Bir tüp levhası, kabuk ve tüp ısı değiştiricisinin birincil basınç içeren bileşenidir; tüp tarafı akışkanını kabuk tarafı akışkanından ayırır ve tüp demeti için yapısal destek sağlar. Tüplerin yerleştirileceği bir delik desenine sahip düz dairesel bir plakadır; bu tüpler daha sonra tüp-tüp levhası bağlantısını oluşturmak üzere genişletilir, kaynaklanır veya her ikisi de yapılır.
Tüp levhası şu işlevleri görür:
Tüp tarafı ve kabuk tarafı arasında bir basınç sınırı (iki basınçtan daha yüksek olana veya diferansiyel basınca dayanmalıdır)
Tüp demeti için yapısal destek (tüp yüklerini kabuk flanşına iletir)
Akış dağıtıcısı (giriş/çıkış nozulları akışkanı belirli tüp sıralarına yönlendirir)
Bu ürün, ASME Bölüm VIII Bölüm 1 veya Bölüm 2, TEMA Sınıf R (rafineri), B (kimyasal) veya C (ticari) ve yerel uygulamalar için GB/T 151'e göre tasarlanmış ve üretilmiştir. Tüp levhaları bağımsız dövme veya haddelenmiş plakalar olarak veya komple bir tüp demeti tertibatının parçası olarak tedarik edilir.
Tüp levhası her iki uçtan kabuğa doğrudan kaynaklanır veya cıvatalanır
Tüpler her iki tüp levhasında sabitlenmiştir; kabuk tüp levhalarıyla bütünleşik
Termal genleşme telafisi: Tüp ve kabuk arasındaki ΔT izin verilenin üzerine çıktığında (karbon çeliği için tipik olarak > 60°C; paslanmaz çelik için > 40°C) kabuk üzerinde genleşme derzi gerektirir
Uygulama: Temiz kabuk tarafı akışkanları, küçük sıcaklık farkı, kirlenmeyen hizmet
Sınırlama: Tüm demet çıkarılmadan kabuk tarafı temizliği mümkün değildir; kabuk tarafında mekanik temizlik erişimi yoktur
Bir tüp levhası kabuk flanşına sabitlenmiştir (sabit); diğeri termal genleşmeyi karşılamak üzere hareket etmeye serbesttir (yüzer)
Yüzer tüp levhası kabuğa kaynaklanmaz – demetin eksenel hareketine izin verir
Uygulama: Büyük sıcaklık farkı (ΔT > 60°C), demet çıkarılmasını gerektiren kirlenme hizmeti
Sınırlama: Maliyeti ve bakım karmaşıklığını artıran ek sızdırmazlık düzenlemesi (yüzer başlık kapağı) gerektirir
Tek tüp levhası U-şekilli tüplerin her iki ucunu destekler
Tüm tüpler U-şeklinde bükülür ve her iki tüp ucu aynı tüp levhasına haddelenir/kaynaklanır
Tüpler ve kabuk arasında diferansiyel termal genleşme yoktur – her tüp bağımsız olarak genleşir
Uygulama: Yüksek termal fark (ΔT 200°C'ye kadar), yüksek basınçlı gaz hizmeti, hidrojen hizmeti, termal şok
Sınırlama: Tüpler mekanik olarak temizlenemez (yalnızca kimyasal temizlik); minimum U-büküm yarıçapı tüp dış çapı seçimini sınırlar
| Parametre | Aralık | Standart / Not |
|---|---|---|
| Çap (Dış Çap) | 200mm – 4.000mm | Dövme/haddeleme kapasitesi ve nakliye ile sınırlı |
| Kalınlık | 15mm – 350mm | ASME VIII-1 UG-34 / TEMA RCB-4.3'e göre belirlenir |
| Cıvata çemberi çapı | Kabuk flanşı veya kanal flanşı ile eşleşir | ASME B16.5 / B16.47'ye göre |
