لوله و تیوب برای ساخت مبدل حرارتی

تعداد بازدید: 4585
چهارشنبه 03 دي 1393

لوله و تیوب برای ساخت مبدل حرارتی

مشخصات لوله و تیوب برای ساخت مبدل حرارتی (Pipe and Tube for Heat Exchanger) در کد ASME به شکل زیر است:

1- لوله و تیوب بدون درز یا جوشکاری شده باید که برای پوسته یا سایر بخش های مخزن تحت فشار به کار می روند باید با مشخصاتی که در کد ASME بخش II نوشته شده مطابقت داشته باشند. مقادیر مجاز تنش برای موادی که در لوله ها و تیوب ها مورد استفاده قرار می گیرنددر جداول UG-23 آمده است.

2- تیوب های تماما تیغه دار ممکن است از تیوب هایی که مشخصات آن ها در بخش II کد ASME ذکر شده است، ساخته شوند.

لوله و تیوب برای ساخت مبدل حرارتی

تیوب ها ممکن است با جوشکاری الکتریکی مقاومتی (ERW)، جوشکاری ذوبی یا بی درز تهیه شوند. هنگامی که کاربرد در فشار بالا مد نظر باشد لوله های بی درز به ERW ترجیح داده می شود. در استاندارد BS 3606 روش های تولید تیوب های فولادی برای مبدل های حرارتی به این شرح است:

1- بدون درز با پرداخت سرد

2- ERW و جوش القایی

3- ERW و جوش القایی با پرداخت سرد

4- جوشکاری طولی و عملیات حرارتی فولاد زنگ نزن آستنیتی

5- جوشکاری طولی، پرداخت سرد و عملیات حرارتی فولاد زنگ نزن آستنیتی

6- جوشکاری طولی با گرده جوش و عملیات حرارتی فولاد زنگ نزن آستنیتی

انتخاب تیوب برای مبدل حرارتی

در انتخاب تیوب برای مبدل های حرارتی علاوه بر انتخاب ماده تیوب باید به موارد زیر نیز توجه کرد:

1- ماده صفحه لوله گیر

2- روش اتصال تیوب ها به صفحه لوله گیر، انبساط غلطتکی (roller expansion)، انبساط انفجاری (explosive expansion) یا جوشکاری ذوبی

3- ماده مورد استفاده برای بستن انتهای لوله ها

4- در مورد واحد هایی که با آب خنک می شوند نیاز به بررسی روش های محافظت در برابر خوردگی مانند پوشش ها و حفاظت کاتدی برای واترباکس، لوله گیر و انتهای لوله ها وجود دارد دارد. علاوه بر این موارد ممکن است نیاز به تصفیه آب برای جلوگیری از پوسته شدن، تخریب و خوردگی باشد.

5- علاوه بر نگرانی های موجود برای سازگاری با محیط باید تیوب ها با یکدیگر هم سازگار باشند تا از ایجاد زوج گالوانیکی جلوگیری شود.

مشخصات تیوب

باید در مشخصات تیوب حداقل یک روش برای بررسی نشتی، تست شکل پذیری و تعیین تلرانس ابعادی مشخص شده باشد. برای تیوب هایی که در محیط های خورنده مورد استفاده قرار می گیرند، کارایی آن ها باید با تست های خوردگی مربوطه سنجیده شود. بازرسی و تست باید پس از فرآیند های عملیات حرارتی و اسید شویی انجام گیرد. تیوب های U شکل را معمولا نمی توان با روش های تست الکتریکی مورد بررسی قرار داد. بازرسی چشمی و تست های زیر آب باید برای تمام تیوب های U شکل پس از خمکاری انجام گیرد.

بازرسی برای تشخیص و حذف کردن تیوب های معیوب یکی از مهم ترین کار هاست. تمامی روش های بررسی عیوب پس از نورد انجام می گیرند. روش های محتلف بررسی عیوب در تیوب ها در ادامه مورد بررسی قرار می گرد. این روش ها عیوب مکانیکی را تشخیص می دهنده که می تواند صرف نظر از محیط خورنده نشتی ایجاد کنند. عیوب مکانیکی شامل عیوب سراسری دیواره، عیوب جزئی دیواره، لایه لایه شدن، عیوب شکل پذیری و عیوب تلرانس ابعادی می شوند. حتی خوردگی ملایم و یکنواخت هم می تواند منجر به باز شدن عیوب و نشتتی پیش از موعد می شود.

