แผ่นท่อแลกเปลี่ยนความร้อน – ชนิดยึดตาย / ชนิดลอย / ชนิด U – ชนิดตัน / ชนิดหุ้ม / ชนิดเชื่อมระเบิด – ตามมาตรฐาน ASME VIII-1 / TEMA / GB/T 151
Yuhong Group เป็นหนึ่งในกลุ่มแรกๆ ที่ส่งออกท่อ Chrome Moly ในประเทศจีน ด้วยประสบการณ์ประมาณ 30 ปีในการจัดหาท่อและหลอดเหล็กอัลลอยด์ ผลิตภัณฑ์ผลิตตามมาตรฐาน ASME SA335 / ASTM A335 P1, P11, P12, P22, P5, P9, P91, P92 และ ASME SA213 / ASTM A213 T1, T11, T12, T22, T5, T9, T91, T92 ท่อและหลอดเหล็กอัลลอยด์ถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี โรงกลั่นน้ำมัน โรงไฟฟ้า และอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิสูง
ประเภทแผ่นท่อ – การจำแนกโครงสร้าง
- แผ่นท่อแบบยึดตาย (TEMA L / M / N)– เชื่อมหรือขันน็อตติดกับเปลือกทั้งสองด้าน ท่อจะถูกยึดตายทั้งสองด้าน จำเป็นต้องมีข้อต่อขยายบนเปลือกเมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิ (ΔT) ระหว่างท่อและเปลือกเกินขีดจำกัด (โดยทั่วไป >60°C สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอน, >40°C สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม) เหมาะสำหรับของไหลด้านเปลือกที่สะอาด, ΔT ขนาดเล็ก และการใช้งานที่ไม่ก่อให้เกิดการอุดตัน ไม่สามารถทำความสะอาดด้านเปลือกได้หากไม่ถอดชุดท่อออกทั้งหมด
- แผ่นท่อแบบลอย (TEMA P / S / T / W)– แผ่นท่อหนึ่งแผ่นจะถูกยึดติดกับหน้าแปลนเปลือก อีกแผ่นหนึ่งจะเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ (ลอย) เพื่อรองรับการขยายตัวทางความร้อน แผ่นท่อแบบลอยจะไม่เชื่อมติดกับเปลือก ทำให้ชุดท่อเคลื่อนที่ตามแนวแกนได้ เหมาะสำหรับ ΔT ขนาดใหญ่ (>60°C) และการใช้งานที่ก่อให้เกิดการอุดตันซึ่งต้องถอดชุดท่อออก จำเป็นต้องมีฝาครอบหัวลอยเพื่อการปิดผนึก ซึ่งจะเพิ่มต้นทุนและความซับซ้อนในการบำรุงรักษา
- แผ่นท่อแบบ U-Tube (TEMA U)– แผ่นท่อเดียวรองรับปลายทั้งสองด้านของท่อรูปตัว U ไม่เกิดการขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันระหว่างท่อและเปลือก เนื่องจากท่อแต่ละเส้นขยายตัวอย่างอิสระ เหมาะสำหรับ ΔT สูง (สูงสุด 200°C), การใช้งานแก๊สแรงดันสูง, การใช้งานไฮโดรเจน และการช็อกด้วยความร้อน ไม่สามารถทำความสะอาดท่อด้วยวิธีทางกลได้ (ทำความสะอาดด้วยสารเคมีเท่านั้น); รัศมีโค้งงอ U ขั้นต่ำจำกัดการเลือกขนาด OD ของท่อ
วัสดุโครงสร้าง (ASME Section II)
วัสดุแผ่นท่อจะถูกเลือกตามสภาวะการใช้งาน ความต้านทานการกัดกร่อน และแรงดัน/อุณหภูมิการออกแบบ วัสดุที่มีให้เลือก ได้แก่:
