Pakiet rur jest rdzeniem wymiany ciepła wymiennika ciepła typu płaszczowo-rurowego: zespołem rur, płyt sitowych, przegród, prętów ściągających i przekładek znajdujących się wewnątrz płaszcza. Zbudowany zgodnie z zasadami konstrukcyjnymi TEMA — klasy R, C lub B — pakiet decyduje o wydajności termicznej i jest częścią, która ulega zużyciu, zanieczyszczeniu i ostatecznie jest wymieniana.
Pakiety są dostarczane zarówno jako komponenty nowych wymienników zbudowanych zgodnie z API 660, jak i jako jednostki zamienne do istniejących płaszczy. W przypadku prac zamiennych pakiet musi pasować do wewnętrznej średnicy oryginalnego płaszcza, długości czoła pakietu i pozycji króćców; układ rur, rozstaw i materiał są zgodne z warunkami pracy zainstalowanej jednostki.
TEMA i API 660 dotyczą różnych warstw. TEMA określa szczegóły konstrukcyjne — minimalną grubość płyty sitowej, wymagania dotyczące przegród i prętów ściągających, tolerancje — podczas gdy API 660 dodaje wymagania projektowe, inspekcyjne i dokumentacyjne na wierzchu. Pakiet zamienny wyceniony "według TEMA" powinien wyraźnie podawać klasę (R, C lub B), ponieważ klasa określa grubość ścianki i zakres badań.
Cztery konfiguracje obejmują większość zastosowań, identyfikowane przez literę tylnej głowicy TEMA:
W przypadku projektów zamiennych, istniejący typ tylnej głowicy określa konstrukcję pakietu. Pakiet z pierścieniem dzielonym nie może być po prostu zastąpiony konstrukcją przelotową bez modyfikacji pokrywy płaszcza i geometrii uszczelki.
Rury. Stal węglowa bez szwu wg SA179, SA192 lub SA210 Gr.A1; stal nierdzewna spawana i bez szwu wg SA249 / SA213; duplex i tytan do zastosowań korozyjnych. Średnice zewnętrzne 19,05 mm (¾") i 25,4 mm (1") obejmują większość układów.
Płyty sitowe. Płyty kute wg SA266 Gr.2 lub SA182, lub płyty ze stali węglowej z napawaną powłoką odporną na korozję (316L, Alloy 625), gdzie wymaga tego proces. Grubość jest przyjmowana jako większa z wyników obliczeń TEMA i ASME.
Przegrody i płyty podporowe. Przegrody segmentowe z typowym wycięciem 20–25% i rozstawem dobranym do prędkości po stronie płaszcza i spadku ciśnienia. Układy przegród dwusegmentowych, tarczowo-pierścieniowych i prętowych są stosowane tam, gdzie decyduje wibracja lub osadzanie się zanieczyszczeń. W skraplaczach płyty podporowe zastępują przegrody, gdy ograniczeniem jest spadek ciśnienia.
Pręty ściągające i przekładki. Ilość i średnica są zgodne z tabelami TEMA dla danej średnicy płaszcza; utrzymują pozycję przegród i zapewniają sztywność pakietu podczas obsługi.
Ochrona przed uderzeniem. Płyta uderzeniowa lub układ rur atrapowych jest zapewniony tam, gdzie warunki wejściowe po stronie płaszcza przekraczają limity TEMA, lub gdzie płyn jest erozyjny lub dwufazowy.
Układ i rozstaw rur. Układy trójkątne 30° upakowują więcej powierzchni w danej objętości płaszcza; układy kwadratowe 90° tworzą kanały czyszczące o szerokości co najmniej 6 mm do mechanicznego czyszczenia strony płaszcza. Wybór jest determinowany przez tendencję do osadzania się zanieczyszczeń płynu po stronie płaszcza.