| Cıvata deliği sayısı | Flanş standardı ile eşleşir | ASME / TEMA'ya göre |
| Cıvata deliği çapı | Cıvata çapı + 1.5mm – 3.0mm boşluk | Flanş standardına göre |
| Conta oturma yüzeyi | Yükseltilmiş yüz (RF) veya halka tipi bağlantı (RTJ) | ASME B16.5'e göre |
| Parametre | Aralık | Standart / Not |
|---|---|---|
| Delik çapı | Tüp dış çapı + 0.2mm – 0.5mm (genişletilmiş bağlantılar için) | TEMA RCB-4.3 / GB/T 151'e göre |
| Delik çapı toleransı | H11 (örn. Ø25.2mm +0.13/0) | ISO 286 / TEMA standardına göre |
| Delik yüzey kalitesi (Ra) | ≤ 1.6μm (genişletilmiş) / ≤ 3.2μm (kaynaklı) | Genişletme için: daha ince yüzey, çekme mukavemeti sağlar |
| Ligament (köprü) genişliği | Minimum 0.8* delik çapı | ASME VIII-1 Ek A – ligament yırtılmasını önler |
| Çizimden ligament sapması | ≤ ±0.2mm | TEMA RCB-4.3'e göre |
| Delik yüzeye dikliği | ≤ 0.5° | Tüpün yerleştirilmesi sırasında hizasızlığı önler |
| Desen | Açıklama | Uygulama |
|---|---|---|
| Üçgen (30° veya 60°) | Eşkenar üçgenlere yerleştirilmiş tüpler | Maksimum tüp yoğunluğu; kabuk kesit alanı başına en yüksek ısı transfer yüzey alanı |
| Kare (90°) | Düz sıralara yerleştirilmiş tüpler, dik | Tüp yolları boyunca mekanik temizlik (çubuk/fırça) erişimine izin verir |
| Dönük kare (45°) | Kare desen 45° döndürülmüş | Kareye göre daha yüksek tüp yoğunluğu; orta düzeyde temizlik erişimi |
Üçgen adım: 1.25* – 1.5* tüp dış çapı (minimum)
Kare adım: 1.5* – 2.0* tüp dış çapı (minimum)
Adım toleransı: ±0.5mm (bitişik delikler) / ±1.0mm (toplam adım birikimi)
| Sınıf | Spesifikasyon | Sıcaklık Aralığı | Uygulama |
|---|---|---|---|
| SA-516 Gr.60 / 65 / 70 | ASTM A516 | -20°C ila +425°C | Genel basınçlı kap hizmeti – aşındırıcı olmayan tüp tarafı akışkanları |
| SA-266 Gr.2 / 3 / 4 | ASTM A266 | -20°C ila +425°C | Yüksek basınçlı hizmet için dövme tüp levhaları |
| Q345R / 16MnR | GB 713 | -20°C ila +400°C | SA-516'ya eşdeğer yerel standart |
| 20# / 16Mn | GB 711 | -20°C ila +400°C | Dövme veya haddelenmiş plaka tüp levhaları |
| Sınıf | Spesifikasyon | Sıcaklık Aralığı | Uygulama |
|---|---|---|---|
| SA-387 Gr.11 (1.25Cr-0.5Mo) | ASTM A387 | -20°C ila +540°C | Yüksek sıcaklık (hidrokraking, hidroişleme) – klorür/H₂S hizmeti |
| SA-387 Gr.22 (2.25Cr-1Mo) | ASTM A387 | -20°C ila +540°C | Daha yüksek sıcaklık hizmeti (katalitik reformasyon, amonyak sentezi) |
| SA-336 Gr.F11/F22 | ASTM A336 | -20°C ila +540°C | Yüksek sıcaklık hizmeti için dövme tüp levhaları |
| Sınıf | Spesifikasyon | Sıcaklık Aralığı | Klorür Limiti | Uygulama |
|---|---|---|---|---|
| 304L / 304 | ASTM A240 / A182 | -196°C ila +425°C | ≤ 200ppm | Hafif aşındırıcı, temiz buhar, gıda/eczacılık |
| 316L / 316 | ASTM A240 / A182 | -196°C ila +425°C | ≤ 200ppm | Organik asitler, tuz çözeltileri, klorürler (orta düzeyde) |
