ΑΣΤΜ Β111 EN 12452 C70600 Σύνδεσμος σωλήνων από χαλκό και χάλυβα για εναλλάκτες θερμότητας, συμπυκνωτές

Οι συστοιχίες σωλήνων από κράμα χαλκού-νικελίου C70600 (90-10 CuNi) είναι ένα από τα πιο κλασικά, ευρέως χρησιμοποιούμενα και οικονομικά αποδοτικά υλικά σωλήνων για εναλλάκτες θερμότητας τύπου κέλυφος και σωλήνων (ειδικά συμπυκνωτές) που διαχειρίζονται θαλασσινό νερό, υφάλμυρο νερό και άλλα ψυκτικά μέσα που περιέχουν χλώριο.

Παρέχουν αξιόπιστη, μακροχρόνια απόδοση σε σκληρά θαλάσσια περιβάλλοντα, διατηρώντας παράλληλα αποτελεσματική μεταφορά θερμότητας.

Προσφέρουν εξαιρετική ισορροπία εξαιρετικής αντοχής στη διάβρωση από θαλασσινό νερό (ειδικά έναντι διάβρωσης και βιολογικής ρύπανσης), καλής θερμικής αγωγιμότητας, μηχανικής κατεργασιμότητας, συντηρησιμότητας και σχετικά λογικού κόστους. Αποτελούν το προτιμώμενο ή τυπικό υλικό σε εφαρμογές όπως θαλάσσια σκάφη, παράκτιες μονάδες παραγωγής ενέργειας και αφαλάτωση.

• Σωλήνες: Η κύρια επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας. Κατασκευασμένοι από υλικά με υψηλή θερμική αγωγιμότητα, όπως χαλκός, ανοξείδωτος χάλυβας, τιτάνιο ή ανθρακούχος χάλυβας, ανάλογα με την εφαρμογή. Οι σωλήνες μπορεί να είναι ευθείς ή σε σχήμα U, ανάλογα με τον σχεδιασμό.
• Πλάκες Σωλήνων: Επίπεδες πλάκες που συγκρατούν τους σωλήνες στη θέση τους. Οι σωλήνες είναι είτε συγκολλημένοι, είτε διασταλμένοι, είτε κυλινδρωμένοι στις πλάκες σωλήνων για να δημιουργήσουν μια στεγανή σφράγιση. Οι πλάκες σωλήνων διαχωρίζουν τα ρευστά του κελύφους και των σωλήνων.
• Διαφράγματα: Πλάκες ή ράβδοι που κατευθύνουν τη ροή του ρευστού του κελύφους διαμέσου της συστοιχίας σωλήνων. Βελτιώνουν την απόδοση μεταφοράς θερμότητας δημιουργώντας αναταραχή και αποτρέποντας στάσιμες ζώνες. Κοινοί τύποι περιλαμβάνουν τμηματικά, ελικοειδή και ράβδους διαφράγματα.
• Αποστάτες ή Πλάκες Στήριξης: Χρησιμοποιούνται για τη διατήρηση της ευθυγράμμισης και της απόστασης των σωλήνων. Αποτρέπουν δονήσεις και ζημιές στους σωλήνες κατά τη λειτουργία.
• Ράβδοι Σύνδεσης και Αποστάτες: Συγκρατούν τα διαφράγματα και τη συστοιχία σωλήνων μαζί. Εξασφαλίζουν δομική ακεραιότητα.
• Τάπες ή Κανάλια Άκρων: Βρίσκονται στα άκρα της συστοιχίας σωλήνων. Κατευθύνουν το ρευστό των σωλήνων μέσα και έξω από τους σωλήνες.

• Διάμετρος και Πάχος Σωλήνα: Μικρότερες διάμετροι αυξάνουν την απόδοση μεταφοράς θερμότητας αλλά μπορεί να οδηγήσουν σε υψηλότερες πτώσεις πίεσης. Παχύτεροι σωλήνες χρησιμοποιούνται για εφαρμογές υψηλής πίεσης.
• Διάταξη Σωλήνων: Οι σωλήνες μπορούν να διαταχθούν σε τριγωνικά, τετράγωνα ή περιστραμμένα τετράγωνα μοτίβα. Οι τριγωνικές διατάξεις παρέχουν υψηλότερη απόδοση μεταφοράς θερμότητας, ενώ οι τετράγωνες διατάξεις καθαρίζονται ευκολότερα.
• Μήκος και Αριθμός Σωλήνων: Μεγαλύτεροι σωλήνες αυξάνουν την επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας αλλά μπορεί να απαιτούν περισσότερο χώρο. Ο αριθμός των σωλήνων εξαρτάται από τον απαιτούμενο ρυθμό μεταφοράς θερμότητας και τους ρυθμούς ροής.
• Επιλογή Υλικού: Τα υλικά πρέπει να είναι συμβατά με τα ρευστά που επεξεργάζονται για να αποφευχθεί η διάβρωση ή η ρύπανση. Κοινά υλικά περιλαμβάνουν ανοξείδωτο χάλυβα, κράματα χαλκού, τιτάνιο και κράματα νικελίου.
• Σχεδιασμός Διαφραγμάτων: Η απόσταση και ο τύπος των διαφραγμάτων επηρεάζουν την απόδοση μεταφοράς θερμότητας και την πτώση πίεσης. Τα τμηματικά διαφράγματα είναι τα πιο κοινά, αλλά τα ελικοειδή διαφράγματα μπορούν να μειώσουν την πτώση πίεσης και τις δονήσεις.
• Θερμική Διαστολή: Η διαφορική θερμική διαστολή μεταξύ των σωλήνων και του κελύφους πρέπει να λαμβάνεται υπόψη για την αποφυγή τάσεων και αστοχιών. Χρησιμοποιούνται σχεδιασμοί U-σωλήνων ή πλωτής κεφαλής για την προσαρμογή της διαστολής.

