วัสดุท่อทองแดงสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนตามปริมาตร: การเลือก C12200 และ C12000

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนตามปริมาตรคืออะไร

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบปริมาตรหรือที่เรียกว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแทนที่เชิงบวกหรือแบบจัดเก็บ คือภาชนะรับแรงดันที่กักเก็บน้ำหรือของเหลวในกระบวนการ ในขณะที่มัดท่อไว้ข้างในจะบรรทุกตัวกลางทำความร้อนหรือความเย็น ความร้อนไหลผ่านผนังท่อไปสู่ปริมาตรที่เก็บไว้ ดังนั้นหน่วยจึงรวมการถ่ายเทความร้อนเข้ากับน้ำร้อนสำรองที่สามารถตอบสนองความต้องการฉับพลันได้

มัดท่อเป็นส่วนการทำงานของอุปกรณ์ วัสดุเป็นตัวตัดสินว่าความร้อนจะเคลื่อนที่ได้เร็วแค่ไหน ใช้งานได้นานแค่ไหน และเคมีของน้ำที่สามารถทนได้ และในการออกแบบส่วนใหญ่ท่อเหล่านั้นทำจากทองแดง

เหตุใดทองแดงจึงเป็นวัสดุท่อเริ่มต้น

ทองแดงรวมคุณสมบัติสามประการที่ยากต่อการจับคู่ด้วยต้นทุนที่เท่ากัน มีค่าการนำความร้อนสูงมาก ดังนั้นพื้นผิวท่อขนาดเล็กจึงถ่ายเทความร้อนจำนวนมาก และเครื่องแลกเปลี่ยนจึงมีขนาดกะทัดรัด ต้านทานการกัดกร่อนในน้ำที่เป็นกลางและมีฤทธิ์กัดกร่อนเล็กน้อย และก่อตัวเป็นฟิล์มพื้นผิวป้องกันแทนที่จะพังกะทันหัน และมีความเหนียวและใช้งานง่าย ดังนั้น ท่อจึงสามารถโค้งงอได้ตามรัศมีที่ต้องการ ขยายเป็นแผ่นท่อ และต่อด้วยการบัดกรีหรือเชื่อมโดยไม่แตกร้าว

ทองแดงบริสุทธิ์ยังต้านทานการสะสม-ความเปรอะเปื้อนทางชีวภาพได้ดีกว่าวัสดุทางเลือกอื่นๆ ซึ่งช่วยให้พื้นผิวการถ่ายเทความร้อนสะอาดและคงประสิทธิภาพไว้เมื่อเวลาผ่านไป

วัสดุท่อทองแดงที่ใช้ในหน่วยเหล่านี้

ท่อไร้รอยต่อเป็นรูปแบบผลิตภัณฑ์ปกติ สั่งภายใต้ ASTM B111 สำหรับบริการคอนเดนเซอร์และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน หรือภายใต้ GB/T 1527 สำหรับท่อทองแดงและโลหะผสมทองแดงดึง และ EN 12449 สำหรับท่อทองแดงกลมไร้ตะเข็บสำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไป ความหนาของผนัง ความทนทานต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง อุณหภูมิ อุณหภูมิ ขนาดเกรน และความสะอาด ทั้งหมดนี้เป็นส่วนหนึ่งของข้อกำหนด เนื่องจากท่อถูกขยายเข้าไปในแผ่นท่อ และต้องเปลี่ยนรูปโดยคาดการณ์ได้โดยไม่แตกร้าว

วิธีจัดเรียงท่อ

เครื่องแลกเปลี่ยนปริมาตรส่วนใหญ่ใช้มัดท่อ U- หรือมัดท่อตรงที่มีแผ่นท่อคงที่หรือลอย ในการออกแบบท่อ U- แต่ละท่อจะโค้งงอในรัศมียาว และปลายทั้งสองข้างถูกยึดไว้ในแผ่นท่อเดียวกัน ซึ่งช่วยให้เกิดการขยายตัวเนื่องจากความร้อนได้อย่างอิสระ ในการออกแบบท่อตรง ท่อจะผ่านแผ่นท่อสองแผ่น และในการจัดเรียงแบบลอย แผ่นหนึ่งสามารถเคลื่อนที่ได้ด้วยเปลือกที่ขยายออก