| 321 / 347H | ASTM A240 / A182 | -196°C ila +540°C | ≤ 200ppm | Yüksek sıcaklık hizmeti (> 425°C) – stabilize edilmiş sınıflar |
| Dubleks 2205 | ASTM A240 / A182 | -40°C ila +280°C | 80°C'de ≤ 300ppm | Klorür içeren hidrokarbonlar, deniz aşırı |
| Süper Dubleks 2507 | ASTM A240 / A182 | -40°C ila +250°C | 60°C'de ≤ 500ppm | Şiddetli klorür hizmeti, deniz suyu |
| Sınıf | Spesifikasyon | Sıcaklık Aralığı | Uygulama |
|---|---|---|---|
| Titanyum Gr.2 | ASTM B265 / B381 | -40°C ila +230°C | Deniz suyu, tuzlu su, yüksek klorürlü hizmet |
| Alaşım 625 (Inconel) | ASTM B443 / B564 | -196°C ila +540°C | Sour gaz, yüksek sıcaklık aşındırıcı, amin üniteleri |
| Alaşım C276 (Hastelloy) | ASTM B575 / B564 | -196°C ila +400°C | Şiddetli asit ve klorür hizmeti |
| Bakır-nikel C70600 | ASTM B171 | -40°C ila +200°C | Deniz soğutma suyu, acı su |
Aşındırıcı hizmet için, tüp levhası, işlem tarafındaki yüzeye kaplanmış veya kaynakla kaplanmış bir korozyona dayanıklı alaşım (CRA) katmanı ile tedarik edilebilir. Kaplama yöntemleri şunları içerir:
Patlayıcı bağlı kaplamalı plaka: Ana malzeme (CS) + patlayıcı detonant ile metalurjik olarak bağlanmış CRA katmanı
Hadde ile bağlı kaplamalı plaka: CS ve CRA arasındaki bağı oluşturmak için basınç altında sıcak haddelenmiş
Kaynak kaplama (şerit kaplama): Üst üste binen şeritler halinde CS yüzeyine uygulanan CRA malzemesi
Butt kaynağı: Kaynakla tüp levhası yüzeyine uygulanan CRA katmanı, ardından düz işlenmiş
| Parametre | Aralık / Değer | Standart / Not |
|---|---|---|
| Kaplama malzemesi | 304L / 316L / Dubleks / Ti / Alaşım 625 / Alaşım C276 | İşlem akışkanının aşındırıcılığına göre |
| Kaplama kalınlığı | 2mm – 6mm (ASME VIII-1 UW-13'e göre minimum 3mm) | Tamamen bağlı olmadıkça kaplama kalınlığı basınç hesaplamasından hariç tutulur |
| Bağlanma kesme mukavemeti (patlayıcı bağlı) | ≥ 140 MPa | ASTM B898'e göre |
| Kaplamalı alan bağı | ≥ %99 bağlı alan | Bireysel bağlı olmayan yamalar ≤ 100mm²; toplam ≤ %1 |
| Kaynak kaplama kalınlığı | Minimum 3mm – 6mm | Nihai yüzeye işlendikten sonra ölçülür |
| Kaplama sonrası yüzey kalitesi | Ra ≤ 1.6μm (genişletilmiş bağlantılar için) / Ra ≤ 3.2μm (kaynaklı bağlantılar için) | TEMA'ya göre |
Bir tüp levhasının minimum gerekli kalınlığı ASME VIII-1 Ek A veya TEMA RCB-4.3'e göre hesaplanır. Ön boyutlandırma için basitleştirilmiş formüller:
t = F * (P * D) / (2 * S * E – 0.2 * P) * C (tüp deliği ligament verimliliği için düzeltme)
Burada: F = tasarım faktörü (tüp-tüp levhası bağlantı tipine bağlı olarak tipik olarak 1.0 – 1.5), P = tasarım basıncı (tüp tarafı veya kabuk tarafı veya diferansiyel olanın daha yükseği), D = tüp levhası çapı, S = tasarım sıcaklığında izin verilen gerilme, E = ligament verimliliği (ligament alanı / toplam adım alanı)
