Bundel Pipa Pendingin Udara | Tarikan Paksa / Tarikan Induksi | Tipe A / Tipe V / Horizontal | Header Sumbat / Pelat Tutup / Pipa | Material Pipa: CS / SS / Ti / Duplex | Suhu -40°C hingga +450°C | Tekanan Hingga 10.0 MPa | Sesuai API 661 / ISO 13706
Tinjauan – Bundel Pipa Pendingin Udara sebagai Unit Pengganti Independen
Bundel pipa pendingin udara adalah inti perpindahan panas dari penukar panas berpendingin udara (ACHE). Bundel ini terdiri dari barisan pipa polos atau bersirip, yang diamankan oleh lembaran pipa di setiap ujungnya, dengan kotak header (manifold masuk dan keluar) yang terpasang untuk mendistribusikan fluida proses melalui pipa. Bundel dipasang di dalam teluk struktural, dengan kipas aksial atau sentrifugal yang mendorong atau menarik udara ambien melintasi permukaan pipa eksternal.
Produk ini dirancang dan diproduksi sesuai API 661 (Penukar Panas Berpendingin Udara untuk Layanan Kilang Umum), ISO 13706, dan TEMA Kelas R atau B jika berlaku. Bundel ini dipasok sebagai bundel pengganti, bundel cadangan, atau bundel baru untuk teluk ACHE baru.
Tipe ACHE – Konfigurasi Kipas dan Orientasi Bundel
Tipe pendingin udara berikut mendefinisikan konfigurasi pemasangan bundel dan susunan kipas. Bundel itu sendiri adalah rakitan inti yang sama, tetapi orientasi, struktur pendukung, dan arah aliran udara bervariasi.
ACHE Tarikan Paksa
Kipas terletak di bawah bundel pipa, mendorong udara ke atas melalui bundel
Distribusi udara: Aliran udara seragam melintasi permukaan bundel karena plenum kipas
Perawatan: Komponen kipas dan penggerak dapat diakses di tingkat tanah atau platform
Orientasi bundel: Horizontal (pipa horizontal, aliran udara vertikal ke atas)
Aplikasi umum: Pendinginan proses kilang umum, intercooler kompresor
Keunggulan: Biaya pemasangan lebih rendah, perawatan kipas lebih mudah
Batasan: Risiko resirkulasi udara panas jika dinding angin tidak dipasang; panas kipas menambah suhu udara masuk
ACHE Tarikan Induksi
Kipas terletak di atas bundel pipa, menarik udara ke atas melalui bundel
Distribusi udara: Ruang plenum di atas bundel memastikan penghisapan yang seragam
Perawatan: Komponen kipas dan penggerak di platform yang ditinggikan – memerlukan platform akses
Orientasi bundel: Horizontal (pipa horizontal, aliran udara vertikal ke atas)
Aplikasi umum: Kondensor uap (ACC), layanan suhu tinggi, unit kilang besar
Keunggulan: Distribusi udara lebih baik; lebih sedikit resirkulasi; melindungi bundel dari presipitasi
Batasan: Biaya pemasangan lebih tinggi; akses kipas di ketinggian; tinggi cerobong kipas lebih besar
ACHE Tipe A
Bundel terdiri dari dua bundel pipa datar yang disusun dalam bentuk V terbalik (puncak di atas)
Kipas terletak di bawah puncak, meniupkan udara ke atas melalui kedua bundel miring
Orientasi bundel: Miring (biasanya 30° hingga 60° dari horizontal)
Aplikasi umum: Kondensor uap berpendingin udara (ACC) di pembangkit listrik, unit petrokimia besar
Keunggulan: Mengurangi jejak untuk area teluk besar; menyediakan drainase kondensat secara gravitasi (pipa miring)
Batasan: Struktur pendukung lebih kompleks; volume plenum lebih besar diperlukan
ACHE Tipe V
Bundel terdiri dari dua bundel pipa datar yang disusun dalam bentuk V (puncak di bawah)
Kipas terletak di atas puncak, menarik udara ke atas melalui kedua bundel miring
Orientasi bundel: Miring (biasanya 30° hingga 60° dari horizontal)
Aplikasi umum: Kondensor uap di mana tarikan induksi lebih disukai untuk perlindungan beku
