Tube Bundle เป็นชุดประกอบการถ่ายเทความร้อนหลัก
มัดท่อคือส่วนประกอบการถ่ายเทความร้อนหลักของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและแบบท่อ ประกอบด้วยท่อ แผ่นท่อ แผ่นกั้นหรือแผ่นรองรับ แท่งยึด สเปเซอร์ และส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง มัดจะแยกของเหลวด้านท่อออกจากของเหลวด้านเปลือก และจัดให้มีพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนระหว่างลำธารทั้งสอง
มัดท่อสามารถจัดหาเป็นมัดทดแทน มัดอะไหล่ หรือชุดประกอบที่สมบูรณ์สำหรับตัวแลกเปลี่ยนความร้อนใหม่ ได้รับการออกแบบและผลิตตาม TEMA Class C, B หรือ R, ASME Section VIII Division 1 หรือ Division 2 และ GB/T 151 สำหรับการใช้งานภายในประเทศ
ประเภทมัดท่อ – การจำแนกโครงสร้าง
มัดแผ่นท่อคงที่ (TEMA L / M / N)
ท่อได้รับการแก้ไขที่ปลายทั้งสองข้างเป็นแผ่นท่อที่อยู่กับที่ แผ่นท่อถูกเชื่อมหรือยึดเข้ากับเปลือก การขยายตัวทางความร้อนจะรองรับได้โดยข้อต่อการขยายตัวบนเปลือกเมื่ออุณหภูมิที่แตกต่างกันระหว่างท่อและเปลือกเกินขีดจำกัดที่อนุญาตสำหรับการรวมกันของวัสดุ
การใช้งานทั่วไป: ทำความสะอาดของเหลวด้านเปลือก ความแตกต่างของอุณหภูมิปานกลาง บริการที่ไม่เปรอะเปื้อน
ชุดท่อยู (TEMA U)
ท่อจะโค้งงอเป็นรูปตัว U และปลายทั้งสองข้างจะยึดอยู่กับแผ่นท่อแผ่นเดียว แต่ละท่อจะขยายตัวอย่างอิสระ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีข้อต่อขยายของเปลือกสำหรับความแตกต่างของอุณหภูมิที่สูง
การใช้งานทั่วไป: ส่วนต่างความร้อนสูง บริการก๊าซแรงดันสูง บริการไฮโดรเจน สภาวะการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิฉับพลัน
ข้อจำกัด: ไม่สามารถทำความสะอาดท่อแต่ละท่อจากด้านในด้วยเครื่องจักรได้ จำเป็นต้องทำความสะอาดด้วยสารเคมี
มัดหัวลอย (TEMA P / S / T / W)
แผ่นท่อหนึ่งแผ่นได้รับการแก้ไข และอีกแผ่นหนึ่งสามารถเคลื่อนย้ายได้อย่างอิสระโดยการขยายตัวจากความร้อน หัวด้านหลังสามารถถอดออกได้ ทำให้สามารถดึงมัดออกมาเพื่อทำความสะอาดกลไกได้
การใช้งานทั่วไป: บริการการเปรอะเปื้อนอย่างรุนแรง อุณหภูมิที่แตกต่างกันมาก ปัจจัยการเปรอะเปื้อนด้านเปลือกสูง
ส่วนประกอบหลัก – ข้อมูลจำเพาะ
หลอด
| พารามิเตอร์ | พิสัย | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| ท่อ OD | 12.7 มม. – 50.8 มม | OD เล็กลงสำหรับแรงดันสูงขึ้น OD ที่ใหญ่กว่าสำหรับการบริการที่เปรอะเปื้อน |
| ความหนาของผนังท่อ | 0.9 มม. – 5.0 มม | เลือกตาม ASME VIII-1 UG-27 |
