Conexão do tubo do trocador de calor e da placa do tubo

O trocador de calor, como equipamento de transferência de calor que transfere parte do calor do fluido quente para o fluido frio entre os materiais, tem uma ampla gama de aplicações na vida diária das pessoas e nas indústrias de petróleo, química, energia, farmacêutica, energia atômica e nuclear. Pode ser utilizado como equipamento independente, como aquecedores, condensadores, resfriadores, etc.; também pode ser usado como componente de alguns equipamentos de processo, como trocadores de calor em alguns equipamentos químicos, etc.

Especialmente na maior quantidade de consumo de energia na indústria química, os trocadores de calor na produção química do processo de troca e transferência de calor são equipamentos indispensáveis, em todo o equipamento de produção química também ocupa uma proporção considerável.

O trocador de calor tem a função, por um lado, de garantir que o processo industrial do meio exigido pela temperatura específica, por outro lado, é também o principal equipamento para melhorar o aproveitamento energético. De acordo com sua estrutura, existem principalmente trocadores de calor de placas, trocadores de calor de cabeça flutuante, trocadores de calor de placas de tubo fixo e trocadores de calor de tubos em forma de U e assim por diante. Além do trocador de calor a placas, os demais pertencem ao trocador de calor de casco e tubos.

Como o trocador de calor de casco e tubo tem uma área de transferência de calor maior por unidade de volume e um bom efeito de transferência de calor, embora tenha uma estrutura forte, processo de fabricação adaptável e maduro e outras vantagens, tornou-se o uso mais comum de um trocador de calor típico.

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A conexão entre o tubo do trocador de calor e a placa do tubo no trocador de calor de casco e tubo

No trocador de calor de casco e tubo, o tubo do trocador de calor e a placa do tubo são a única barreira entre o tubo do trocador de calor e o processo do casco, o tubo do trocador de calor e a estrutura de conexão da placa do tubo e a qualidade da conexão determinam a qualidade e a vida útil do trocador de calor, é uma parte vital do processo de fabricação do trocador de calor.

A maioria dos danos e falhas do trocador de calor ocorre no tubo do trocador de calor e nas peças de conexão da placa do tubo, a qualidade da junta de conexão também afeta diretamente a segurança e a confiabilidade dos equipamentos e dispositivos químicos, portanto, para o trocador de calor de casco e tubo no tubo do trocador de calor e o processo de conexão da placa do tubo tornou-se o elo de controle mais crítico no sistema de garantia de qualidade de fabricação do trocador de calor. Atualmente, no processo de fabricação do trocador de calor, as conexões do tubo e da placa do trocador de calor são principalmente: soldagem, expansão, expansão mais soldagem e colagem mais expansão e outros métodos.

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Soldagem

Tubo do trocador de calor e placa do tubo usando conexão soldada, devido aos menores requisitos de processamento da placa do tubo, o processo de fabricação é simples, há uma melhor vedação e soldagem, inspeção de aparência, manutenção são muito convenientes, é atualmente o tubo do trocador de calor do casco e do tubo e a conexão da placa do tubo é o mais amplamente utilizado em um método de conexão. No uso de conexões soldadas, há para garantir a resistência da vedação da junta soldada e a resistência à tração e apenas para garantir que o tubo do trocador de calor e a conexão da placa do tubo selem a soldagem. Para soldagem de resistência seu desempenho é limitado, apenas porque a vibração é pequena e não há ocasiões de corrosão por lacunas.

Ao usar a conexão de soldagem, a distância entre o tubo do trocador de calor não pode ser muito próxima, caso contrário a influência do calor, a qualidade da solda não é fácil de garantir, enquanto a extremidade do tubo deve ficar a uma certa distância, a fim de ajudar a reduzir o estresse mútuo de soldagem. O comprimento do tubo do trocador de calor que se estende para fora da placa do tubo deve atender aos requisitos especificados para garantir sua capacidade de carga efetiva. No método de soldagem, de acordo com o material do tubo do trocador de calor e a placa do tubo podem ser soldadas por soldagem a arco com haste de soldagem, soldagem TIG, soldagem CO2 e outros métodos. Para requisitos de conexão de tubo e placa de tubo do trocador de calor entre o trocador de calor alto, como pressão de projeto, temperatura de projeto, mudanças de alta temperatura, bem como o trocador de calor sujeito a cargas alternadas, trocador de calor de placa de tubo fino, etc.

