حزمة الأنابيب هي قلب نقل الحرارة في مبادل حراري ذو أنابيب وغلاف: تجميع الأنابيب، وألواح الأنابيب، والحواجز، وقضبان الربط والفواصل داخل الغلاف. تم بناؤها وفقًا لقواعد بناء TEMA — الفئة R أو C أو B — تحدد الحزمة الأداء الحراري وتبقى الجزء الذي يتآكل ويتسخ ويتم استبداله في النهاية.
يتم توريد الحزم كمكونات للمبادلات الجديدة المبنية وفقًا لـ API 660 وكوحدات بديلة للأغلفة الموجودة. بالنسبة لأعمال الاستبدال، يجب أن تتطابق الحزمة مع القطر الداخلي للغلاف الأصلي، وطول وجه الحزمة، ومواقع الفوهات؛ يتبع تخطيط الأنابيب، والمسافة، والمادة ظروف الخدمة للوحدة المثبتة.
تتناول TEMA و API 660 طبقات مختلفة. تحدد TEMA تفاصيل البناء — الحد الأدنى لسمك لوحة الأنابيب، ومتطلبات الحواجز وقضبان الربط، والتفاوتات — بينما يضيف API 660 متطلبات التصميم والفحص والتوثيق فوقها. يجب أن تذكر حزمة الاستبدال المقتبسة "وفقًا لـ TEMA" الفئة (R أو C أو B) صراحةً، لأن الفئة تحدد سمك الجدار وتغطية الفحص.
تغطي أربع تكوينات معظم المهام، ويتم تحديدها بواسطة حرف رأس TEMA الخلفي:
بالنسبة لمشاريع الاستبدال، يحدد نوع الرأس الخلفي الموجود نوع بناء الحزمة. لا يمكن ببساطة استبدال حزمة الحلقة المقسمة بتصميم السحب دون تعديل غطاء الغلاف وهندسة الحشية.
الأنابيب. فولاذ كربوني سلس وفقًا لـ SA179 أو SA192 أو SA210 Gr.A1؛ فولاذ مقاوم للصدأ ملحوم وسلس وفقًا لـ SA249 / SA213؛ دوبلكس وتيتانيوم للخدمة المسببة للتآكل. تغطي الأقطار الخارجية 19.05 مم (¾ بوصة) و 25.4 مم (1 بوصة) معظم التخطيطات.
ألواح الأنابيب. ألواح مطروقة وفقًا لـ SA266 Gr.2 أو SA182، أو ألواح فولاذ كربوني مع طلاء لحام مقاوم للتآكل (316L، Alloy 625) حيث يتطلب جانب العملية ذلك. يُؤخذ السمك على أنه الأكبر من نتائج حسابات TEMA و ASME.
الحواجز وألواح الدعم. حواجز مقطعية بقطع نموذجي 20-25٪ ومسافات محسوبة لسرعة جانب الغلاف وانخفاض الضغط. تُستخدم تخطيطات الحواجز المزدوجة المقطعية، والأقراص والحلقات، والحواجز القضيبية حيث يكون الاهتزاز أو الاتساخ هو العامل المحدد. في المكثفات، تحل ألواح الدعم محل الحواجز حيث يكون انخفاض الضغط هو القيد.
قضبان الربط والفواصل. الكمية والقطر يتبعان جداول TEMA مقابل قطر الغلاف؛ فهي تثبت موضع الحاجز وتحافظ على صلابة الحزمة أثناء المناولة.
حماية الاصطدام. يتم توفير لوحة اصطدام أو ترتيب أنابيب وهمية حيث تتجاوز ظروف مدخل جانب الغلاف حدود TEMA، أو حيث يكون السائل مسببًا للتآكل أو ثنائي الطور.
تخطيط الأنابيب والمسافة. تخطيطات المثلث بزاوية 30 درجة تحزم مساحة أكبر في غلاف معين؛ تخطيطات المربع بزاوية 90 درجة تفتح ممرات تنظيف لا تقل عن 6 مم للتنظيف الميكانيكي لجانب الغلاف. يتم تحديد الاختيار من خلال ميل الاتساخ لسائل جانب الغلاف.