لوله و تیوب برای ساخت مبدل حرارتی

تست استاندارد برای محصولات لوله ای شکل

تست های استاندارد برای محصولات لوله ای شکل عیارتند از : بازرسی چشمی، تست ادی کارنت (ASTM E-426)، تست های فشار هیدرواستاتیک شامل تست پنوماتیک هوا –زیر آب (pneumatic air–underwater testing ASTM B-338/ASME SB-338تست ذرات مغناطیسی، تست التراسونیک (ASTM E-213تست های خوردگی، تست های مکانیکی، تست های متالورژیکی و تست تلرانس ابعادی. تست های هیدرواستاتیک شامل تست های پنوماتیک هوا- زیر آب، تست های خوردگی و تلرانس ابعادی می شود.

لوله و تیوب برای ساخت مبدل حرارتی

- تست فشار هیدرواستاتیک :

تست های هیدرواستاتیک یکی از رایج ترین تست هایی است که روی تیوب ها بر اساس کدهای ASME انجام می گیرد. فشار تست معمولا 6.9 مگا پاسکال است اما این رقم ممکن است برای تیوب های جدار نازک یا با قطر بالا کاهش یابد. در مشخصات ASTM اجازه تست در فشار های بالاتر داده شده است به شرطی که تنش هوپ از حد مشخصی فراتر نرود، گرچه معمولا محدودیت های تجهیزات اجازه انجام تست در فشارهای بالاتر از 38 مگاپاسکال را نمی دهد.

بر اساس استانداردهای ASTM، هر تیوب باید فشار هیدرواستاتیک کافی برای ماده را تا تنش رشته ای 48 مگاپاسکال تحمل کند که توسط معادله زیر برای سیلندرهای جدار نازک تحت فشار داخلی محاسبه می شود:

bold p bold equals fraction numerator bold 2 bold St over denominator bold D bold minus bold 0 bold. bold 8 bold t end fraction bold space

یا

bold P bold equals bold space fraction numerator bold 2 bold Set over denominator bold D bold minus bold 0 bold. bold 8 bold t end fraction

در این معادله :

P فشار هیدرواستاتیک (بر حسب مگا پاسکال یا psi)

S: تنش مجاز در کد برای جنس تیوب (مگا پاسکال یا psi)

e: راندمان اتصال جوش است که برای تیوب جوش شده 0.58  و برای لوله بی درز 1.00 است.

D: قطر خارجی تیوب (بر حسب میلی متر یا اینچ)

t: ضخامت جداره تیوب (بر حسب میلی متر یا اینچ)

تیوب نباید نشانی از نشت داشته باشد. نیازی نیست که تیوب با فشار هیدرواستاتیک بیش از 6.9 مگاپاسکال تست شود مگر این که اشاره شده باشد.

تست پنوماتیک:

تست پنوماتیک هوا - زیر آب نسبت به تست هیدرواستاتیک برای تشخیص عیوب جداره تیوب است که در حین تولید ایجاد شده اند، مناسب تر است. هوا با فشار ماکزیمم 1 مگا پاسکال درون لوله ای که در آب غوطه ور است فرستاده می شود و  به مدت 5 ثانیه تحت نظر قرار می گیرد تا از عدم وجود نشتی اطمینان حاصل شود. این تست تنها به مشاهده بصری نشت اکتفا می کند و بر میزان افت فشار که در تست هیدرواستاتیک مورد توجه قرار می گیرد، تمرکز ندارد. ممکن است عیوب بسیار کوچک توسط عبور هوا شناسایی نشوند.

تست های خوردگی:

تست های خوردگی برای ارزیابی مقاومت به خوردگی جنس تیوب انجام می شوند. معمولا بخش کوچکی از تیوب در تست خوردگی مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از انواع رایج تست خوردگی عبارتند از: خوردگی یکنواخت، خوردگی مرز دانه ای، تست SCC ، تست خوردگی حفره دار شدن بحرانی، تست خوردگی شیاری، تست خوردگی پوسته شدن.

تست های تلرانس ابعادی:

تست های تلرانس ابعادی عبارتند از: اندازه گیری قطر خارجی، قطر داخلی، ضخامت گوشت جوش، دوپهن شدگی، طول، پهنا و قائمه بودن محل برش.

پوسته نورد:

بسیاری از فولاد های کربنی توسط عملیات گرم شکل داده می شوند که منجر به تشکیل لایه نازک اما خشن از اکسید آهن مغناطیسی (Fe3O4) روی سطح فولاد می شود. به این لایه نازک معمولا پوسته نورد می گویند. پوسته نوردنسبت به فلز پایه آندی است و هر گونه انقطاع در این لایه می تواند منجر به حفره دار شدن لوله در محیط خورنده شود. به همین دلیل این لایه پیش از نصب لوله در مبدل حرارتی برداشته می شود.

