API 660 Shell & Tube Tipi Isı Değiştiricisi ASME Petrokimya ve Rafinasyon Ekipmanı

API 660 Kabuk ve Borulu Isı Eşanjörü | ASME Petrokimya ve Rafineri Ekipmanları

API 660 Nedir?

API 660, Amerikan Petrol Enstitüsü'nün petrol, gaz ve petrokimya endüstrilerindeki kabuk ve borulu ısı eşanjörleri için standardıdır ve yüksek basınçlı, yüksek sıcaklıklı ve aşındırıcı ortamlarda güvenliği ve güvenilirliği sağlamak için tasarım, malzemeler, test ve denetim gereksinimlerini belirtir. ASME BPVC ve ISO 16812 ile uyumludur ve rafinerilerde, gaz tesislerinde ve açık deniz platformlarında kritik uygulamalar için sağlam yapı, korozyona dayanıklı malzemeler (paslanmaz çelik gibi) ve sıkı kalite kontrolü (hidrostatik test ve NDE dahil) zorunludur. API 660'a uygunluk, endüstri tarafından kanıtlanmış dayanıklılığın sinyalini verir, arıza sürelerini ve operasyonel riskleri azaltır.

Temel İşlev:

İki akışkan (tipik olarak sıvılar veya gaz/sıvı) arasında, onları karıştırmadan, silindirik bir kabuk içinde kapatılmış bir boru demeti kullanarak ısı transferi sağlamaktır. Bir akışkan borulardan (boru tarafı) akar, diğeri ise kabuk içindeki boruların etrafında akar (kabuk tarafı).

Neden K&BIE Petrol ve Gaz Sektörüne Hükmediyor?

1. Yüksek Basınç ve Sıcaklık Kapasitesi: Sağlam yapı, aşırı O&G proses koşullarını (HP/HT kuyuları, rafinasyon, sıkıştırma) kaldırır.

2. Kanıtlanmış Güvenilirlik ve Dayanıklılık: Kritik hizmette uzun bir geçmişe sahip olgun tasarım.

3. Tasarım Esnekliği: Yapılandırma seçenekleri aracılığıyla çeşitli akışkanlara (ham petrol, gaz, su, kimyasallar), akış hızlarına, sıcaklıklara, basınçlara ve kirlenme eğilimlerine uyarlanabilir.

4. Bakım Kolaylığı: Boru demetleri genellikle temizlik, onarım veya değiştirme için çıkarılabilir (özellikle yüzer kafa tasarımları).

5. Verimlilik: Özellikle türbülanslı akış ve geliştirilmiş yüzeylerle yüksek ısı transfer katsayıları elde edebilir.

Temel Bileşenler (API 660 Odaklı):

1. Kabuk: Silindirik basınçlı kap (ASME Bölüm VIII Bölüm 1/2). Korozyon için malzeme seçimi kritik (CS, SS, Dubleks, Nikel alaşımları, Kaplama).

2. Boru Demeti: Çekirdek ısı transfer elemanı.

   • Borular: Dikişsiz/kaynaklı; basınç düşüşü/kirlenme için boyutlandırılmış; malzeme kritik.

   • Boru Levhaları: Borular için delinmiş kalın plakalar; genellikle kaplamalı; diferansiyel genleşme için kritik.

   • Baffler: Boruları destekler, kabuk tarafı türbülansını indükler (segmental, helisel, çubuk). Aralığı/tasarımı titreşimi ve performansı etkiler.

   • Bağlantı Çubukları ve Ayırıcılar: Baffle'ları sabitleyin.

3. Kanal/Başlıklar (Boru Tarafı): Boru tarafı akışkanı dağıtır; erişime izin verir (çıkarılabilir kapak - cıvatalı, kaporta).

4. Nozullar: Kabuk ve boru tarafı akışkanları için giriş/çıkış. Akışkan hızı sınırlarına göre boyutlandırılmış (API 660/API RP 14E).

5. TEMA Tipi: Ön başlık, kabuk tipi, arka başlığa göre mekanik konfigürasyonu tanımlar. Yaygın O&G tipleri: AES, BEM, AEP, AKT (Termal genleşme için yüzer kafalar yaygın).

Kritik Petrol ve Gaz Uygulamaları:

1. Üretim: Ham petrol soğutma, üretilen su soğutma, gaz soğutma (sıkıştırmadan sonra), glikol dehidrasyonu (kaynatıcılar/soğutucular).