Keunggulan: Pengurangan jejak yang sama seperti tipe A; kondensat mengalir ke kolektor bawah
Batasan: Kipas dan penggerak di ketinggian; perpipaan header lebih kompleks
ACHE Horizontal (Satu Bundel per Teluk)
Satu bundel pipa datar dipasang secara horizontal
Kipas di bawah (tarikan paksa) atau di atas (tarikan induksi)
Orientasi bundel: Horizontal (kemiringan 0°)
Aplikasi umum: Pendinginan proses umum, pendinginan gas, kondensasi hidrokarbon
Keunggulan: Konstruksi paling sederhana; penggantian bundel dan akses perawatan paling mudah
Batasan: Membutuhkan area plot lebih besar untuk tugas besar (lebih banyak teluk diperlukan)
Konstruksi Bundel – Komponen Inti
Pipa
Tipe pipa: Pipa polos (fouling rendah, gas suhu rendah) atau pipa bersirip (untuk HTC sisi udara rendah)
OD Pipa (polos / dasar): 15.88mm – 50.8mm (5/8" hingga 2")
Ketebalan dinding pipa: 1.2mm – 5.0mm (tanpa sambungan atau dilas)
Panjang pipa (antara lembaran pipa): 2.0m – 12.0m per standar API 661
Pitch pipa (pusat ke pusat):
Transversal (melintasi aliran udara): 1.5× – 2.5× OD pipa
Longitudinal (sepanjang aliran udara): 1.5× – 2.5× OD pipa
Susunan pipa: Bergeser (segitiga) atau sejajar (persegi) – bergeser memberikan HTC sisi udara lebih tinggi; sejajar memungkinkan pembersihan lebih mudah.
Lembaran Pipa
Lokasi: Ujung depan (masuk) dan belakang (keluar) bundel
Ketebalan: 15mm – 80mm (dipilih sesuai tekanan sisi pipa dan beban sambungan pipa-ke-lembaran pipa)
Toleransi diameter lubang: H11 per ISO 286 (misalnya, Ø25.2mm +0.13/0)
Finishing lubang: Ra ≤ 1.6μm untuk sambungan yang diperluas; Ra ≤ 3.2μm untuk sambungan yang hanya dilas
Material: Baja karbon, baja tahan karat berlapis, atau baja tahan karat padat – disesuaikan dengan korosivitas fluida sisi pipa dan tekanan operasi
Penahanan pipa: Pipa diperluas (hidrolik atau roller), dilas (seal weld), atau dikombinasikan (las + perluas) ke dalam lembaran pipa
Kotak Header (Manifold Masuk / Keluar)
Pemilihan tipe (per API 661):
Header sumbat – sumbat berulir atau berkunci yang dapat dilepas untuk akses pipa; cocok untuk layanan bersih dan tekanan rendah
Header pelat tutup – pelat tutup berkunci untuk akses pipa penuh; direkomendasikan untuk layanan fouling di mana pembersihan pipa diperlukan
Header manifold pipa – sambungan pipa yang dilas; digunakan untuk tekanan tinggi atau di mana akses pipa tidak diperlukan
Konstruksi kotak header:
Penampang persegi panjang atau bulat
Sambungan berflensa per ASME B16.5 atau B16.47 (leher las atau slip-on)
Partisi lintasan (baffle internal) untuk mengkonfigurasi jalur aliran sisi pipa (satu, dua, atau empat lintasan)
Peringkat tekanan desain: Disesuaikan dengan tekanan desain sisi pipa (0.1 – 10.0 MPa)
Sambungan drainase dan ventilasi: Sambungan berulir NPT atau socket-weld di titik rendah/tinggi
Bingkai Samping dan Penyangga
Bingkai struktural: Konstruksi kanal baja atau balok I untuk menopang berat bundel selama pengangkatan dan operasi
Lug pengangkat: Dilas ke bingkai samping atau lembaran pipa – diberi peringkat untuk berat bundel x 2.0 faktor keamanan
Titik penyangga: Terletak untuk meminimalkan kelenturan pipa dan menjaga kerataan bundel dalam ±3mm sepanjang bundel
Tipe Sirip – Untuk Bundel Pipa Pendingin Udara
Tipe pemasangan sirip berikut tersedia untuk bundel pipa pendingin udara. Pemilihan didasarkan pada suhu sisi pipa, korosivitas atmosfer, dan siklus termal.
