ASME SA36 بافل های فولاد کربن مورد استفاده در مبادله گرما

ASME SA36 بافل | جزء صفحه مبدل حرارتی فولاد کربنی

صفحه بافل چیست؟

صفحات بافل اجزای حیاتی در مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله هستند که برای افزایش راندمان انتقال حرارت و بهینه‌سازی جریان سیال طراحی شده‌اند. آنها به طور استراتژیک در سمت پوسته مبدل حرارتی قرار می‌گیرند تا جریان سیال را هدایت کنند، تلاطم را بهبود بخشند و از لوله‌ها پشتیبانی کنند.

1. مشخصات مواد

استاندارد: ASME SA36 (فولاد کربنی برای کاربردهای سازه‌ای).

دامنه: صفحات، میله‌ها و اشکال فولاد کربنی را برای استفاده سازه‌ای پوشش می‌دهد.

درجه: SA36 یک ماده تک درجه با خواص شیمیایی/مکانیکی استاندارد شده است.

محدودیت‌ها: ذاتاً مقاوم در برابر خوردگی نیست؛ مناسب برای محیط‌های سرویس غیر تهاجمی مگر اینکه پوشش داده شود.

2. ترکیب شیمیایی (ASTM A36 ≈ ASME SA36)

عنصر حداکثر % (مگر اینکه ذکر شده باشد)

کربن (C) ≤ 0.26%

منگنز (Mn) ≤ 0.80–1.20% (بر اساس ضخامت)

فسفر (P) ≤ 0.04%

گوگرد (S) ≤ 0.05%

مس (Cu) ≥ 0.20% (در صورت نیاز برای مقاومت در برابر خوردگی)

3. خواص مکانیکی

مقاومت کششی: 400–550 مگاپاسکال (58000–80000 psi).

مقاومت تسلیم: ≥ 250 مگاپاسکال (36000 psi).

ازدیاد طول: ≥ 20% (در طول سنج 200 میلی‌متر) یا ≥ 23% (در 50 میلی‌متر).

سختی: معمولاً ≤ 180 HB (برینل).

4. الزامات طراحی صفحه بافل

عملکرد: هدایت جریان سیال سمت پوسته، پشتیبانی از لوله‌ها و کاهش لرزش.

انواع: بافل‌های قطعه‌ای (تکی/دوتایی)، مارپیچی، دیسک و دونات یا روزنه‌ای.

ضخامت: معمولاً 3–12 میلی‌متر (بسته به قطر پوسته و فشار متفاوت است).

درصد برش: 20–45% (ارتفاع قطعه به الزامات افت جریان و فشار بستگی دارد).

فاصله: با استانداردهای TEMA (انجمن تولیدکنندگان مبدل‌های لوله‌ای) تعیین می‌شود (به عنوان مثال، 20–100% از ID پوسته).

5. الزامات ساخت

برش: برش پلاسما، لیزر یا واترجت برای به حداقل رساندن اعوجاج.

تلرانس‌ها:

ضخامت: ±10% از ضخامت اسمی.

تخت بودن: ≤ 3 میلی‌متر/متر.

قطر سوراخ: ±0.5 میلی‌متر برای سوراخ‌های لوله (در صورت سوراخ شدن).

پرداخت سطح: لبه‌های صاف برای جلوگیری از رسوب؛ بدون پلیسه.

جوشکاری: SA36 با استفاده از روش‌های رایج (SMAW، GMAW) قابل جوشکاری است. ممکن است برای صفحات ضخیم نیاز به تسکین تنش پس از جوش باشد.

6. حفاظت در برابر خوردگی

پوشش‌ها: اپوکسی، گالوانیزه یا روکش لاستیکی (در صورت قرار گرفتن در معرض سیالات خورنده).

طراحی: لبه‌های بافل باید از گوشه‌های تیز برای کاهش فرسایش اجتناب کنند.

7. انطباق با استانداردها

ASME BPVC: اگر بافل بخشی از یک مرز فشار است، از انطباق با ASME Section II (مواد) و Section VIII (مخازن تحت فشار) اطمینان حاصل کنید.

TEMA: از دستورالعمل‌های TEMA Class R/C/B برای فاصله، جهت‌گیری و تلرانس‌های بافل پیروی کنید.

8. ملاحظات کلیدی

انبساط حرارتی: از سازگاری با مواد پوسته/لوله برای جلوگیری از تنش اطمینان حاصل کنید.

کاهش لرزش: فاصله مناسب بافل، لرزش لوله را کاهش می‌دهد.

افت فشار: برش و فاصله بافل را برای راندمان بهینه کنید.

بازرسی: تست نفوذ رنگ (PT) یا تست اولتراسونیک (UT) برای کاربردهای بحرانی.

9. کاربردها

مناسب برای سرویس‌های دمای/فشار کم تا متوسط (به عنوان مثال، آب، روغن، بخار).

در محیط‌های بسیار خورنده (به عنوان مثال، سیالات اسیدی/قلیایی) بدون پوشش‌های محافظ اجتناب کنید.

صفحات بافل ASME SA36 برای نقش‌های سازه‌ای و حرارتی در مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله مقرون به صرفه هستند. از انطباق با استانداردهای TEMA/ASME اطمینان حاصل کنید و خطرات خوردگی را بر اساس شرایط سرویس ارزیابی کنید. برای محیط‌های خشن، ارتقا به مواد با درجه بالاتر (به عنوان مثال، SA516 برای کاربردهای فشار) را در نظر بگیرید.