Ligament verimliliği η = (p – d) / p (üçgen adım için), burada p = adım, d = delik çapı
t = d * sqrt(C * P / S * E)
Burada: d = tüp levhası çapı (dairesel plakalar için), C = kenar kısıtlama faktörü (destek koşuluna bağlı olarak 0.3 – 0.5)
Genişletilmiş tüp bağlantıları için: Minimum tüp levhası kalınlığı ≥ 1.5* tüp dış çapı veya ≥ tüp dış çapı + 20mm (hangisi daha büyükse)
Kaynaklı tüp bağlantıları için: Minimum kalınlık ≥ 1.0* tüp dış çapı veya ≥ 20mm (hangisi daha büyükse)
Kombine (kaynak + genişletme) için: Minimum kalınlık ≥ tüp dış çapı + 15mm
| Yöntem | Tolerans | Tipik Uygulama |
|---|---|---|
| CNC delme | ±0.05mm – ±0.10mm | Yüksek hassasiyetli, çok delikli desenler, büyük tüp levhaları |
| Radyal delme | ±0.1mm – ±0.2mm | Geleneksel imalat, orta düzeyde toleranslar |
| Namlu delme | ±0.025mm | Derin delikler (> 5* çap), yüksek hassasiyet |
| Lazer delme | ±0.02mm | İnce tüp levhaları (≤ 20mm) |
Genişletilmiş bağlantılar için: Delik yüzey kalitesi Ra ≤ 1.6μm – mekanik kavrama için yeterli sürtünmeyi sağlar
Kaynaklı bağlantılar için: Delik yüzey kalitesi Ra ≤ 3.2μm – daha az sıkı; kaynak füzyonu temizlik gerektirir
Kombine bağlantılar için: Ra ≤ 1.6μm (genişletme kısmı) / Ra ≤ 3.2μm (kaynak alanı)
Çapak alma: Tüm delikler her iki yüzeyden çapak alınmalıdır – çapaklar tüp yerleştirme zorluğuna ve bağlantı kusurlarına neden olur
Delik temizliği: Talaşları ve kesme sıvısı kalıntılarını gidermek için basınçlı hava üfleme veya solvent yıkama
Çap için %100 delik, tıpa ölçer (GEÇER/GEÇMEZ) ile kontrol edilir – GEÇER ölçer geçmeli; GEÇMEZ ölçer geçmemeli
Ligament (köprü) boyutları için %100 delik kontrol edilir – tolerans ±0.2mm
Örnek (5%) delikler yüzey kalitesi için karşılaştırıcı ile kontrol edilir – standartla görsel karşılaştırma
Delik dikliği kontrolü: Tüp levhası yüzeyinde kadran göstergesi – maksimum sapma ≤ 0.5°
| Bağlantı Tipi | Yöntem | Çekme Mukavemeti (Min) | Uygulanabilir Hizmet | Muayene |
|---|---|---|---|---|
| Yalnızca genişletilmiş | 160–220 MPa'da hidrolik genişletme, 5–8 sn tutma; veya rulo genişletme | ≥ 20 MPa (CS) / ≥ 25 MPa (SS) | Toksik olmayan, döngüsel olmayan, temiz akışkanlar | Hidrotest + ilk parça çekme testi |
| Yalnızca kaynaklı (sızdırmazlık kaynağı) | GTAW (TIG) fileto kaynağı, bacak 1.5–2.0mm | N/A (yalnızca kaynaktan mekanik tutma) | Yüksek basınçlı gaz, hidrojen hizmeti, toksik akışkanlar | ASME VIII-1 UW-51'e göre %100 PT |
| Kaynak + genişletme (kombine) | 160–200 MPa'da sızdırmazlık kaynağı + hidrolik genişletme | ≥ 25 MPa | Döngüsel termal (> 500 döngü/yıl), yüksek basınç, toksik | %100 PT + hidrotest + çekme testi |
| Kaynaklı (tam nüfuziyetli) | GTAW tam nüfuziyetli kaynak, bağlantı tamamlandı | ≥ 30 MPa | Aşırı basınç (> 15 MPa), hidrojen, yüksek güvenlik faktörü | %100 PT + %100 RT (nokta) |