| Tipe Sirip | Suhu Maks | Material Sirip | Aplikasi |
|---|---|---|---|
| Kaki-L (lilitan tegangan) | ≤ 150°C | Al 1100 | Pendinginan gas suhu rendah, intercooler |
| Kaki-KL (knurled L) | ≤ 320°C | Al 1100 | Gas proses suhu sedang, aftercooler |
| Kaki-LL (L tumpang tindih) | ≤ 177°C | Al 1100 atau Cu | Atmosfer korosif, layanan pesisir |
| Ekstrusi (bimetal) | ≤ 230°C | Al 1100 luar | Atmosfer laut, lepas pantai, korosi tinggi |
| Dilas frekuensi tinggi | ≤ 450°C | CS atau SS | Pendinginan gas suhu tinggi, pemulihan panas limbah |
| Pipa polos (tanpa sirip) | Hingga 600°C | Sebagai material pipa | Gas bersih suhu tinggi, uap, fouling rendah |
Konfigurasi Header – Dampak pada Penggantian Bundel
Saat memesan bundel pengganti, konfigurasi header harus sesuai dengan perpipaan teluk yang ada dan persyaratan akses pipa.
| Tipe Header | Akses Pipa | Kapasitas Tekanan | Layanan Umum |
|---|---|---|---|
| Header sumbat (sumbat berulir) | Terbatas – pelepasan sumbat individu; sumbat sulit dilepas dalam layanan | Hingga 2.0 MPa (standar) / hingga 5.0 MPa dengan sumbat berkunci | Layanan bersih tekanan rendah, tidak korosif |
| Header sumbat (sumbat berkunci) | Mudah – pelepasan sumbat berkunci untuk pembersihan pipa | Hingga 5.0 MPa | Layanan bersih tekanan sedang atau sedikit fouling |
| Header pelat tutup | Akses penuh – seluruh penutup dilepas untuk pembersihan mekanis semua pipa | Hingga 5.0 MPa | Layanan fouling, di mana pembersihan pipa dijadwalkan |
| Header manifold pipa | Tidak ada akses pipa – konstruksi dilas | Hingga 10.0 MPa | Layanan gas atau cair tekanan tinggi, tidak perlu pembersihan |
Konfigurasi Lintasan Sisi Pipa
Jumlah lintasan sisi pipa ditentukan oleh penurunan tekanan yang diizinkan di sisi pipa dan koefisien perpindahan panas yang diperlukan:
Satu lintasan – ΔP sisi pipa terendah; cocok untuk layanan aliran tinggi, penurunan tekanan rendah
Dua lintasan – ΔP sedang; memberikan kecepatan sisi pipa lebih tinggi untuk HTC yang lebih baik
Empat lintasan – ΔP tertinggi; digunakan ketika HTC sisi pipa membatasi kinerja keseluruhan dan penurunan tekanan tersedia
Partisi lintasan di dalam kotak header mengarahkan aliran dari masuk ke keluar. Jumlah baris pipa juga dipengaruhi oleh susunan lintasan:
Untuk lintasan tunggal: baris pipa = total pipa ÷ jumlah pipa per baris (distribusi merata)
Untuk banyak lintasan: partisi lintasan membagi bundel pipa menjadi kelompok yang sama
Pemilihan Material – Pipa, Lembaran Pipa, dan Header
Opsi Material Pipa (Sesuai API 661)
| Material | Rentang Suhu | Batas Klorida | Aplikasi |
|---|---|---|---|
| Baja karbon SA-179 / 106 Gr.B | -20°C hingga +425°C | TIDAK ADA | Air, minyak, hidrokarbon bersih |
| Baja tahan karat 304L / 316L | -196°C hingga +600°C | ≤ 200ppm | Fluida proses korosif, uap bersih |
| Duplex 2205 | -40°C hingga +280°C | ≤ 300ppm pada 80°C | Fluida mengandung klorida, lepas pantai |
| Titanium Gr.2 | -40°C hingga +230°C | Hingga 20.000ppm | Pendinginan air laut, layanan air garam |
| Tembaga-nikel C70600 | -40°C hingga +200°C | < 500ppm | Air pendingin laut, air payau |
Opsi Material Lembaran Pipa dan Header
Baja karbon SA-516 Gr.70 – layanan sisi pipa non-korosif
Baja tahan karat berlapis (316L atau 304L di atas CS) – layanan korosif dengan tekanan tinggi; ketebalan lapisan ≥ 3mm per ASME VIII-1 UW-13
Baja tahan karat padat 304L / 316L – layanan sepenuhnya korosif, tanpa penyangga baja karbon
Duplex / titanium padat – untuk layanan klorida parah atau tugas lepas pantai
Material kotak header biasanya disesuaikan dengan material lembaran pipa untuk menghindari korosi galvanik pada sambungan berkunci atau dilas. Untuk header baja karbon dalam layanan korosif, lapisan internal (epoksi atau fenolik) diterapkan sesuai API 661.
