Boru levhasındaki delikler: toleranslar ve geçmeler 

Boru levhasındaki delikler: toleranslar ve geçmeler - ısı eşanjörünün sıkılığının temeli

Kabuk-borulu ısı eşanjörlerinin üretimine yönelik projelere yönelik mühendislik desteği uygulamamızda, boru ile boru levhası arasındaki uyum seçiminde sıradan bir hata nedeniyle bitmiş ekipmanın hidrolik testlerde başarısız olduğu bir durumla defalarca karşılaştık.Boru levhasındaki delikler: toleranslar ve geçmeler- bunlar sadece GOST veya ISO'dan alınan referans rakamlar değil, aynı zamanda cihazın hizmet ömrünü, döngüsel yüklere dayanma yeteneğini ve havşa bağlantısındaki sızıntı riskini belirleyen kritik bir parametredir. Milimetrenin birkaç yüzde biri kadar bile yanlış bir boşluk, borunun ortamın akışı nedeniyle yırtılmasına veya tam tersine kurulum sırasında ızgaranın çatlamasına neden olabilir.

Birçok alıcı ve hatta tasarımcı yanlışlıkla borunun ve ızgara malzemesinin nominal çapını belirtmenin yeterli olduğuna inanıyor. Gerçek, farklı koşulları gerektirir: boru malzemesi (karbon çeliği, paslanmaz çelik, titanyum, bakır) alevlendiğinde tamamen farklı davranır. Malzemenin sertliği, akma dayanımı ve doğrusal genleşme katsayısı, delik tolerans aralığının seçiminde bireysel bir yaklaşım gerektirir. Bu makalede, çeşitli malzeme çiftleri için üretimde kullandığımız spesifik boşluk numaralarını parçalara ayıracağız, sıkı bağlantı prosesinin fiziğini açıklayacağız ve enerji, petrol ve gaz sektörlerine ekipman tedarik etme deneyimimize dayanarak net kalite kontrol önerileri sunacağız.

Çiftleşmenin fiziği: Mükemmel bir boşluk neden mükemmel bir yüzeyden daha önemlidir?

Genleşme işlemi, ızgara sacının deliğinin elastik deformasyonu içinde borunun plastik deformasyonudur. Burada önemli olan aletin çıkarılmasından sonra kalan temas basıncını oluşturmaktır. Borunun dış çapı ile delik çapı arasındaki başlangıç ​​boşluğu çok büyükse, borunun deliğin duvarlarına temas etmesi için aşırı gerilmesi gerekir. Bu, havşa bölgesindeki boru duvarının incelmesine yol açarak korozyon direncini ve mekanik mukavemetini azaltır. 0,5 mm'den büyük boşluklarda boru duvarının %15-20 oranında inceltildiği ve bu durumun, operasyonun ilk aylarında tertibatı aşındırıcı aşınmaya karşı savunmasız hale getirdiği durumları kaydettik.

Öte yandan çok az açıklık veya müdahale montaj aşamasında sorun yaratır. Bir boruyu manuel olarak gergin bir deliğe yerleştirmek imkansızdır ve bir çekiç kuvvetinin kullanılması genellikle koruyucu oksit tabakasının hasar görmesine veya boru ucunun deformasyonuna neden olur, bu da yüksek kaliteli kaynağa müdahale eder (birleşik bir teknoloji sağlanmışsa). Ayrıca, bir boru demetini mahfazaya monte ederken küçük sapmalar birikir ve boru bir sonraki bölümün deliğine sığmayabilir. Bu nedenle soruBoru levhasındaki delikler: toleranslar ve geçmelerher zaman montajın üretilebilirliği ile son bağlantının güvenilirliği arasında denge kurar.

Optimum boşluk, ağız açma kuvvetinin eşit dağılımını sağlar. Takım silindirleri borunun iç yüzeyine baskı yaptığında genişler ve deliğin duvarlarına sıkıca bastırılır. Kafes levha malzemesinin elastik kuvvetleri, deliği orijinal şekline döndürme eğiliminde olup bir "sıkma" etkisi yaratır. Borunun eksenel yüklerin etkisi altında çekilmesini önleyen ve ek conta kullanılmadan sızdırmazlığı sağlayan bu temas basıncıdır. İstatistiklerimiz, önerilen açıklıklara uyulmasının, hidrotest sırasındaki kusur yüzdesini tipik %5-7'den %0,5'in altına düşürdüğünü göstermektedir.