| Muayene | Yöntem | Kapsam | Kabul Kriterleri (ASME VIII-1'e göre) |
|---|---|---|---|
| Laminasyon (plaka) | UT (düz ışın) | Plaka alanının %100'ü (delmeden önce) | 100cm² başına ≤ 20mm² laminasyon; kenar laminasyonu yok |
| Yüzey çatlakları | PT (sıvı penetrant) | Delinmiş yüzeyin ve kaplama yüzeyinin %100'ü | Çatlak yok; gözeneklilik ≤ 0.8mm; kümelenmiş gözeneklilik yok |
| Kaplama bağı bütünlüğü (kaplamalıysa) | UT (kayma dalgası / bağ taraması) | Kaplama yüzeyinin %100'ü | 20mm'den büyük delaminasyon yok; kümelenmiş gösterge yok |
| Delik duvarı durumu | Boreskop (görsel) | Deliklerin %5 – %10'u (rastgele) | 0.1mm derinlikten fazla çizik, çentik yok |
| Tüp levhası-kabuk kaynağı (kaynaklıysa) | RT / MT / PT | UW-51'e göre (tam) veya UW-52'ye göre (nokta) | ASME VIII-1 UW-51 / UW-52'ye göre |
| Parametre | Tolerans | Yöntem |
|---|---|---|
| Delik çapı (İç Çap) | H11 ISO 286'ya göre (örn. Ø25.2mm +0.13/0) | Tıpa ölçer / delik mikrometresi |
| Delik ligament (köprü) sapması | ≤ ±0.2mm | Optik karşılaştırıcı / CMM |
| Adım birikimi (1m açıklık üzerinde) | ≤ ±1.0mm | CMM / optik karşılaştırıcı |
| Tüp levhası yüzeyinin düzlüğü | 1.000mm çapa göre ≤ 1mm | Kadran göstergesi / düz kenar |
| Yüzey pürüzlülüğü (kaplamalı veya CS) | Ra ≤ 1.6μm (genişletilmiş) / ≤ 3.2μm (kaynaklı) | Yüzey karşılaştırıcı / profilometre |
| Toplam kalınlık değişimi | Nominal kalınlığın ±%3'ü | Mikrometre (5 noktada) |
| Cıvata deliği çemberi çapı | ASME B16.5 flanş standardına göre | Şablon / CMM |
| Cıvata deliği hizalaması | Çizimden ≤ 1.0mm sapma | Şablon / CMM |
Tüp levhası bağımsız bir bileşen olarak tedarik edilirse (kabuğa monte edilmemiş), hidrostatik test genellikle komple ısı değiştiricisinin montajından sonra yapılır. Ancak, aşağıdaki ara kontroller yapılır:
Tüp deliği sızdırmazlık testi: Her deliğe düşük basınçlı hava (0.2 MPa) uygulanır (taklit tüp takılıyken) – sızdırmazlık için sabun köpüğü kontrolü – kabul: kabarcık yok
Kaplamalı tüp levhaları için: Kaplamalı yüzeye hafif hidrotest (0.5 MPa) – kaplama kabarcıkları veya delaminasyon kontrolü – kabul: görünür kabarcık yok
Cıvata deliği basınç testi (flanş bağlantılı tüp levhaları için): Cıvata deliği bütünlüğü kontrolü – 0.6 MPa hava altında cıvata deliğinden tüp deliğine sızıntı yok
Malzeme test sertifikaları (EN 10204 3.1 veya 3.2) – ana plaka, kaplama malzemesi, dolgu malzemeleri
ASME U-damga veri raporu (varsa) – tasarım hesaplamaları dahil
TEMA veri sayfası (Sınıf R/B/C) – varsa
Boyutsal muayene raporu (delik çapı, adım, ligament sapması, düzlük, kalınlık)
NDE raporları – UT (laminasyon), UT (kaplama bağı), PT (yüzey), boreskop
Kaplama bağı kesme mukavemeti testi raporu (kaplamalıysa – patlayıcı bağlı veya hadde bağlı)
Tüp deliği yüzey kalitesi raporu (profilometre kayıtları – örnek %5 delik)