Parameter Fabrikasi – Kontrol Proses
Pengeboran Lembaran Pipa
Ukuran mata bor: Dikontrol hingga toleransi H11 per ISO 286
Finishing lubang: Ra ≤ 1.6μm untuk sambungan yang diperluas; Ra ≤ 3.2μm untuk sambungan yang dilas
Penyimpangan ligament (web antar lubang): ≤ ±0.2mm dari gambar
Pembersihan lubang: Kotoran dihilangkan dan lubang diperiksa dari gerinda dan serpihan sebelum penyisipan pipa
Perluasan Pipa (Hidrolik)
Tekanan perluasan: 160 – 220 MPa (hidrolik) atau perluasan roller (mekanis) dengan roller terkalibrasi
Kedalaman perluasan: Minimum 1.5× OD pipa atau 2× ketebalan dinding pipa ke dalam lembaran pipa
Waktu penahanan perluasan: 5 – 8 detik (hidrolik)
Pemeriksaan pengukur pasca-perluasan: 100% pipa menerima bola pengukur 0.5mm lebih kecil dari ID pipa
Verifikasi kekuatan tarik: Uji tarik artikel pertama per bundel – target ≥ 20 MPa (CS) / ≥ 25 MPa (SS)
Pengelasan Pipa-ke-Lembaran Pipa (jika ditentukan)
Proses pengelasan: GTAW (TIG) – otomatis atau manual
Tipe las: Las fillet (seal) atau las penetrasi penuh (untuk layanan beracun/tekanan tinggi)
Tinggi kaki fillet: 1.5mm – 2.0mm untuk las seal
Penetrasi penuh: Penetrasi akar las ≥ 0.5mm ke dalam dinding pipa
Inspeksi: 100% penetran cair (PT) per ASME VIII-1 UW-51 – penerimaan: tidak ada retakan atau porositas
Prosedur pengelasan: Berkualifikasi per ASME Bagian IX dengan PQR dan WPS
Fabrikasi Kotak Header
Kotak header (masuk/keluar) – konstruksi baja dilas dengan sambungan berflensa ASME B16.5
Dimensi kotak header disesuaikan dengan pola lembaran pipa bundel (jumlah pipa dan tata letak)
Partisi lintasan (baffle internal) dilas ke interior kotak header – material dan prosedur pengelasan disesuaikan dengan material header
Sambungan drainase dan ventilasi: Fitting berulir NPT atau socket-weld
Perakitan dan Pengangkatan Bundel
Pipa dimasukkan dari satu ujung dan diperluas/dilas ke lembaran pipa
Baffle atau penyangga pipa (jika diperlukan) dipasang pada jarak yang ditentukan
Bingkai samping dan lug pengangkat dipasang untuk menopang berat bundel
Uji pengangkatan bundel (jika diperlukan): Angkat bundel pada 1.1× berat bundel – diverifikasi oleh produsen sebelum pengiriman
Parameter Operasional – Peringkat Bundel Pipa Pendingin Udara
| Parameter | Rentang | Catatan |
|---|---|---|
| Tekanan desain sisi pipa | Vakum (–0.1 MPa) hingga 10.0 MPa | Tekanan lebih tinggi sesuai desain khusus |
| Suhu desain sisi pipa | -40°C hingga +450°C | Tergantung material; lebih tinggi dengan pipa polos / paduan suhu tinggi |
| Suhu masuk sisi udara (ambien) | -40°C hingga +55°C | Basis desain API 661 |
| Kecepatan muka udara (pendekatan) | 1.5 – 4.0 m/s | Dipilih berdasarkan daya kipas dan batas kebisingan |
| Penurunan tekanan sisi udara | 100 – 300 Pa | Melintasi bundel; kipas dipilih untuk mengatasi ini |
| Kecepatan fluida sisi pipa (cair) | 1.5 – 4.5 m/s | Batas kecepatan erosi per TEMA / API 661 |
| Kecepatan fluida sisi pipa (gas) | 10 – 30 m/s | Dibatasi oleh penurunan tekanan dan getaran |
