หม้อแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่ออุณหภูมิต่ำเป็นหน่วยแลกเปลี่ยนความร้อนหลักที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับภาคอุตสาหกรรม เช่น การกลั่นน้ำมันและการแปรรูปเคมี โดยมีอุณหภูมิการออกแบบโดยทั่วไปที่หรือต่ำกว่า -20°C หน่วยเหล่านี้ใช้การกำหนดค่าแบบเปลือกและท่อแบบคลาสสิก โดยมีชุดท่อแลกเปลี่ยนความร้อนหลายชุดจัดเรียงอยู่ภายในเปลือกทรงกระบอก ชุดท่อจะยึดติดกับแผ่นท่อทั้งสองด้าน สร้างช่องทางด้านท่อและด้านเปลือกแยกกันเพื่ออำนวยความสะดวกในการถ่ายเทความร้อนระหว่างสื่อทั้งสองได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อตอบสนองต่อสภาวะการทำงานที่รุนแรงของโรงกลั่นน้ำมันในอิรัก ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยอุณหภูมิสูง ความดันสูง และการกัดกร่อนสูง ผลิตภัณฑ์นี้ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมอย่างครอบคลุมในด้านการเลือกวัสดุ การออกแบบโครงสร้าง และกระบวนการเชื่อมแกนกลาง เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่เสถียรในระยะยาวภายใต้สภาวะแวดล้อมที่รุนแรง
คุณสมบัติหลักของกระบวนการเชื่อมแกนกลาง
1. การเชื่อมชนระหว่างเปลือกและแผ่นท่อ:
เพื่อลดความเค้นเฉพาะจุด เปลือกและแผ่นท่อจะเชื่อมต่อกันโดยใช้การเชื่อมชน เพื่อให้แน่ใจว่ามีการเปลี่ยนผ่านที่ราบรื่นที่รอยต่อและหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงหน้าตัดอย่างกะทันหัน ก่อนการเชื่อม จะมีการดำเนินการทดสอบคุณสมบัติของขั้นตอนการเชื่อมอย่างเข้มงวด รวมถึงการทดสอบแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำแบบ Charpy บนรอยเชื่อมและเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน หลังจากการเชื่อม จะทำการทดสอบแบบอัลตราโซนิกหรือการทดสอบพื้นผิวบนรอยเชื่อมอย่างน้อย 50% เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีข้อบกพร่อง จากนั้นจะทำการอบชุบชิ้นงาน
โปรดทราบว่ารอยเชื่อมจะต้องมีการซึมลึกเต็มที่ และต้องปล่อยให้โลหะเย็นลงระหว่างการเชื่อมแต่ละครั้ง เนื่องจากหน้าแปลนค่อนข้างหนา อุณหภูมิจึงลดลงอย่างรวดเร็วระหว่างการเชื่อม หากการให้ความร้อนล่วงหน้าไม่เพียงพอ ก๊าซจะไม่มีเวลาหลุดออก ทำให้เกิดรูพรุน ซึ่งจะส่งผลต่อการทดสอบแรงดันน้ำ
2. ข้อต่อแบบผสม 'การขยายตัว + การเชื่อม' ระหว่างท่อและแผ่นท่อ:
นี่คือแกนหลักของกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์นี้ การเชื่อมหรือการขยายตัวเพียงอย่างเดียวไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านความแข็งแรงสูง ความต้านทานความล้า และการปิดผนึกที่แน่นหนาได้ เราใช้กระบวนการ 'ขยายก่อนแล้วเชื่อม' หรือ 'เชื่อมก่อนแล้วขยาย' (ขึ้นอยู่กับสภาวะการทำงานเฉพาะ):
การขยายตัว: ใช้เทคโนโลยีการขยายตัวด้วยไฮดรอลิก โดยมีการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อให้แน่ใจว่าผนังท่อมีการเสียรูปพลาสติกสม่ำเสมอเพื่อให้พอดีกับรูของแผ่นท่อได้อย่างแน่นหนา สิ่งนี้จะช่วยขจัดช่องว่างระหว่างท่อและรูของแผ่นท่อได้อย่างมีประสิทธิภาพ ป้องกันการกัดกร่อนแบบร่องได้อย่างมีพื้นฐาน และเพิ่มความต้านทานความล้าของข้อต่อได้อย่างมาก มีการดำเนินการทดสอบการขยายตัวล่วงหน้าอย่างเข้มงวดก่อนการขยายตัวอย่างเป็นทางการ โดยควบคุมอัตราการขยายตัวให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสมที่สุดคือ 0.9% ถึง 2.2% เพื่อหลีกเลี่ยงการขยายตัวน้อยเกินไปหรือมากเกินไป
สูตรอัตราการขยายตัว:
E = [(d - b) - (c - a)] / (a - b) x 100%
โดยที่:
- E: อัตราการขยายตัว
- a: เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD) ของท่อก่อนการขยายตัว
- b: เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (ID) ของท่อก่อนการขยายตัว
- c: เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (ID) ของรูแผ่นท่อ
- d: เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (ID) ของท่อหลังการขยายตัว
การเชื่อม: หลังจากการขยายตัว จะทำการเชื่อมปิดผนึกหรือเชื่อมเสริมความแข็งแรง สำหรับท่อผนังบาง ใช้วิธีการเชื่อมที่แม่นยำ เช่น การเชื่อม TIG แบบพัลส์ โดยการควบคุมพารามิเตอร์ เช่น กระแสสูงสุด กระแสพื้นฐาน และความเร็วในการเชื่อม (เช่น กระแสสูงสุด 115–120 A, ความเร็วในการเชื่อม 95–101 มม./นาที) การป้อนความร้อนจะถูกควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อป้องกันการไหม้ทะลุของแผ่นท่อหรือท่อแลกเปลี่ยนความร้อน สำหรับการใช้งานที่มีข้อกำหนดที่เข้มงวดกว่า อาจใช้เทคโนโลยีการเชื่อมภายในรูเพื่อทำการเชื่อมให้ซึมลึกเต็มที่ ซึ่งจะช่วยขจัดช่องว่างปลายและให้ความต้านทานต่อความล้าจากการสั่นสะเทือนที่สูงขึ้น
