أنبوب المبادل الحراري ووصلة لوحة الأنبوب

المبادل الحراري، باعتباره معدات نقل الحرارة التي تنقل جزءًا من الحرارة من السائل الساخن إلى السائل البارد بين المواد، لديه نطاق واسع من التطبيقات في الحياة اليومية للناس وفي الصناعات البترولية والكيميائية والطاقة والأدوية والطاقة الذرية والصناعات النووية. يمكن استخدامه كمعدات مستقلة، مثل السخانات والمكثفات والمبردات وما إلى ذلك؛ ويمكن استخدامه أيضًا كأحد مكونات بعض معدات العمليات، مثل المبادلات الحرارية في بعض المعدات الكيميائية، وما إلى ذلك.

لا سيما في كمية كبيرة من استهلاك الطاقة في الصناعة الكيميائية، والمبادلات الحرارية في الإنتاج الكيميائي لعملية تبادل الحرارة ونقلها هي معدات لا غنى عنها، في معدات الإنتاج الكيميائي بأكملها تحتل أيضا نسبة كبيرة.

المبادل الحراري من وظيفته، من ناحية، التأكد من أن العملية الصناعية للوسط الذي تتطلبه درجة الحرارة المحددة، من ناحية أخرى، هو أيضا المعدات الرئيسية لتحسين استخدام الطاقة. وفقًا لهيكلها، يوجد بشكل أساسي مبادل حراري للوحة، ومبادل حراري ذو رأس عائم، ومبادل حراري للوحة أنبوبية ثابتة، ومبادل حراري أنبوبي على شكل حرف U وما إلى ذلك. بالإضافة إلى المبادل الحراري للوحة، تنتمي بقية الأجزاء العديدة إلى المبادل الحراري للهيكل والأنبوب.

نظرًا لأن المبادل الحراري للهيكل والأنبوب يحتوي على مساحة أكبر لنقل الحرارة لكل وحدة حجم، وتأثير جيد لنقل الحرارة، مع وجود هيكل قوي، وعملية تصنيع ناضجة وقابلة للتكيف ومزايا أخرى، فقد أصبح الاستخدام الأكثر شيوعًا لمبادل حراري نموذجي.

---

الاتصال بين أنبوب المبادل الحراري ولوحة الأنبوب في المبادل الحراري للأنبوب والقشرة

في أنبوب المبادل الحراري وأنبوب المبادل الحراري ولوحة الأنبوب هو الحاجز الوحيد بين أنبوب المبادل الحراري وعملية القشرة، وهيكل توصيل أنبوب المبادل الحراري ولوحة الأنبوب وجودة الاتصال تحدد الجودة وعمر الخدمة للمبادل الحراري، وهو جزء حيوي من عملية تصنيع المبادل الحراري.

تحدث معظم أضرار وفشل المبادل الحراري في أجزاء توصيل أنبوب المبادل الحراري ولوحة الأنبوب، كما تؤثر جودة وصلة التوصيل بشكل مباشر على سلامة وموثوقية المعدات والأجهزة الكيميائية، لذلك بالنسبة للمبادل الحراري للقشرة والأنبوب في أنبوب المبادل الحراري وأصبحت عملية توصيل لوحة الأنبوب رابط التحكم الأكثر أهمية في نظام ضمان جودة تصنيع المبادل الحراري. في الوقت الحاضر، في عملية تصنيع المبادل الحراري، تكون توصيلات أنبوب ولوحة المبادل الحراري بشكل أساسي: اللحام والتمدد والتمدد بالإضافة إلى اللحام واللصق بالإضافة إلى التمدد وغيرها من الطرق.

---

لحام

أنبوب المبادل الحراري ولوحة الأنبوب باستخدام وصلة ملحومة، نظرًا لمتطلبات المعالجة المنخفضة للوحة الأنبوب، فإن عملية التصنيع بسيطة، وهناك ختم أفضل، واللحام، وفحص المظهر، والصيانة مريحة للغاية، حاليًا هو الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في طريقة الاتصال. في استخدام الوصلات الملحومة، هناك لضمان قوة ختم المفصل الملحوم وقوة السحب وفقط للتأكد من أن أنبوب المبادل الحراري ولوحة الأنبوب يتم توصيلهما بختم اللحام. بالنسبة لحام القوة، يكون أداءه محدودًا، فقط لأن الاهتزاز يكون صغيرًا ولا توجد فجوات للتآكل.

