7. Материалы
Выбор материала производится из его коррозионной стойкости в заданной среде и рабочих условиях (давления и температуры стенки). Детали трубного и межтрубного пространства из углеродистой стали, трубы из латуни или алюминиево-магниевого сплава, а детали из углеродистой стали. Корпус-из стали 3, легированных Ме, цветных Ме.
8. Мадернизация
Применение материалов с большим коэф. теплопередачи и большей удельной поверхностью.
9. Прочностные расчеты
Толщина стенки днища нагруженного внутренним избыточным давлением определяется по формуле:
где
Р – давление в теплообменнике (в
межтрубном пространстве), Па;D
- диаметр теплообменника, м; [σ] –
допускаемое напряжение, Па; φотв. –
коэффициент ослабления конструкции
отверстиями;φсв.шв. - коэффициент
ослабления конструкции сварными швами,
φсв.шв.=1; С – прибавка на коррозию
металла, м.Коэффициент ослабления
конструкции отверстиями определяется
по формуле:
где ∑d – сумма диаметров отверстий выполняемых в обечайке теплообменника, мм; D – диаметр теплообменника, м.
Сжимающие напряжения от изгибающего момента, которые возникают в верхней части теплообменного аппарата, в середине и в нижней части над опорой, могут вызывать нарушение устойчивости формы стенки аппарата. Поэтому проверочный расчет толщины стенки аппарата из условия прочности обязательно проводится для всех горизонтальных аппаратов.
Ранее
было определено, что опасное сечение
находится в центре, аппарат под внутренним
избыточным давлением. Напряжение в
середине сосуда проверяют по условию
где
- допускаемое напряжение для материала
аппарата , МПа; р – внутреннее давление
в корпусе аппарата, МПа; D
– внутренний диаметр аппарата, м;
-
толщина стенки аппарата, м; С – прибавка
на коррозию металла, м. W
– момент сопротивления сечения, м3;
Момент
сопротивления сечения определяется по
формуле:
В стенке теплообменного аппарата также возникают напряжения среза от действия перерезывающей силы, значение которой максимально в сечении над опорой.
Напряжение
среза определяется по условию
Для обеспечения устойчивости формы и жесткости стенки корпуса должно соблюдаться условие:
10. Ремонт
П
ри
ремонте часто возникает необходимость
извлечения трубного пучка.
1-корпус, 2-трубный пучек, 3-поддерживающая пластина, 4-стропы, 5-трос к лебедке.
При извлечении трубных пучков их поддерживают стропами, трубки защищают подкладками 3. Возможно опирание трубного пучка на тележку.
Проще всего демонтируются трубные пучки в вертикальных теплообменниках.
При ремонте трубки чистят 5-15% раствором HCl с ингибиторами для удаления накипи. Органические загрязнения смывают соответствующими органическими растворителями. Твердые неорганические разрыхляют при выдержке в течении суток в 5% HCl с добавлением жидкого стекла.
Механическую чистку выполняют щетками, сверлами, бурами с подачей воды или воздуха. Для очистки U-образных труб используют резиновые шланги. При гидропневматическом способе в теплообменник одновременно подают воду и сжатый воздух. Газожидкостная смесь принимает ускоренное движение, которое способствует очистке поверхности. Соотношение воды и воздуха 1:1 по объему.
Наилучшая степень очистки достигается при пескоструйной обработке.
При ремонте трубного пучка допускается заглушать до 15% трубок в одном ходу. Допускается уменьшение толщины трубок до 30% от первоначальной. Дефектные развальцованные трубки можно обрезать ножовкой (наружные) или рассверливаются. Оставшиеся концы трубок сплющиваются, и дефектная трубка удаляется. На место дефектной ставится новая. Если трубка приваривается к трубной доске, то для ее удаления необходимо вырубить сварной шов.
Вновь вставленные трубки должны выходить из трубной доски на 10мм. Их концы зачищают до металлического блеска. Отверстия в трубной доске также осматриваются и зачищаются. Наличие продольных рисок не допускаются.
Зазор между трубкой и трубной доской не более 1% от диаметра. При вальцовке для уменьшения остаточных напряжений сначала вальцуют трубки на одной трубной доске, затем на второй. Причем сначала вальцуют 4 трубки крест-накрест затем остальные по периметру. Необходимо избегать возможных дефектов вальцовки
-резких переходов от невальцованной части к вальцованной
-чрезмерной длины вальцовки
-раздутого или одностороннего колокольчика на конце трубки.
Выпучивание и вмятина на корпусе устраняют ударами кувалды через мягкую пластину.