Dikim seçimini etkileyen kritik parametreler

Gerekli delik çapını belirlerken mühendislerin yalnızca nominal boru boyutunu değil aynı zamanda bir dizi dinamik faktörü de dikkate almaları gerekir. İlk olarak malzemelerin elastik modüllerinde farklılık vardır. Örneğin, çelik bir ızgarada bakır bir borunun genişletilmesi sırasında sistemin davranışı "paslanmaz çelik - paslanmaz çelik" çiftinden farklı olacaktır. Bakır daha kolay deforme olur, bu nedenle daha az kuvvet gerektirir, ancak aynı zamanda aşırı incelmeyi önlemek için daha az başlangıç ​​boşluğu da gerekir.

İkincisi, çalışma sıcaklığı belirleyici bir rol oynar. Isı eşanjörü yüksek sıcaklıklarda çalışıyorsa, borunun ve ızgaranın doğrusal termal genleşme (CTE) katsayıları arasındaki farkı dikkate almak gerekir. Isıtıldığında bir malzeme diğerine göre daha fazla genleşecektir. Borunun CTE'si ızgaranınkinden yüksekse, çalışma sırasındaki boşluk azalacaktır (veya girişim artacaktır), bu da sızdırmazlık açısından iyi ancak ızgaranın bütünlüğü açısından tehlikelidir. Boru daha az genişlerse çalışma boşluğu artabilir ve bu da basıncın düşmesine neden olur. Bu gibi durumlarda, daha sıkı bir soğuk toleransı seçerek uyumun tasarım aşamasında yapay olarak ayarlanmasını öneririz.

Tüp tabakasının kalınlığı aynı zamanda koşullarını da belirler. İnce ızgaralar için (30 mm'den az), temas alanı küçüktür ve delikteki herhangi bir koniklik veya borunun ovalliği bağlantının gücünü anında etkilediğinden boşluk doğruluğu gereksinimleri artar. Kalın levhalar için (50 mm'nin üzerinde), biraz daha büyük değişiklikler kabul edilebilir, ancak takım mükemmel şekilde merkezlenmezse derinlikte eşit olmayan genişleme riski artar.

Çeşitli malzemeler için standart boşluk aralıkları

Uzun yıllara dayanan deneyime ve uluslararası standartların (TEMA, ASME, GOST R 53683) gerekliliklerine ilişkin analizlere dayanarak, önerilen izinlerin bir tablosunu oluşturduk. Bu veriler tasarım dokümantasyonunun başlangıç ​​noktasıdır. Bu değerlerin, katı çap kısıtlamalarına sahip kaliteli bir havşa açma aletinin ve profesyonel bir operatörün kullanılmasını gerektirdiğini anlamak önemlidir.

“İzin verilen maksimum mesafe” sütununa dikkat edin. Bu değerin aşılması, bağlantının oluşturulamayacağı anlamına gelmez ancak çok kademeli havşalama veya özel ara parçaların kullanılmasını gerektirecektir ki bu da seri üretimde ekonomik olarak mümkün değildir. Bir petrol rafinerisine yönelik projelerimizden birinde, boru ürünleri tedarikçisi boruların dış çapında normun 0,4 mm üzerinde negatif sapmaya izin verdi. Toplam boşluk 0,7 mm'ye ulaştı. Bu tür boruları genişletme girişimi, kurulum sırasında boruların %30'unun patlamasıyla sonuçlandı. Paketin tamamını değiştirmek zorunda kaldık, bu da sevkiyatı üç hafta geciktirdi. Bu olay bize, her bir boru partisinin üç bölümde seçici çap ölçümleriyle gelen muayenesini zorunlu kılmayı öğretti.

Delik açma toleransları: teknoloji ve doğruluk

Boru tabakasındaki deliğin kalitesi, boşluğun doğru seçilmesinden daha az önemli değildir. Deliğin konik olması, kesilmesi veya normalden daha pürüzlü olması durumunda mükemmel şekilde hesaplanmış bir tolerans bile işe yaramayacaktır. Modern üretim, her biri nihai tolerans üzerinde kendi kısıtlamalarını getiren, delik üretmek için çeşitli yöntemler kullanır.

Delme ve havşa açma.Bu, tek ve küçük seri üretim için en yaygın yöntemdir. Ancak standart bir matkap helis izleri bırakır ve eksenin yanlış hizalanmasına neden olabilir. Yüksek basınçlı ısı eşanjörleri için daha sonra zorunlu havşa açma veya raybalama işlemine ihtiyacımız var. Rayba, IT8-IT9 kalite toleransına ve Ra 3,2-1,6 mikron pürüzlülüğe sahip bir delik elde etmenizi sağlar. Bu parametreler mükemmel sızdırmazlık sağlar. Raybanın aşınmasını izlemek önemlidir: kör bir alet deliğin kenarını "perçinleyerek" borunun sıkı oturmasını engelleyen düzensizlikler oluşturur.

