열 확장 관리 및 고압 용량을 갖춘 셸 및 튜브 열 교환기용 U-튜브 펀들

쉘 및 튜브 열 교환기 U-튜브 번들 제조: 검사 및 품질 관리 매개변수

쉘 및 튜브 열 교환기에서 튜브 번들은 작동 효율성과 서비스 수명을 결정합니다. 위 이미지는 제조 시설에서 선적 전 검사를 보여주며, 품질 관리 기술자가 U-튜브 번들 어셈블리를 검사하고 있습니다.

U-튜브 번들을 지정해야 하는 이유

고정 튜브 시트 설계와 달리 U-튜브 번들은 단일 튜브 시트를 사용합니다. 튜브는 U자 모양으로 구부러지며 양쪽 끝은 동일한 튜브 시트에 고정됩니다. 이 구성은 다음과 같은 특정 기술적 이점을 제공합니다.

• 열팽창 관리: 각 U-튜브는 자유롭게 팽창하여 쉘 팽창 조인트의 필요성을 제거합니다. 이 설계는 100°C를 초과하는 온도 차이가 있는 서비스에 적합합니다.

• 고압 기능: 고정-자유 지지 배열은 열 응력 집중을 줄여 고압 가스 또는 수소 서비스에 적합합니다.

• 쉘 측 유지보수 접근: 쉘 측 표면의 기계적 청소를 위해 번들을 추출할 수 있습니다.

중요 제조 제어 지점

이미지는 주요 검사 단계를 보여줍니다. 제조 공차는 다음과 같이 제어됩니다.

1. 튜브 시트 및 구멍 가공

• 튜브 시트는 H11 구멍 공차로 CNC 드릴링됩니다.

• 리거먼트 폭 편차는 신뢰할 수 있는 튜브-튜브 시트 결합을 보장하기 위해 ±0.2mm 이내로 유지됩니다.

• 구멍 표면 마감: 확장 조인트의 경우 Ra ≤ 1.6 μm, 용접 조인트의 경우 Ra ≤ 3.2 μm.

2. 배플 및 지지 어셈블리

• 배플 간격 공차는 ±1.5mm 이내로 제어됩니다.

• 타이 로드 및 스페이서 튜브는 배플을 제자리에 단단히 고정합니다.

• 최대 지지되지 않은 튜브 길이: 탄소강의 경우 36 × 튜브 외경 이하, 스테인리스강의 경우 30 × 튜브 외경 이하.

3. 튜브 끝 결합

• 용접 조인트는 ASME VIII-1 UW-51에 따라 100% 침투 시험(PT)을 받습니다.

• 확장 조인트는 탄소강의 경우 최소 20 MPa, 스테인리스강의 경우 25 MPa로 인발 시험을 받습니다.

특정 작동 조건에 대한 재료 선택

선적 전 확인

각 번들은 다음 검증된 점검을 거칩니다.

• 치수 검사: 전체 번들 길이, 외경, 배플 간격 및 U-벤드 반경 (기계적 청소 접근을 위해 R ≥ 2 × 튜브 외경).

• 비파괴 검사: 튜브-튜브 시트 용접에 대한 100% PT; 튜브 시트 클래딩에 대한 100% UT.

• 수압 시험: ASME VIII-1 UG-99에 따라 설계 압력의 1.3배로 30분 동안 유지됩니다. 승인을 위해 압력 강하가 없고 눈에 보이는 누출이 없어야 합니다.

선택 지침

다음 조건이 충족될 때 U-튜브 번들을 적용할 수 있습니다.

• 튜브 측과 쉘 측의 온도 차이가 60°C보다 큽니다.

• 튜브 측은 고압 가스 또는 부식성 매체를 처리합니다.

• 쉘 측 기계적 청소가 필요하지만 튜브 측 내부 청소는 화학적 방법으로 제한됩니다.

• 설계 압력 최대 35 MPa 및 설계 온도 최대 600°C (재료에 따라 다름).

기술 데이터 및 맞춤형 제조

예비 열 및 기계 설계의 경우 다음 공정 데이터가 필요합니다.

1. 튜브 측 및 쉘 측 유체 조성.

2. 양측의 입구 및 출구 온도.

3. 설계 압력 및 허용 압력 강하.

4. 최대 사용 가능한 쉘 직경 및 튜브 길이.

5. 부식 여유 및 염화물 농도.

이러한 매개변수를 사용하면 번들 선택 권장 사항 및 열 계산 시트를 제공할 수 있습니다.