Bundel tabung adalah inti perpindahan panas dari penukar panas shell and tube: rakitan tabung, lembaran tabung, baffle, batang pengikat, dan spacer di dalam shell. Dibangun sesuai aturan konstruksi TEMA — Kelas R, C, atau B — bundel menentukan kinerja termal dan tetap menjadi bagian yang aus, kotor, dan akhirnya diganti.
Bundel dipasok baik sebagai komponen untuk penukar baru yang dibangun sesuai API 660 maupun sebagai unit pengganti untuk shell yang ada. Untuk pekerjaan penggantian, bundel harus sesuai dengan diameter dalam shell asli, panjang muka bundel, dan posisi nosel; tata letak tabung, pitch, dan material mengikuti kondisi layanan unit yang terpasang.
TEMA dan API 660 menangani lapisan yang berbeda. TEMA menetapkan detail konstruksi — ketebalan lembaran tabung minimum, persyaratan baffle dan batang pengikat, toleransi — sementara API 660 menambahkan persyaratan desain, inspeksi, dan dokumentasi di atasnya. Bundel pengganti yang dikutip "sesuai TEMA" harus menyatakan kelas (R, C, atau B) secara eksplisit, karena kelas menentukan ketebalan dinding dan cakupan pemeriksaan.
Empat konfigurasi mencakup sebagian besar tugas, diidentifikasi dengan huruf kepala belakang TEMA:
Untuk proyek penggantian, jenis kepala belakang yang ada menentukan konstruksi bundel. Bundel cincin terpisah tidak dapat begitu saja diganti dengan desain tarik tanpa memodifikasi penutup shell dan geometri gasket.
Tabung.— Baja karbon mulus ke SA179, SA192 atau SA210 Gr.A1; stainless dilas dan mulus ke SA249 / SA213; dupleks dan titanium untuk layanan korosif. Diameter luar 19,05 mm (¾") dan 25,4 mm (1") mencakup sebagian besar tata letak.
Lembaran tabung.— Pelat tempa ke SA266 Gr.2 atau SA182, atau pelat baja karbon dengan lapisan las tahan korosi (316L, Alloy 625) di mana sisi proses memerlukannya. Ketebalan diambil sebagai yang lebih besar dari hasil perhitungan TEMA dan ASME.
Baffle dan pelat penyangga.— Baffle segmental dengan potongan khas 20–25% dan jarak yang diukur untuk kecepatan sisi shell dan penurunan tekanan. Tata letak baffle segmental ganda, cakram-dan-donat, dan batang digunakan di mana getaran atau kotoran menjadi penentu. Dalam kondensor, pelat penyangga menggantikan baffle di mana penurunan tekanan menjadi kendala.
Batang pengikat dan spacer.— Jumlah dan diameter mengikuti tabel TEMA berdasarkan diameter shell; mereka menahan posisi baffle dan menjaga kekakuan bundel selama penanganan.
Perlindungan impingement.— Pelat impingement atau susunan tabung dummy disediakan di mana kondisi masuk sisi shell melebihi batas TEMA, atau di mana fluida bersifat erosif atau dua fase.
Tata letak dan pitch tabung.— Tata letak segitiga 30° mengemas lebih banyak area ke dalam shell yang diberikan; tata letak persegi 90° membuka jalur pembersihan setidaknya 6 mm untuk pembersihan mekanis sisi shell. Pilihan ditentukan oleh kecenderungan kotoran fluida sisi shell.
Sambungan adalah tempat bundel gagal, dan TEMA/API 660 menanganinya sesuai. Tiga tingkat koneksi ada, sering dikombinasikan:
Ekspansi hidrolik lebih disukai untuk tabung berdinding tipis dan non-ferrous: ini menghindari pengerasan kerja dan tegangan sisa yang diperkenalkan oleh penggulungan mekanis, yang penting dalam layanan klorida dan H2S. Prosedur pengelasan dikualifikasikan sesuai ASME Bagian IX.
| Komponen | Bahan umum |
|---|---|
| Tabung | SA179 / SA192 / SA210 Gr.A1 · SA213 TP304/TP316L · SA249 · dupleks S31803 · titanium SB338 Gr.2 |
| Lembaran tabung | SA266 Gr.2 · SA182 F304L / F316L · baja karbon dengan lapisan 316L atau Alloy 625 |
| Baffle / pelat penyangga | SA285 Gr.C · SA516 Gr.70 · SA240 304/316L |
| Batang pengikat / spacer | Dicocokkan dengan bahan baffle sesuai TEMA |
| Pelat impingement | Dicocokkan dengan kompatibilitas fluida sisi shell |
Pemilihan material mengikuti sisi proses: konsentrasi klorida menentukan dupleks atau titanium, H2S basah memerlukan kepatuhan NACE MR0175 / ISO 15156, dan layanan kaustik atau air laut menggeser keputusan pelapisan. Bundel adalah komponen yang paling terpapar fluida — jalan pintas material di sini muncul sebagai kebocoran tabung dalam siklus putar pertama.
| Parameter | Rentang |
|---|---|
| Diameter bundel (ID shell) | DN150 – DN2000 |
| Diameter luar tabung | Ø19,05 mm, Ø25,4 mm standar; lainnya sesuai permintaan |
| Panjang tabung | 1500 – 12000 mm |
| Pitch tabung | Segitiga 30° · persegi 90° · 45° / 60° sesuai permintaan |
| Luas perpindahan panas, per bundel | 1 – 2000 m² |
| Kelas TEMA | R · C · B |
Tabel ini menjelaskan kemampuan fabrikasi normal, bukan spesifikasi bundel tunggal mana pun. Geometri bundel pengganti ditentukan oleh shell yang harus dimasuki — dimensi akhir berasal dari gambar tata letak tabung asli atau pengukuran lapangan, bukan dari tabel rentang.
Di mana shell tetap utuh tetapi bundel kotor, berkarat, atau berkinerja termal buruk, bundel pengganti memulihkan unit tanpa mengganti batas tekanan. Ada dua jalur pasokan:
Untuk bundel yang dipasang ulang menggunakan lembaran tabung yang ada, kondisi lubang tabung dan jenis sambungan harus diverifikasi sebelum tabung baru digulung atau dilas ke dalamnya.
Penawaran penggantian hanya geometri dapat dijawab dari item 1–5. Di mana pembeli mengharapkan penggantian untuk memperbaiki kekurangan termal, item 6 diperlukan — bundel yang sesuai secara dimensional dengan yang lama juga akan sesuai dengan batas kinerjanya.
Bundel yang dapat dilepas (tipe U-tube, S, dan T) memungkinkan pembersihan mekanis sisi shell; tata letak pitch persegi menjaga jalur pembersihan tetap terbuka. Bundel lembaran tabung tetap membatasi pembersihan pada metode kimia di sisi shell. Setelah setiap penarikan, sambungan tabung-ke-lembaran tabung harus diperiksa kebocorannya sebelum dimuat ulang — sambungan yang lulus uji hidrostatik di bangku dapat mengendur dalam layanan saat shell dan bundel mengalami siklus termal.