Lazer kesim.Kalın paslanmaz çelik ızgaralar için giderek daha fazla kullanılmaktadır. Lazer yüksek hız sağlar ancak karakteristik bir kesim konikliği ve ısıdan etkilenen bölge (HAZ) bırakır. Deliğin kenarları erimiş olabilir veya karbon birikintileri içerebilir. Genişletmeden önce, bu tür delikler mutlaka mekanik işlem (pah kırma ve kalibrasyon) gerektirir, aksi takdirde karbon birikintileri aşındırıcı görevi görecek, boruya zarar verecek ve koniklik düzensiz sıkıştırmaya yol açacaktır. Lazer kesim toleransları genellikle daha geniştir, bu nedenle işlem sonrası için ilave 0,1 mm'ye izin veriyoruz.

Su jeti ile kesme.HAZ olmadan temiz bir kesim sağlar ancak deliğin yüzeyi mat bir yapıya (“kumlu” pürüzlülüğe) sahiptir. Bu kavrama açısından bir artı olabilir, ancak aşındırıcının uzaklaştırılması için dikkatli bir temizlik yapılması gerekir. Su jeti ile kesme toleransları ±0,1 mm dahilinde olup çoğu endüstriyel uygulama için uygundur.

Delik duvarlarının pürüzlülüğü ayrı bir konudur. Çok pürüzsüz bir ayna deliği (Ra 6,3 µm), aşındırıcı ortamın birikebileceği mikro boşluklar oluşturarak aralık korozyonuna neden olur. Ra 1,6 – 3,2 µm'nin çoğu malzeme çifti için en uygun aralık olduğunu düşünüyoruz. Bu pürüzlülük, boruyu tutmak için iyi bir sürtünme katsayısı sağlar ve havşalama sırasında boru metali ile kolayca doldurularak sağlam bir bağlantı sağlar.

Delik geometrisinin kontrolü

Boru demetinin montajına başlamadan önce kalite kontrol departmanının delikleri rastgele incelemesi gerekir. Çapı üç derinlik noktasında (giriş, orta, çıkış) kontrol etmek için kadranlı delik ölçüm aletlerini kullanıyoruz. İzin verilen koniklik, bağlantının tüm uzunluğu boyunca 0,1 mm'yi aşmamalıdır. Deliğin ızgara düzlemine dikliği de kontrol edilir. Sapma açısının 1 dereceyi aşması halinde girişteki boru bükülme gerilimine maruz kalacak, bu da sonraki bölmelerden geçişi zorlaştıracak ve ünitenin kullanım ömrünü kısaltacaktır. Uygulamamızda, makinenin titreşimi nedeniyle dikliğin ihlal edildiği bir grup ızgaranın üretildiği bir durum vardı. Montajcıların boruları bir şekilde içeri itebilmek için her deliği elle delmesi gerekiyordu. Bu iki günlük fazla mesai gerektirdi.

Flaring teknolojisi: teoriden pratiğe

Doğru boşluğu seçmek savaşın sadece yarısıdır. İkinci yarı, alevlendirme işleminin doğru şekilde yürütülmesidir. Aletin yanlış kullanılması nedeniyle ideal bir boşluk bile bozulabilir. Genişletme prosesi iki parametre ile sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir: sıkma torku (pnömatik aletler için) veya devir/zaman sayısı ve nihai boru çapı.

İki ana kontrol yöntemi vardır:

1. Tork kontrolü.Metal direnci önceden ayarlanmış bir değere ulaştığında alet otomatik olarak kapanır. Bu yöntem benzer malzemeler için iyidir ancak yağlamaya ve silindirlerin durumuna karşı hassastır. Yağlayıcının kuruması durumunda alet boruya basmadan daha erken duracaktır. Silindirler aşınırsa tork artacaktır ve alet boruya düşük basınç uygulayabilir, bu da sürtünmeyi deformasyona karşı direnç olarak yorumlayabilir.
2. Çap kontrolü (kalibrasyon).En güvenilir yöntem. Operatör, mastar (sınır şablonu) artık genişletilmiş parçanın üzerinden geçmeyecek hale gelinceye kadar boruyu genişletir. Bu yöntem, istenilen boyutun elde edilmesini doğrudan garanti eder ve “gözle” insan faktörünü ortadan kaldırır. Kritik düğümler için bu yöntemi kullanmanızı önemle öneririz.

