Bộ ống cánh tản nhiệt là thành phần truyền nhiệt chính của bộ trao đổi nhiệt làm mát bằng không khí. Nó bao gồm nhiều hàng ống cánh tản nhiệt được cố định ở mỗi đầu bằng các tấm ống và kết nối với các hộp đầu vào/đầu ra, được lắp đặt trong một khung kết cấu nơi không khí xung quanh được thổi hoặc hút qua các bề mặt cánh tản nhiệt bằng quạt hướng trục.
Mỗi bộ được cung cấp dưới dạng một cụm hoàn chỉnh — bao gồm ống, cánh tản nhiệt, tấm ống, hộp đầu, khung bên và tai nâng — sẵn sàng để lắp đặt trực tiếp vào khoang ACHE hiện có hoặc mới. Cấu hình bộ bao gồm ngang (làm mát cưỡng bức/hút), hình chữ A (bộ ngưng tụ hơi làm mát bằng không khí) và hình chữ V (ngưng tụ hơi được bảo vệ chống đóng băng).
| Thành phần | Vật liệu / Tiêu chuẩn | Các thông số chính |
|---|---|---|
| Ống cơ sở | Thép carbon thấp kéo nguội liền mạch ASME SA179; ASTM A213 TP304L/316L | Đường kính ngoài 15,88-50,8 mm; độ dày thành 1,2-5,0 mm |
| Cánh tản nhiệt | Nhôm 1060 (Al1060); Đồng C1100 | Chiều cao cánh tản nhiệt lên đến 15,88 mm; độ dày cánh tản nhiệt ~0,4 mm |
| Tấm ống | Thép carbon / thép hợp kim theo thiết kế | Tuân thủ ASME Sec. VIII Div.1 |
| Hộp đầu | SA516 Gr.70; 316L; Duplex 2205 | Loại nút hoặc tấm che có thể tháo rời theo API 661 |
| Khung kết cấu | Thép carbon mạ kẽm nhúng nóng hoặc thép không gỉ | Chịu tải gió và địa chấn |
Đặc tính cơ học của ống cơ sở ASME SA179: độ bền kéo ≥325 MPa, giới hạn chảy ≥180 MPa, độ giãn dài ≥35%, độ cứng ≤72 HRB. Độ dẫn nhiệt của cánh tản nhiệt Al1060 ~237 W/m*K, nhiệt độ hoạt động liên tục tối đa 285°C. Các phương pháp cánh tản nhiệt bao gồm loại G nhúng, quấn chân L, loại KL và nhôm đùn — được lựa chọn theo nhiệt độ dịch vụ, tính ăn mòn khí quyển và xu hướng bám bẩn.
| Loại kiểm tra | Tiêu chuẩn / Phương pháp | Tiêu chí chấp nhận |
|---|---|---|
| Kiểm tra thủy lực | ASME Sec. VIII Div.1 | 1,5× áp suất thiết kế; giữ ≥5 phút; không rò rỉ |
| Kiểm tra khí nén | ASME Sec. VIII Div.1 | 1,2× áp suất thiết kế; giữ ≥3 phút; kiểm tra bọt ngâm |
| Kiểm tra dòng điện xoáy | ASME SA179 / ASTM A179 | Kiểm tra 100% ống đối với các khuyết tật bề mặt và dưới bề mặt |
| Kiểm tra kích thước | API 661 / ISO 9309 | Đường kính ngoài ống, chiều cao cánh tản nhiệt, bước cánh tản nhiệt, bao gói bộ được xác minh |
| Kiểm tra độ bám dính của cánh tản nhiệt | Nội bộ theo hướng dẫn của ASME | Khả năng chống kéo cánh tản nhiệt ≥70 N |
Bộ ống cánh tản nhiệt được sử dụng trong các bộ ngưng tụ đầu ra của nhà máy lọc dầu, bộ làm mát trung gian máy nén, bộ ngưng tụ hydrocarbon, làm mát quy trình hóa dầu, ngưng tụ hơi trong nhà máy điện và xử lý khí tự nhiên. Cơ sở thiết kế API 661 / ISO 13706 bao gồm nhiệt độ hoạt động từ −40°C đến +450°C và áp suất thiết kế lên đến 10 MPa.
Lựa chọn vật liệu tuân theo điều kiện dịch vụ: thép carbon cho hydrocarbon sạch và dịch vụ hơi nước (−20°C đến +425°C); thép không gỉ cho chất lỏng ăn mòn có giới hạn clorua dưới 200 ppm; Duplex 2205 cho môi trường giàu clorua và CO2 ẩm.
Tại sao bộ ống cánh tản nhiệt bị lỗi trước tuổi thọ thiết kế? Hai cơ chế lỗi phổ biến nhất trong dịch vụ làm mát bằng không khí là ăn mòn khe hở ở gốc cánh tản nhiệt — tăng tốc trong môi trường clorua, lưu huỳnh hoặc CO2 ẩm — và mỏi do rung động ở các vị trí giữa nhịp không được hỗ trợ. Trong một trường hợp được ghi nhận, việc chỉ định phương pháp gắn ống cánh tản nhiệt có định mức thấp hơn nhiệt độ dịch vụ thực tế đã gây ra tổn thất hiệu suất truyền nhiệt 28% trong vòng tám tháng vận hành do độ bám dính gốc cánh tản nhiệt bị lỏng.
Làm thế nào để kết hợp loại cánh tản nhiệt với nhiệt độ dịch vụ? Cánh tản nhiệt nhôm đùn phù hợp cho dịch vụ liên tục lên đến khoảng 200–300°C; cánh tản nhiệt loại G nhúng được chỉ định cho các luồng lọc dầu nhiệt độ cao hơn lên đến 400°C; cánh tản nhiệt quấn chân L có hiệu quả chi phí cho các nhiệm vụ làm mát không khí xung quanh lên đến khoảng 130°C.