Połączenie jest miejscem awarii pakietów, a TEMA/API 660 traktują je odpowiednio. Istnieją trzy poziomy połączeń, często łączone:
Rozprężanie hydrauliczne jest preferowane dla rur cienkościennych i nieżelaznych: unika ono utwardzenia przez zgniot i naprężeń szczątkowych wprowadzanych przez walcowanie mechaniczne, co ma znaczenie w przypadku usług z chlorkami i mokrym H2S. Procedury spawania są kwalifikowane zgodnie z ASME Section IX.
| Komponent | Typowe materiały |
|---|---|
| Rury | SA179 / SA192 / SA210 Gr.A1 · SA213 TP304/TP316L · SA249 · duplex S31803 · tytan SB338 Gr.2 |
| Płyty sitowe | SA266 Gr.2 · SA182 F304L / F316L · stal węglowa z nakładką 316L lub Alloy 625 |
| Przegrody / płyty podporowe | SA285 Gr.C · SA516 Gr.70 · SA240 304/316L |
| Pręty ściągające / przekładki | Dopasowane do materiału przegród wg TEMA |
| Płyty uderzeniowe | Dopasowane do kompatybilności z płynem po stronie płaszcza |
Wybór materiału jest zgodny ze stroną procesową: stężenie chlorków decyduje o duplex lub tytanie, mokry H2S wymaga zgodności z NACE MR0175 / ISO 15156, a usługi z kaustyką lub wodą morską przesuwają decyzję o nakładce. Pakiet jest komponentem najbardziej narażonym na działanie płynu — skróty materiałowe tutaj ujawniają się jako wycieki rur w pierwszym cyklu przestoju.
| Parametr | Zakres |
|---|---|
| Średnica pakietu (średnica wewnętrzna płaszcza) | DN150 – DN2000 |
| Średnica zewnętrzna rury | Ø19,05 mm, Ø25,4 mm standardowo; inne na życzenie |
| Długość rury | 1500 – 12000 mm |
| Rozstaw rur | 30° trójkątny · 90° kwadratowy · 45° / 60° na życzenie |
| Powierzchnia wymiany ciepła, na pakiet | 1 – 2000 m² |
| Klasa TEMA | R · C · B |
Tabela opisuje normalne możliwości produkcyjne, a nie specyfikację pojedynczego pakietu. Geometria pakietu zamiennego jest określona przez płaszcz, do którego musi pasować — ostateczne wymiary pochodzą z oryginalnego rysunku układu rur lub pomiaru w terenie, a nie z tabeli zakresu.
Gdy płaszcz pozostaje w dobrym stanie, ale pakiet jest zanieczyszczony, skorodowany lub ma niedostateczną wydajność termiczną, pakiet zamienny przywraca jednostkę do działania bez wymiany bariery ciśnieniowej. Istnieją dwie drogi dostawy:
W przypadku pakietów z wymienionymi rurami, które ponownie wykorzystują istniejące płyty sitowe, stan otworów rur i typ połączenia muszą zostać zweryfikowane przed włożeniem lub spawaniem nowych rur.
Wyceny dotyczące tylko geometrii mogą być realizowane na podstawie pozycji 1–5. Tam, gdzie kupujący oczekuje, że zamiennik skoryguje niedobór termiczny, wymagana jest pozycja 6 — pakiet pasujący wymiarowo do starego będzie również pasował do jego ograniczeń wydajnościowych.
Pakiety wyjmowane (typy U, S i T) umożliwiają mechaniczne czyszczenie strony płaszcza; układy z kwadratowym rozstawem utrzymują otwarte kanały czyszczące. Pakiety ze stałymi płytami sitowymi ograniczają czyszczenie do metod chemicznych po stronie płaszcza. Po każdym wyjęciu połączenia rur z płytami sitowymi należy sprawdzić szczelność przed ponownym załadowaniem — połączenie, które przeszło próbę hydrauliczną na stanowisku, może rozluźnić się podczas pracy, gdy płaszcz i pakiet podlegają cyklom termicznym.
