Il fascio tubiero è l'assemblaggio del nucleo rimovibile o fisso all'interno di uno scambiatore di calore a fascio tubiero e mantello, comprendente tubi, piastre tubiere, deflettori, barre di accoppiamento e distanziatori. Questo assemblaggio è l'interfaccia primaria di scambio termico tra due flussi fluidi: uno che scorre all'interno dei tubi (lato tubi) e l'altro attraverso le superfici esterne dei tubi (lato mantello).
Il fascio tubiero è progettato e fabbricato secondo TEMA Classe C (commerciale), B (chimica) o R (raffinazione), ASME Sezione VIII Divisione 1 o Divisione 2, e GB/T 151 per applicazioni domestiche. Questo prodotto viene fornito come fascio di ricambio, fascio di scorta o come parte di un nuovo assemblaggio di scambiatore di calore.
| Parametro | Intervallo | Standard / Nota |
|---|---|---|
| Diametro esterno del tubo | 12,7 mm - 50,8 mm (da 1/2" a 2") | Diametro esterno inferiore per pressioni più elevate; diametro esterno maggiore per servizi con incrostazioni |
| Spessore della parete del tubo | 0,9 mm - 5,0 mm | Selezionato secondo ASME VIII-1 UG-27 per pressione interna; spessore nominale secondo ASTM B730 |
| Lunghezza del tubo (dritta) | 1,5 m - 12,0 m | Lunghezze standard TEMA: 2,44 m, 4,88 m, 6,10 m, 9,75 m |
| Passo dei tubi | 1,25* - 2,0* diametro esterno del tubo | Passo triangolare (30°) per un maggiore scambio termico; passo quadrato (90°) per l'accesso alla pulizia meccanica |
| Disposizione dei tubi | Triangolare (30°/60°) / Quadrata (90°/45°) | La disposizione triangolare offre la massima area superficiale per sezione trasversale del mantello; la disposizione quadrata consente l'accesso laterale del mantello con aste o spazzole |
| Parametro | Intervallo / Valore | Standard / Nota |
|---|---|---|
| Spessore | 20 mm - 300 mm | Secondo TEMA RCB-4.3 - selezionato per resistere ai carichi del giunto tubo-piastra tubiera e alla pressione del mantello/tubi in modo indipendente |
| Tolleranza diametro foro | H11 (es. Ø25,2 mm +0,13/0) | Secondo ISO 286 / standard TEMA |
| Finitura foro | Ra ≤ 1,6 μm (espanso) / Ra ≤ 3,2 μm (saldato) | L'espansione richiede una finitura più fine per ottenere la resistenza allo strappo |
| Ligamento (ponte tra i fori) | Minimo 0,8* diametro del foro | Secondo ASME VIII-1 Appendice A - per prevenire la deformazione della piastra tubiera |
| Materiale piastra tubiera | Acciaio al carbonio / Acciaio inossidabile rivestito / lega / massiccio | Selezionato in base alla compatibilità dei fluidi lato tubi e lato mantello |
| Parametro | Intervallo / Valore | Standard / Nota |
|---|---|---|
| Tipo di deflettore | Segmentale (taglio 20-35%) / Doppio segmentale / Elicoidale / Senza deflettori (solo supporti completi) | La percentuale di taglio segmentale è selezionata secondo TEMA per la velocità del flusso trasversale |
| Distanza tra i deflettori | 0,2* - 1,0* diametro interno del mantello | Determinata dal limite di lunghezza del tubo non supportato e dalla velocità del flusso trasversale richiesta |
| Lunghezza massima del tubo non supportato | Acciaio al carbonio: ≤ 36* diametro esterno del tubo; Acciaio inossidabile: ≤ 30* diametro esterno del tubo | Secondo TEMA RCB-4.2 per prevenire vibrazioni e cedimenti del tubo |
| Spessore deflettore | 3,0 mm - 16 mm | Basato sulla differenza di pressione lato mantello e sulla campata di supporto |
