API 660 เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดเปลือกและท่อ ASME อุปกรณ์ปิโตรเคมีและโรงกลั่น

API 660 Shell & ท่อ Heat Exchanger | ASME Petrochemical & Refinery Equipment

API 660 คืออะไร?

API 660 เป็นมาตรฐานของ American Petroleum Institute สำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเชลล์และท่อในอุตสาหกรรมน้ำมัน ก๊าซ และปิโตรเคมี โดยระบุข้อกำหนดด้านการออกแบบ วัสดุ การทดสอบ และการตรวจสอบ เพื่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูง อุณหภูมิสูง และกัดกร่อน ซึ่งสอดคล้องกับ ASME BPVC และ ISO 16812 โดยกำหนดให้มีการก่อสร้างที่แข็งแกร่ง วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน (เช่น สแตนเลส) และการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวด (รวมถึงการทดสอบไฮโดรสแตติกและการทดสอบแบบไม่ทำลาย) สำหรับการใช้งานที่สำคัญในโรงกลั่น โรงงานก๊าซ และแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง การปฏิบัติตาม API 660 บ่งบอกถึงความทนทานที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในอุตสาหกรรม ลดเวลาหยุดทำงานและความเสี่ยงในการดำเนินงาน

หน้าที่หลัก:

เพื่อถ่ายเทความร้อนระหว่างของเหลวสองชนิด (โดยทั่วไปคือของเหลวหรือก๊าซ/ของเหลว) โดยไม่ผสมกัน โดยใช้ชุดท่อที่ปิดล้อมภายในเชลล์ทรงกระบอก ของเหลวชนิดหนึ่งไหลผ่านท่อ (ด้านท่อ) อีกชนิดหนึ่งไหลรอบท่อภายในเชลล์ (ด้านเชลล์)

ทำไม S&THE จึงครองตลาดน้ำมันและก๊าซ:

1. ความสามารถในการรับแรงดันและอุณหภูมิสูง: โครงสร้างที่แข็งแกร่งรองรับสภาวะการทำงานของ O&G ที่รุนแรง (HP/HT wells, การกลั่น, การบีบอัด)

2. ความน่าเชื่อถือและความทนทานที่พิสูจน์แล้ว: การออกแบบที่สมบูรณ์แบบพร้อมประวัติการทำงานที่ยาวนานในการบริการที่สำคัญ

3. ความยืดหยุ่นในการออกแบบ: ปรับให้เข้ากับของเหลวต่างๆ (น้ำมันดิบ ก๊าซ น้ำ เคมีภัณฑ์) อัตราการไหล อุณหภูมิ แรงดัน และแนวโน้มการเกิดฟาวลิ่งผ่านตัวเลือกการกำหนดค่า

4. บำรุงรักษาง่าย: ชุดท่อสามารถถอดออกเพื่อทำความสะอาด ซ่อมแซม หรือเปลี่ยนได้บ่อยครั้ง (โดยเฉพาะการออกแบบหัวลอย)

5. ประสิทธิภาพ: สามารถบรรลุค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการไหลแบบปั่นป่วนและพื้นผิวที่ได้รับการปรับปรุง

ส่วนประกอบหลัก (เน้น API 660):

1. เชลล์: ภาชนะรับความดันทรงกระบอก (ASME Sec VIII Div 1/2) การเลือกวัสดุมีความสำคัญต่อการกัดกร่อน (CS, SS, Duplex, โลหะผสมนิกเกิล, Clad)

2. ชุดท่อ: องค์ประกอบการถ่ายเทความร้อนหลัก

   • ท่อ: ไร้รอยต่อ/เชื่อม ขนาดสำหรับแรงดันตก/การเกิดฟาวลิ่ง วัสดุมีความสำคัญ

   • แผ่นท่อ: แผ่นหนาเจาะสำหรับท่อ มักจะหุ้มด้วยวัสดุ มีความสำคัญสำหรับการขยายตัวที่แตกต่างกัน

   • แผ่นกั้น: รองรับท่อ เหนี่ยวนำให้เกิดความปั่นป่วนด้านเชลล์ (แบบแบ่งส่วน, เกลียว, แท่ง) ระยะห่าง/การออกแบบส่งผลกระทบต่อการสั่นสะเทือนและประสิทธิภาพ

   • ก้านผูกและตัวเว้นวรรค: ยึดแผ่นกั้น

3. ช่อง/เฮดเดอร์ (ด้านท่อ): กระจายของเหลวทางด้านท่อ อนุญาตให้เข้าถึงได้ (ฝาครอบแบบถอดได้ - ยึดด้วยสลักเกลียว, บอนเน็ต)

4. หัวฉีด: ทางเข้า/ทางออกสำหรับของเหลวทางด้านเชลล์และท่อ ขนาดตามขีดจำกัดความเร็วของของเหลว (API 660/API RP 14E)

5. ประเภท TEMA: กำหนดค่าการกำหนดค่าทางกลตามส่วนหัวด้านหน้า ประเภทเชลล์ ส่วนหัวด้านหลัง ประเภท O&G ทั่วไป: AES, BEM, AEP, AKT (Floating Heads ทั่วไปสำหรับการขยายตัวทางความร้อน)

การใช้งานน้ำมันและก๊าซที่สำคัญ:

1. การผลิต: การทำความเย็นน้ำมันดิบ การทำความเย็นน้ำที่ผลิต การทำความเย็นก๊าซ (หลังการบีบอัด) การคายน้ำไกลคอล (reboilers/coolers)

