اشکال مواد خام مورد استفاده در تولید مبدل های حرارتی

تعداد بازدید: 1781
چهارشنبه 03 دي 1393

اشکال مواد خام مورد استفاده در تولید مبدل های حرارتی

اشکال مواد خام مورد استفاده در تولید مبدل های حرارتی (Raw Material Forms Used In The Construction of Heat Exchangers) بسیار متنوع هستند. اشکال این مواد خام عبارتند از صفحه ها، ورق ها، نوارها،تیوب ها، لوله، قطعات فورج شده، قطعات ریخته گری شده، میله ها و میلگردها و غیره. بیشترین استفاده از ورق ها و نوارها در تولید مبدل های حرارتی فشرده و مبدل های صفحه ای به کار می روند. تیوب ها در مبدل های فشرده و پوسته لوله یا (PHEs) به کار می روند. سایر اشکال اشاره شده نیز به طور گسترده در تولید مبدل های حرارتی پوسته – لوله به کار می روند.

در ادامه اشکال مختلف مواد خام بر اساس مشخصات ASTM مورد بررسی قرار می گیرند.

قطعات ریختگی

قطعات ریختگی ممکن است در تولید مخازن تحت فشار و اجزای مخزن مورد استفاده قرار گیرند. کلگی های ریخته گری شده برای گرمکن های آب ورودی مورد استفاده قرار می گیرند. در کدها ماکزیمم تنش مجاز برای مواد ریخته گری شده محدود شده است. مقادیر مجاز تنش باید در فاکتور کیفیت ریخته گری مواد (به جز چدن) ضرب شود.

فورجینگ ها

مواد فورج شده ممکن است در تولید مخازن تحت فشار و مبدل های حرارتی استفاده شوند مشروط بر اینکه این مواد به اندازه مطلوب کار شده باشند تا ریز ساختار درشت شمش در آن ها از بین رفته باشد. برخی از قطعات ممکن است نیاز به ماشین کاری داشته باشند که این کار توسط سازنده انجام می شود. پیش از ماشین کاری فورجینگ ها باید با تست التراسونیک مورد بررسی قرار گیرند. بسیاری از عیوب در فورجینگ ها توسط شمش ایجاد می شوند، مانند جدایش، مک لوله ای یا ناخالصی غیر فلزی، درز مویی که در فورجینگ سرد و گرم ایجاد می شود و پوسته شدن زیاد در اثر عیوب سطحی. به این دلیل استاندارد پذیرش یک فورجینگ بر اساس تست التراسونیک قرار دارد. استاندارد SA 388/ASTM A388/A388M استاندارد بررسی اولتراسونیک فورجینگ های سنگین فولادی را بیان می کند.

فورجینگ ها از جنس فولادهای کربنی، کربن - مولیبدن، کروم مولیبدن، فریتی، زنگ نزن، آستنیتی، رسوب سختی، سایر فولادهای پر آلیاژ و فولاد های نیکل هستند. بر اساس بخش VIII و Div 1 مقدار کربن در آنالیزحرارتی فورجینگ های فولادی که با جوشکاری تولید می شوند نباید از 0.35 درصد بیشتر باشد. هنگامی که جوشکاری شامل اجزای کوچک که تحت فشار نیستند باشد یا عملیات تعمیر مد نظر باشد میزان کربن نباید بیش از 0.5 درصد باشد و هنگامی که مقدار کربن بیش از 0.5 درصد شود، جوشکاری مجاز نیست.

برخی از استاندارد های ASTM برای فورجینگ های فولادی مخازن تحت فشار عبارتند از:

1- A336 درام بدون درز، کلی و سایر اجزا (فولادهای فریتی و فولادهای آستنیتی)

2- A372 مخزن تحت فشار جدار نازک (فولاد کربنی و آلیاژی)

3- A508 فولادهای کربنی کوئچ و تمپر شده در خلا

4- A541  فورجینگ های کوینچ و تمپر شده (فولادهای کربنی و آلیاژی)

5- A592 فولادهای پر استحکام کم آلیاژ (HSLA) کوئنچ و تمپر شده، اتصالات فورج شده و قطعات

میله ها

کاربرد میله ها در مخازن تحت فشار مانند حلقه فلنج ها، حلقه های تقویتی، قاب ها برای تقویت ورودی ها، مهار و پیچ مهار و قطعات مشابه است. استاندارد های ASTM مرتبط با میله ها عبارتند از A453، A479، A666 و A739 .