| Luas muka bundel per unit | 10 – 200 m² | Standar per teluk; tugas lebih besar menggunakan banyak teluk |
Pengujian Kebocoran dan Pengujian Hidrostatik
Bundel Pipa (Sebelum Pemasangan Header)
Sambungan pipa-ke-lembaran pipa: Uji hidrostatik pada 1.3 × tekanan desain sisi pipa (per ASME VIII-1 UG-99) – tahan 30 menit, tanpa penurunan tekanan, tanpa kebocoran yang terlihat
Setelah pengujian: Sisi pipa dikeringkan dan dibersihkan; lubang pipa diperiksa dari rembesan
Kotak Header (Dirakit ke Bundel)
Uji hidrostatik akhir (bundel lengkap termasuk header): Tekanan uji per UG-99 (hanya sisi pipa – sisi cangkang atmosferik)
Media uji: Air bersih (air minum atau demineralisasi) – dengan inhibitor korosi untuk baja karbon
Durasi uji: Minimum 30 menit
Penerimaan: Nol penurunan tekanan; tidak ada kebocoran yang terlihat dari sambungan pipa, las header, sambungan berflensa, atau sumbat
Uji Kebocoran Pneumatik (jika ditentukan)
Digunakan untuk layanan hidrogen, fluida beracun, atau di mana residu air tidak dapat diterima
Tekanan uji: 0.6 MPa udara atau nitrogen
Deteksi kebocoran: Aplikasi gelembung sabun pada semua sambungan dan las
Penerimaan: Tingkat kebocoran ≤ 1×10⁻⁵ Pa·m³/s per metode lubang setara ASME Lampiran VI
Dokumentasi per Pengiriman – Bundel Pengganti
Sertifikat uji material (EN 10204 3.1 atau 3.2) – pipa, lembaran pipa, header, flensa, dan baja struktural
Lembar data API 661 yang dilengkapi (atau lembar data ISO 13706)
Laporan data ASME U-stamp (jika berlaku)
Lembar data TEMA (Kelas R atau B – jika berlaku)
Laporan inspeksi dimensi (panjang bundel, tata letak lubang lembaran pipa, OD pipa, tinggi/pitch sirip jika bersirip)
Laporan uji hidrostatik (dengan rekaman grafik tekanan)
Laporan uji kebocoran pneumatik (jika dilakukan)
Laporan NDE (PT / UT / VT sebagaimana dilakukan)
Spesifikasi prosedur pengelasan (WPS) dan catatan kualifikasi prosedur (PQR) – untuk las pipa-ke-lembaran pipa dan las header
Gambar bundel pipa yang sudah jadi – dengan jumlah pipa, susunan lintasan pipa, dimensi header
Spesifikasi pengecatan/pelapisan (jika diterapkan) – ketebalan pelapisan epoksi/fenolik dan sertifikat uji batch
Daftar Periksa Pemilihan – Bundel Pipa Pendingin Udara Pengganti
Saat memesan bundel pengganti, berikan yang berikut untuk memastikan kesesuaian dan kinerja yang benar:
Nomor gambar bundel asli (jika tersedia)
Nomor teluk API 661 dan posisi bundel (atas, tengah, bawah jika multi-teluk)
Jumlah pipa, OD pipa, ketebalan dinding, dan panjang (antara lembaran pipa)
Pitch pipa (transversal dan longitudinal) dan susunan pipa (bergeser atau sejajar)
Tipe sirip (jika bersirip) – Kaki-L / KL / LL / Ekstrusi / Dilas HF / Pipa polos
Spesifikasi sirip (tinggi, pitch/sirip per inci, material)
Tipe header – Sumbat (berulir atau berkunci) / Pelat tutup / Manifold pipa
Ukuran dan peringkat koneksi header – peringkat flensa (ASME Kelas 150 / 300 / 600) atau koneksi las