แผ่นกั้นกำหนดทิศทางการไหลของด้านเปลือกข้ามมัด เพิ่มความเร็วและปรับปรุงการถ่ายเทความร้อน แต่ยังเพิ่มความเสี่ยงต่อการกัดเซาะและการสั่นสะเทือนอีกด้วย ระยะห่างของท่อ การตัดแผ่นกั้น และจำนวนรอบถูกกำหนดไว้ในขั้นตอนการออกแบบ และการเปลี่ยนแปลงรูปทรงของมัดรวมจะเปลี่ยนทั้งประสิทธิภาพการระบายความร้อนและภาระทางกลของท่อ

กฎการเลือกที่ตัดสินอายุการใช้งาน

เคมีของน้ำ:ทองแดงเป็นคำตอบที่ถูกต้องในแหล่งจ่ายที่เป็นกลางถึงเป็นด่างเล็กน้อย คลอไรด์ แอมโมเนีย หรือซัลไฟด์สูงต้องใช้เกรดทองแดง-นิกเกิล

ความเร็วการไหล:ต่ำเกินไปและเกิดตะกอน สูงเกินไปและท่อเกิดการกัดเซาะ ควรกำหนดขีดจำกัดความเร็วจากวัสดุท่อและสภาพน้ำ

วัสดุแผ่นท่อ:ท่อและแผ่นท่อควรเข้ากันได้ทางไฟฟ้า การจับคู่ที่ไม่เหมาะสมจะทำให้เกิดการกัดกร่อนที่ข้อต่อแบบรีด

ความหนาของผนัง:กำหนดโดยความดันการออกแบบโดยมีค่าเผื่อการกัดกร่อนและการทำให้ผอมบางที่เกิดขึ้นระหว่างการขยายตัว

อุณหภูมิ:อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเร่งการกัดกร่อนและการเกิดตะกรัน และลดความเครียดที่อนุญาตบนผนังท่อ

ข้อกำหนดด้านความสะอาด:ระบบวงปิดจะได้รับประโยชน์จากรูที่สะอาดและขจัดไขมันแล้วซึ่งจะไม่ปล่อยสารตกค้างเข้าสู่วงจร

การผลิต การติดตั้ง และการบำรุงรักษา

โดยปกติปลายท่อจะขยายเข้าไปในแผ่นท่อโดยมีแรงบิดหมุนที่ควบคุมได้ บางครั้งตามด้วยการเชื่อมซีลแบบเบาในบริเวณที่ต้องการ การกลิ้งทับ-ทำให้ผนังบางลงและงานทำให้ข้อต่อแข็งตัว ใต้-การกลิ้งทำให้เกิดการรั่วไหล การประสานและการเชื่อมท่อเข้ากับข้อต่อควรทำโดยใช้ฟิลเลอร์และฟลักซ์ผสมที่เข้ากันได้กับเกรด และควบคุมความร้อนเข้าไว้เพื่อไม่ให้ท่ออ่อนตัว

เมื่อเข้าประจำการแล้ว ศัตรูทั้งสองของมัดทองแดงก็คือตะกอนและสารเคมีในน้ำที่ลอยไป ตะกรันหรือตะกอนที่ด้านน้ำจะหุ้มฉนวนท่อและดันอุณหภูมิของโลหะให้สูงขึ้น ซึ่งจะช่วยเร่งการกัดกร่อนภายใต้คราบสะสม การบำบัดน้ำเป็นประจำ การทำความสะอาดเป็นระยะ และการตรวจสอบ-คุณภาพน้ำพื้นฐานช่วยยืดอายุการใช้งานของท่อได้มากกว่าการเปลี่ยนวัสดุใดๆ