الوصلة هي المكان الذي تفشل فيه الحزم، وتعاملها TEMA/API 660 وفقًا لذلك. توجد ثلاثة مستويات اتصال، غالبًا ما تكون مدمجة:
يفضل التمدد الهيدروليكي للأنابيب ذات الجدران الرقيقة وغير الحديدية: فهو يتجنب التصلب بالعمل والإجهاد المتبقي الذي تحدثه الدرفلة الميكانيكية، وهو أمر مهم في خدمة الكلوريد والرطب H2خدمة S. إجراءات اللحام مؤهلة وفقًا لقسم ASME IX.
| مكون | المواد الشائعة |
|---|---|
| الأنابيب | SA179 / SA192 / SA210 Gr.A1 · SA213 TP304/TP316L · SA249 · دوبلكس S31803 · تيتانيوم SB338 Gr.2 |
| ألواح الأنابيب | SA266 Gr.2 · SA182 F304L / F316L · فولاذ كربوني مع طلاء 316L أو Alloy 625 |
| الحواجز / ألواح الدعم | SA285 Gr.C · SA516 Gr.70 · SA240 304/316L |
| قضبان الربط / الفواصل | مطابقة لمادة الحاجز حسب TEMA |
| ألواح الاصطدام | مطابقة لتوافق سائل جانب الغلاف |
يتبع اختيار المواد جانب العملية: تركيز الكلوريد يحدد الدوبلكس أو التيتانيوم، والرطب H2تتطلب خدمة S الامتثال لـ NACE MR0175 / ISO 15156، وخدمة الكاوية أو مياه البحر تحول قرار الطلاء. الحزمة هي المكون الأكثر تعرضًا للسائل — اختصارات المواد هنا تظهر كتسربات في الأنابيب خلال دورة التوقف الأولى.
| معامل | نطاق |
|---|---|
| قطر الحزمة (معرف الغلاف) | DN150 – DN2000 |
| القطر الخارجي للأنبوب | Ø19.05 مم، Ø25.4 مم قياسي؛ أخرى عند الطلب |
| طول الأنبوب | 1500 – 12000 مم |
| مسافة الأنبوب | 30 درجة مثلث · 90 درجة مربع · 45 درجة / 60 درجة عند الطلب |
| مساحة نقل الحرارة، لكل حزمة | 1 – 2000 م² |
| فئة TEMA | R · C · B |
يصف الجدول قدرة التصنيع العادية، وليس مواصفات أي حزمة فردية. يتم تحديد هندسة حزمة الاستبدال بواسطة الغلاف الذي يجب أن تدخل إليه — تأتي الأبعاد النهائية من رسم تخطيط الأنابيب الأصلي أو القياس الميداني، وليس من جدول النطاق.
عندما يظل الغلاف سليمًا ولكن الحزمة متسخة أو متآكلة أو ذات أداء حراري ضعيف، فإن حزمة الاستبدال تعيد الوحدة دون استبدال حدود الضغط. توجد طريقتان للتوريد:
بالنسبة للحزم المعاد أنابيبها مع إعادة استخدام ألواح الأنابيب الموجودة، يجب التحقق من حالة ثقب الأنبوب ونوع الوصلة قبل دحرجة أو لحام الأنابيب الجديدة فيها.
يمكن الإجابة على عروض أسعار استبدال الهندسة فقط من البنود 1-5. حيث يتوقع المشتري أن يصحح الاستبدال نقصًا حراريًا، يلزم البند 6 — حزمة تتطابق مع القديمة من حيث الأبعاد ستتطابق أيضًا مع حدود أدائها.
تسمح الحزم القابلة للإزالة (أنواع U-tube، S و T) بالتنظيف الميكانيكي لجانب الغلاف؛ تحافظ تخطيطات المربع على ممرات التنظيف مفتوحة. تقيد الحزم ذات الألواح الثابتة التنظيف بالطرق الكيميائية على جانب الغلاف. بعد كل سحب، يجب فحص وصلات الأنابيب بألواح الأنابيب بحثًا عن التسرب قبل إعادة التحميل — الوصلة التي اجتازت اختبار الضغط المائي على المنصة يمكن أن ترتخي في الخدمة مع دورة الغلاف والحزمة حراريًا.