- اتصالات لوله ها و فلنج ها

استاندارد های ASTM، A105، A182،  A234، A403، A181، A182 و غیره

- پیچ و پیچ دو سر رزوه

استاندارد های ASTM ،  A105، A182، A234، A403، A181، A182 و غیره

بست های فلزی مقاوم به خوردگی از فولاد های زنگ نزن و آلیاژهای مس، نیکل، آلومینیم و تیتانیم ساخته می شود. بست ها می توانند از مواد غیر معمول مانند تانتال نیز ساخته شوند. استاندارد آلیاژهای مقاوم به خوردگی برای بست ها عبارتند از:

1- F593  پیچ ها زنگ نزن، پیچ سر تخت 6 گوش و پیچ دو سر رزوه. سرپیچ زنگ نزن سازگار 17-4PH از نوع 302، 303، 304، 305، 309، 310، 316، 317، 321، 347، 410، 416 و 430.

2-  F468، پیچ های غیر آهنی، سرپیچ های خارجی و پیچ های دو سر رزوه برای استفاده عمومی

1- مس و آلیاژهای آن: مس ETP، برنج زرد، برنج سرب دار، برنج خوش تراش، برنج کشتی 63.5 درصد، یاتاقان سیلیسیومی برنز آلومینیم، برنز کم سیلیسیم B، برنز پر سیلیسیم A،

2- نیکل: مونل 400، 405، K-500، اینکونل 600

3- آلومینیم: 1100، 2024، 6061

4- تیتانیم: ASTM  گری 1، 2، 3 و 4

انتخاب مواد برای اجزای مرزی تحت فشار

مواد برای اجزای مرزی تحت فشار مانند پوسته، کانال، صفحه لوله گیر و تیوب ها باید با مواد به کار رفته اجزای تحت فشار سازگار باشد. برای بافل ها، باید مواد مقاوم به خوردگی سازگار با سیال فرآیند انتخاب شود. در حالی که برای ساپورت ها استحکام و مقاومت به خوردگی محیط کار باید در نظر گرفته شود.

انتخاب مواد برای اجزای مرزی تحت فشار

1- پوسته، کانال، کاور و سرپوش

در این موارد ماده انتخاب شده باید مقاومت به خوردگی متناسب با عمر مبدل حرارتی داشته باشد. اغلب این بدان معناست که مواد انتخاب شده باید برای 15 سال یا بیشتر عمر کنند. در شرایط خورنده باید با در نظر گرفتن صرفه اقتصادی از روکش ها (Cladding) استفاده کرد. موادی مانند فولادهای کروم مولیبدن، فولادهای کوئنچ و تمپر، مواد مناسب برای دماهای پایین، آستنیتی، دوپلکس، فولادهای 6Mo، کاپرونیکل، نیکل ها، تیتانیم و غیره باید پیش از انتخاب از از نقطه نظر ساخت به خوبی مورد بررسی قرار گیرند.

2- تیوب ها

باید نوع ماده و شرایط خوردگی برای تیوب و پوسته مبدل در نظر گرفته شود تیوب ها معمولا عمر کوتاه تری نسبت به پوسته یا کانال دارند و در نتیجه می توان تیوب ها را جایگزین کرد. ماده انتخاب شده برای تیوب ها باید با صفحه لوله گیر سازگار باشد. برای جلوگیری از خوردگی گالوانیک باید تیوب از صفحه لوله گیر کاتدی تر باشد.

اشکال مواد خام مورد استفاده در تولید مبدل های حرارتی

3- صفحه لوله گیر:

بسیاری از صفحات لوله گیر از ورق های نورد شده یا شمش های فورج شده ساخته می شوند. صفحه لوله گیر در خط تولید های کوچک با روش ریخته گری تولید می شوند. صفحه لوله گیر فولاد کربنی با ضخامتی کمتر از 5 اینچ (127 میلی متر)، از صفحات ساخته می شوند. صفحات لوله گیر با ضخامت بیشتر با ماشین کاری فورجینگ ها بدست می آیند. مواد غیر فلزی و کامپوزیت های ساخته شده از فلزات نازک که با رزین اپکسی پوشش داده شده اند در واحد های کوچک تهویه مطبوع به کار می روند. فلزاتی که برای ساخت لوله گیر در شرایط خورنده به کار می روند عبارتند از AISIشماره 304 و 316، آلومینیم، برنز، منتز متال (نوعی برنج آلفا-بتا)، مس – نیکل (10% و 30%) و تیتانیم.

