Vervaardiging van U-tube bundels: inspectie en kwaliteitscontroleparameters voor warmtewisselaars voor schalen en buizen
Bij schelpen- en buiswarmtewisselaars bepaalt de buisbundel de bedrijfsdoeltreffendheid en de levensduur.wanneer een kwaliteitscontrole-technicus een U-buisbundelonderzoek verricht.
In tegenstelling tot vaste buizenplaat ontwerpen, een U-buis bundel maakt gebruik van een enkele buizenplaat.Deze opstelling biedt specifieke technische voordelen:
Beheer van de thermische uitbreiding: Elke U-buis breidt zich vrij uit, waardoor de noodzaak van een uitbreidingsverbinding van de schil wordt weggenomen.
Hoogdrukvermogen: De vaste, vrije drager vermindert de concentratie van thermische spanningen, waardoor deze geschikt is voor gas- of waterstofdiensten onder hoge druk.
Toegang tot onderhoud aan de schelpzijde: De bundel kan worden verwijderd voor mechanische reiniging van de oppervlakken aan de schelpzijde.
De afbeelding toont de belangrijkste inspectiefasen.
1. Bewerking van buizenplaten en gaten
De buizenplaten zijn CNC geboord met H11-gatvertraging.
De afwijking van de bandbreedte wordt binnen ± 0,2 mm gehandhaafd om een betrouwbare buis-naar-buisverbinding te garanderen.
De afwerking van het oppervlak van het gat: Ra ≤ 1,6 μm voor uitgebreide verbindingen; Ra ≤ 3,2 μm voor gelaste verbindingen.
2. Buffer- en ondersteuningsassemblage
De tolerantie voor de bufferstand wordt binnen ±1,5 mm gecontroleerd.
Bindstangen en afstandsbuizen sluiten de buffers stevig vast.
Maximale buislengte zonder steun: ≤ 36 × buis OD voor koolstofstaal; ≤ 30 × buis OD voor roestvrij staal.
3. Eind van de buis
Geweldde verbindingen worden voor 100% getest op hun penetratievermogen (PT) volgens ASME VIII-1 UW-51.
Uitgebreide verbindingen worden getest met een minimum van 20 MPa voor koolstofstaal en 25 MPa voor roestvrij staal.
| Materiaal | Specificatie | Temperatuurbereik | Chloridegrens | Typische toepassing |
|---|---|---|---|---|
| koolstofstaal | SA-179 / 20# | -20°C tot +425°C | Niet van toepassing | Water, olie, stoom |
| Roestvrij 304L / 316L | ASTM A213 | -196°C tot +500°C | ≤ 200 ppm | Organische zuren, zoutoplossingen |
| Duplex 2205 | ASTM A789 | -40°C tot +280°C | ≤ 300 ppm bij 80°C | Offshore, zeewater, CO2/H2S |
| Titanium Gr.2 | ASTM B338 | -40°C tot +230°C | Tot en met 20 000 ppm | Zeewater, pekelwater, hoogchloride |
Elke bundel wordt onderworpen aan de volgende geverifieerde controles:
Afmetingscontrole: totale bundellengte, buitendiameter, afstand van de buffer en U-buigradius (R ≥ 2 × buis OD voor mechanische schoonmaaktoegang).
Niet-destructief onderzoek: 100% PT op buis-naar-buis-plaat lassen; 100% UT op buisplaat bekleding.
Hydrostatische test: volgens ASME VIII-1 UG-99 bij een ontwerpdruk van 1,3 ×, gedurende 30 minuten gehouden; voor aanvaarding is een drukdaling van nul en geen zichtbaar lek vereist.
Een U-buisbundel is van toepassing indien aan de volgende voorwaarden is voldaan:
Het temperatuurverschil aan de buiszijde en aan de schelpzijde is groter dan 60 °C.
Aan de buiszijde worden gassen onder hoge druk of corrosieve media behandeld.
Mechanische reiniging aan de schelpzijde is vereist, maar interne reiniging aan de buiszijde is beperkt tot chemische methoden.
een ontwerpdruk tot 35 MPa en een ontwerptemperatuur tot 600 °C (afhankelijk van het materiaal).
Voor een voorlopig thermisch en mechanisch ontwerp zijn de volgende procesgegevens vereist:
De samenstelling van de vloeistof aan de buiszijde en aan de schil.
Inlaat- en uitlaattemperaturen voor beide zijden.
Ontwerpdruk en toelaatbare drukdaling.
Maximale beschikbare schelpendiameter en buislengte.
Corrosievergunning en chlorideconcentratie.
Met deze parameters kan een aanbeveling voor de selectie van een bundel en een warmteberekeningsblad worden verstrekt.