عند استخدام وصلة اللحام، لا يمكن أن تكون المسافة بين أنبوب المبادل الحراري قريبة جدًا، وإلا فإن تأثير الحرارة، ليس من السهل ضمان جودة اللحام، في حين يجب ترك نهاية الأنبوب مسافة معينة، من أجل المساعدة في تقليل إجهاد اللحام المتبادل. يجب أن يلبي طول أنبوب المبادل الحراري الممتد خارج لوحة الأنبوب المتطلبات المحددة لضمان قدرة التحمل الفعالة. في طريقة اللحام، وفقًا لمواد أنبوب المبادل الحراري ولوحة الأنبوب، يمكن لحامها عن طريق اللحام بقوس اللحام، ولحام TIG، ولحام ثاني أكسيد الكربون وطرق أخرى. بالنسبة لمتطلبات توصيل أنبوب المبادل الحراري ولوحة الأنبوب بين المبادل الحراري العالي، مثل ضغط التصميم، ودرجة حرارة التصميم، والتغيرات في درجات الحرارة المرتفعة، بالإضافة إلى المبادل الحراري الذي يتعرض لأحمال متناوبة، والمبادل الحراري للوحة الأنبوب الرقيق، وما إلى ذلك، فإن لحام TIG مناسب.

طريقة توصيل اللحام التقليدية، بسبب وجود فجوات بين الأنبوب وفتحة لوحة الأنبوب، عرضة لتآكل الفجوة وارتفاع درجة الحرارة، وقد يتسبب الضغط الحراري المتولد في المفصل الملحوم أيضًا في تآكل الإجهاد والضرر، مما قد يتسبب في فشل المبادل الحراري. في الوقت الحاضر ، في الصناعة النووية المحلية ، بدأت صناعة الطاقة والصناعات الأخرى التي تستخدم المبادل الحراري وأنبوب المبادل الحراري ووصلة لوحة الأنبوب في استخدام تقنية لحام الثقب الداخلي ، وستعمل طريقة الاتصال هذه على لحام أنبوب المبادل الحراري ونهاية لوحة الأنبوب إلى لحام الثقب الداخلي لحزمة الأنبوب ، واستخدام شكل اختراق الانصهار الكامل ، والقضاء على الفجوة في اللحام النهائي ، وتحسين القدرة على مقاومة تآكل الفجوة وتآكل الإجهاد ، والقدرة على مقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد.

قوة التعب العالية الاهتزاز، يمكن أن تتحمل درجات الحرارة العالية والضغط، والخصائص الميكانيكية للمفصل الملحوم أفضل؛ يمكن أن يكون المفصل اختبارًا داخليًا غير مدمر، ويمكن التحكم في الجودة الداخلية للحام لتحسين موثوقية اللحام. لكن تجميع تكنولوجيا لحام التجويف أكثر صعوبة، والمتطلبات العالية لتكنولوجيا اللحام، ومجمع التصنيع والفحص، وتكاليف التصنيع مرتفعة نسبيًا. مع تطور المبادلات الحرارية لدرجات الحرارة المرتفعة والضغط العالي والواسع النطاق، أصبحت متطلبات جودة التصنيع مرتفعة بشكل متزايد، وسيتم استخدام تكنولوجيا لحام التجويف على نطاق أوسع.

---

مفصل التوسع

وصلة التمدد هي طريقة تقليدية لتوصيل أنابيب المبادل الحراري بلوحة الأنبوب، وذلك باستخدام جهاز التمدد لتصنيع لوحة الأنبوب والأنبوب لإنتاج تشوه بلاستيكي مرن وملاءمة وثيقة، وتشكيل اتصال صلب، وهو محكم الغلق ويمكن أن يقاوم سحب الغرض. في عملية تصنيع المبادلات الحرارية، يكون التمدد مناسبًا لعدم وجود اهتزازات شديدة، أو تغيرات مفرطة في درجات الحرارة، أو حالات تآكل إجهادية خطيرة.

