عند الطلب.للمواصفات التفصيلية، أو التصميمات المخصصة، أو ترتيبات فحص الجهات الخارجية، يرجى الاتصال بمجموعة Yuhong المحدودة علىvladimir@steelseamlesspipe.com