| ความยาวท่อ | 1.5 ม. – 12.0 ม | ความยาวมาตรฐาน ได้แก่ 2.44 ม., 4.88 ม., 6.10 ม., 9.75 ม. |
| ระยะพิทช์ของท่อ | 1.25 × – 2.0 × ท่อ OD | สนามสามเหลี่ยมเพื่อการถ่ายเทความร้อนที่สูงขึ้น สนามสี่เหลี่ยมสำหรับการทำความสะอาดเชิงกล |
| การจัดเรียงท่อ | สามเหลี่ยม (30°/60°) / สี่เหลี่ยมจัตุรัส (90°/45°) | รูปสามเหลี่ยมให้พื้นที่ผิวต่อหน้าตัดของเปลือกสูงขึ้น |
แผ่นท่อ
| พารามิเตอร์ | ช่วง / ค่า | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| ความหนา | 15 มม. – 350 มม | ตาม ASME VIII-1 ภาคผนวก AA / TEMA RCB-4.3 |
| ความอดทนของเส้นผ่านศูนย์กลางรู | H11 ต่อ ISO 286 | ตัวอย่าง: Ø25.2 มม. +0.13/0 |
| จบหลุม | Ra ≤ 1.6 μm สำหรับข้อต่อขยาย Ra ≤ 3.2 μm สำหรับรอยเชื่อม | ต้องการการตกแต่งที่ละเอียดยิ่งขึ้นสำหรับการขยาย |
| ความกว้างของเอ็น | เส้นผ่านศูนย์กลางรูขั้นต่ำ 0.8 × | ตาม ASME VIII-1 ภาคผนวก A |
| วัสดุ | CS / SS / ดูเพล็กซ์ / Ti / โลหะผสม / หุ้ม | จับคู่กับของเหลวด้านท่อและด้านเปลือก |
แผ่นกั้นและแผ่นรองรับ
| พารามิเตอร์ | ช่วง / ค่า | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| ประเภทแผ่นกั้น | แบบแบ่งส่วน / แบบสองส่วน / แบบขดลวด / การสนับสนุนเต็มรูปแบบ | โดยทั่วไปการตัดตามส่วนจะอยู่ที่ 20% – 35% |
| ระยะห่างทำให้ยุ่งเหยิง | 0.2 × – 1.0 × ID เชลล์ | ขึ้นอยู่กับความยาวของท่อและความเร็วการไหลข้ามที่ไม่รองรับ |
| ความยาวท่อสูงสุดที่ไม่รองรับ | CS: ≤ 36 × หลอด OD; เอสเอส: ≤ 30 × ท่อ OD | ต่อ TEMA RCB-4.2 |
| ความหนาของแผ่นกั้น | 3.0 มม. – 16 มม | ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของแรงดันและช่วงรองรับ |
| เส้นผ่านศูนย์กลางของก้านผูก | M8 – M24 หรือเทียบเท่า | มัดขั้นต่ำ 4 คันต่อมัด |
การเลือกใช้วัสดุ – ท่อและแผ่นท่อ
วัสดุท่อ
| วัสดุ | ข้อมูลจำเพาะ | ช่วงอุณหภูมิ | ขีดจำกัดของคลอไรด์ | แอปพลิเคชัน |
|---|---|---|---|---|
| เหล็กกล้าคาร์บอน | SA-179 / SA-106 Gr.B / 20# | -20°ซ ถึง +425°ซ | ไม่สามารถใช้ได้ | น้ำ น้ำมัน ไอน้ำ ไฮโดรคาร์บอนที่สะอาด |
| สแตนเลส 304L / 304 | ASTM A213 TP304L | -196°ซ ถึง +600°ซ | ≤ 200 แผ่นต่อนาที | ของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเล็กน้อย ไอน้ำสะอาด เกรดอาหาร |
| สแตนเลส 316L / 316 | มาตรฐาน ASTM A213 TP316L | -196°ซ ถึง +500°ซ | ≤ 200 แผ่นต่อนาที | กรดอินทรีย์ สารละลายเกลือ ไฮโดรคาร์บอนที่มีคลอไรด์ |
