Thiết bị trao đổi nhiệt vỏ và ống nhiệt độ thấp là các đơn vị trao đổi nhiệt cốt lõi được thiết kế đặc biệt cho các ngành công nghiệp như lọc dầu và chế biến hóa chất, với nhiệt độ thiết kế thường ở mức -20°C trở xuống. Các đơn vị này sử dụng cấu hình vỏ và ống cổ điển, với nhiều bó ống trao đổi nhiệt được bố trí bên trong một vỏ hình trụ. Các bó ống được cố định ở cả hai đầu vào các tấm ống, tạo ra các kênh riêng biệt cho phía ống và phía vỏ để tạo điều kiện truyền nhiệt hiệu quả giữa hai môi chất. Để đáp ứng các điều kiện vận hành khắc nghiệt của các nhà máy lọc dầu ở Iraq — đặc trưng bởi nhiệt độ cao, áp suất cao và ăn mòn cao — sản phẩm này đã trải qua quá trình tối ưu hóa toàn diện về lựa chọn vật liệu, thiết kế kết cấu và quy trình hàn cốt lõi, đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Các tính năng chính của quy trình hàn cốt lõi
1. Hàn đối đầu giữavỏ và tấm ống:
Để giảm ứng suất cục bộ, vỏ và tấm ống được nối bằng phương pháp hàn đối đầu, đảm bảo chuyển tiếp mượt mà tại mối nối và tránh thay đổi đột ngột về tiết diện. Trước khi hàn, quy trình hàn được kiểm định nghiêm ngặt, bao gồm thử nghiệm va đập Charpy ở nhiệt độ thấp trên mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt. Sau khi hàn, kiểm tra siêu âm hoặc kiểm tra bề mặt được thực hiện trên ít nhất 50% mối hàn để đảm bảo không có khuyết tật. Sau đó, cụm lắp ráp được xử lý nhiệt.
Lưu ý rằng mối hàn phải được hàn ngấu hoàn toàn và kim loại phải được làm nguội giữa mỗi lớp hàn. Do mặt bích tương đối dày, nhiệt độ giảm nhanh chóng trong quá trình hàn. Nếu gia nhiệt sơ bộ không đủ, khí sẽ không có thời gian thoát ra, dẫn đến rỗ khí, điều này sẽ ảnh hưởng đến thử nghiệm áp lực.
2. Mối nối composite ‘nở + hàn’ giữaống và tấm ống:
Đây là cốt lõi của quy trình sản xuất sản phẩm này. Cả hàn hoặc nở đều không thể đáp ứng yêu cầu về độ bền cao, khả năng chống mỏi và độ kín. Chúng tôi sử dụng quy trình ‘nở trước rồi hàn’ hoặc ‘hàn trước rồi nở’ (tùy thuộc vào điều kiện vận hành cụ thể):
Nở: Sử dụng công nghệ nở bằng thủy lực, với điều khiển máy tính đảm bảo biến dạng dẻo đồng đều của thành ống để đạt được độ khít với lỗ tấm ống. Điều này loại bỏ hiệu quả khe hở giữa ống và lỗ tấm ống, ngăn chặn triệt để ăn mòn kẽ hở và tăng đáng kể khả năng chống mỏi của mối nối. Các thử nghiệm nở sơ bộ nghiêm ngặt được thực hiện trước khi nở chính thức, kiểm soát chính xác tỷ lệ nở trong phạm vi tối ưu từ 0,9% đến 2,2% để tránh nở quá ít hoặc quá nhiều.
Công thức Tỷ lệ nở:
E = [(d - b) - (c - a)] / (a - b) x 100%
Trong đó:
- E: Tỷ lệ nở
- a: Đường kính ngoài (OD) của ống trước khi nở
- b: Đường kính trong (ID) của ống trước khi nở
- c: Đường kính trong (ID) của lỗ tấm ống
- d: Đường kính trong (ID) của ống sau khi nở
Hàn: Sau khi nở, tiến hành hàn bịt kín hoặc hàn chịu lực. Đối với ống thành mỏng, sử dụng các phương pháp hàn chính xác như hàn TIG xung. Bằng cách kiểm soát các thông số như dòng điện đỉnh, dòng điện cơ bản và tốc độ hàn (ví dụ: dòng điện đỉnh 115–120 A, tốc độ hàn 95–101 mm/phút), nhiệt lượng đầu vào được điều chỉnh chính xác để ngăn ngừa cháy thủng tấm ống hoặc ống trao đổi nhiệt. Đối với các ứng dụng có yêu cầu khắt khe hơn, công nghệ hàn lỗ bên trong có thể được sử dụng để đạt được mối hàn ngấu hoàn toàn, loại bỏ thêm các khe hở đầu và cung cấp khả năng chống mỏi rung động cao hơn.