- เหล็กกล้าคาร์บอน– SA105, SA266 Cl.2 / Cl.3 / Cl.4, SA516 Gr.60 / 65 / 70, SA350 LF1 / LF2
- เหล็กอัลลอยด์– SA182 F1, F5, F9, F11, F12, F22
- เหล็กกล้าไร้สนิม– SA182 F304 / 304L / 304H, F316 / 316L / 316H / 316Ti, F317L, F321 / 321H, F347 / 347H
- ดูเพล็กซ์ / ซูเปอร์ดูเพล็กซ์– SA182 F44, F45, F51, F53, F55, F60, F61
- ไทเทเนียม– SB265 Gr.1 / Gr.2 (โดยทั่วไปใช้เป็นวัสดุหุ้ม)
- นิกเกิลอัลลอยด์– SB564 UNS N04400 (Monel), N06600 (Inconel 600), N06625 (Inconel 625), N08800 (Incoloy 800), N08825 (Incoloy 825), N10276 (Hastelloy C-276)
ตัวเลือกการหุ้ม
สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนซึ่งแผ่นท่ออัลลอยด์ตันมีราคาสูงเกินไป แผ่นท่อแบบหุ้มจะมาพร้อมกับชั้นที่ทนต่อการกัดกร่อนที่เชื่อมติดกันทางโลหะบนฐานเหล็กกล้าคาร์บอนหรือเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำ:
- การหุ้มแบบเชื่อมระเบิด– สร้างการเชื่อมติดกันทางโลหะในสถานะของแข็งผ่านการระเบิดที่ควบคุมได้ เป็นที่นิยมสำหรับส่วนประกอบที่มีความหนาหรือเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ สามารถเชื่อมไทเทเนียมกับเหล็กได้ ความหนาของวัสดุหุ้ม: 3 มม. ถึง 12 มม. (โดยทั่วไปขั้นต่ำ 3.5 มม.) การผสมผสานทั่วไป: Ti/เหล็ก (SB265 Gr.1 / SA266 Gr.2 หรือ SA516 Gr.70N), นิกเกิลอัลลอยด์/เหล็ก
- การหุ้มแบบรีดติด– สร้างการเชื่อมติดกันทางโลหะด้วยการรีดด้วยแรงดันสูง เหมาะสำหรับวัสดุหุ้มที่บางและเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก
- การพ่นเคลือบแบบเชื่อม– โลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนถูกเคลือบด้วย SAW หรือ GTAW มีความยืดหยุ่นในการเลือกวัสดุและความหนา
แผ่นท่อหุ้มทั้งหมดจะผ่านการทดสอบความสมบูรณ์ของการเชื่อมติดตามมาตรฐาน ASME VIII-1 รวมถึงการทดสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิกและการตรวจสอบความแข็งแรงเฉือน
กระบวนการผลิต
- การตีขึ้นรูปหรือการรีดแผ่น– เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กและแรงดันสูงใช้แผ่นดิสก์ที่ตีขึ้นรูป (SA266 หรือ SA182); เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ใช้แผ่นรีด (SA516 หรือเทียบเท่า)
- การเจาะ CNC– รูปแบบรูเจาะด้วยอุปกรณ์ CNC เพื่อให้ได้เส้นผ่านศูนย์กลางรู ระยะห่าง และความคลาดเคลื่อนตำแหน่งที่แม่นยำ ใช้การเจาะรูลึกสำหรับแผ่นหนา
