Niestandardowy komponent wymiennika ciepła z rurami ze stali węglowej/stopowej/nierdzewnej

Przegląd

Tubesheet to kluczowy element w wymiennikach ciepła, zbiornikach ciśnieniowych i podobnych urządzeniach, używany głównie do zabezpieczania i uszczelniania końców rur, umożliwiając przepływ płynów przez rury. Odgrywa zasadniczą rolę w podtrzymywaniu wiązki rur, zapobieganiu mieszaniu się płynów oraz zapewnianiu wydajności i integralności systemów wymiany ciepła.

Kluczowe cechy płyty rurkowej:

1. Funkcja:

• Służy jako interfejs między wiązką rur a płaszczem w urządzeniach takich jak wymienniki ciepła i kotły. Płyta rurkowa utrzymuje rury na miejscu, jednocześnie zapewniając, że płyny w rurach nie mieszają się z płynami po stronie płaszcza.
• Zazwyczaj zawiera otwory, w których rury są wkładane i zabezpieczane, zwykle przez spawanie, walcowanie lub rozprężanie rur na miejscu.

2. Materiały:

• Płyty rurkowe są zwykle wykonane ze stali węglowej, stali nierdzewnej, stopów, lub innych materiałów odpornych na korozję, zużycie i wysokie temperatury. Wybór materiału zależy od zastosowania i zaangażowanych płynów.

3. Projekt:

• Płyty rurkowe są zaprojektowane tak, aby wytrzymywały wysokie ciśnienia, rozszerzalność cieplną i naprężenia mechaniczne. Muszą również posiadać odpowiednie uszczelnienia wokół rur, aby zapobiec wyciekom.
• Grubość płyty rurkowej może się różnić w zależności od wymaganej wytrzymałości i ciśnienia obsługiwanych płynów.
• Często płyty rurkowe są wiercone szeregiem otworów, które odpowiadają układowi rur, a czasami stosuje się system przegród lub konstrukcję dystansową w celu poprawy wzorców przepływu i zapobiegania wibracjom rur.

Zastosowania płyt rurkowych:

1. Wymienniki ciepła płaszczowo-rurowe: Najczęstszym zastosowaniem płyt rurkowych są wymienniki ciepła płaszczowo-rurowe, gdzie płyta rurkowa utrzymuje rury, które przenoszą płyny do ogrzania lub schłodzenia. Strona płaszcza zawiera inny płyn, który albo przenosi ciepło do lub z rur.
2. Kotły: W kotłach, płyty rurkowe służą do zabezpieczania rur wodnych lub parowych, które są kluczowe dla procesu wymiany ciepła. Muszą wytrzymywać wysokie ciśnienia i temperatury.
3. Skraplacze: W skraplaczach, płyty rurkowe utrzymują rury, przez które przepływa płyn chłodzący w celu skroplenia pary z elektrowni lub procesu przemysłowego.
4. Chłodnice powietrza i agregaty chłodnicze: W systemach takich jak chłodnice powietrza lub agregaty chłodnicze, płyty rurkowe zabezpieczają rury chłodzące, które umożliwiają wymianę ciepła między płynami a powietrzem otoczenia.
5. Zbiorniki ciśnieniowe: Płyty rurkowe mają również zastosowanie w zbiornikach ciśnieniowych, które mogą wykorzystywać wiązki rur, aby umożliwić przepływ płynu pod ciśnieniem, wymagając niezawodnego uszczelnienia i wsparcia konstrukcyjnego.

Budowa płyt rurkowych:

• Konfiguracja otworów na rury: Płyty rurkowe mają otwory wywiercone tak, aby pasowały do rur; konstrukcja otworu może się różnić w zależności od rodzaju zastosowanego rozprężania rur (np. rury spawane lub rozprężane mechanicznie).
• Uszczelnienia i uszczelki: Aby zapobiec wyciekom między rurą a płytą rurkową, często stosuje się uszczelnienia lub uszczelki. Zapewnia to brak mieszania się płynów w wymienniku ciepła, co mogłoby zagrozić procesowi.
• Wzmocnienie i podparcie: Płyty rurkowe mogą mieć pierścienie wzmacniające w celu zapobiegania nadmiernym odkształceniom, szczególnie w środowiskach wysokociśnieniowych.

Konserwacja i uwagi:

• Odporność na korozję: Płyty rurkowe podlegają działaniu środowisk korozyjnych, szczególnie w przetwórstwie chemicznym lub elektrowniach. Wybrane materiały muszą zapewniać odpowiednią odporność na korozję.
• Ciśnienie i temperatura: Płyty rurkowe muszą wytrzymywać wysokie ciśnienia i temperatury, co może wymagać specyficznych rozwiązań konstrukcyjnych, takich jak wzmocnione konstrukcje lub grubsze przekroje.
• Zapobieganie wyciekom: Uszczelnienie między rurą a płytą rurkową musi być starannie utrzymywane, ponieważ wycieki mogą powodować utratę wydajności, zanieczyszczenie płynów i potencjalne zagrożenia dla bezpieczeństwa.

Typowe problemy:

1. Korozja: Płyty rurkowe, szczególnie w agresywnych środowiskach (np. procesy kwasowe lub wysokotemperaturowe), mogą być podatne na korozję w czasie.
2. Zmęczenie: Powtarzające się cykle ciśnienia lub wahania temperatury mogą prowadzić do zmęczenia płyty rurkowej, co może powodować pęknięcia lub awarie.
3. Wycieki z rur: Powszechny problem, w którym połączenie płyta rurkowa-rura ulega pogorszeniu, umożliwiając wyciek płynów między rurą a płaszczem, zmniejszając wydajność wymiennika ciepła.

Podsumowanie:

Płyty rurkowe są integralnymi elementami, które zapewniają prawidłowe funkcjonowanie wielu systemów przemysłowych poprzez zabezpieczanie rur, zapobieganie wyciekom i ułatwianie wydajnej wymiany ciepła. Są one stosowane w szerokiej gamie zastosowań, w tym w wymiennikach ciepła, kotłach, skraplaczach i zbiornikach ciśnieniowych. Ich konstrukcja i dobór materiałów mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia ich trwałości i skuteczności w trudnych warunkach pracy.