Tieftemperatur-Mantelrohrwärmetauscher sind zentrale Wärmetauscheinheiten, die speziell für Industriezweige wie die Ölraffination und chemische Verarbeitung entwickelt wurden und eine Auslegungstemperatur von typischerweise -20 °C oder darunter aufweisen. Diese Einheiten verwenden eine klassische Mantelrohrkonfiguration mit mehreren Wärmetauscherrohrbündeln, die in einem zylindrischen Mantel angeordnet sind. Die Rohrbündel sind an beiden Enden an Rohrböden befestigt, wodurch separate Rohrseitige und Mantelstromkanäle entstehen, um einen effizienten Wärmeübergang zwischen den beiden Medien zu ermöglichen. Als Reaktion auf die rauen Betriebsbedingungen irakischer Raffinerien – gekennzeichnet durch hohe Temperaturen, hohen Druck und hohe Korrosion – wurde dieses Produkt umfassend optimiert in Bezug auf Materialauswahl, Konstruktion und Kernschweißverfahren, um einen langfristig stabilen Betrieb unter extremen Umweltbedingungen zu gewährleisten.
Hauptmerkmale des Kernschweißverfahrens
1. Stumpfschweißen von Mantel und Rohrboden:
Um lokale Spannungen zu reduzieren, werden Mantel und Rohrboden durch Stumpfschweißen verbunden, was einen glatten Übergang an der Naht gewährleistet und abrupte Querschnittsänderungen vermeidet. Vor dem Schweißen wird eine strenge Schweißverfahrensprüfung durchgeführt, einschließlich Kerbschlagbiegeversuchen nach Charpy bei niedrigen Temperaturen an der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone. Nach dem Schweißen wird eine Ultraschall- oder Oberflächenprüfung an mindestens 50 % der Schweißnaht durchgeführt, um die Abwesenheit von Fehlern sicherzustellen. Die Baugruppe wird anschließend wärmebehandelt.
Beachten Sie, dass die Schweißnaht vollständig durchgeschweißt sein muss und das Metall zwischen den einzelnen Schweißlagen abkühlen muss. Da die Flansche relativ dick sind, fällt die Temperatur während des Schweißens schnell ab. Wenn das Vorwärmen unzureichend ist, haben Gase keine Zeit zu entweichen, was zu Porosität führt, die wiederum die hydrostatische Prüfung beeinträchtigt.
2. Verbundverbindung „Aufweiten + Schweißen“ zwischenRohr und Rohrboden:
Dies ist der Kern des Herstellungsprozesses dieses Produkts. Weder Schweißen noch Aufweiten allein können die Anforderungen an hohe Festigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und eine dichte Abdichtung erfüllen. Wir verwenden entweder ein „Aufweiten-dann-Schweißen“- oder ein „Schweißen-dann-Aufweiten“-Verfahren (abhängig von den spezifischen Betriebsbedingungen):
Aufweiten: Es wird eine hydraulische Aufweitetechnologie eingesetzt, wobei eine Computersteuerung eine gleichmäßige plastische Verformung der Rohrwand gewährleistet, um einen engen Sitz mit dem Rohrbodenloch zu erreichen. Dies beseitigt effektiv den Spalt zwischen Rohr und Rohrbodenloch, verhindert grundlegend Spannungsrisskorrosion und verbessert die Ermüdungsbeständigkeit der Verbindung erheblich. Vor der eigentlichen Aufweitung werden strenge Voraufweitungsprüfungen durchgeführt, wobei das Aufweitungsverhältnis präzise im optimalen Bereich von 0,9 % bis 2,2 % gesteuert wird, um Unter- oder Überaufweitung zu vermeiden.
Formel für die Aufweitungsrate:
E = [(d - b) - (c - a)] / (a - b) x 100%
Wobei:
- E: Aufweitungsrate
- a: Außendurchmesser (OD) des Rohrs vor dem Aufweiten
- b: Innendurchmesser (ID) des Rohrs vor dem Aufweiten
- c: Innendurchmesser (ID) des Rohrbodenlochs
- d: Innendurchmesser (ID) des Rohrs nach dem Aufweiten
Schweißen: Nach dem Aufweiten wird entweder eine Dichtschweißung oder eine Festigkeitsschweißung durchgeführt. Bei dünnwandigen Rohren werden Präzisionsschweißverfahren wie das Puls-WIG-Schweißen eingesetzt. Durch die Steuerung von Parametern wie Spitzenstrom, Grundstrom und Schweißgeschwindigkeit (z. B. Spitzenstrom 115–120 A, Schweißgeschwindigkeit 95–101 mm/min) wird die Wärmeeinbringung präzise geregelt, um ein Durchbrennen des Rohrbodens oder der Wärmetauscherrohre zu verhindern. Für Anwendungen mit strengeren Anforderungen kann eine Innenbohrschweißtechnologie eingesetzt werden, um eine vollständige Durchschweißung zu erreichen, Endspalte weiter zu eliminieren und eine höhere Beständigkeit gegen Vibrationsermüdung zu bieten.