| Diametro barre di accoppiamento | M8 - M24 (o equivalente imperiale) | Minimo 4 barre per fascio; diametro selezionato secondo TEMA RCB-4.6 per supportare il peso del fascio |
| Tipo di giunto | Metodo | Resistenza allo strappo (min) | Servizio applicabile | Metodo di ispezione |
|---|---|---|---|---|
| Solo espanso | Espansione idraulica a 160-220 MPa, mantenuta per 5-8 secondi | ≥ 20 MPa (acciaio al carbonio) / ≥ 25 MPa (acciaio inossidabile) | Servizio non tossico, non ciclico; fluidi puliti | Test idrostatico + prova di strappo sul primo articolo |
| Solo saldato (saldatura di tenuta) | Saldatura a cordone GTAW (TIG) con gambo da 1,5-2,0 mm | N/A (ritenzione meccanica solo dalla saldatura) | Gas ad alta pressione, servizio idrogeno | 100% PT secondo ASME VIII-1 UW-51 |
| Saldato + espanso (combinato) | Saldatura di tenuta + espansione idraulica a 160-200 MPa | ≥ 25 MPa | Servizio termico ciclico (> 500 cicli/anno), alta pressione, fluidi tossici | 100% PT + idrotest + prova di strappo sul primo articolo |
| Materiale | Specifica | Intervallo di temperatura | Limite cloruri | Note applicative |
|---|---|---|---|---|
| Acciaio al carbonio SA-179 / SA-106 Gr.B | ASTM A179 / A106 | -20°C a +425°C | Non applicabile | Acqua, olio, vapore, idrocarburi puliti |
| Acciaio al carbonio 20# | GB 8163 | -20°C a +425°C | Non applicabile | Equivalente standard domestico a SA-106 |
| Acciaio inossidabile 304L / 304 | ASTM A213 TP304L | -196°C a +600°C | ≤ 200 ppm | Fluidi leggermente corrosivi, vapore pulito, grado alimentare |
| Acciaio inossidabile 316L / 316 | ASTM A213 TP316L | -196°C a +500°C | ≤ 200 ppm | Acidi organici, soluzioni saline, idrocarburi contenenti cloruri |
| Duplex 2205 | ASTM A789 S32205 | -40°C a +280°C | ≤ 300 ppm a 80°C | Servizio offshore, acqua di mare, cloruri, CO₂/H₂S |
| Titanio Gr.2 | ASTM B338 | -40°C a +230°C | Fino a 20.000 ppm | Acqua di mare, salamoia, ambienti ad alto contenuto di cloruri |
| Lega 800H / 825 / 625 | ASTM B163 | -196°C a +600°C | Fino a 500 ppm | Servizio corrosivo ad alta temperatura, gas acido, unità amminiche |
| Parametro | Intervallo | Note |
|---|---|---|
| Pressione di progetto lato tubi | Vuoto (-0,1 MPa) a 35 MPa | Pressioni più elevate richiedono tubi senza saldatura e piastre tubiere a parete spessa |
| Pressione di progetto lato mantello | Vuoto (-0,1 MPa) a 10 MPa (standard) | Dipende dalla costruzione del mantello e dalla classe della flangia |
| Temperatura di progetto lato tubi | -196°C a +600°C | Dipende dal materiale; servizio criogenico richiede prove di resilienza secondo ASME VIII-1 UG-84 |
| Temperatura di progetto lato mantello | -40°C a +450°C | Dipende dal materiale del mantello e dal tipo di guarnizione |
| Fluido lato tubi | Liquidi, gas, vapori in condensazione, miscele bifasiche | Compatibile con il materiale del tubo |
| Fluido lato mantello | Liquidi, gas, vapori in condensazione, fluidi in ebollizione | Compatibile con il materiale del mantello (materiale diametro esterno tubo se contatto diretto) |
| Velocità massima lato tubi (liquido) | 2,5 - 4,5 m/s | Acciaio al carbonio max 3,0 m/s; titanio max 4,5 m/s secondo le linee guida sulla velocità di erosione TEMA |
| Velocità massima lato tubi (gas) | 15 - 30 m/s | Limitata da vibrazioni e perdita di carico |
| Obiettivo numero di Reynolds lato tubi | ≥ 10.000 (turbolento) per servizio pulito | Valori inferiori richiedono una maggiore area superficiale o prestazioni termiche inferiori |
Al momento dell'ordine di un fascio di ricambio, fornire:
