Penukar Panas Cangkang dan Pipa Kecil | Kompak / Terpasang pada Skid | Lembaran Pipa Tetap / Pipa U | Bahan: CS / 304 / 316L / Ti
Tinjauan – Penukar Panas Cangkang dan Pipa Kompak
Penukar panas cangkang dan pipa kecil adalah unit perpindahan panas yang ringkas yang dirancang untuk aplikasi tugas rendah hingga sedang di mana ruang plot, waktu pemasangan, dan biaya modal terbatas. Diameter cangkang tipikal berkisar dari DN100 hingga DN500, dengan area perpindahan panas dari 1 m² hingga 50 m² per unit.
Produk ini dirancang dan diproduksi sesuai TEMA Kelas C atau B, ASME Bagian VIII Divisi 1, dan GB/T 151. Sangat cocok untuk pendinginan proses, pengkondisian sampel, pendinginan oli hidrolik, pengambilan sampel uap, layanan pabrik percontohan, dan sistem bantu di pabrik yang lebih besar.
Aplikasi Khas
| Aplikasi | Cairan Sisi Pipa | Cairan Sisi Cangkang | Tugas Khas |
|---|---|---|---|
| Pendingin oli hidrolik | Oli hidrolik | Air pendingin | 5 – 50 kW |
| Pendingin sampel | Sampel proses | Air pendingin | 1 – 10 kW |
| Pengambilan sampel uap | Uap / kondensat | Air pendingin | 2 – 20 kW |
| Reaktor pabrik percontohan | Cairan proses | Media pemanas atau pendingin | 5 – 100 kW |
| Pendingin oli kompresor | Oli pelumas | Air pendingin | 10 – 80 kW |
| Pendingin oli pelumas bantu | Oli pelumas turbin | Air pendingin | 20 – 150 kW |
| Saluran dosis kimia | Larutan kimia | Cairan pendingin atau pemanas | 1 – 30 kW |
Jenis Konstruksi
Lembaran Pipa Tetap (TEMA L / M / N)
Pipa tetap di kedua ujungnya ke dalam lembaran pipa stasioner
Cangkang dan lembaran pipa dilas atau dibaut
Cocok untuk cairan sisi cangkang bersih dan perbedaan suhu sedang
Biaya terendah dan konstruksi paling sederhana
Pipa U (TEMA U)
Pipa dibengkokkan menjadi bentuk U, kedua ujungnya tetap pada satu lembaran pipa
Pipa mengembang dengan bebas, mengakomodasi perbedaan suhu yang besar
Bundel dapat dilepas untuk pembersihan sisi cangkang
Cocok untuk perbedaan suhu tinggi dan sisi pipa bertekanan tinggi
Kepala Mengambang (TEMA P / S / T)
Satu lembaran pipa tetap, satu mengambang
Bundel dapat dilepas sepenuhnya untuk pembersihan mekanis di kedua sisi
Cocok untuk layanan pengotoran dan perbedaan suhu yang besar
Biaya lebih tinggi daripada pipa tetap atau pipa U
Parameter Desain
| Parameter | Rentang | Catatan |
|---|---|---|
| Diameter cangkang | DN100 – DN500 | Jejak kaki kompak |
| OD Pipa | 12,7 mm – 25,4 mm | OD lebih kecil untuk tekanan lebih tinggi |
| Ketebalan dinding pipa | 1,0 mm – 2,5 mm | Per ASME VIII-1 UG-27 |
| Panjang pipa | 500 mm – 3.000 mm | Terbatas oleh transportasi dan penanganan |
| Luas perpindahan panas | 1 m² – 50 m² | Per unit |
| Tekanan desain (sisi pipa) | Hingga 4,0 MPa | Lebih tinggi tersedia berdasarkan desain khusus |
| Tekanan desain (sisi cangkang) | Hingga 2,5 MPa | Lebih tinggi tersedia berdasarkan desain khusus |
| Suhu desain | -20°C hingga +400°C | Tergantung bahan |