Genişletme derinliği de düzenlenir. Daha sonraki flanşlama veya kaynaklama için borunun ızgara tabakasının dışına belirli bir miktar (genellikle 2-4 mm) kadar çıkıntı yapması gerekir. Ancak plastik deformasyon bölgesinin kendisi kesinlikle kafesin gövdesine yerleştirilmelidir. Az haddeleme (silindir çalışma alanının sonuna ulaşmadığında) sızıntı için bir kanal oluşturur. Aşırı haddeleme (rulo ızgaranın dışına taşar) borunun ucunda “mantar” oluşmasına ve duvarın gereksiz yerde incelmesine neden olur ve ayrıca demet içindeki bitişik borulara da zarar verebilir.

Yağlama başka bir kritik faktördür. Yanlış yağlayıcının kullanılması çizilmelere neden olabilir. Karbon çelikleri için sıradan makine yağları uygundur; paslanmaz çelikler ve titanyum için aşırı basınç katkı maddeleri içeren (örneğin molibden disülfit bazlı) özel macunlar gereklidir. Yağlamanın olmaması veya çalışma sırasında kuruması sürtünmeyi önemli ölçüde artırır, bu da aletin boru içinde sıkışmasına yol açabilir; bu duruma "montajcının kabusu" adını veriyoruz. Sıkışmış bir havşanın çıkarılması çoğu zaman borunun tamamının reddedilmesi ve ızgaradaki deliğin hasar görmesi ile sonuçlanır.

Tipik hatalar ve bunları ortadan kaldırma yöntemleri

Şikayetlerin ve iadelerin analizi, uyum ve kurulum teknolojisi seçimine ilişkin kurallar göz ardı edildiğinde yapılan bir dizi sistem hatasını tanımlamamıza olanak tanır.

Hata #1: Boruların ovalliğini göz ardı etmek.Özellikle ince cidarlı ve yumuşak malzemelerden yapılan borular ovallikle sağlanabilmektedir. Böyle bir boruyu yuvarlak bir deliğe yerleştirirseniz ve genişletirseniz, en büyük boşluğun olduğu yerlerde temas zayıf olacak ve en küçük yerlerde yerel aşırı gerilimler ortaya çıkacaktır. Çözüm: Montajdan önce boruların uçlarını görsel olarak inceleyin ve gerekirse yuvarlak mandrellerle düzeltin. Kritik uygulamalar için boru tedarikçisinden ovalliğin 0,2 mm'yi aşmadığını gösteren bir sertifika isteyin.

Hata #2: Tekrarlanan alevlenme.Bazen ilk geçişin kalitesinden şüphe duyan operatör boruyu tekrar "bastırmaya" karar verir. Bu çok ağır bir ihlaldir. Boru metali sertleşme ve plastik deformasyon aşamasını çoktan geçmiştir. Tekrarlanan maruz kalma, mikro çatlakların ortaya çıkmasına ve yorulma mukavemetinde keskin bir azalmaya yol açar. Test yetersiz tork veya çap gösterirse, böyle bir borunun arızalı olduğu düşünülmelidir. Onu yalnızca tamamen aşırı pişirerek (tasarım izin veriyorsa) kurtarmayı deneyebilirsiniz, ancak yeniden alevlendirerek değil.

Hata #3: Kışın montaj yaparken termal genleşmeyi hesaba katmamak.Montaj ısıtılmayan bir atölyede -10°C sıcaklıkta yapılırsa ve +200°C sıcaklıkta çalışması bekleniyorsa, parçaların boyutları önemli ölçüde farklılık gösterecektir. 3 metre uzunluğundaki bir çelik boru, 200 derece ısıtıldığında yaklaşık 7 mm uzar. Bölmelerdeki boşluklar yakından eşleşirse bu uzama çok büyük bükülme gerilimlerine neden olacaktır. Kışın ölçüm yapmadan önce ya parçaları atölye sıcaklığına kadar ısıtmak ya da montaj akış şemasında değişiklik yapmak gerekir.

Standartlar ve sertifikasyon: belgelerde nelere değinilmeli?

Isı eşanjörleri için teknik dokümantasyon hazırlarken mevcut düzenleyici dokümanlara güvenmek önemlidir. Rusya ve BDT ülkelerinde ana belgeGOSTR 53683-2009Avrupa standartlarıyla uyumlu "Isı eşanjörleri. Genel teknik koşullar". Standart aynı zamanda yaygın olarak kullanılmaktadırTEMA (Borulu Eşanjör Üreticileri Derneği), cihazın sınıfına (R, B, C) bağlı olarak gereksinimlerin sınıflandırılması.