| ดูเพล็กซ์ 2205 | มาตรฐาน ASTM A789 S32205 | -40°ซ ถึง +280°ซ | ≤ 300 ppm ที่ 80°C | บริการนอกชายฝั่ง น้ำทะเล CO₂/H₂S |
| ไทเทเนียม Gr.2 | มาตรฐาน ASTM B338 | -40°ซ ถึง +230°ซ | สูงถึง 20,000 แผ่นต่อนาที | น้ำทะเล น้ำเกลือ สภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูง |
| ทองแดง-นิกเกิล C70600 | มาตรฐาน ASTM B111 | -40°ซ ถึง +200°ซ | < 500 แผ่นต่อนาที | น้ำหล่อเย็นทางทะเล, น้ำกร่อย |
| ล้อแม็ก 625 / 825 / 800H | มาตรฐาน ASTM B163 / B444 | -196°ซ ถึง +600°ซ | สูงถึง 500 แผ่นต่อนาที | บริการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง, ก๊าซเปรี้ยว |
วัสดุแผ่นท่อ
เหล็กกล้าคาร์บอน SA-516 Gr.70 สำหรับของเหลวข้างท่อที่ไม่กัดกร่อน
สแตนเลสหุ้มบนเหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับการกัดกร่อนด้วยแรงดันสูง ความหนาของผนังขั้นต่ำ 3 มม
สแตนเลสแข็ง 304L / 316L สำหรับการกัดกร่อนอย่างเต็มที่
ดูเพล็กซ์หรือไทเทเนียมสำหรับบริการนอกชายฝั่งและน้ำทะเล
แผ่นโลหะผสม เช่น Inconel 625 สำหรับการให้บริการที่มีรสเปรี้ยวรุนแรงหรือคลอไรด์
ประเภทข้อต่อ Tube-to-Tubesheet
| ประเภทข้อต่อ | วิธี | แรงดึงออก | บริการที่เกี่ยวข้อง |
|---|---|---|---|
| ขยายเท่านั้น | การขยายไฮดรอลิกที่ 160–220 MPa ค้างไว้ 5–8 วินาที | ≥ 20 เมกะปาสคาลสำหรับ CS; ≥ 25 MPa สำหรับ SS | ของเหลวที่สะอาด ปลอดสารพิษ ไม่เป็นวงจร |
| เชื่อมเท่านั้น | เชื่อมเนื้อ GTAW ขา 1.5–2.0 มม | การยึดเชิงกลจากการเชื่อมเท่านั้น | บริการก๊าซแรงดันสูงไฮโดรเจน |
| เชื่อม+ขยาย | รอยเชื่อมซีลพร้อมส่วนขยายไฮดรอลิกที่ 160–200 MPa | ≥ 25 เมกะปาสคาล | บริการระบายความร้อนแบบวงจร แรงดันสูง ของเหลวที่เป็นพิษ |
| เชื่อมเจาะเต็ม | GTAW เจาะเต็ม | ≥ 30 เมกะปาสคาล | ความดันสูง ไฮโดรเจน มีปัจจัยด้านความปลอดภัยสูง |
กระบวนการผลิต – การควบคุมที่สำคัญ
การเจาะแผ่นท่อ
ขนาดดอกสว่านควบคุมตามพิกัดความเผื่อ H11 ต่อ ISO 286
ส่วนเบี่ยงเบนของเอ็น ≤ ± 0.2 มม. จากการวาด
ผิวสำเร็จของรู Ra ≤ 1.6 μm สำหรับข้อต่อแบบขยาย
รูทั้งหมดถูกลบคมทั้งสองด้านและทำความสะอาดก่อนใส่ท่อ
การขยายท่อ
แรงดันขยายตัวไฮดรอลิก 160–220 MPa; จับเวลาได้ 5-8 วินาที
ความลึกของการขยายตัวขั้นต่ำ 1.5 × tube OD หรือ 2 × ความหนาของผนังท่อลงในแผ่นท่อ
การตรวจสอบเกจหลังการขยายตัว: 100% ของท่อยอมรับเกจบอลที่เล็กกว่า ID ของท่อ 0.5 มม.
