Niskotemperaturowe wymienniki ciepła rurowo-płaszczowe to kluczowe jednostki wymiany ciepła, zaprojektowane specjalnie dla sektorów przemysłowych, takich jak rafinacja ropy naftowej i przetwórstwo chemiczne, z temperaturą projektową zazwyczaj poniżej -20°C. Jednostki te wykorzystują klasyczną konfigurację rurowo-płaszczową, zawierającą wiele pakietów rur wymiany ciepła rozmieszczonych w cylindrycznej obudowie. Pakiety rur są zamocowane na obu końcach do płyt rur, tworząc oddzielne kanały po stronie rur i po stronie płaszcza, aby ułatwić efektywną wymianę ciepła między dwoma mediami. W odpowiedzi na trudne warunki pracy irackich rafinerii – charakteryzujące się wysokimi temperaturami, wysokim ciśnieniem i wysoką korozją – produkt ten przeszedł kompleksową optymalizację pod względem doboru materiałów, konstrukcji i procesów spawania rdzenia, zapewniając długoterminową stabilną pracę w ekstremalnych warunkach środowiskowych.
Kluczowe cechy procesu spawania rdzenia
1. Spawanie doczołowe płaszcza i płyty rur rurą a płytą rur
Aby zmniejszyć naprężenia lokalne, płaszcz i płyta rur są łączone za pomocą spawania doczołowego, zapewniając płynne przejście w złączu i unikając gwałtownych zmian przekroju. Przed spawaniem przeprowadzana jest rygorystyczna kwalifikacja procedury spawania, w tym próba udarności Charpy'ego w niskiej temperaturze na spoinie i strefie wpływu ciepła. Po spawaniu przeprowadzana jest próba ultradźwiękowa lub powierzchniowa na co najmniej 50% spoiny, aby zapewnić brak defektów. Następnie zespół jest poddawany obróbce cieplnej.
Należy pamiętać, że spoina musi być w pełni przetopiona, a metal musi ostygnąć między poszczególnymi przejściami spawalniczymi. Ponieważ kołnierze są stosunkowo grube, temperatura szybko spada podczas spawania. Jeśli podgrzewanie jest niewystarczające, gazy nie będą miały czasu na ucieczkę, co doprowadzi do porowatości, która z kolei wpłynie na próbę ciśnieniową.
2. Kompozytowe złącze „rozszerzenie + spawanie” między rurą a płytą rur
:
Jest to rdzeń procesu produkcyjnego tego produktu. Ani spawanie, ani rozszerzenie same w sobie nie są w stanie spełnić wymagań dotyczących wysokiej wytrzymałości, odporności na zmęczenie i szczelności. Stosujemy proces „rozszerzanie, a następnie spawanie” lub „
spawanie, a następnie rozszerzanie” (w zależności od specyficznych warunków pracy):
Rozszerzenie:
Stosowana jest technologia rozszerzania hydraulicznego, z komputerowym sterowaniem zapewniającym równomierne odkształcenie plastyczne ścianki rury, aby uzyskać ścisłe dopasowanie do otworu płyty rur. Skutecznie eliminuje to szczelinę między rurą a otworem płyty rur, fundamentalnie zapobiegając korozji szczelinowej i znacznie zwiększając odporność złącza na zmęczenie. Przed formalnym rozszerzeniem przeprowadzane są rygorystyczne próby wstępnego rozszerzenia, precyzyjnie kontrolując współczynnik rozszerzenia w optymalnym zakresie od 0,9% do 2,2%, aby uniknąć niedostatecznego lub nadmiernego rozszerzenia.
Wzór na współczynnik rozszerzenia:
E = [(d - b) - (c - a)] / (a - b) x 100%
Gdzie:
- E: Współczynnik rozszerzenia
- a: Średnica zewnętrzna (OD) rury przed rozszerzeniem
- b: Średnica wewnętrzna (ID) rury przed rozszerzeniem - c: Średnica wewnętrzna (ID) otworu płyty rur
