Trocador de calor tipo casco e tubo API 660 Equipamento Petroquímico e de Refinaria ASME

API 660 Trocador de Calor Shell & Tube

O que é a API 660?

API 660 é o padrão do Instituto Americano de Petróleo para trocadores de calor em tubos e conchas nas indústrias de petróleo, gás e petroquímica, especificando design, materiais, testes,Requisitos de inspecção para assegurar a segurança e a fiabilidade em condições de alta pressãoEle está alinhado com a ASME BPVC e a ISO 16812, exigindo construção robusta, materiais resistentes à corrosão (como aço inoxidável),e controlo de qualidade rigoroso (incluindo ensaios hidrostáticos e NDE) para aplicações críticas em refinariasA conformidade com a API 660 indica uma durabilidade comprovada pela indústria, reduzindo o tempo de inatividade e os riscos operacionais.

Função principal:

Para transferir calor entre dois fluidos (normalmente líquidos ou gás/líquido) sem misturá-los, utilizando um feixe de tubos encerrados dentro de uma casca cilíndrica.o outro flui em torno dos tubos dentro da concha (lado da concha).

Por que a S&THE domina o petróleo e o gás:

1. Capacidade de alta pressão e temperatura:A construção robusta suporta condições extremas de processo O&G (poços HP/HT, refino, compressão).

2. Confiabilidade e durabilidade comprovadas:Design maduro com um longo histórico em serviço crítico.

3. Flexibilidade de conceção:Adaptável a vários fluidos (bruto, gás, água, produtos químicos), taxas de fluxo, temperaturas, pressões e tendências de incrustação através de escolhas de configuração.

4. Facilidade de manutenção:Os feixes de tubos podem muitas vezes ser removidos para limpeza, reparo ou substituição (especialmente projetos de cabeças flutuantes).

5. Eficiência:Pode atingir elevados coeficientes de transferência de calor, especialmente com fluxo turbulento e superfícies melhoradas.

Os principais componentes (API 660 focados):

1. Concha:Convecção a pressão cilíndrica (ASME Sec VIII Div 1/2). Seleção de materiais críticos para a corrosão (CS, SS, Duplex, ligas de níquel, Clad).

2. Pacote de tubos:Elemento de transferência de calor do núcleo.

   • Tubos:Sem costura/soldado; dimensionado para queda de pressão/impureza; material crítico.

   • Folhas de tubos:Placas grossas para perfuração de tubos; muitas vezes revestidas; críticas para a expansão diferencial.

   • - Não, não.Tubos de suporte, induzem turbulência do lado da concha (segmental, helicoidal, vara).

   • Correias e espaçadores:Proteja os defletores.

3. Canais/títulos (lado do tubo):Distribui o fluido do lado do tubo; permite o acesso (capa removível - parafuso, capô).

4. Com um diâmetro não superior a 20 mmEntrada/Saída para fluidos do lado da concha e do tubo. Dimensões por limites de velocidade do fluido (API 660/API RP 14E).

5. Tipo TEMA:Define a configuração mecânica baseada no cabeçalho frontal, no tipo de carcaça, no cabeçalho traseiro.

Aplicações críticas de petróleo e gás:

1. Produção:Refrigeração por óleo bruto, refrigeração por água produzida, refrigeração por gás (após compressão), desidratação por glicol (reboilers/cooler).

2. Refinagem:Pré-aquecedores de alimentação, resfriadores de produtos, reboilers, condensadores durante a destilação, hidrotratamento, unidades catalíticas.

3. Processamento de gás:Intercambiadores de gás/gás (regeneração/refrigeração), refrigeradores de gás/líquido, refrigeradores/recooler de solução de aminas, condensadores/evaporadores de refrigerante.

4. Transmissão:Refrigeradores de óleo lubrificante, refrigeração a gás após compressão.

5. Serviços públicos:Sistemas de refrigeração de água, recuperação de calor.

Conformidade com a API 660: Norma O&G

A API 660 é a norma obrigatória para S&THE nas indústrias de petróleo e gás natural.

1. Design e construção robustos:Exige margens mínimas de projeto, requisitos de materiais, normas de fabricação (soldadura, NDE), testes de pressão.
2. Segurança e fiabilidade:Aborda os riscos específicos dos equipamentos e produtos (funcionamento ácido, exposição ao fogo, vibrações).
3. Intercâmbio e coerência:Padroniza dimensões, cargas do bico, nomeação, documentação.
4. Requisitos específicos de segurança e segurança:

• Condições de concepção:Pressões/temperaturas de funcionamento e de projecto claramente definidas.
• Materiais:Requisitos mais rígidos para o serviço ácido (NACE MR0175/ISO 15156), ensaios de impacto, tolerâncias de corrosão.
• Fabricação e inspecção:Procedimentos de soldagem rigorosos (WPQR), NDE extensas (RT, UT, PT, MT por critérios definidos), tolerâncias dimensionais rigorosas.
• Para a fabricação de aparelhos de som:Soldagem de resistência + expansão frequentemente necessária; critérios de ensaio de vazamento especificados.
• Cargas do bico:Limites de carga externa aceitáveis normalizados (forças/momentos) para tubulações de interface.
• Análise de vibrações:Avaliação obrigatória (anexo N) para evitar a falha do tubo devido a vibrações induzidas pelo fluxo (FIV).
• Testes:Pressões de ensaio hidrostáticas definidas; ensaios pneumáticos/sensiveis a fugas opcionais.
• Documentação:Relatórios de dados completos (Relatório de dados do fabricante - MDR), incluindo certificados de material, relatórios de ECM, resultados de ensaio e desenhos.
• Anexos:Abordar aspectos críticos como:

  • Anexo F:Serviço de baixa temperatura.

  • Anexo G:Serviço letal.

  • Anexo H:Aquecedores a combustão directa.

  • Anexo K:Intercambiadores de placas e quadros (se incluídos).

  • Anexo M:Intercambiadores refrigerados a ar (se incluídos).

  • Anexo N:Vibrações induzidas pelo fluxo.

Vantagens da S&THE conforme com a API 660:

• Segurança reforçada:Reduz o risco de fugas/falhas em ambientes perigosos.
• Performance previsível:Cumprir requisitos térmicos e hidráulicos rigorosos.
• Duração de vida útil:Concentre-se no controlo da corrosão, prevenção de vibrações e fabricação de qualidade.
• Aquisição e manutenção mais simples:O projeto padronizado simplifica as peças de reposição e os reparos.
• Aceitação regulamentar:Requerido para a maioria dos grandes projectos do sector O&G.

Desvantagens:

• Custo inicial mais elevado:Devido a requisitos rigorosos de materiais, fabricação e inspeção.
• Tamanho/Peso:Podem ser volumosos e pesados, impactando as instalações offshore/de plataforma.
• Inchaço:Suscetível se as características ou velocidades do fluido não forem gerenciadas adequadamente (mitigadas por escolhas de projeto).
• Temperatura de aproximação limitada:Menos eficientes do que os trocadores de placas para aproximações de temperatura próxima.