Ir-ras tal-kanal ta' skambjatur tas-sħana tal-qoxra u t-tubu ħafna drabi tiġi ttrattata bħala komponent minuri-kompartiment fit-tarf tal-qoxra li jidderieġi l-fluwidu fil-mazz tat-tubi. Din il-fehma mhix kompluta. Il-Kap tal-Kanal tal-Iskambjatur tas-Sħanajiddetermina kif il-fluwidu jidħol u joħroġ mill-iskambjatur. Il-ġeometrija tagħha taffettwa d-distribuzzjoni tal-fluss, il-waqgħa tal-pressjoni u l-prestazzjoni termali. Il-materjal u l-ħxuna tiegħu jaffettwaw l-integrità strutturali u l-ħajja tas-servizz. Meta kap tal-kanal jonqos, l-iskambjatur jieqaf. Il-bqija tad-disinn huwa irrilevanti.
Dan l-artikolu jeżamina l-kap tal-kanal mill-perspettiva tad-deċiżjonijiet tad-disinn li għandhom konsegwenzi prattiċi. Mhijiex reviżjoni komprensiva. Hija tiffoka fuq kwistjonijiet li huma komunement mifhuma ħażin jew injorati.
Distribuzzjoni tal-Fluss
L-ewwel rekwiżit tad-disinn għal ras tal-kanal huwa d-distribuzzjoni tal-fluss. Il-fluwidu li jidħol fil-kanal għandu jkun dirett b'mod uniformi lejn it-tubi kollha. Jekk id-distribuzzjoni hija irregolari, xi tubi jġorru aktar fluss minn oħrajn. It-tubi bi fluss ogħla għandhom koeffiċjenti ta 'trasferiment tas-sħana ogħla. It-tubi bi fluss aktar baxx għandhom koeffiċjenti aktar baxxi. It-trasferiment ġenerali tas-sħana huwa ddeterminat mit-tubi bl-inqas prestazzjoni, mhux mill-medja.
Il-kawżi primarji ta 'distribuzzjoni ħażina huma l-post taż-żennuna tad-dħul u l-preżenza ta' diviżorji interni. Jekk iż-żennuna tad-dħul titqiegħed viċin wisq għal naħa waħda tal-kanal, il-fluss jista 'ma jinfirex b'mod uniformi. Jekk il-kanal ikun fih diviżorju għal arranġament ta' multi-pass, il-partizzjoni tista' toħloq żbilanċ ta' pressjoni bejn il-passes.
Il-prattika standard tad-disinn hija li tpoġġi ż-żennuna tad-dħul fiċ-ċentru tal-kanal u li tipprovdi volum tal-kanal suffiċjenti biex tippermetti li l-fluss jiżviluppa qabel ma jidħol fit-tubi. Il-volum tal-kanal għandu jkun kbir biżżejjed biex inaqqas il-veloċità u biex iqassam il-fluss, iżda mhux daqshekk kbir li jżid l-ispiża bla bżonn.
F'arranġamenti b'ħafna-pass, il-ħitan għandhom ikunu ssiġillati biex jipprevjenu tnixxija bejn il-passaġġi. Tnixxija fil-partizzjoni tnaqqas in-numru ta 'passes effettivi u tnaqqas it-trasferiment tas-sħana. Is-siġill tal-partizzjoni jista 'jkun siegla jew ġonta wweldjata. Is-siġill għandu jiġi spezzjonat waqt il-manutenzjoni.
Qasgħa tal-Pressjoni
Ir-ras tal-kanal taffettwa wkoll il-waqgħa tal-pressjoni. Il-fluwidu li jgħaddi mill-kanal jesperjenza telf ta 'pressjoni miż-żennuna tad-dħul għall-folja tat-tubu. It-telf huwa kkawżat mill-bidla fil-veloċità, il-frizzjoni kontra l-ħitan tal-kanal, u t-turbolenza fid-dħul tat-tubu.
