Dos proveedores cotizan el mismo intercambiador de tubos fijos, con el mismo servicio y material, y devuelven espesores que difieren en un 15-20%. Ninguno está equivocado: el modelo difiere, y en el diseño de la placa tubular, el modelo se encuentra en el estándar, no en el servicio. Por lo tanto, las cotizaciones deben compararse por código, no por números.
ASME UHX no proporciona un espesor mínimo directo para la placa tubular. Comienza con un espesor inicial proporcionado por el usuario (los programas de tubos en U ofrecen una fórmula de inicio, no siempre adecuada), calcula los componentes de tensión para cada tipo de placa tubular (simplemente apoyada, fija) y evalúa el caso de carga creíble más desfavorable. La salida son las tensiones axiales, de flexión y de cizallamiento en tres interfaces: tubo-placa tubular, placa tubular-carcasa del canal, placa tubular-carcasa. Donde una tensión excede su valor admisible, se proporciona un paso de iteración: el espesor aumenta hasta que la tensión crítica alcanza el valor admisible. Ese espesor es el mínimo teórico.
Para placas tubulares fijas, TEMA sigue la misma base con grandes simplificaciones:
El diseño de la placa tubular fija está gobernado por la relación de rigidez Xa: rigidez axial del haz de tubos sobre la rigidez a la flexión de la placa tubular.
Para placas tubulares flotantes, ASME simplifica la tensión equivalente a Pe(Xa) = Ps - Pt; TEMA nuevamente descuida la contribución del haz de tubos.
Ambos definen el factor de debilitamiento de la placa perforada de manera diferente, que es donde comienza la mayor parte de la brecha.
| Elemento | TEMA | ASME UHX |
|---|---|---|
| Base del ancho del ligamento | Ancho medio entre tubos | Ancho mínimo entre tubos |
| Efecto de la pared del tubo | Se aplica un ancho medio único independientemente de si la junta está expandida o solo soldada; la contribución de la pared del tubo no se diferencia | La pared del tubo se cuenta como parte del ligamento efectivo donde el tubo está expandido; las juntas solo soldadas usan un más bajo (acercándose al Qué escribir en la especificación geométrico) |
| Diámetro efectivo del agujero | Sin corrección ; se utiliza directamente el diámetro real del agujero perforado con el ancho medio | Diámetro efectivo del agujero definido, que incorpora la pared del tubo, la relación de módulos, la relación de tensiones admisibles y la profundidad de expansión |
| Desajuste de material | La fórmula del espesor de la placa tubular utiliza una única tensión admisible para la placa tubular; las propiedades del tubo y de la placa tubular no se tratan como variables separadas | Las propiedades del material del tubo y de la placa tubular (Et, E, St, S) se tratan por separado en el cálculo del ligamento y la tensión |
| Símbolo | Significado | Sistema de código |
|---|---|---|
| Diámetro efectivo del agujero | ASME UHX | |
| Eficiencia del ligamento sobre el ancho medio del ligamento | TEMA | |
| Qué escribir en la especificación | Eficiencia geométrica del ligamento sobre el ancho mínimo, sin corrección de pared de tubo o material | ASME UHX |
| Eficiencia efectiva del ligamento: μ corregido por pared de tubo, relación de módulos, relación de tensiones, profundidad de expansión | ASME UHX |
μ versus μ*: Qué escribir en la especificaciónUn ligamento efectivo más pequeño da como resultado una tensión mayor: UHX usa el mínimo, TEMA el medio, por lo que TEMA da como resultado una tensión menor con una geometría idéntica, la brecha se amplía con juntas solo soldadas.ASME requiere que la carga de la junta tubo-placa tubular se calcule para cada caso creíble frente a su valor admisible. TEMA la calcula solo para el caso de solo presión, asumiendo que los demás siguen. En servicio cíclico, verifique en lugar de heredar.El estándar chino toma una ruta diferente: cuatro combinaciones de presión de diseño de carcasa y tubo, con y sin expansión diferencial, y el par inverso igualmente. El peso muerto se maneja por separado en un modelo 2D axisimétrico, la placa tubular como placa equivalente, el haz de tubos como cilindro equivalente multicapa, la gravedad superpuesta a las cuatro. La evaluación final sigue la clasificación JB 4732 para la placa tubular, los tubos, la carcasa y la unión carcasa-placa tubular.Qué escribir en la especificaciónIndique el código y el modelo mecánico en la especificación, para que los espesores se comparen sobre una base.
No compare el espesor de forma aislada: puede reflejar un modelo más conservador u otra suposición de restricción de borde.
Solicite el informe de cálculo: espesor mínimo, tensión de flexión de la placa tubular y la carcasa, carga de la junta.
¿Por qué ASME UHX no proporciona un espesor mínimo directo para la placa tubular?