| Jarak pipa | 1,25 × – 1,5 × OD pipa | Susunan segitiga atau persegi |
| Jumlah lintasan pipa | 1, 2, atau 4 | Per desain termal |
| Jumlah lintasan cangkang | 1 atau 2 | Per desain termal |
Pemilihan Bahan
Bahan Pipa dan Lembaran Pipa
| Bahan | Spesifikasi | Rentang Suhu | Aplikasi |
|---|---|---|---|
| Baja karbon | SA-179 / SA-106 Gr.B | -20°C hingga +425°C | Air, oli, uap, cairan bersih |
| Baja tahan karat 304 / 304L | ASTM A213 | -196°C hingga +400°C | Cairan korosif ringan, uap bersih |
| Baja tahan karat 316 / 316L | ASTM A213 | -196°C hingga +400°C | Asam organik, larutan garam, klorida ≤ 200 ppm |
| Titanium Gr.2 | ASTM B338 | -40°C hingga +230°C | Air laut, air garam, layanan klorida tinggi |
Bahan Cangkang
Baja karbon SA-516 Gr.70 untuk cairan sisi cangkang non-korosif
Baja tahan karat 304L / 316L untuk cairan sisi cangkang korosif
Bahan cangkang dapat berbeda dari bahan pipa untuk mengoptimalkan biaya
Bahan Gasket
| Jenis Gasket | Rentang Suhu | Batas Tekanan | Aplikasi |
|---|---|---|---|
| Serat non-asbes | -40°C hingga +250°C | ≤ 4,0 MPa | Layanan umum |
| Lilitan spiral (SS + grafit) | -196°C hingga +450°C | ≤ 10,0 MPa | Suhu dan tekanan tinggi |
| Selubung PTFE | -40°C hingga +200°C | ≤ 2,0 MPa | Layanan korosif dan kemurnian tinggi |
Parameter Desain Termal
| Parameter | Rentang Khas | Catatan |
|---|---|---|
| Koefisien perpindahan panas keseluruhan (air-ke-air) | 800 – 1.500 W/m²·K | Tergantung pada kecepatan dan pengotoran |
| Koefisien perpindahan panas keseluruhan (oli-ke-air) | 200 – 600 W/m²·K | Tergantung pada viskositas oli |
| Koefisien perpindahan panas keseluruhan (uap-ke-air) | 1.000 – 2.500 W/m²·K | Tergantung pada kualitas uap |
| Kecepatan sisi pipa (cairan) | 0,5 – 2,5 m/s | Kecepatan lebih tinggi meningkatkan HTC tetapi juga penurunan tekanan |
| Kecepatan sisi cangkang (cairan) | 0,3 – 1,5 m/s | Terbatas oleh penurunan tekanan yang diizinkan |
| Penurunan tekanan sisi pipa yang diizinkan | 20 – 50 kPa | Sesuai persyaratan aplikasi |
| Penurunan tekanan sisi cangkang yang diizinkan | 20 – 50 kPa | Sesuai persyaratan aplikasi |
| Faktor pengotoran (air) | 0,0001 – 0,0003 m²·K/W | Per tabel TEMA |
| Faktor pengotoran (oli) | 0,0002 – 0,0005 m²·K/W | Per tabel TEMA |
Konfigurasi Standar
Lembaran Pipa Tetap – Tutup Dibaut
Cangkang: Pipa mulus atau pelat gulung
Lembaran pipa: Dibaut di antara flensa cangkang dan flensa saluran
Saluran: Tutup dibaut dengan sambungan flensa
Sambungan: Ulir NPT atau flensa sesuai ASME B16.5
Aplikasi khas: Pendingin air, oli pelumas, pendingin sampel
Pipa U – Bundel yang Dapat Dilepas
Cangkang: Pipa mulus dengan penutup flensa di satu ujung
Lembaran pipa: Satu lembaran pipa stasioner
Bundel: Dapat dilepas untuk pembersihan sisi cangkang
Sambungan: Flensa sesuai ASME B16.5
Aplikasi khas: Perbedaan suhu tinggi, layanan uap
Unit Terpasang pada Skid
Penukar panas dipasang pada skid baja struktural dengan perpipaan, katup, dan instrumentasi