İhracat sözleşmeleri sıklıkla uyumluluk gerektirirASME Bölüm VIII Div. 1. ASME Bölüm UG-41 ve Ekler, borudan ızgaraya bağlantılara yönelik güç gereksinimlerinin ayrıntılarını vermektedir. Çekme mukavemetinin hesaplanmasına özellikle dikkat edilir. Mühendislik departmanımız bu hesaplamaları tablo değerleri yerine 3.1 sertifikaları ile doğrulanan gerçek malzeme dayanımlarını kullanarak proje bazında gerçekleştirmektedir. Bu, toleransları akıllıca seçmenize ve basınç aparatının güvenliğini garanti etmenize olanak tanır.

Kaynakçıların ve havşa açma operatörlerinin sertifikalandırılması da gereklidir. Operatörün belirli bir ekipman türü ve belirli malzemeler konusunda sertifikalandırılması gerekir. Bağlantının gücünü kontrol etmek için laboratuvarda imha edilen kontrol numunelerinin (modeller) sonuçlarını kaydeden bir sertifika kaydı tutuyoruz. Ancak başarılı bir testten sonra operatörün gerçek bir sipariş üzerinde çalışmasına izin verilir.

Tedarikle ilgili sonuç ve öneriler

Doğru parametrelerin seçilmesiBoru levhasındaki delikler: toleranslar ve geçmelerısı değişim ekipmanınızın güvenilirliğine yapılan bir yatırımdır. Boru ürünlerinin kalitesinden tasarruf etmek, gelen çap kontrolünü ihmal etmek veya havşalama için vasıfsız personel kullanmak kaçınılmaz olarak kazalara, üretimin aksamasına ve pahalı onarımlara yol açar. Deneyimlerimiz, yüksek kaliteli kurulum ve hassas montajın maliyetinin, tüm cihazın maliyetinin çok küçük bir kısmı olduğunu ancak olası sızdırmazlık sorunlarını %99 oranında önlediğini göstermektedir.

Isı değişim ekipmanı veya bileşenleri (boru levhaları, boru demetleri) sipariş etmeyi planlıyorsanız, tedarikçinizin, metalin satın alınmasından son hidrotestlere kadar tüm aşamaları kontrol etmenize olanak tanıyan kendi tasarım bürosuna ve üretim üssüne sahip olduğundan emin olun. ŞirketWuxi Kaisheng Elektrik Enerjisi ve Petrokimya Equipment Co., Ltd.en zorlu endüstrilere yönelik ısı eşanjörlerinin tüm geliştirme ve üretim döngüsünde uzmanlaşmıştır. Portföyümüz titanyum kabuk ve borulu ısı eşanjörlerini, ASME yüksek basınçlı çözümleri, 316 paslanmaz çelik oluklu boru demetlerini, C46400 deniz pirincini, bakır-nikel alaşımlarını ve N06625 nikel alaşımlarını içerir. Ayrıca 321 paslanmaz çelik, C46400 pirinç ve C70600 alaşımlı boru levhaları gibi karmaşık bileşenler de üretiyoruz.

Üretimimiz, yüksek korozyon direncini, termal verimliliği ve aşırı basınç ve sıcaklıklara dayanıklılığı garanti eden PED ve ASME standartlarına göre sertifikalandırılmıştır. Petrol rafinerisi, kimya endüstrisi, deniz suyunun tuzdan arındırılması veya gemi inşası alanındaki projeler olsun, müşterinin özel çalışma koşullarına göre özelleştirilmiş mühendislik çözümleri sunuyoruz. Son teknoloji ürünü CNC hassas ızgara delme ekipmanı ve otomatik tork kontrollü havşalama istasyonlarını kullanarak, bu makalede açıklanan toleranslara %100 uyum sağlıyoruz. Kritik bileşenlerin üretimini kanıtlanmış bir itibara ve küresel tedarik deneyimine sahip profesyonellere emanet edin.

Projeniz hakkında danışmak, fiyat teklifi almak veya fiyat teklifi istemek için bugün bizimle iletişime geçin. Mühendislerimiz, özel çalışma koşullarınıza göre en uygun malzemeleri ve tasarım çözümlerini seçmenize yardımcı olacaktır.

Üreticiden endüstriyel ısı eşanjörleri | Özel tüp levhaların imalatı