การทดสอบแบบดึงออกในบทความแรกต่อชุด
การเชื่อมแบบ Tube-to-Tubesheet
กระบวนการ GTAW อัตโนมัติหรือด้วยตนเอง
ขาเนื้อสูง 1.5–2.0 มม. สำหรับการเชื่อมซีล
การเจาะทะลุแบบเต็ม การเจาะรากเชื่อม ≥ 0.5 มม. เข้าไปในผนังท่อ
การทดสอบการแทรกซึมของของเหลว 100% ตาม ASME VIII-1 UW-51
ขั้นตอนการเชื่อมที่ผ่านการรับรองตาม ASME มาตรา IX
การรักษาความร้อนหลังการเชื่อม
จำเป็นเมื่อความหนาของแผ่นท่อเหล็กคาร์บอนเกิน 38 มม
จำเป็นเมื่อบริการมี H₂S แบบเปียกต่อ NACE MR0175 / ISO 15156
วงจร PWHT ทั่วไป: 620°C ± 10°C ค้างไว้ 1 ชั่วโมงต่อความหนา 25 มม. ขั้นต่ำ 1 ชั่วโมง
อัตราการทำความเย็นที่ควบคุม ≤ 50°C/ชั่วโมง ถึง 400°C
การตรวจสอบและการทดสอบต่อชุด
การตรวจสอบมิติ
| รายการ | ความอดทน | วิธี |
|---|---|---|
| ท่อ OD | ±0.11 มม. ต่อ ASTM B730 | ไมโครมิเตอร์ |
| ความหนาของผนังท่อ | ±10% ของค่าเล็กน้อย | เกจอัลตราโซนิก |
| ความยาวมัด | ±1.5 มม. ต่อ TEMA RCB-8 | สายวัดหรือเลเซอร์ |
| ระยะห่างทำให้ยุ่งเหยิง | ±1.5 มม | คาลิปเปอร์หรือแม่แบบ |
| การเบี่ยงเบนของเอ็นรู | ≤ ±0.2 มม | เครื่องเปรียบเทียบแสง |
| รัศมีโค้งตัวยู | R ≥ 2 × ท่อ OD | มาตรวัดเทมเพลต |
การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย
การเชื่อมแบบ Tube-to-tubesheet: การทดสอบการแทรกซึมของของเหลว 100% ต่อ ASME VIII-1 UW-51
การหุ้มแผ่นท่อ: การทดสอบอัลตราโซนิก 100% เพื่อความสมบูรณ์ของพันธะต่อ ASME VIII-1 UW-13
พื้นผิวภายในของท่อ: การตรวจสอบ Borescope กับตัวอย่างแบบสุ่ม ท่อผ่านเกจบอล 100%
ท่อครีบ ถ้ามี: การตรวจสอบด้วยสายตาเพื่อดูว่าครีบหลวมหรือหายไป
การทดสอบแรงดัน
การทดสอบอุทกสถิต: แรงดันการออกแบบ 1.3 × ต่อ ASME VIII-1 UG-99
เวลาถือครอง: ขั้นต่ำ 30 นาที
การยอมรับ: แรงดันตกเป็นศูนย์และไม่มีการรั่วไหลที่มองเห็นได้
การทดสอบการรั่วไหลของลม หากระบุ: อากาศหรือไนโตรเจน 0.6 MPa; การตรวจจับฟองสบู่
การยอมรับอัตราการรั่วไหล: ≤ 1×10⁻⁵ Pa·m³/s ต่อวิธีการปากเทียบเท่า
เอกสารประกอบต่อการจัดส่ง
ใบรับรองการทดสอบวัสดุตามมาตรฐาน EN 10204 3.1 หรือ 3.2
รายงานข้อมูล ASME U-stamp หากมี
แผ่นข้อมูล TEMA เสร็จสมบูรณ์ต่อการออกแบบ
รายงานการตรวจสอบมิติ
รายงานการทดสอบอุทกสถิตพร้อมแผนภูมิบันทึกแรงดัน
รายงาน NDE สำหรับ PT, UT, RT หรือ VT ตามที่ดำเนินการ
