تصنيع حزم الأنابيب تحت الماء: معايير التفتيش ومراقبة الجودة للمبادلات الحرارية للقذائف والأنابيب
في مبادلات الحرارة القشرية والأنبوبية، تحدد حزمة الأنابيب كفاءة التشغيل ومدة الخدمة. تظهر الصورة أعلاه فحصًا قبل الشحن في منشأة تصنيع،عندما يقوم فني مراقبة الجودة بفحص مجموعة أجهزة أنابيب U.
على عكس تصاميم أوراق الأنابيب الثابتة ، يستخدم حزمة الأنابيب U ورقة أنبوب واحدة. يتم ثني الأنابيب إلى شكل U ، مع ربط كلا الطرفين بنفس ورقة الأنابيب.هذا التكوين يوفر مزايا تقنية محددة:
إدارة التوسع الحراري: يتوسع كل أنبوب U بحرية ، مما يلغي الحاجة إلى مفصل توسيع القشرة. هذا التصميم مناسب للخدمات مع اختلاف درجات الحرارة التي تتجاوز 100 درجة مئوية.
القدرة على الضغط العالي: يقلل ترتيب الدعم الخالي الثابت من تركيز الإجهاد الحراري ، مما يجعله مناسبًا لخدمة الغازات عالية الضغط أو الهيدروجين.
الوصول إلى الصيانة من جانب القشرة: يمكن استخراج الحزمة للتنظيف الميكانيكي لسطوح جانب القشرة.
الصورة توضح مراحل التفتيش الرئيسية. يتم التحكم في تساهلات التصنيع على النحو التالي:
1. تصنيع الأوراق والثقوب
أوراق الأنابيب معقوفة بجهاز CNC مع تحمل حفرة H11.
يتم الحفاظ على انحراف عرض الأربطة داخل ± 0.2 ملم لضمان وصلة موثوقة من أنبوب إلى صفيحة أنبوب.
تصفية سطح الثقب: Ra ≤ 1.6 μm للمفاصل الموسعة؛ Ra ≤ 3.2 μm للمفاصل المطاومة.
2تجميع المحاذية والدعم
يتم التحكم في تساهل المسافة بين المكافحة في حدود ± 1.5 ملم.
القضبان والأنابيب المفتوحة تثبّت المكافئات بقوة في مكانها
الحد الأقصى لطول الأنابيب غير المدعومة: ≤ 36 × OD الأنابيب للفولاذ الكربوني ؛ ≤ 30 × OD الأنابيب للفولاذ المقاوم للصدأ.
3نهاية الأنابيب
يتم اختبار المفاصل المطاوعة بنسبة 100٪ (PT) حسب ASME VIII-1 UW-51.
يتم اختبار المفاصل الموسعة للانسحاب إلى حد لا يقل عن 20 MPa للفولاذ الكربوني و 25 MPa للفولاذ المقاوم للصدأ.
| المواد | المواصفات | نطاق الحرارة | حد الكلوريد | تطبيق نموذجي |
|---|---|---|---|---|
| فولاذ الكربون | SA-179 / 20# | -20°C إلى +425°C | لا تنطبق | الماء، الزيت، البخار |
| المقاوم للصدأ 304L / 316L | الصيغة A213 | -196°C إلى +500°C | ≤ 200 ppm | الأحماض العضوية، محلولات الملح |
| مزدوج 2205 | أيه إس تي إم A789 | -40°C إلى +280°C | ≤ 300 ppm عند 80 درجة مئوية | البحر، مياه البحر، CO2 / H2S |
| التيتانيوم Gr.2 | الصيغة ASTM B338 | -40°C إلى +230°C | ما يصل إلى 20000 ppm | مياه البحر، المالح، عالية الكلوريد |
كل حزمة تخضع للتحققات المحققة التالية:
فحص الأبعاد: الطول الإجمالي للحزمة، والقطر الخارجي، والمسافة بين الحزمة، و نصف قطر الانحناء U (R ≥ 2 × OD الأنابيب للوصول إلى التنظيف الميكانيكي).
الفحص غير المدمر: 100٪ PT على لحام الأنابيب إلى الألواح الأنابيب؛ 100٪ UT على غطاء الألواح الأنابيب.
الاختبار الهيدروستاتي: حسب ASME VIII-1 UG-99 عند 1.3 × ضغط التصميم ، تم الاحتفاظ به لمدة 30 دقيقة. لا يتطلب انخفاض ضغط صفر ولا يوجد تسرب مرئي للقبول.
يتم تطبيق حزمة أنابيب U عندما يتم استيفاء الشروط التالية:
الفرق في درجة الحرارة على جانب الأنبوب وعلى جانب القشرة أكبر من 60 درجة مئوية.
الجهة الجانبية من الأنبوب تتعامل مع الغازات عالية الضغط أو الوسائط المعطرة.
يتطلب التنظيف الميكانيكي من جانب القشرة ، ولكن التنظيف الداخلي من جانب الأنبوب يقتصر على الأساليب الكيميائية.
ضغط التصميم يصل إلى 35 MPa ودرجة حرارة التصميم تصل إلى 600 درجة مئوية (تعتمد على المواد).
بالنسبة للتصميم الحراري والميكانيكي الأولي، مطلوب بيانات العملية التالية:
تكوين السائل من جانب الأنبوب والقشرة.
درجات حرارة المدخل والخروج من كلا الجانبين.
ضغط التصميم وانخفاض الضغط المسموح به
الحد الأقصى من قطر القشرة المتاحة وطول الأنبوب.
معدل التآكل وتركيز الكلوريد
مع هذه المعايير، يمكن تقديم توصية لاختيار حزمة ورقة حساب حرارية.