จุดตรวจสอบและข้อผิดพลาดทั่วไป

ตรวจสอบเกรดของท่อ อุณหภูมิ และความหนาของผนังกับเอกสารการออกแบบก่อนการติดตั้ง

การทดสอบ Eddy- ในปัจจุบันสำหรับชุดที่ติดตั้งไว้จะสร้างพื้นฐานสำหรับการตรวจสอบสภาพในภายหลัง

ทดสอบแรงดันด้านท่อตามค่าที่กำหนดแล้วบันทึกผลลัพธ์

ตรวจสอบท่ออุดตัน ข้อต่อม้วนที่เสียหาย และความเสียหายจากแรงสั่นสะเทือนที่ตำแหน่งแผ่นกั้นทุกครั้งที่ปิดเครื่อง

ข้อผิดพลาดที่แพงที่สุดในอุปกรณ์นี้คือการจับคู่ท่อทองแดงที่ดีกับเคมีของน้ำที่ไม่ถูกต้อง คอนเดนเสทแอมโมเนีย น้ำหล่อเย็นที่มีคลอไรด์สูง หรือการจ่ายตลับลูกปืนซัลไฟด์จะทำลายมัดทองแดงบริสุทธิ์อย่างรวดเร็ว และไม่มีการบำรุงรักษาใดๆ ที่จะย้อนกลับการโจมตีเมื่อเริ่มต้นขึ้น การตรวจสอบการวิเคราะห์น้ำก่อนที่จะแก้ไขวัสดุมัดถือเป็นการตัดสินใจที่มีมูลค่าสูงสุดเพียงครั้งเดียวในโครงการ

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ท่อทองแดงในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนตามปริมาตรเป็นวัสดุอะไร
โดยปกติจะเป็นท่อทองแดงบริสุทธิ์ไร้ตะเข็บในเกรด C12200 หรือ C12000 ซึ่งได้รับการคัดเลือกสำหรับการนำความร้อน ความต้านทานการกัดกร่อน และการขึ้นรูปได้

ถาม: เหตุใดจึงเลือกใช้ทองแดงมากกว่าเหล็กสำหรับท่อเหล่านี้
ทองแดงนำความร้อนได้ดีกว่าเหล็กหลายเท่า ต้านทานการกัดกร่อนในน้ำที่เป็นกลางโดยไม่ต้องเคลือบ และสามารถขยายและโค้งงอได้ง่ายกว่า

ถาม: เมื่อใดจึงควรใช้ท่อทองแดง-แทนนิกเกิล
เมื่อน้ำมีคลอไรด์ แอมโมเนียหรือซัลไฟด์อยู่เป็นจำนวนมาก หรือเมื่อความเร็วการไหลสูงพอที่จะทำให้เกิดการปะทะกับทองแดงบริสุทธิ์

ถาม: มาตรฐานใดครอบคลุมถึงท่อเหล่านี้
โดยทั่วไปจะสั่งคอนเดนเซอร์และท่อแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไม่มีรอยต่อตามมาตรฐาน ASTM B111, ท่อทองแดงที่ดึงออกมาเป็น GB/T 1527 และท่อทองแดงไร้ตะเข็บสำหรับใช้งานทั่วไปตามมาตรฐาน EN 12449

ถาม: มัดท่อทองแดงมีอายุการใช้งานนานแค่ไหน?
อายุการใช้งานขึ้นอยู่กับเคมีของน้ำ ความเร็ว และการบำรุงรักษาเป็นหลัก ไม่ใช่ขึ้นอยู่กับวัสดุเพียงอย่างเดียว การเลือกที่ถูกต้องสามารถให้บริการได้หลายสิบปี สารเคมีที่ไม่ถูกต้องสามารถบริโภคกลุ่มเดียวกันได้ภายในเวลาไม่กี่ปี

ถาม: ท่อทองแดงรั่วสามารถซ่อมแซมได้หรือไม่?
ท่อที่รั่วมักจะเสียบอยู่ที่ปลายทั้งสองข้าง โดยมีการบันทึกไว้เพื่อให้สามารถประเมินการลดลงของพื้นที่การถ่ายเทความร้อนได้ การต่อท่อใหม่จะพิจารณาเมื่อจำนวนปลั๊กส่งผลต่อประสิทธิภาพ