Kaynak prosedürü spesifikasyonu (WPS) ve yeterlilik kaydı (PQR) – kaplama kaynak kaplama veya tüp levhası-kabuk kaynakları uygulandıysa
Kaynak sonrası ısıl işlem (PWHT) grafiği – yapıldıysa (zaman-sıcaklık kaydı)
Çizim (yapıldığı gibi) – delik deseni koordinatları, adım ve boyutlarla
Bir tüp levhası sipariş ederken (yeni, yedek veya yedek), şunları sağlayın:
Tüp levhası tipi– Sabit / Yüzer / U-tüp
Kabuk ID ve kanal ID– tüp levhası çapını belirler
Tüp sayısı ve tüp yerleşim deseni– Üçgen / Kare / Dönük kare
Tüp dış çapı ve et kalınlığı– delik çapını ve adımı belirler
Tüp adımı(merkezden merkeze mesafe) – TEMA veya GB/T 151'e göre
Tüp deliği çapı– ISO 286'ya göre H11 toleransı
Tüp-tüp levhası bağlantı tipi– Genişletilmiş / Kaynaklı / Kombine / Tam nüfuziyetli
Tüp levhası kalınlığı– ASME VIII-1 Ek A veya TEMA RCB-4.3'e göre
Tüp levhası malzemesi– CS / SS / Dubleks / Ti / Alaşım (katı veya kaplamalı)
Kaplama gereksinimi(varsa) – malzeme, kalınlık, yöntem (patlayıcı bağlı / hadde bağlı / kaynak kaplama)
Tasarım basıncı– tüp tarafı ve kabuk tarafı (diferansiyel basıncı da belirtin)
Tasarım sıcaklığı– tüp tarafı ve kabuk tarafı
Flanş bağlantı tipi– RF (yükseltilmiş yüz) veya RTJ (halka tipi bağlantı) – tüp levhası flanşlıysa
Flanş delme standardı– ASME B16.5 / B16.47 veya HG/T 20615
PWHT gereksinimi– malzeme kalınlığına ve hizmete göre (UCS-56'ya göre)
NDE gereksinimi– ASME VIII-1 veya proje spesifikasyonuna göre
Yüzey işlemi(gerekirse) – asitle temizleme / pasivasyon / kaplama / elektropolisaj
Bağımsız bir ürün olarak tüp levhası aşağıdaki sınırlamalara tabidir:
Kabuk, tüpler ve flanşlarla monte edilene kadar dahili basınca dayanıklı değildir – komple kap kabı derecesi geçerlidir
Kabuk flanşı cıvata deseni ve conta oturma yüzeyi ile eşleştirilmelidir; uyumsuz cıvata delikleri veya conta profili uygun sızdırmazlığı önleyecektir
Kaplamalı tüp levhaları için, hizmet sıcaklığı, ana malzemenin veya kaplama malzemesinin en düşük maksimum hizmet sıcaklığı ile sınırlıdır (örn. CS ana + Ti kaplama → Ti limiti nedeniyle maks. 230°C)
Seçilen malzeme sınıfının korozyon direncini aşan tüp tarafı veya kabuk tarafı akışkanları için uygun değildir – seçim tablosunu doğrulayın
Tüp-tüp levhası bağlantısının yorulma sınırını aşan termal döngü için uygun değildir (yalnızca genişletilmiş bağlantılar sınırlıdır< 500 döngü/yıl; 500 döngü/yıl için kombine bağlantılar önerilir)Çok büyük çaplar (> 3.000 mm) veya çok kalın bölümler (> 300 mm) için, dövme veya hadde kaplama plaka bulunabilirliği sınırlı olabilir – teslim süreleri için üreticiye danışın
Kaynaklı kaplamalı tüp levhaları, ana malzemede hidrojen çatlamasını ve kaplamada hassasiyeti önlemek için dikkatli PWHT gerektirir (SS kaplama için, kaynak sonrası tavlama gerekebilir)
