Tubesheet lasvervorming wordt vaak behandeld als een fabricagefout. Bij de meeste schelp- en buizenwarmtewisselaars is dit niet het geval. Wanneer de tubesheet met een enkelzijdige, enkele V-groef aan de mantel wordt gelast, is het volume van het gedeponeerde metaal aan de wortel- en zijden niet gelijk, en de transversale krimp is niet uniform door de wanddikte. Het resultaat is een hoekafbuiging van het tubesheet-vlak. Deze vervorming is inherent en objectief aanwezig: het kan worden gecontroleerd en gecompenseerd, maar niet weggeredeneerd door alleen een strengere lasprocedure.
Twee mechanismen werken samen.
Transversale krimp door de dikte.De las krimpt meer aan de zijde dan aan de wortel. Omdat de krimp niet uniform is door de dikte, roteert de verbinding in plaats van alleen te verkorten. Die rotatie is wat het tubesheet-vlak doet kantelen.
Hoekvervorming in twee delen.Het eerste is de hoekverandering tussen de mantel en de tubesheet, equivalent aan de hoekvervorming van een stompe las tussen twee platen. Het tweede is de hoekvervorming van de tubesheet zelf, equivalent aan lasmetaal dat als opbouw op een plaatoppervlak wordt gedeponeerd. De twee delen tellen op, en de uiteindelijke kanteling is de som.
De omvang hangt af van zes variabelen: stijfheid van de tubesheet, groefhoek, vorm van de lasdoorsnede, warmte-inbreng, volume van het gedeponeerde metaal, laspraktijk. Geen enkele is onafhankelijk van de andere: een bredere groef verhoogt het gedeponeerde volume; hogere warmte-inbreng verhoogt de krimp per doorgang; een minder stijve tubesheet zet dezelfde krimp om in een grotere kanteling.
De meeste vervormingen in het veld zijn terug te voeren op vier oorzaken, die allemaal controleerbaar zijn:
Dubbelzijdige lassen zijn hier over het algemeen niet haalbaar: het buizenzijde oppervlak wordt ingenomen door het buizenpakket en het tubesheet-ligament, en toegang voor back-gouging en back-side depositie is niet beschikbaar. De praktische route is enkelzijdige lassen met dubbelzijdige vorming. Die route heeft één specifiek risico: als de stroom hoog genoeg is ingesteld om wortelfusie te garanderen, kan deze doorbranden en de aangrenzende warmtewisselaarbuizen beschadigen. De controle kan daarom niet heter lassen voor penetratie zijn, maar lage warmte-inbreng, verminderde totale warmte en verhoogde stijfheid van de tubesheet.
Vervorming in een tubesheet-naar-mantelverbinding is geen teken dat de procedure verkeerd is. Het is een teken dat het mechanisme wordt begrepen, en dat de controles gericht zijn op de krimp die daadwerkelijk bestaat in plaats van op een vervormingsvrij resultaat dat enkelzijdige lassen niet kan leveren.
Omdat de transversale krimp niet uniform is door de dikte: de zijde deponeert meer metaal en krimpt meer dan de wortel, dus de verbinding roteert en kantelt het tubesheet-vlak. Het is inherent aan de geometrie van de verbinding, geen fabricagefout.
Het balanceert de depositie en vermindert hoekafbuiging, maar is hier over het algemeen niet haalbaar omdat de buizenzijde niet toegankelijk is voor back-gouging. Enkelzijdige lassen met dubbelzijdige vorming is de praktische route, met lage warmte-inbreng als controle.
Doorbranden: overmatige stroom kan de wortel penetreren en de aangrenzende buizen beschadigen. De juiste controle is een gekwalificeerde procedure met lage warmte-inbreng en voldoende stijfheid, niet meer stroom.
Stijfheid van de tubesheet, groefhoek, lasdoorsnede, warmte-inbreng, volume van het gedeponeerde metaal en laspraktijk. Ze interageren: een bredere groef en hogere warmte-inbreng verhogen beide de krimp, en een minder stijve tubesheet zet dezelfde krimp om in een grotere kanteling.