2. Rafinasyon: Besleme ön ısıtıcıları, ürün soğutucuları, kaynatıcılar, damıtmada, hidrojenle işlemde, katalitik ünitelerde kondenserler.

3. Gaz İşleme: Gaz/gaz eşanjörleri (rejenerasyon/soğutma), gaz/sıvı soğutucular, amin solüsyonu soğutucuları/kaynatıcıları, soğutucu kondenserler/evaporatörler.

4. İletim: Yağlama yağı soğutucuları, sıkıştırmadan sonra gaz soğutma.

5. Yardımcı Tesisler: Soğutma suyu sistemleri, ısı geri kazanımı.

API 660 Uygunluğu: O&G Standardı

API 660, petrol ve doğal gaz endüstrilerinde K&BIE için zorunlu standarttır. Uygunluk şunları sağlar:

1. Sağlam Tasarım ve Yapı: Minimum tasarım marjlarını, malzeme gereksinimlerini, imalat standartlarını (kaynak, NDE), basınç testini zorunlu kılar.
2. Güvenlik ve Güvenilirlik: Belirli O&G tehlikelerini ele alır (ekşi hizmet, yangına maruz kalma, titreşim).
3. Değiştirilebilirlik ve Tutarlılık: Boyutları, nozül yüklerini, adlandırmayı, dokümantasyonu standartlaştırır.
4. Belirli O&G Gereksinimleri:

• Tasarım Koşulları: Açıkça tanımlanmış çalışma ve tasarım basınçları/sıcaklıkları.
• Malzemeler: Ekşi hizmet için daha katı gereksinimler (NACE MR0175/ISO 15156), darbe testi, korozyon payları.
• İmalat ve Denetim: Titiz kaynak prosedürleri (WPQR), kapsamlı NDE (RT, UT, PT, MT tanımlanmış kriterlere göre), sıkı boyutsal toleranslar.
• Boru-Boru Levhası Birleşimleri: Mukavemet kaynağı + genleşme genellikle gereklidir; sızdırmazlık testi kriterleri belirtilir.
• Nozül Yükleri: Arayüz boruları için standartlaştırılmış kabul edilebilir harici yük sınırları (kuvvetler/momentler).
• Titreşim Analizi: Akış kaynaklı titreşimden (FIV) kaynaklanan boru arızasını önlemek için zorunlu değerlendirme (Ek N).
• Test: Hidrostatik test basınçları tanımlanır; isteğe bağlı pnömatik/duyarlı sızdırmazlık testleri.
• Dokümantasyon: Malzeme sertifikaları, NDE raporları, test sonuçları, çizimler dahil olmak üzere Kapsamlı Veri Raporları (Üretici Veri Raporu - MDR).
• Ekler: Aşağıdaki gibi kritik yönleri ele alır:

  • Ek F: Düşük sıcaklık hizmeti.

  • Ek G: Ölümcül hizmet.

  • Ek H: Doğrudan ateşlemeli ısıtıcılar.

  • Ek K: Plaka ve çerçeve eşanjörleri (dahilse).

  • Ek M: Hava soğutmalı eşanjörler (dahilse).

  • Ek N: Akış kaynaklı titreşim.

API 660 Uyumlu K&BIE'nin Avantajları:

• Gelişmiş Güvenlik: Tehlikeli ortamlarda sızıntı/arıza riskini azaltır.
• Öngörülebilir Performans: Katı termal ve hidrolik gereksinimleri karşılar.
• Daha Uzun Hizmet Ömrü: Korozyon kontrolüne, titreşim önlemeye ve kaliteli imalata odaklanma.
• Daha Kolay Tedarik ve Bakım: Standartlaştırılmış tasarım, yedek parçaları ve onarımları basitleştirir.
• Yasal Kabul: O&G sektöründeki çoğu büyük proje için gereklidir.

Dezavantajları:

• Daha Yüksek İlk Maliyet: Katı malzeme, imalat ve denetim gereksinimleri nedeniyle.
• Boyut/Ağırlık: Açık deniz/platform kurulumlarını etkileyen hantal ve ağır olabilir.
• Kirlenme: Akışkan özellikleri veya hızları düzgün yönetilmezse duyarlıdır (tasarım seçimleriyle azaltılır).
• Sınırlı Yaklaşım Sıcaklıkları: Yakın sıcaklık yaklaşımları için plaka eşanjörlerinden daha az verimli.