Le faisceau de tubes en acier inoxydable est l'assemblage de transfert de chaleur principal d'un échangeur de chaleur à calandre et à tubes. Il se compose d'un nombre spécifié de tubes en acier inoxydable, de plaques tubulaires, de déflecteurs, de tirants, de tuyaux d'espacement et de bandes d'étanchéité. Le faisceau de tubes est inséré dans la calandre, et les plaques tubulaires sont boulonnées ou soudées aux brides de la calandre et du canal. Un fluide circule dans les tubes (côté tube) et un autre fluide circule à travers les tubes à l'intérieur de la calandre (côté calandre). Les plaques tubulaires séparent les deux fluides et assurent le support structurel des tubes. Ce produit est fabriqué conformément au Code ASME pour les chaudières et récipients sous pression, Section VIII Division 1, aux normes TEMA et aux spécifications de matériaux ASME applicables, y compris ASME SA213, ASME SA312, ASME SA249 et ASME SA269.
L'ASME SA213 couvre les tubes de chaudières, de surchauffeurs et d'échangeurs de chaleur en acier allié ferritique et austénitique sans soudure. L'ASME SA312 couvre les tuyaux en acier inoxydable austénitique sans soudure et soudés. L'ASME SA249 couvre les tubes de chaudières, de surchauffeurs et d'échangeurs de chaleur en acier inoxydable austénitique soudés. L'ASME SA269 couvre les tubes en acier inoxydable austénitique sans soudure et soudés pour service général. Le faisceau de tubes peut être fourni avec des tubes fabriqués selon l'une de ces spécifications, en fonction de la pression de conception, de la température, de la marge de corrosion et des exigences du client.
Les faisceaux de tubes en acier inoxydable sont disponibles dans les nuances austénitiques suivantes :
TP304, TP304L, TP304H
TP316, TP316L, TP316H, TP316Ti
TP321, TP321H
TP347, TP347H
TP310S
TP317L
Acier inoxydable duplex et super duplex sur demande
Faisceau à plaques tubulaires fixes – Les deux plaques tubulaires sont soudées ou boulonnées à la calandre. Les tubes sont fixés aux deux extrémités. Un joint de dilatation est requis sur la calandre lorsque la différence de température entre le tube et la calandre dépasse les limites admissibles.
Faisceau à tête flottante – Une plaque tubulaire est fixée à la bride de la calandre, et l'autre est libre de se déplacer à l'intérieur de la calandre. Cette conception permet de compenser la dilatation thermique importante et de retirer le faisceau pour le nettoyage et la maintenance.
Faisceau à tubes en U – Les deux extrémités de chaque tube sont courbées en forme de U et insérées dans une seule plaque tubulaire. Chaque tube se dilate indépendamment, éliminant les contraintes thermiques différentielles entre les tubes et la calandre. Les faisceaux à tubes en U conviennent aux services à forte différence thermique et à haute pression.
Les tubes sont assemblés à la plaque tubulaire par expansion, soudage, ou une combinaison d'expansion et de soudage d'étanchéité. Les joints expansés conviennent aux services à basse pression et non dangereux. Les joints soudés sont utilisés pour les services à haute pression, à hydrogène et mortels. Les joints combinés expansés et soudés offrent une intégrité de joint supplémentaire pour le cyclage thermique et les applications à haute pression. Des joints soudés à pleine pénétration sont disponibles pour les services critiques.