Método de conexão de soldagem convencional, devido à existência de lacunas entre o tubo e o orifício da placa do tubo, propenso a corrosão e superaquecimento, e o estresse térmico gerado na junta soldada também pode causar corrosão sob tensão e danos, o que pode causar falha no trocador de calor. Atualmente, na indústria nuclear doméstica, na indústria de energia e em outras indústrias que usam o trocador de calor, o tubo do trocador de calor e a conexão da placa do tubo começaram a usar a tecnologia de soldagem de furo interno, este método de conexão irá soldar o tubo do trocador de calor e a extremidade da placa do tubo para a soldagem do furo interno do feixe de tubos, o uso da forma de penetração de fusão completa, eliminando a lacuna na soldagem final, melhorar a capacidade de resistir à corrosão por lacuna e à corrosão sob tensão, a capacidade de resistir à corrosão sob tensão.

Sua alta resistência à fadiga por vibração, pode suportar altas temperaturas e pressões, as propriedades mecânicas da junta soldada são melhores; a junta pode passar por testes não destrutivos internos, a qualidade interna da solda pode ser controlada para melhorar a confiabilidade da solda. Mas a montagem da tecnologia de soldagem de furo é mais difícil, os altos requisitos para tecnologia de soldagem, complexo de fabricação e inspeção e os custos de fabricação são relativamente altos. Com o desenvolvimento de trocadores de calor para alta temperatura, alta pressão e grande escala, os requisitos de qualidade de fabricação são cada vez mais elevados, a tecnologia de soldagem de furo será mais amplamente utilizada.

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Junta de expansão

A junta de expansão é um método tradicional de conectar tubos do trocador de calor à placa do tubo, usando aparelhos de expansão para fazer a placa do tubo e o tubo produzirem deformação elástico-plástica e ajuste perfeito, formando uma conexão sólida, que é selada e pode resistir ao arrancamento da finalidade. No processo de fabricação de trocadores de calor, a expansão é adequada para não apresentar vibrações severas, mudanças excessivas de temperatura e ocasiões graves de corrosão sob tensão.

O processo de expansão atual utilizou principalmente expansão de laminação mecânica e expansão hidráulica. A expansão mecânica da expansão do rolo não é uniforme, uma vez que a falha na conexão do tubo e da placa do tubo e, em seguida, use a expansão para reparar muito difícil; usando expansão hidráulica do tipo saco de líquido por operação controlada por computador, alta precisão e pode garantir que a uniformidade da estanqueidade da expansão, a confiabilidade da conexão seja melhor do que a expansão mecânica. No entanto, os requisitos de precisão de processamento são rigorosos e é difícil garantir o sucesso da expansão de juntas densas, e também é mais difícil reparar se não conseguirem expandir novamente.

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Expansão e soldagem

Quando a temperatura e a pressão são altas, e na deformação térmica, choque térmico, corrosão térmica e pressão do fluido, o tubo do trocador de calor e a conexão da placa do tubo são muito fáceis de serem destruídos, o uso de expansão ou soldagem é difícil para garantir a resistência dos requisitos de conexão e vedação. Atualmente, o método amplamente utilizado é a expansão e soldagem. A estrutura de expansão e soldagem pode efetivamente amortecer a vibração dos danos do feixe de tubos à solda, pode efetivamente eliminar a corrosão sob tensão e a corrosão por lacunas, melhorar a resistência à fadiga da junta, melhorando assim a vida útil do trocador de calor.

Isto melhora a vida útil do trocador de calor e tem maior resistência e vedação do que a simples expansão ou soldagem de resistência. Para trocadores de calor comuns geralmente usa-se a forma 'expansão da pasta% de soldagem de resistência'; e o uso de condições adversas de trocadores de calor exigem o uso da forma de 'soldagem de vedação de expansão de resistência%'. Expansão mais soldagem de acordo com expansão e soldagem na sequência do processo podem ser divididas em primeira expansão após soldagem e primeira soldagem após expansão de dois tipos.

