シェル・アンド・チューブ熱交換器用Uチューブバンドル（熱膨張管理および高圧対応）

Uチューブバンドル製造：シェル＆チューブ熱交換器の検査および品質管理パラメータ

シェル＆チューブ熱交換器では、チューブバンドルが運転効率と耐用年数を決定します。上の画像は、製造施設での出荷前検査を示しており、品質管理技術者がUチューブバンドルアセンブリを検査しています。

Uチューブバンドルを指定する理由

固定チューブシート設計とは異なり、Uチューブバンドルは単一のチューブシートを使用します。チューブはU字型に曲げられ、両端が同じチューブシートに固定されます。この構成は、特定の技術的利点を提供します：

• 熱膨張管理：各Uチューブは自由に膨張し、シェル膨張継手の必要がなくなります。この設計は、100℃を超える温度差のあるサービスに適しています。

• 高圧能力：固定-自由サポート配置は熱応力集中を低減し、高圧ガスまたは水素サービスに適しています。

• シェル側メンテナンスアクセス：シェル側表面の機械的洗浄のためにバンドルを引き出すことができます。

重要な製造管理ポイント

画像は主要な検査段階を示しています。製造公差は次のように管理されます：

1. チューブシートと穴の機械加工

• チューブシートはH11穴公差でCNCドリル加工されます。

• リガメント幅の偏差は±0.2 mm以内に維持され、信頼性の高いチューブ・ツー・チューブシート接合を保証します。

• 穴表面仕上げ：拡管接合の場合はRa≦1.6μm、溶接接合の場合はRa≦3.2μm。

2. バッフルおよびサポートアセンブリ

• バッフル間隔公差は±1.5 mm以内に管理されます。

• タイロッドとスペーサーチューブがバッフルをしっかりと固定します。

• 最大支持されていないチューブ長：炭素鋼の場合はチューブODの36倍以下、ステンレス鋼の場合はチューブODの30倍以下。

3. チューブ端接合

• 溶接接合は、ASME VIII-1 UW-51に従って100％浸透探傷試験（PT）を受けます。

• 拡管接合は、炭素鋼の場合は最低20 MPa、ステンレス鋼の場合は25 MPaのプルアウト試験を受けます。

特定の運転条件のための材料選定

出荷前検証

各バンドルは以下の検証済みチェックを受けます：

• 寸法検査：バンドル全体の長さ、外径、バッフル間隔、Uベンダー半径（機械的洗浄アクセス用にR≧2×チューブOD）。

• 非破壊検査：チューブ・ツー・チューブシート溶接の100％PT、チューブシートクラッディングの100％UT。

• 水圧試験：ASME VIII-1 UG-99に従って設計圧力の1.3倍で30分間保持。合格には圧力降下ゼロおよび目に見える漏れがないことが必要です。

選定ガイドライン

以下の条件が満たされる場合にUチューブバンドルが適用されます：

• チューブ側とシェル側の温度差が60℃より大きい。

• チューブ側が高圧ガスまたは腐食性媒体を処理する。

• シェル側の機械的洗浄が必要だが、チューブ側の内部洗浄は化学的方法に限定される。

• 設計圧力最大35 MPa、設計温度最大600℃（材料による）。

技術データとカスタム製造

予備的な熱的および機械的設計のために、以下のプロセスデータが必要です：

1. チューブ側およびシェル側の流体組成。

2. 両側の入口および出口温度。

3. 設計圧力および許容圧力降下。

4. 利用可能な最大シェル径およびチューブ長。

5. 腐食代および塩素化物濃度。

これらのパラメータにより、バンドル選定の推奨事項と熱計算シートを提供できます。