تستخدم عملية التوسيع الحالية بشكل أساسي التمدد الميكانيكي والتمدد الهيدروليكي. توسيع لفة الميكانيكية ليست موحدة، بمجرد فشل اتصال لوحة الأنبوب والأنبوب ومن ثم استخدام التوسع لإصلاح صعبة للغاية؛ باستخدام التمدد الهيدروليكي من نوع الكيس السائل عن طريق التشغيل الذي يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر، ودقة عالية، ويمكن أن تضمن توحيد ضيق التمدد، وموثوقية الاتصال أفضل من التمدد الميكانيكي. ومع ذلك، فإن متطلبات دقة المعالجة صارمة، ومن الصعب ضمان نجاح توسيع المفاصل الكثيفة، كما أنه من الصعب إصلاحها إذا فشلت في التوسع مرة أخرى.

---

التوسع واللحام

عندما تكون درجة الحرارة والضغط مرتفعين، وفي التشوه الحراري، والصدمة الحرارية، والتآكل الحراري وضغط السوائل، من السهل جدًا تدمير أنبوب المبادل الحراري ووصلة لوحة الأنبوب، ومن الصعب جدًا استخدام التمدد أو اللحام لضمان قوة الاتصال ومتطلبات الختم. في الوقت الحاضر، الطريقة المستخدمة على نطاق واسع هي التوسع واللحام. يمكن لهيكل التوسيع واللحام أن يخفف بشكل فعال اهتزاز تلف حزمة الأنبوب للحام، ويمكن أن يزيل بشكل فعال تآكل الإجهاد وتآكل الفجوة، ويحسن مقاومة التعب للمفصل، وبالتالي تحسين عمر خدمة المبادل الحراري.

يؤدي ذلك إلى تحسين عمر خدمة المبادل الحراري، كما يتمتع بقوة وقابلية إغلاق أعلى من اللحام البسيط أو اللحام القوي. بالنسبة للمبادلات الحرارية العادية، عادةً ما يتم استخدام نموذج 'لحام قوة التمدد بنسبة % للمعجون'؛ ويتطلب استخدام الظروف القاسية للمبادلات الحرارية استخدام نموذج 'لحام مانع للتسرب بنسبة تمدد القوة'. يمكن تقسيم التمدد بالإضافة إلى اللحام حسب التمدد واللحام في تسلسل العملية إلى التمدد الأول بعد اللحام واللحام الأول بعد التمدد بنوعين.

(1) التمدد الأول بعد تمدد اللحام عندما يخترق استخدام زيت التشحيم فجوة المفصل، ويكون لديهم حساسية قوية لشقوق اللحام والمسامية وما إلى ذلك، مما يجعل ظاهرة عيوب اللحام أكثر خطورة. وهذه الفجوة تخترق الزيت ويصعب إزالتها نظيفة، لذلك يتم استخدام التمدد أولاً ومن ثم عملية اللحام، ومن غير المناسب استخدام التمدد الميكانيكي للطريق. إن استخدام معجون التمدد، على الرغم من أنه ليس مقاومًا للضغط، ولكنه يمكن أن يزيل الفجوة بين الأنبوب وفتحة أنبوب لوحة الأنبوب، لذلك يمكن أن يخفف بشكل فعال اهتزاز حزمة الأنبوب إلى الجزء الملحوم من فم الأنبوب.

