Intercambiadores de calor de carcasa y tubos tipo baja temperatura para refinerías de petróleo en Irak

Intercambiadores de calor de carcasa y tubos tipo baja temperatura para refinerías de petróleo en Irak

Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos de baja temperatura son unidades de intercambio de calor centrales diseñadas específicamente para sectores industriales como el refinado de petróleo y el procesamiento químico, con una temperatura de diseño típicamente igual o inferior a -20 °C. Estas unidades emplean una configuración clásica de carcasa y tubos, con múltiples haces de tubos de intercambio de calor dispuestos dentro de una carcasa cilíndrica. Los haces de tubos se fijan en ambos extremos a placas tubulares, creando canales separados por el lado del tubo y por el lado de la carcasa para facilitar una transferencia de calor eficiente entre los dos medios. En respuesta a las duras condiciones operativas de las refinerías iraquíes, caracterizadas por altas temperaturas, alta presión y alta corrosión, este producto ha sido sometido a una optimización integral en términos de selección de materiales, diseño estructural y procesos de soldadura centrales, garantizando una operación estable a largo plazo en condiciones ambientales extremas.

Características clave del proceso de soldadura central

1. Soldadura a tope de la carcasa y la placa tubular:

Para reducir las tensiones localizadas, la carcasa y la placa tubular se unen mediante soldadura a tope, asegurando una transición suave en la unión y evitando cambios bruscos en la sección transversal. Antes de la soldadura, se realiza una rigurosa calificación del procedimiento de soldadura, que incluye pruebas de impacto en frío Charpy en la soldadura y la zona afectada por el calor. Después de la soldadura, se realiza una prueba ultrasónica o superficial en al menos el 50% de la soldadura para garantizar la ausencia de defectos. A continuación, el conjunto se somete a un tratamiento térmico.

Tenga en cuenta que la soldadura debe estar completamente penetrada y se debe permitir que el metal se enfríe entre cada pasada de soldadura. Dado que las bridas son relativamente gruesas, la temperatura desciende rápidamente durante la soldadura. Si el precalentamiento es insuficiente, los gases no tendrán tiempo de escapar, lo que provocará porosidad, que a su vez afectará la prueba hidrostática.

2. Unión compuesta de 'expansión + soldadura' entreel tubo y la placa tubular:

Este es el núcleo del proceso de fabricación de este producto. Ni la soldadura ni la expansión por sí solas pueden cumplir los requisitos de alta resistencia, resistencia a la fatiga y sellado hermético. Empleamos un proceso de 'expandir y luego soldar' o 'soldar y luego expandir' (dependiendo de las condiciones operativas específicas):

Expansión:Se utiliza tecnología de expansión hidráulica, con control por computadora que garantiza una deformación plástica uniforme de la pared del tubo para lograr un ajuste hermético con el orificio de la placa tubular. Esto elimina eficazmente el espacio entre el tubo y el orificio de la placa tubular, previniendo fundamentalmente la corrosión por hendiduras y mejorando significativamente la resistencia a la fatiga de la unión. Se realizan rigurosas pruebas de preexpansión antes de la expansión formal, controlando con precisión la relación de expansión dentro del rango óptimo del 0,9% al 2,2% para evitar una subexpansión o sobreexpansión.

Fórmula de la tasa de expansión:
E = [(d - b) - (c - a)] / (a - b) x 100%

Donde:
- E: Tasa de expansión
- a: Diámetro exterior (OD) del tubo antes de la expansión
- b: Diámetro interior (ID) del tubo antes de la expansión
- c: Diámetro interior (ID) del orificio de la placa tubular
- d: Diámetro interior (ID) del tubo después de la expansión

Soldadura:Después de la expansión, se realiza una soldadura de sellado o una soldadura de resistencia. Para tubos de pared delgada, se emplean métodos de soldadura de precisión como la soldadura TIG pulsada. Al controlar parámetros como la corriente pico, la corriente base y la velocidad de soldadura (por ejemplo, corriente pico 115-120 A, velocidad de soldadura 95-101 mm/min), se regula con precisión la entrada de calor para evitar la perforación de la placa tubular o los tubos del intercambiador de calor. Para aplicaciones con requisitos más estrictos, se puede emplear tecnología de soldadura de mandril interno para lograr una soldadura de penetración completa, eliminando aún más los huecos de los extremos y proporcionando una mayor resistencia a la fatiga por vibración.