Le processus de fabrication comprend l'inspection des matériaux, la coupe des tubes, le cintrage des tubes pour les faisceaux à tubes en U, le perçage des plaques tubulaires, la fabrication des déflecteurs, l'assemblage des tirants et des entretoises, l'insertion des tubes, l'expansion des tubes, le soudage des tubes, le traitement thermique de détente si nécessaire, l'essai hydrostatique, le contrôle non destructif, le nettoyage et l'emballage. Les plaques tubulaires sont percées à l'aide de machines CNC pour obtenir un diamètre de trou, un pas et des tolérances de ligament précis. Les déflecteurs sont coupés selon la configuration segmentaire ou hélicoïdale spécifiée et assemblés avec des tirants et des tuyaux d'espacement pour maintenir un espacement uniforme. Le faisceau de tubes terminé est inspecté dimensionnellement et testé avant l'expédition.
| Nuance | C max | Mn max | P max | S max | Si max | Cr | Ni | Mo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TP304 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 0.75 | 18.0–20.0 | 8.0–11.0 | — |
| TP304L | 0.035 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 0.75 | 18.0–20.0 | 8.0–12.0 | — |
| TP316 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 0.75 | 16.0–18.0 | 10.0–14.0 | 2.00–3.00 |
| TP316L | 0.035 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 0.75 | 16.0–18.0 | 10.0–14.0 | 2.00–3.00 |
| TP321 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 0.75 | 17.0–19.0 | 9.0–12.0 | — |
| TP347 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 0.75 | 17.0–19.0 | 9.0–13.0 | — |
| Nuance | Résistance à la traction min | Limite d'élasticité min | Allongement min |
|---|---|---|---|
| TP304 | 515 MPa | 205 MPa | 35% |
| TP304L | 485 MPa | 170 MPa | 35% |
| TP316 | 515 MPa | 205 MPa | 35% |
| TP316L | 485 MPa | 170 MPa | 35% |
| TP321 | 515 MPa | 205 MPa | 35% |
| TP347 | 515 MPa | 205 MPa | 35% |
Essai hydrostatique – Effectué sur le faisceau de tubes assemblé ou sur les tubes individuels selon les spécifications.
Contrôle non destructif – Contrôle par courants de Foucault, contrôle par ultrasons, contrôle par ressuage, contrôle radiographique et test d'étanchéité à l'hélium selon les besoins.
Inspection dimensionnelle – Diamètre extérieur du tube, épaisseur de paroi, longueur du tube, pas des tubes, espacement des déflecteurs, diamètre des trous de la plaque tubulaire, largeur du ligament et dimensions globales du faisceau.
Vérification des matériaux – Identification positive des matériaux et traçabilité complète jusqu'aux certificats de fabrication selon EN 10204 Type 3.1 ou 3.2.
Qualification de soudage – Spécifications des procédures de soudage et enregistrements de qualification des procédures selon ASME Section IX.
Inspection de surface – Examen visuel des rayures, des bosses, de la corrosion et des défauts de soudure.
Certificats de test de fabrication
Rapport de données ASME U Stamp le cas échéant
Fiche technique TEMA
Rapport d'inspection dimensionnelle
Rapport d'essai hydrostatique
Rapports CND
WPS et PQR
Graphiques de traitement thermique
Dessin tel que construit
Les faisceaux de tubes en acier inoxydable sont utilisés dans les échangeurs de chaleur à calandre et à tubes, les condenseurs, les rebouilleurs, les évaporateurs, les économiseurs, les refroidisseurs d'air et les unités de récupération de chaleur résiduelle. Les industries typiques comprennent le pétrole et le gaz, la pétrochimie, la chimie, la production d'énergie, le secteur maritime, la pharmacie, l'agroalimentaire et le traitement de l'eau. Le faisceau de tubes peut être fourni en tant que pièce de rechange pour les échangeurs de chaleur existants ou en tant qu'assemblage complet avec plaques tubulaires et déflecteurs.
Quantité
Nuance du matériau du tube
Diamètre extérieur, épaisseur de paroi et longueur du tube
Schéma de disposition et pas des tubes
Nombre de tubes
Dimensions et matériau de la plaque tubulaire
Type, nombre et espacement des déflecteurs
Type de faisceau : fixe, flottant ou tube en U
Pression et température de conception
Type de connexion et norme de bride
Tests et documentation requis
Délai de livraison