لكن استخدام طريقة التمدد اليدوية أو التي يتم التحكم فيها ميكانيكيًا لا يمكن أن يحقق متطلبات توسيع العجينة الموحدة، في حين أن استخدام ضغط التمدد الذي يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر لطريقة توسيع نوع الكيس السائل يمكن أن يكون مريحًا وموحدًا لتحقيق متطلبات توسيع العجينة. في اللحام، بسبب تأثير المعدن المنصهر ذو درجة الحرارة العالية، يتم تسخين الغاز الموجود في الفجوة وتوسيعه بشكل حاد، وهذه الغازات مع ارتفاع درجة الحرارة والضغط في التسرب الخارجي لقوة توسع أداء الختم سوف تسبب بعض الضرر.

(2) اللحام الأول ثم التوسيع لعملية اللحام الأولى ثم التوسيع، المشكلة الأساسية هي التحكم في دقة ثقب الأنبوب ولوحة الأنبوب وملاءمته. عندما تكون الفجوة بين الأنبوب وفتحة الأنبوب صغيرة إلى قيمة معينة، فإن عملية التوسيع لن تضر بجودة الوصلة الملحومة. لكن قدرة فم اللحام على تحمل قوى القص ضعيفة نسبيًا، لذا فإن قوة اللحام، إذا لم يلبي التحكم المتطلبات، قد تتسبب في فشل التمدد الزائد أو توسيع الضرر الذي يلحق بالمفصل الملحوم.

في عملية التصنيع، هناك فجوة كبيرة بين القطر الخارجي لأنبوب المبادل الحراري وفتحة أنبوب لوحة الأنبوب، والفجوة بين القطر الخارجي لكل أنبوب مبادل حراري وفتحة أنبوب لوحة الأنبوب غير متساوية على طول الاتجاه المحوري. عند اكتمال اللحام بعد التوسيع، يجب أن يتزامن الخط المركزي للأنبوب مع الخط المركزي لفتحة لوحة الأنبوب لضمان جودة المفصل، إذا كانت الفجوة كبيرة، بسبب الصلابة الأكبر للأنبوب، فإن تشوه التمدد المفرط سيؤدي إلى تلف المفصل الملحوم، أو حتى يتسبب في انفصال اللحام.

---

المفاصل الملصقة والموسعة

يمكن أن يساعد استخدام عملية اللصق والتوسيع في حل مشكلة التسرب والتسرب التي تظهر غالبًا في توصيلات أنبوب المبادل الحراري ولوحة الأنبوب، ومن المهم أن يتم لصقها وفقًا لظروف العمل الخاصة بالاختيار الصحيح لعامل توصيل الغراء. في عملية تنفيذ العملية، يجب دمجها مع هيكل المبادل الحراري، والحجم لاختيار معلمات عملية جيدة، بما في ذلك ضغط المعالجة، ودرجة حرارة المعالجة، وقوة التمدد، وما إلى ذلك، وفي عملية الإنتاج يتم التحكم فيها بشكل صارم. هذه العملية بسيطة، وسهلة التنفيذ، وموثوقة، وقد تم الاعتراف بها في الاستخدام الفعلي للمؤسسات، ولها قيمة الترويج.

---

خاتمة

(1) في أنبوب المبادل الحراري وأنبوب المبادل الحراري وطريقة توصيل اللوحة، فإن استخدام اللحام التقليدي أو التمدد وحده يصعب ضمان قوة الاتصال ومتطلبات الختم.

(2) استخدام طريقة التمدد واللحام يساعد على ضمان قوة وختم الاتصال بين أنبوب ولوحة المبادل الحراري، وتحسين عمر خدمة المبادل الحراري.

(3) يساعد استخدام طريقة اللصق والتمدد على حل مشكلة التسرب والتسرب عند توصيل أنابيب وألواح المبادل الحراري، وتكون العملية بسيطة وسهلة وموثوقة.

(4) تكنولوجيا لحام التجويف كطريقة لحام كاملة الاختراق، والقدرة على مقاومة تآكل الفجوة والتآكل الإجهادي، وقوة إجهاد الاهتزاز، والخصائص الميكانيكية للمفاصل الملحومة جيدة جدًا؛ يمكن التحكم في الجودة الداخلية للحام لتحسين موثوقية اللحام، وهو الأول الأكثر ملاءمة لترويج وتطبيق المنتجات المتطورة.