Konfigurasi lintasan sisi pipa – satu / dua / empat lintasan (dengan gambar partisi lintasan jika tersedia)
Material dan ketebalan lembaran pipa (jika diperlukan kecocokan persis)
Tekanan desain dan suhu desain (sisi pipa)
Komposisi fluida – untuk memverifikasi kompatibilitas material
Tunjangan korosi yang diperlukan (dinding pipa dan permukaan lembaran pipa)
Spesifikasi pengecatan/pelapisan – jika perlindungan korosi atmosfer diperlukan
Peringkat dan lokasi lug pengangkat (agar sesuai dengan peralatan pengangkat yang ada)
Poin Inspeksi untuk Penerimaan (Sisi Pembeli)
Setelah pengiriman bundel pengganti, verifikasi yang berikut sebelum pemasangan:
Panjang keseluruhan bundel (antara lembaran pipa) – dalam ±1.5mm dari gambar
Pola lubang lembaran pipa – jumlah pipa dan konfigurasi partisi lintasan (sesuaikan dengan kotak header yang ada)
OD pipa, tinggi/pitch sirip (jika bersirip) – dalam toleransi per gambar
Orientasi flensa kotak header dan keselarasan lubang baut (sesuaikan dengan nosel yang ada)
Pemeriksaan visual sambungan pipa-ke-lembaran pipa – tidak ada tanda-tanda retakan atau cacat las
Catatan uji hidrostatik – verifikasi tekanan dan waktu tahan
Lug pengangkat – pemeriksaan visual untuk ukuran yang benar dan integritas las
Pengecatan/pelapisan – verifikasi ketebalan (ketebalan film kering per spesifikasi), tidak ada bintik kosong atau lubang jarum
Kemasan bundel – dibungkus atau dikemas untuk mencegah kerusakan selama transportasi dan penyimpanan
Pedoman Penyimpanan dan Pengawetan
Jika bundel tidak segera dipasang setelah diterima:
Simpan di dalam ruangan atau di bawah penutup tahan cuaca – lindungi dari hujan, salju, dan sinar matahari langsung
Simpan dalam posisi horizontal – pada penyangga di titik pengangkatan yang ditentukan produsen untuk mencegah kelenturan pipa
Untuk bundel baja karbon: Terapkan lapisan inhibitor korosi sementara (kertas VCI, lapisan minyak, atau desikan) – sesuai rekomendasi produsen
Ujung pipa dan bukaan header: Disegel dengan tutup plastik atau penutup berflensa untuk mencegah masuknya kotoran
Inspeksi sebelum pemasangan: Lepaskan tutup, periksa ujung pipa dan bagian dalam header dari kelembaban atau kotoran
Pernyataan Batasan Desain – Bundel Pipa Pendingin Udara
Bundel pipa pendingin udara sebagai produk mandiri tunduk pada batasan berikut:
Bundel harus dipasang di teluk dengan geometri yang sesuai (pola lubang lembaran pipa, konfigurasi kotak header, dan dimensi amplop bundel)
Bundel tidak diberi peringkat untuk tekanan sisi cangkang internal (sisi udara atmosferik – tidak ada penahanan tekanan internal)
Bundel tidak cocok untuk kandungan padatan sisi pipa > 2% berat (risiko erosi dan penipisan dinding pipa)
Bundel tidak dapat digunakan dengan fluida yang tidak kompatibel dengan material pipa (validasi dengan tabel pemilihan material)
Untuk tekanan sisi pipa yang sangat tinggi (> 10.0 MPa), konsultasikan untuk desain header khusus (manifold pipa dengan las penetrasi penuh dan lembaran pipa berdinding tebal)