ข้อกำหนดขั้นตอนการเชื่อมและบันทึกคุณสมบัติขั้นตอน
มัดท่อตามแบบที่สร้างขึ้น
รายงานการทดสอบการดึงท่อออกสำหรับบทความแรก
รายการบรรจุภัณฑ์ที่มีขนาดและน้ำหนักในการจัดส่งเป็นมัด
รายการตรวจสอบการคัดเลือก – Tube Bundle
ประเภท TEMA – แผ่นท่อคงที่ / ท่อ U / หัวลอย
เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของเปลือกและเส้นผ่านศูนย์กลางแผ่นท่อ
ท่อ OD ความหนาและความยาวของผนัง
ระยะพิทช์และการจัดเรียงท่อ – สามเหลี่ยม / สี่เหลี่ยม
วัสดุท่อและวัสดุแผ่นท่อ
ประเภทข้อต่อแบบ Tube-to-tubesheet – ขยาย / เชื่อม / รวม
ออกแบบแรงดันสำหรับด้านท่อและด้านเปลือก
อุณหภูมิการออกแบบสำหรับด้านท่อและด้านเปลือก
องค์ประกอบของของไหลสำหรับทั้งสองด้าน – เพื่อตรวจสอบความเข้ากันได้ของวัสดุ
ค่าเผื่อการกัดกร่อนของท่อและแผ่นท่อ
ประเภทแผ่นกั้นและระยะห่าง – ขึ้นอยู่กับเกณฑ์การลดแรงดันและการสั่นสะเทือนที่อนุญาต
ข้อกำหนด NDE และการทดสอบตามข้อกำหนดของโครงการ
ข้อกำหนด PWHT ขึ้นอยู่กับวัสดุและบริการ
จำนวน – ชุดทดแทน ชุดอะไหล่ หรืออุปกรณ์ใหม่
คำชี้แจงข้อจำกัดการออกแบบ – ชุดท่อ
มัดท่ออยู่ภายใต้ข้อจำกัดต่อไปนี้:
โดยจะต้องตรงกับรูปทรงของเปลือก ขนาดแผ่นท่อ และรูปแบบหน้าแปลนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีอยู่
ไม่ได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันภายในจนกว่าจะประกอบเข้ากับเปลือก ช่อง และหน้าแปลน
ไม่แนะนำให้ใช้ปริมาณของแข็งด้านท่อที่มากกว่า 2% โดยน้ำหนักหากไม่มีการกรองขั้นต้น เนื่องจากการกัดเซาะและความเสี่ยงในการอุดตันของท่อ
ไม่แนะนำให้ใช้ข้อต่อแบบขยายอย่างเดียวสำหรับการหมุนเวียนความร้อนมากกว่า 500 รอบต่อปี หรือสำหรับการบริการที่เป็นพิษ
ท่อมัดรวม U ไม่สามารถทำความสะอาดด้วยเครื่องจักรภายในท่อได้ จำเป็นต้องทำความสะอาดด้วยสารเคมี
การมัดรวมแผ่นท่อแบบตายตัวอาจต้องใช้ข้อต่อขยายของเปลือกเมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิเกินขีดจำกัดที่อนุญาต
สำหรับการบริการสุญญากาศที่ต่ำกว่า 1 kPa สัมบูรณ์ อาจจำเป็นต้องมีการเสริมความแข็งหรือการรองรับเพิ่มเติมตาม ASME VIII-1 UG-29
น้ำไฮโดรทดสอบสำหรับสเตนเลสออสเทนนิติกต้องมีปริมาณคลอไรด์ ≤ 50 ppm เพื่อป้องกันการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น