• Συστοιχία Σταθερών Πλακών Σωλήνων: Οι σωλήνες είναι σταθεροί στις πλάκες σωλήνων και στα δύο άκρα. Απλό και οικονομικό, αλλά δεν μπορεί να χειριστεί μεγάλες διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ του κελύφους και των σωλήνων.
• Συστοιχία U-Σωλήνων: Οι σωλήνες είναι λυγισμένοι σε σχήμα U, επιτρέποντας τη θερμική διαστολή. Κατάλληλο για εφαρμογές με μεγάλες διαφορές θερμοκρασίας.
• Συστοιχία Πλωτής Κεφαλής: Το ένα άκρο της συστοιχίας σωλήνων είναι ελεύθερο να κινηθεί, προσαρμόζοντας τη θερμική διαστολή. Ιδανικό για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης.
• Συστοιχία Πλωτής Κεφαλής με Εξαγωγή: Παρόμοιο με τον σχεδιασμό πλωτής κεφαλής, αλλά επιτρέπει την αφαίρεση ολόκληρης της συστοιχίας σωλήνων για συντήρηση.

• Μονάδες Παραγωγής Ενέργειας: Συμπύκνωση ατμού από τουρμπίνες.
• Πετρέλαιο και Φυσικό Αέριο: Θέρμανση ή ψύξη υδρογονανθράκων σε διυλιστήρια.
• Χημική Επεξεργασία: Ανταλλαγή θερμότητας σε αντιδραστήρες και στήλες απόσταξης.
• Συστήματα HVAC: Ψύκτες και συμπυκνωτές.
• Τρόφιμα και Ποτά: Διαδικασίες παστερίωσης και αποστείρωσης.

• Υψηλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας.
• Μπορούν να χειριστούν υψηλές πιέσεις και θερμοκρασίες.
• Ανθεκτικά και μακράς διάρκειας με σωστή συντήρηση.
• Κατάλληλα για ένα ευρύ φάσμα ρευστών και εφαρμογών.

• Μεγάλο φυσικό μέγεθος και βάρος.
• Υψηλότερο αρχικό κόστος σε σύγκριση με ορισμένους άλλους τύπους εναλλακτών θερμότητας.
• Απαιτεί τακτική συντήρηση για την αποφυγή ρύπανσης και διάβρωσης.
• Συντήρηση και Αντιμετώπιση Προβλημάτων:

• Ρύπανση: Εναποθέσεις στις επιφάνειες των σωλήνων μειώνουν την απόδοση μεταφοράς θερμότητας. Απαιτείται τακτικός καθαρισμός (μηχανικός ή χημικός).
• Διάβρωση: Η επιλογή υλικού και οι προστατευτικές επιστρώσεις μπορούν να βοηθήσουν στην πρόληψη της διάβρωσης. Ελέγχετε τακτικά για σημάδια διάβρωσης ή ρωγμές.
• Δόνηση: Η λανθασμένη απόσταση των διαφραγμάτων ή οι ρυθμοί ροής μπορούν να προκαλέσουν δονήσεις και αστοχία των σωλήνων. Εξασφαλίστε σωστό σχεδιασμό και λειτουργία.

• Ναυπηγική και υπεράκτια μηχανική: Ψύκτες θαλασσινού νερού, κεντρικά συστήματα ψύξης και συμπυκνωτές κλιματισμού πλοίων.
• Παράκτιες μονάδες παραγωγής ενέργειας: Συμπυκνωτές και εναλλάκτες θερμότητας κλειστού ψυκτικού νερού.
• Μονάδες αφαλάτωσης: Μονάδες πολλαπλών σταδίων (MSF) και μονάδες ανάκτησης ενέργειας συστημάτων αντίστροφης όσμωσης (RO).
• Πετροχημικά και LNG: Ψύκτες διεργασιών υπεράκτιων πλατφορμών και εναλλάκτες θερμότητας αντλιών θαλασσινού νερού τερματικών σταθμών υποδοχής LNG.