Un intercambiador de tubos fijo funcionó unos 18 meses antes de que apareciera una fuga menor en la salida de la carcasa.Pero el centro de la lámina del tubo se había abultado visiblemente y varias articulaciones expandidas cerca de ella se habían aflojadoLos certificados de materiales y los registros de soldadura estaban en orden.la diferencia de expansión térmica y la carga del perno se alinearon en la misma ubicación, y excedió la suposición de que la lámina de tubo se comprobó con sólo presión.
Este artículo no enumera los modos de falla, sino que responde a las tres preguntas que los ingenieros hacen en el sitio, y cada respuesta se remonta a una combinación de las cinco cargas que actúan en cada lámina de tubo:presión diferencial del lado del tubo y del lado del caparazón, la tensión axial y el aro de la presión, el desajuste de la expansión térmica, la tensión térmica de la diferencia de temperatura de la lámina del tubo a la cáscara y la carga del perno de la brida.
El síntoma es familiar: una protuberancia cerca del centro, una fuga en la unión tubo-tabla, una lenta pérdida de precarga del perno.
La presión diferencial crea una carga de flexión transversal, resistida por la rigidez de flexión de la lámina del tubo y por los tubos como base elástica.La diferencia de temperatura de la lámina del tubo a la cáscara añade un momento de flexión del borde en esa uniónEn el caso de las placas de tubos que son demasiado delgadas para la carga combinada, las placas de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tubos de tula desviación abre una vía de fuga en la articulación del tuboEste es el fallo más común en servicio, un problema de espesor y combinación de carga, no uno material.
Aquí la lámina del tubo está intacta y los tubos son los daños visibles: inclinados, abultados en el centro del haz, a veces colapsados entre sí.La causa es la carga que un diseño de lámina fija no puede liberar.
Cuando el caparazón y los tubos funcionan a temperaturas materialmente diferentes, se expanden de manera diferente.Así que se convierte en tensión axial en los tubos y la cáscaraLos diseños de cabeza flotante o de tubo U lo alivian permitiendo que el haz se mueva.El cheque que lo atrapa es una tensión axial del tubo explícito y el cálculo de flexión crítica.
El tubo se desliza fuera del orificio de la lámina del tubo, la unión se filtra, el extremo del tubo se encuentra debajo de la cara de la lámina del tubo.
Esta fuerza suma las cargas axiales impulsadas por la presión y la expansión térmica. Cuando la suma excede la capacidad de la unión, el tubo se retira.longitud de expansión, grado de expansión, geometría de ranura y espesor de la pared del tubo fijan la fuerza de sujeción, y no se predice por la tensión de flexión de la lámina del tubo, sino que necesita una comprobación de la capacidad de la unión por separado.
En el caso de los encargados de la contratación pública y de los ingenieros de proyectos, la revisión se reduce a tres preguntas sobre el dibujo: ¿qué combinación de cargas rige el grosor de la lámina del tubo, se ha comprobado el caso de flexión de la lámina del tubo fija?y a qué carga axial corresponde la capacidad de uniónCuando esas respuestas existen, el diseño de la fuerza es verificable, no sólo plausible.
La presión diferencial, la tensión térmica de unión y la carga del perno pueden actuar en una dirección; una lámina de tubo demasiado delgada se desvía y abre una vía de fuga en la unión del tubo.
La diferencia de temperatura de la cáscara al tubo crea tensión de compresión axial que las placas de tubos fijas no pueden liberar; más allá del valor crítico de flexión, los tubos se doblan.Los diseños de cabeza flotante y tubo U lo alivian.
La fuerza axial de la presión más la expansión diferencial excede la capacidad de la articulación, determinada por la longitud de expansión, el grado de expansión, la geometría de la ranura y el grosor de la pared del tubo.
Presión diferencial que interactúa con la expansión diferencial: cada uno puede ser aceptable por sí solo, pero juntos pueden exceder la tensión de flexión o la capacidad conjunta permisibles.