(1) primeira expansão após a expansão da soldagem, quando o uso de óleo lubrificante penetra na folga da junta, e possuem forte sensibilidade a trincas de soldagem, porosidade, etc., tornando mais grave o fenômeno de defeitos na soldagem. Estes penetram na lacuna do óleo e são difíceis de remover limpos, portanto, o uso da expansão primeiro e depois do processo de soldagem, não é apropriado usar a expansão mecânica do caminho. O uso da expansão da pasta, embora não seja resistente à pressão, pode eliminar a lacuna entre o tubo e o orifício do tubo da placa do tubo, de modo que possa amortecer efetivamente a vibração do feixe de tubos na parte soldada da boca do tubo.

Mas o uso do método de expansão convencional manual ou mecanicamente controlado não pode atingir requisitos uniformes de expansão da pasta, enquanto o uso da pressão de expansão controlada por computador do método de expansão do tipo saco de líquido pode ser conveniente e uniforme para atingir os requisitos de expansão da pasta. Na soldagem, devido à influência do metal fundido de alta temperatura, o gás na lacuna é aquecido e expandido acentuadamente, esses gases com alta temperatura e pressão no vazamento externo da força da expansão do desempenho de vedação causarão alguns danos.

(2) primeiro soldagem e depois expansão para o primeiro processo de soldagem e depois expansão, o principal problema é controlar a precisão do furo do tubo e da placa do tubo e seu ajuste. Quando a folga entre o tubo e o orifício do tubo da placa do tubo é pequena até um determinado valor, o processo de expansão não prejudicará a qualidade da junta soldada. Mas a capacidade da boca da solda de suportar forças de cisalhamento é relativamente baixa, portanto, a resistência da solda, se o controle não atender aos requisitos, pode causar falha por expansão excessiva ou expansão dos danos à junta soldada.

No processo de fabricação, há uma grande lacuna entre o diâmetro externo do tubo do trocador de calor e o orifício do tubo da placa do tubo, e a lacuna entre o diâmetro externo de cada tubo do trocador de calor e o orifício do tubo da placa do tubo é irregular ao longo da direção axial. Quando a soldagem é concluída após a expansão, a linha central do tubo deve coincidir com a linha central do furo da placa do tubo para garantir a qualidade da junta, se a folga for grande, devido à maior rigidez do tubo, a deformação excessiva da expansão produzirá danos à junta soldada, ou mesmo causará a solda da solda.

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Juntas coladas e expandidas

O uso do processo de colagem e expansão pode ajudar a resolver as conexões do tubo do trocador de calor e da placa do tubo que geralmente aparecem no problema de vazamentos e vazamentos, é importante ser colado de acordo com as condições de trabalho da escolha correta do agente de junta adesiva. No processo de implementação do processo deve ser combinado com a estrutura do trocador de calor, tamanho para escolher bons parâmetros de processo, incluindo principalmente pressão de cura, temperatura de cura, força de expansão, etc., e no processo de produção estritamente controlado. Este processo é simples, fácil de implementar, confiável, tem sido reconhecido na utilização real das empresas, tem valor de promoção.

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Conclusão

(1) no método de conexão de tubo e placa do trocador de calor do trocador de calor de casco e tubo, o uso de soldagem convencional ou expansão por si só é difícil de garantir a resistência da conexão e os requisitos de vedação.

(2) o uso do método de expansão e soldagem contribui para garantir a resistência e a vedação da conexão entre o tubo e a placa do trocador de calor e melhorar a vida útil do trocador de calor.

(3) O uso do método de colagem e expansão ajuda a resolver o problema de vazamento e infiltração ao conectar tubos e placas do trocador de calor, e o processo é simples, fácil e confiável.

(4) tecnologia de soldagem de furo como método de soldagem de penetração total, a capacidade de resistir à corrosão por lacunas e corrosão sob tensão, resistência à fadiga por vibração, propriedades mecânicas das juntas soldadas são muito boas; a qualidade interna da solda pode ser controlada para melhorar a confiabilidade da solda, a primeira mais adequada para a promoção e aplicação de produtos de alta qualidade.