Termasuk: Pengukur suhu, pengukur tekanan, indikator aliran, dan katup kontrol sesuai kebutuhan
Dimensi skid: Biasanya 1,0 m × 0,8 m hingga 2,5 m × 1,5 m
Telinga pengangkat disediakan untuk transportasi dan pemasangan
Aplikasi khas: Pabrik percontohan, sistem bantu, lokasi terpencil
Fabrikasi dan Inspeksi
Sambungan Pipa-ke-Lembaran Pipa
Hanya diperluas: Ekspansi hidrolik pada 160 – 200 MPa, tahan 5 – 8 detik
Hanya dilas: Las fillet GTAW, kaki 1,5 – 2,0 mm
Las + perluas: Las segel ditambah ekspansi untuk layanan siklik
Pengujian penetran 100% pada sambungan yang dilas
Uji tarik pada artikel pertama, target ≥ 20 MPa untuk baja karbon
Uji Hidrostatik
Tekanan uji: 1,3 × tekanan desain per ASME VIII-1 UG-99
Waktu tahan: ≥ 30 menit
Penerimaan: Nol penurunan tekanan dan tidak ada kebocoran yang terlihat
Media uji: Air bersih dengan penghambat korosi
Pemeriksaan Dimensi
Diameter dan panjang cangkang
Pola lubang lembaran pipa
Orientasi dan proyeksi nozel
Dimensi keseluruhan dan lokasi telinga pengangkat
Dokumentasi Per Pengiriman
Sertifikat uji bahan per EN 10204 3.1 atau 3.2
Lembar data TEMA dilengkapi per desain
Laporan inspeksi dimensi
Laporan uji hidrostatik dengan grafik tekanan
Laporan NDE untuk PT dan RT sebagaimana dilakukan
Spesifikasi prosedur pengelasan dan catatan kualifikasi prosedur
Gambar as-built
Manual operasi dan pemeliharaan
Daftar Periksa Pemilihan – Penukar Panas Cangkang dan Pipa Kecil
Nama cairan sisi pipa dan sisi cangkang
Suhu masuk dan keluar untuk kedua sisi
Tekanan desain untuk kedua sisi
Suhu desain untuk kedua sisi
Beban panas yang dibutuhkan dalam kW
Penurunan tekanan yang diizinkan untuk kedua sisi
Preferensi bahan untuk pipa dan cangkang
Preferensi jenis TEMA: Tetap, pipa U, atau kepala mengambang
Jenis sambungan: Ulir atau flensa
Pemasangan: Mandiri atau terpasang pada skid
Persyaratan instrumentasi
Standar yang berlaku: TEMA, ASME VIII-1, atau GB/T 151
Pernyataan Batasan Desain – Penukar Panas Cangkang dan Pipa Kecil
Penukar panas cangkang dan pipa kecil tunduk pada batasan berikut:
Dirancang hanya untuk tekanan dan suhu yang ditentukan. Operasi di luar batas ini membatalkan desain.
Desain lembaran pipa tetap mungkin memerlukan sambungan ekspansi jika perbedaan suhu antara pipa dan cangkang melebihi 60°C untuk baja karbon atau 40°C untuk baja tahan karat.
Kandungan padatan sisi pipa di atas 2% berat tidak disarankan tanpa filtrasi hulu.
Pembersihan mekanis sisi pipa memerlukan pipa lurus dan akses ke kedua permukaan lembaran pipa. Bundel pipa U tidak dapat dibersihkan secara mekanis di dalam pipa.
Untuk layanan pengotoran, desain kepala mengambang atau pipa U dengan bundel yang dapat dilepas direkomendasikan.
Air uji hidrostatik untuk baja tahan karat harus memiliki kandungan klorida ≤ 50 ppm untuk mencegah retak korosi tegangan.
Unit yang terpasang pada skid memerlukan fondasi yang rata dan akses yang memadai untuk pemeliharaan.