2. การกลั่น: เครื่องทำความร้อนล่วงหน้าของอาหาร เครื่องทำความเย็นผลิตภัณฑ์ reboilers คอนเดนเซอร์ตลอดการกลั่น การบำบัดด้วยไฮโดรเจน หน่วยเร่งปฏิกิริยา

3. การแปรรูปก๊าซ: เครื่องแลกเปลี่ยนก๊าซ/ก๊าซ (การสร้างใหม่/การทำความเย็น) เครื่องทำความเย็นก๊าซ/ของเหลว เครื่องทำความเย็น/reboilers สารละลายเอมีน คอนเดนเซอร์/เครื่องระเหยสารทำความเย็น

4. การส่ง: เครื่องทำความเย็นน้ำมันหล่อลื่น การทำความเย็นก๊าซหลังการบีบอัด

5. สาธารณูปโภค: ระบบน้ำหล่อเย็น การกู้คืนความร้อน

การปฏิบัติตาม API 660: มาตรฐาน O&G

API 660 เป็นมาตรฐานบังคับสำหรับ S&THE ในอุตสาหกรรมปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ การปฏิบัติตามข้อกำหนดทำให้มั่นใจได้ว่า:

1. การออกแบบและการก่อสร้างที่แข็งแกร่ง: กำหนดขอบเขตการออกแบบขั้นต่ำ ข้อกำหนดด้านวัสดุ มาตรฐานการผลิต (การเชื่อม NDE) การทดสอบแรงดัน
2. ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ: จัดการกับอันตรายเฉพาะของ O&G (บริการเปรี้ยว การสัมผัสไฟ การสั่นสะเทือน)
3. การแลกเปลี่ยนและความสอดคล้องกัน: กำหนดขนาด หัวฉีด โหลด การตั้งชื่อ เอกสาร
4. ข้อกำหนดเฉพาะของ O&G:

• เงื่อนไขการออกแบบ: กำหนดแรงดัน/อุณหภูมิการทำงานและการออกแบบอย่างชัดเจน
• วัสดุ: ข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับบริการเปรี้ยว (NACE MR0175/ISO 15156) การทดสอบแรงกระแทก ค่าเผื่อการกัดกร่อน
• การผลิตและการตรวจสอบ: ขั้นตอนการเชื่อมที่เข้มงวด (WPQR) NDE ที่ครอบคลุม (RT, UT, PT, MT ตามเกณฑ์ที่กำหนด) ความคลาดเคลื่อนทางมิติที่เข้มงวด
• ข้อต่อท่อกับแผ่นท่อ: การเชื่อมที่แข็งแรง + การขยายตัวมักจำเป็น ต้องระบุเกณฑ์การทดสอบการรั่วไหล
• โหลดหัวฉีด: กำหนดขีดจำกัดโหลดภายนอกที่ยอมรับได้ (แรง/โมเมนต์) สำหรับการเชื่อมต่อท่อ
• การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน: การประเมินผลภาคบังคับ (ภาคผนวก N) เพื่อป้องกันความล้มเหลวของท่อจากการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการไหล (FIV)
• การทดสอบ: กำหนดแรงดันทดสอบไฮโดรสแตติก การทดสอบการรั่วไหลแบบนิวเมติก/ไวต่อการสัมผัส
• เอกสาร: รายงานข้อมูลที่ครอบคลุม (รายงานข้อมูลของผู้ผลิต - MDR) รวมถึงใบรับรองวัสดุ รายงาน NDE ผลการทดสอบ ภาพวาด
• ภาคผนวก: จัดการกับประเด็นสำคัญเช่น:

  • ภาคผนวก F: บริการอุณหภูมิต่ำ

  • ภาคผนวก G: บริการร้ายแรง

  • ภาคผนวก H: เครื่องทำความร้อนแบบยิงโดยตรง

  • ภาคผนวก K: เครื่องแลกเปลี่ยนแบบแผ่นและเฟรม (ถ้ามี)

  • ภาคผนวก M: เครื่องแลกเปลี่ยนอากาศเย็น (ถ้ามี)

  • ภาคผนวก N: การสั่นสะเทือนที่เกิดจากการไหล

ข้อดีของ API 660 Compliant S&THE:

• ความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น: ลดความเสี่ยงของการรั่วไหล/ความล้มเหลวในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย
• ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้: ตรงตามข้อกำหนดด้านความร้อนและไฮดรอลิกที่เข้มงวด
• อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น: เน้นการควบคุมการกัดกร่อน การป้องกันการสั่นสะเทือน และการผลิตที่มีคุณภาพ
• การจัดซื้อและการบำรุงรักษาง่ายขึ้น: การออกแบบที่เป็นมาตรฐานช่วยลดความซับซ้อนของอะไหล่และการซ่อมแซม
• การยอมรับด้านกฎระเบียบ: จำเป็นสำหรับโครงการขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ในภาค O&G

ข้อเสีย:

• ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้น: เนื่องจากวัสดุ การผลิต และข้อกำหนดการตรวจสอบที่เข้มงวด
• ขนาด/น้ำหนัก: อาจมีขนาดใหญ่และหนัก ซึ่งส่งผลกระทบต่อการติดตั้งนอกชายฝั่ง/แพลตฟอร์ม
• การเกิดฟาวลิ่ง: ไวต่อการเกิดฟาวลิ่งหากลักษณะของของเหลวหรือความเร็วไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม (บรรเทาโดยตัวเลือกการออกแบบ)
• อุณหภูมิเข้าใกล้ที่จำกัด: ประสิทธิภาพน้อยกว่าเครื่องแลกเปลี่ยนแบบแผ่นสำหรับการเข้าใกล้อุณหภูมิที่ใกล้เคียงกัน