- การตกแต่งรู– การคว้านหรือเจาะเพื่อให้ได้ผิวสำเร็จตามที่กำหนด (Ra ≤1.6 ไมโครเมตร สำหรับข้อต่อที่ขยาย, ≤3.2 ไมโครเมตร สำหรับข้อต่อที่เชื่อม)
- การเซาะร่อง– รูท่ออาจมีการเซาะร่องหรือหยักเพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลของข้อต่อที่ขยาย จำนวนและความลึกของร่องตาม TEMA RCB-4.3
ขนาดแผ่นท่อ
| พารามิเตอร์ |
ช่วง |
มาตรฐาน / หมายเหตุ |
| เส้นผ่านศูนย์กลาง (OD) |
200 มม. – 4,000 มม. |
จำกัดโดยความสามารถในการตีขึ้นรูป/รีดและการขนส่ง |
| ความหนา |
15 มม. – 350 มม. |
กำหนดโดย ASME VIII-1 UG-34 / TEMA RCB-4.3 |
| เส้นผ่านศูนย์กลางวงน็อต |
ตรงกับหน้าแปลนเปลือกหรือหน้าแปลนช่อง |
ตาม ASME B16.5 / B16.47 |
| จำนวนรูน็อต |
ตรงกับมาตรฐานหน้าแปลน |
ตาม ASME / TEMA |
| เส้นผ่านศูนย์กลางรูน็อต |
เส้นผ่านศูนย์กลางน็อต + ระยะห่าง 1.5 มม. – 3.0 มม. |
ตามมาตรฐานหน้าแปลน |
| พื้นผิวรองรับปะเก็น |
หน้ายก (RF) หรือข้อต่อแบบแหวน (RTJ) |
ตาม ASME B16.5 |
การออกแบบความหนาแผ่นท่อ (ตาม ASME VIII-1)
ความหนาขั้นต่ำที่ต้องการของแผ่นท่อจะถูกคำนวณตาม ASME VIII-1 ภาคผนวก A หรือ TEMA RCB-4.3 สูตรอย่างง่ายสำหรับการกำหนดขนาดเบื้องต้น:
แผ่นท่อแบบยึดตาย (ตาม ASME VIII-1 ภาคผนวก A)
- t = F * (P * D) / (2 * S * E – 0.2 * P) * C (การแก้ไขประสิทธิภาพของช่องว่างระหว่างรูท่อ)
- โดยที่: F = ปัจจัยการออกแบบ (โดยทั่วไป 1.0 – 1.5 ขึ้นอยู่กับประเภทข้อต่อท่อกับแผ่นท่อ), P = แรงดันออกแบบ (ค่าสูงสุดของด้านท่อหรือด้านเปลือก หรือแรงดันแตกต่าง), D = เส้นผ่านศูนย์กลางแผ่นท่อ, S = ความเค้นที่ยอมรับได้ที่อุณหภูมิออกแบบ, E = ประสิทธิภาพของช่องว่าง (พื้นที่ช่องว่าง / พื้นที่ระยะพิทช์ทั้งหมด)
- ประสิทธิภาพของช่องว่าง η = (p – d) / p (สำหรับระยะพิทช์สามเหลี่ยม), โดยที่ p = ระยะพิทช์, d = เส้นผ่านศูนย์กลางรู
แผ่นท่อแบบลอย (ตาม TEMA RCB-4.3)
- t = d * sqrt(C * P / S * E)
- โดยที่: d = เส้นผ่านศูนย์กลางแผ่นท่อ (สำหรับแผ่นวงกลม), C = ปัจจัยการจำกัดขอบ (0.3 – 0.5 ขึ้นอยู่กับสภาวะการรองรับ)
ข้อจำกัดความหนาขั้นต่ำ
- สำหรับข้อต่อท่อที่ขยาย: ความหนาแผ่นท่อขั้นต่ำ ≥ 1.5* OD ท่อ หรือ ≥ OD ท่อ + 20 มม. (แล้วแต่ว่าค่าใดจะมากกว่า)
- สำหรับข้อต่อท่อที่เชื่อม: ความหนาขั้นต่ำ ≥ 1.0* OD ท่อ หรือ ≥ 20 มม. (แล้วแต่ว่าค่าใดจะมากกว่า)
- สำหรับแบบผสม (เชื่อม + ขยาย): ความหนาขั้นต่ำ ≥ OD ท่อ + 15 มม.
