คู่มือการเลือกวัสดุสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ: วิศวกรรมและความทนทาน

การเลือกวัสดุสําหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเปลือกและท่อ เป็นการตัดสินใจวิศวกรรมที่สําคัญ ที่สมดุลปัจจัยหลักสามประการและความสามารถในการรับความดันทางกลเนื่องจากภาชนะเหล่านี้ทํางานภายใต้สภาพที่รุนแรงและสารไหลกระบวนการเคมีที่รุนแรง ภาวะต้องสอดคล้องกับมาตรฐานของ ASME ตอนที่ VIII เพื่อรับรองความสมบูรณ์แบบของโครงสร้างและความปลอดภัยของทรัพย์สินในระยะยาว.

การเลือกวัสดุขึ้นอยู่กับ "โปรไฟลล์ของสารไหลกระบวนการ" องค์ประกอบเคมี อุณหภูมิและความดันของสื่อการแปรรูป

โลหะคาร์บอนเป็นมาตรฐานของอุตสาหกรรมสําหรับหน่วยกระเป๋าและท่อที่ไม่เกรี้ยวและมีแรงงานปานกลาง

• ข้อดี: ความแข็งแรงทางกลที่พิเศษ และต้นทุนที่ต่ํากว่า

• หมายเหตุทางวิศวกรรม: แม้ว่ามันจะมีคุณสมบัติทางความร้อนที่ดี แต่มันมีความเปราะบางต่อการออกซิเดน (สนิม) และการบดปกติจะใช้สําหรับชั้นนอกที่ของเหลวไม่เกรี้ยว (เช่นควายหรือน้ํารักษา).

สแตนเลสเป็นตัวเลือกที่นิยมสําหรับกระบวนการที่ต้องการความสะอาดหรือความทนทานต่อการกัดกร่อนที่เบาถึงปานกลาง

• ข้อดี: เกรด 316L (คาร์บอนต่ํา) ได้ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะเจาะจงเพื่อต้านทานการกัดกรดระหว่างกรดระหว่างการผสมผสาน ทําให้มันเป็นมาตรฐานของอุตสาหกรรมสําหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทยาและอาหาร

• หมายเหตุทางวิศวกรรม: การทําปลายผิว (ค่า Ra) เป็นสิ่งสําคัญในที่นี้; การทําปลายปลายที่เคลือบจะป้องกันการติดต่อ Biofilm ในกระบวนการอนามัย

ในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรง เช่นกระแสกรดที่มีอุณหภูมิสูง เหล็กมาตรฐานจะล้มเหลวเร็ว

• ทิตาเนียม: ปราศจากน้ําทะเลและการกัดกร่อนจากคลอริด

• Hastelloy/Inconel: ออกแบบมาเพื่อความแข็งแรงในอุณหภูมิสูงและความทนทานต่อสภาพแวดล้อมของกรดซัลฟูริคหรือฮายโดรคลอริก

• หมายเหตุทางวิศวกรรม: วัสดุเหล่านี้แพงกว่ามากพวกเขามักจะใช้เพียงสําหรับกระดูกท่อ (ส่วนที่สัมผัสโดยตรงกับของเหลวรุนแรง) ในขณะที่ใช้เหล็กก๊าบอนสําหรับเปลือกเพื่อจัดการต้นทุน.

สําหรับเรือขนาดใหญ่แรงดันสูง การใช้เหล็กสแตนเลสที่แข็งแรงเป็นสิ่งที่ยากทางเศรษฐกิจ Center Enamel และผู้ผลิตชั้นนําอื่น ๆ มักใช้เหล็กคลัด

• วิธีการ: ชั้นบางของเหล็กสแตนเลสทนทานต่อการกัดกรอง (เช่น ทิตาเนียมหรือไร้สแตนเลส) ถูกเชื่อมต่อด้วยโลหะกับฐานเหล็กก๊าบอนขนาดหนัก

• ผลลัพธ์: คุณจะได้รับความแข็งแรงของโครงสร้างจากเหล็กคาร์บอน กับความแข็งแรงต่อการกัดกร่อนของเหล็กสแตนเลสที่แปลกประหลาด

สําหรับผู้ผลิตที่ได้รับการรับรองจาก ASME การเลือกวัสดุไม่ใช่แค่การเลือก แต่เป็นความต้องการตามกฎหมาย วัสดุทั้งหมดต้องมีรายงานการทดสอบวัสดุ (MTRs)

1. การติดตามได้: ทุกแผ่นเหล็กและท่อต้องติดตามได้ถึงเลขความร้อนเดิมจากโรงงาน

2. ความสอดคล้องกับ ASME: วัสดุต้องอยู่ในรายการของ ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) เพื่อใช้ในส่วนประกอบในการยึดความดัน

3. ความเหมาะสมกับการผสม: เมื่อใช้วัสดุที่แตกต่างกัน (เช่น การผสมผสานกระดูกสแตนเลสกับเปลือกคาร์บอน)รายละเอียดขั้นตอนการเชื่อม (WPS) ต้องถูกรับรองอย่างเคร่งครัด เพื่อป้องกันการกัดกรอง galvanic ในข้อร่วม.

คําถาม: ทําไมต้องเลือกไทเทเนียมแทนสแตนเลส สําหรับการเย็นน้ําทะเล?

ตอบ: น้ําทะเลมีคลอริดในปริมาณสูง ซึ่งทําให้เหล็กไร้สแตนเลส 316 ลิตรเกิดการกัดกร่อนชั้นป้องกันออกไซด์ที่ทําให้มันเกือบกันทานต่อการกัดกรองที่เกิดจากคลอริด, ขยายอายุการใช้งานของเครื่องแลกเปลี่ยนอย่างสําคัญ

Q: ผมสามารถผสมวัสดุต่าง ๆ ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเดียวกันได้หรือไม่?

ตอบ: ครับ เป็นธรรมเนียมทั่วไป เช่น คุณอาจใช้ท่อเหล็กไร้ขัด 316L สําหรับน้ําเหลืองกระบวนการที่รุนแรง ขณะที่เปลือกและหมวกทําจากเหล็กคาร์บอน เพื่อประหยัดต้นทุนนี้เป็นที่ยอมรับอย่างสมบูรณ์แบบโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการสอดคล้องการเปลี่ยนแปลงถูกต้องออกแบบสําหรับการแยก galvanic.

คําถาม: "การกัดกรองไฟฟ้า" คืออะไร และมันส่งผลต่อการเลือกวัสดุอย่างไร?

ตอบ: การละลายทางกลาวานิก เกิดขึ้นเมื่อโลหะสองชนิดที่แตกต่างกันสัมผัสกันในตัวของสารประกอบไฟฟ้า (เช่นน้ํา) หากคุณเลือกโลหะสองชนิดที่อยู่ห่างกันมากในขนาดกลาวานิกหนึ่งจะเสียสละเร็วทีมวิศวกรของเราทําการวิเคราะห์ความสามารถทางกลวานิก เพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุมีความเหมาะสมระหว่างช่วงการออกแบบ

คุณกําลังประเมินโครงการที่มีความเหมาะสมทางเคมีที่มีความจํากัด หรือคุณต้องการการเปรียบเทียบทางเทคนิคของผลประกอบของสับสนองสําหรับกระแสกระบวนการของคุณ?