موادی که معمولا برای صفحات لوله گیر مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

تیتانیم گرید 2 (TIMTETAL®50A)

تیتانیم گرید 3 (TIMETAL®65A)

تیتانیم گرید 9 ( TIMETAL3-2.5)

تیتانیم گرید 12 (TIMETAL Code12)

فولاد زنگ نزن 304 (S30400)

فولاد زنگ نزن 316 (S31600)

برنز آلومینیم (C61400)

مونتز متال (C36500)

مس نیکل 90 - 10 (C70600)

مس نیکل 70-30 (C71500)

باید ماده ای برای این کاربرد انتخاب شود از نظر خوردگی با سمت پوسته و سمت تیوب سازگار باشد. ممکن است نیاز به استفاده از روکش برای سمت پوسته، سمت لوله یا هر دو طرف لوله گیر باشد. به طور کلی اگر برای تیوب ها از فولاد زنگ نزن یا آلیاژ تیتانیم استفاده شود، باید لوله گیری با روکش سازگار با بخش خورنده در نظر گرفته شود. برخی از ملاحضات در انتخاب صفحات لوله گیر در ادامه بیان شده اند:

- فلزی که در برابر یکی از سیالات مقاوم به خوردگی باشد و با سیال طرف دیگر خورده شود.

- جوشکاری ذوبی برای اتصال تیوب به لوله گیر مطلوب باشد اما مواد تیوب و لوله گیر با هم سازگار نباشند.

- ساختار دانه ای لوله گیر یکنواخت نباشد و  در نتیجه برای جوش دادن تیوب به لوله گیر مشکل وجود داشته باشد.

4- بافل ها

باید ماده ای انتخاب شود تا با شرایط شیمیایی تیوب و سیال سمت پوسته سازگار باشد. اگر سمت پوسته شرایط مطلوب برای کوپل گالوانیک را داشته باشد یاسیال سمت پوسته برای بافل ها مخرب باشد، نرخ خوردگی سبب می شود تا بافل ها پیش از تیوب ها تخریب شوند.

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

Heat Exchanger Design Handbook 2nd edition, Kuppan Thulukkanam, CRC Press, 2013

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

مواد خام مورد استفاده در تولید مبدل های حرارتی
مواد خام مورد استفاده در مبدل حرارتی چیست
برچسب ها: مبدل حرارتیانتخاب مواد
بیست و یکمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان اصفهان 97
بیست و یکمین نمایشگاه تخصصی ساختمان اصفهان 97   عنوا ...بیشتر
نمایشگاه صنعت ساختمان البرز 97
نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان البرز 97   عنوان: نمایشگ ...بیشتر
اولین نمایشگاه تخصصی سونا و جکوزی قزوین 97
نمایشگاه تخصصی سونا، استخر و جکوزی قزوین 97   عنوان: ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه ساختمان، سیستم های گرمایشی و سرمایشی اراک 97
هفدهمین نمایشگاه تخصصی ساختمان، سیستم های گرمایشی و سرمایشی اراک 97   ...بیشتر
هجدهمین نمایشگاه ساختمان و تاسیسات سرمایشی گرمایشی همدان 97
نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان،آسانسور، درب و پنجره، تجهیزات و تاسیسات سرمایشی و گر ...بیشتر
دوازدهمین نمایشگاه بین المللی ایران پلاست تهران 97
نمایشگاه بین المللی ایران پلاست تهران 97   عنوان: نم ...بیشتر
نمایشگاه ساختمان، درب، پنجره، یراق آلات، لوازم، تجهیزات و ماشین آلات ساختمان سنندج 97
نمایشگاه ساختمان، درب، پنجره، یراق آلات، لوازم، تجهیزات و ماشین آلات ساختمان سنن ...بیشتر
اولین نمایشگاه بین المللی صنعت گاز شهر آفتاب تهران 97
اولین نمایشگاه بین المللی صنعت گاز تهران 97   عنوان: ...بیشتر
شانزدهمین نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان کرمان 97
شانزدهمین نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان کرمان 97   عنو ...بیشتر
نمایشگاه تخصصی لوازم و تجهیزات خانه و آشپزخانه، حمام، سونا و استخر اصفهان 97
نمایشگاه تخصصی لوازم و تجهیزات خانه و آشپزخانه، حمام، سونا و استخر اصفهان 97 ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات پزشکی، دندان پزشکی، دارویی و آزمایشگاهی تبریز 97
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات پزشکی، دندان پزشکی، دارویی و آزمایشگاهی تبری ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ...بیشتر