องค์ประกอบทางเคมี (ทั่วไปสำหรับเหล็กกล้าคาร์บอน SA266 Gr.2)
| ธาตุ |
องค์ประกอบ (%) |
| C |
0.20 สูงสุด |
| Mn |
0.80 – 1.20 |
| P |
0.035 สูงสุด |
| S |
0.040 สูงสุด |
| Si |
0.15 – 0.40 |
คุณสมบัติทางกล (SA266 Gr.2)
| คุณสมบัติ |
ข้อกำหนด |
| ความต้านทานแรงดึง, ต่ำสุด |
480 MPa (70 ksi) |
| ความแข็งแรงคราก, ต่ำสุด |
275 MPa (40 ksi) |
| การยืดตัวใน 50 มม. |
22% |
| การลดพื้นที่หน้าตัด |
35% |
เอกสารประกอบการจัดส่ง
- ใบรับรองการทดสอบวัสดุ (EN 10204 3.1 หรือ 3.2) – แผ่นฐาน, วัสดุหุ้ม, วัสดุเติม
- รายงานข้อมูล ASME U-stamp (ถ้ามี) – รวมถึงการคำนวณการออกแบบ
- เอกสารข้อมูล TEMA (Class R/B/C) – ถ้ามี
- รายงานการตรวจสอบขนาด (เส้นผ่านศูนย์กลางรู, ระยะพิทช์, ความเบี่ยงเบนของช่องว่าง, ความเรียบ, ความหนา)
- รายงาน NDE – UT (การปิดกั้น), UT (การเชื่อมติดของวัสดุหุ้ม), PT (พื้นผิว), กล้องส่อง
- รายงานการทดสอบความแข็งแรงเฉือนของการเชื่อมติดของวัสดุหุ้ม (ถ้าเป็นแบบหุ้ม – เชื่อมระเบิด หรือ รีดติด)
- รายงานผิวสำเร็จของรูท่อ (บันทึกโปรไฟล์มิเตอร์ – ตัวอย่าง 5% ของรู)
- ข้อกำหนดกระบวนการเชื่อม (WPS) และบันทึกการรับรอง (PQR) – หากมีการพ่นเคลือบแบบเชื่อม หรือการเชื่อมแผ่นท่อกับเปลือก
- แผนภูมิการอบอ่อนหลังการเชื่อม (PWHT) – หากดำเนินการ (บันทึกเวลา-อุณหภูมิ)
- แบบวาด (ตามสภาพจริง) – พร้อมพิกัดรูปแบบรู, ระยะพิทช์ และขนาด
รายการตรวจสอบการเลือกแผ่นท่อ
เมื่อสั่งซื้อแผ่นท่อ (ใหม่, เปลี่ยน, หรือสำรอง) โปรดระบุ:
- ประเภทแผ่นท่อ– แบบยึดตาย / แบบลอย / แบบ U-tube
- ID เปลือกและ ID ช่อง– กำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางแผ่นท่อ
- จำนวนท่อและรูปแบบการจัดเรียงท่อ– สามเหลี่ยม / สี่เหลี่ยม / สี่เหลี่ยมหมุน
- OD ท่อและความหนาผนัง– กำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางรูและระยะพิทช์
- ระยะพิทช์ท่อ(ระยะห่างจากศูนย์กลางถึงศูนย์กลาง) – ตาม TEMA หรือ GB/T 151
- เส้นผ่านศูนย์กลางรูท่อ– ความคลาดเคลื่อน H11 ตาม ISO 286
- ประเภทข้อต่อท่อกับแผ่นท่อ– ขยาย / เชื่อม / ผสม / เต็มการซึม
- ความหนาแผ่นท่อ– ตาม ASME VIII-1 ภาคผนวก A หรือ TEMA RCB-4.3
- วัสดุแผ่นท่อ– CS / SS / Duplex / Ti / Alloy (ตัน หรือ หุ้ม)
- ข้อกำหนดการหุ้ม(ถ้ามี) – วัสดุ, ความหนา, วิธีการ (เชื่อมระเบิด / รีดติด / พ่นเคลือบแบบเชื่อม)
- แรงดันออกแบบ– ด้านท่อและด้านเปลือก (ระบุแรงดันแตกต่างด้วย)
- อุณหภูมิออกแบบ– ด้านท่อและด้านเปลือก
- ประเภทการเชื่อมต่อหน้าแปลน– RF (หน้ายก) หรือ RTJ (ข้อต่อแบบแหวน) – หากแผ่นท่อมีหน้าแปลน
- มาตรฐานการเจาะรูหน้าแปลน– ASME B16.5 / B16.47 หรือ HG/T 20615
- ข้อกำหนด PWHT– ขึ้นอยู่กับความหนาวัสดุและการใช้งาน (ตาม UCS-56)
- ข้อกำหนด NDE– ตาม ASME VIII-1 หรือข้อกำหนดโครงการ
- การปรับปรุงพื้นผิว(ถ้าจำเป็น) – การดอง / การพาสซีเวชั่น / การเคลือบ / การขัดเงาด้วยไฟฟ้า