مشخصات ASTM برای تیوب های آلیاژ آهنی

مشخصات ASTM برای تیوب های آهنی در جدول زیر نمایش داده شده است در استاندارد A498 مشخصات تیوب های پلیسه دار از جنس فولادهای فریتی، آستنیتی و کربنی مطرح شده است. تیوب های پره دار باید از تیوب های ساده که مشخصات آن ها در یکی از استاندارد های A179، A199، A213، A214، A249 و A334 ذکر شده، تهیه شوند.

مشخصات ASTM برای برخی از تیوب های مورد استفاده در مبدل های حرارتی
A179 لوله های بدون درز فولاد کم کربن با کشش سرد برای مبدل های حرارتی و کندانسورها
A199 لوله های بدون درز فولاد آلیاژ متوسط (کروم - مولیبدن و کروم مولیبدن - سیلیسیم ) با کشش سرد برای مبدل های حرارتی و کندانسورها
A213 لوله های بدون درز آلیاژی فریتی و آستنیتی برای سوپرهیتر و مبدل حرارتی
A214 تیوب های ERW فولاد کربنی مبدل های حرارتی و تیوب های کندانسور
A249 فولاد آستنیتی جوشکاری شده برای بویلر، سوپرهیتر، مبدل حرارتی و تیوب های کندانسور.
A498 تیوب با جداره خارجی پلیسه دار، بی درز یا جوشکاری شده از فولاد کربنی یا فولاد آلیاژی آستنیتی و فریتی
A556 لوله های فولاد کربنی بدون درز تولید شده با کشش سرد برای آب ورودی و لوله های U شکل
A557 تیوب های فولاد کربنی (مستقیم و U شکل) برای  آب ورودی
A688 تیوب هیتر فولاد زنگ نزن آستنیتی جوشکاری شده و لوله های U شکل
A803 تیوب هیتر آب ورودی جوشکاری شده فولاد زنگ نزن فریتی و لوله های U شکل
A851 تیوب های جوشکاری شده با روش القایی فرکانس بالا فولاد آستنیتی، آنیل نشده، برای سطح بخار کندانسور
A1012 تیوب های جوشکاری شده یا بدون درز فولاد آلیاژی فریتی، آستنیتی یا دوپلکس برای کندانسور و مبدل حرارتی با پلیسه های داخلی

 

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

Pipe and Tube for Heat Exchanger
برچسب ها: مبدل حرارتیآلیاژلوله
بازديد دكتر خدابخش استاندار اذربايجان شرقی از مجتمع تجاری رفاهی باراما، گلزار شهدای شهر سهند، روستای تاريخی كندوان
بازديد دكتر خدابخش استاندار اذربايجان شرقی از مجتمع تجاری رفاهی باراما، گلزار شه ...بیشتر
بیست و یکمین نمایشگاه بین المللی ساختمان و صنایع سرمایشی و گرمایشی مشهد 97
بیست و یکمین نمایشگاه بین المللی ساختمان و تاسیسات سرمایشی گرمایشی مشهد 97 &n ...بیشتر
هجدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 97
هجدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 97   ...بیشتر
تقویم نمایشگاه های بین المللی سال 1397
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
بیست و سومین نمایشگاه بین المللی نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی تهران 97
بیست و سومین نمایشگاه بین المللی نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی تهران 97   ...بیشتر
بیست و یکمین دوره نمایشگاه بین المللی حرارتی، برودتی و سیستم های تهویه تبریز 97
بیست و یکمین دوره نمایشگاه بین المللی حرارتی، برودتی و سیستم های تهویه تبریز 97 ...بیشتر
هفدهمین همایش روز ملی حمایت از حقوق مصرف کنندگان
  درباره همایش با توجه به تغییر و تحولات هر کشوری در مسیر توسعه ا ...بیشتر
دریافت لوح تقدیر هفدهمین همایش روز ملی حمایت از حقوق مصرف کنندگان
پاکمن مفتخر به دریافت لوح تقدیر و گواهینامه هفدهمین همایش روز ملی حمایت از حقوق ...بیشتر
هشتمین دوره نمایشگاه ساختمان، برق، تاسیسات آب و فاضلاب اردبیل 96
عنوان: نمایشگاه ساختمان، برق، تاسیسات آب و فاضلاب اردبیل 96 شهر:  ...بیشتر
سومین کنفرانس ملی تهویه مطبوع و تاسیسات حرارتی و برودتی
عنوان: سومین کنفرانس ملی تهویه مطبوع و تاسیسات حرارتی و برودتی شهر: ق ...بیشتر
اولین نیروگاه خورشیدی یزد به بهره برداری رسید
اولین نیروگاه خورشیدی استان یزد با حضور اسحاق جهانگیری معاون اول رییس جمهور و جم ...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