Il-waqgħa tal-pressjoni fir-ras tal-kanal hija tipikament żgħira meta mqabbla mal-waqgħa tal-pressjoni fit-tubi. Normalment ikun 5% sa 15% tal-waqgħa totali tal-pressjoni tal-ġenb tat-tubu-. Madankollu, f'xi applikazzjonijiet-bħal sistemi ta'-pressjoni baxxa jew sistemi b'ras tal-pompa limitata-il-waqgħa fil-pressjoni tar-ras tal-kanal tista' tkun sinifikanti.
Il-waqgħa tal-pressjoni tista 'titnaqqas billi jiżdied id-dijametru tal-kanal jew billi tissimplifika l-ġeometrija interna. Iż-żewġ għażliet iżidu l-ispiża. Id-disinn għandu jibbilanċja t-tnaqqis fil-pressjoni kontra l-ispiża.
Il-waqgħa tal-pressjoni hija affettwata wkoll mid-daqs taż-żennuna. Żennuna żgħira żżid il-veloċità tal-fluwidu u l-waqgħa tal-pressjoni. Żennuna kbira tnaqqas il-veloċità u l-waqgħa tal-pressjoni iżda żżid l-ispiża u l-ispazju. Id-daqs taż-żennuna huwa ddeterminat mill-waqgħa tal-pressjoni permissibbli, il-veloċità tal-fluwidu, u t-tqassim tal-pajpijiet.
Ħxuna u Klassifikazzjoni tal-Pressjoni
Ir-ras tal-kanal hija reċipjent tal-pressjoni. Il-ħxuna tagħha għandha tkun adegwata għall-pressjoni interna u t-temperatura. Il-kodiċijiet tad-disinn-ASME Taqsima VIII, EN 13445, u GB 150-jipprovdu metodi għall-kalkolu tal-ħxuna.
Il-kalkolu huwa bbażat fuq id-dijametru intern, il-pressjoni tad-disinn, u l-istress permissibbli tal-materjal. L-istress permissibbli jiddependi mit-temperatura. F'temperaturi elevati, l-istress permess huwa aktar baxx. Il-ħxuna għandha tkun biżżejjed għat-temperatura massima u l-pressjoni massima li jseħħu fl-istess ħin.
Il-kodiċijiet jeħtieġu wkoll allowance għall-korrużjoni. Il-konċessjoni hija miżjuda mal-ħxuna kkalkulata biex tqis it-telf tal-materjal matul il-ħajja tas-servizz. L-allowance hija tipikament 3 mm għal servizz moderat u 6 mm għal servizz korrużiv. Il-konċessjoni għandha tkun ibbażata fuq ir-rata ta 'korrużjoni mistennija u l-ħajja tas-servizz meħtieġa.
L-irjus ċatti jeħtieġu ħxuna akbar mill-irjus dixx. Ras ċatta hija appoġġjata biss fit-truf; ras dixx jirreżisti l-pressjoni permezz ta 'azzjoni tal-membrana. Il-forma tar-ras hija magħżula abbażi tal-pressjoni, l-ispiża, u l-ispazju disponibbli. Kap dixx jista 'jkun aktar għali biex jiffabbrikaw iżda juża inqas materjal. L-għażla għandha tkun ibbażata fuq l-ispiża totali, mhux l-ispiża materjali biss.
Għażla tal-Materjal
Il-materjal tar-ras tal-kanal għandu jkun kompatibbli mal-fluwidu, it-temperatura u l-pressjoni. L-aktar materjal komuni huwa l-azzar tal-karbonju. Huwa kost-effettiv u għandu saħħa adegwata għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet. Il-limitazzjoni hija reżistenza għall-korrużjoni. L-azzar tal-karbonju mhuwiex adattat għal fluwidi korrużivi.
L-istainless steel jintuża meta tkun meħtieġa reżistenza għall-korrużjoni. L-aktar gradi komuni huma 304L u 316L. 316L jipprovdu reżistenza aħjar għall-pitting tal-klorur. Il-koeffiċjent ta 'espansjoni termali ta' l-istainless steel huwa ogħla mill-azzar tal-karbonju. L-espansjoni għandha titqies fid-disinn tal-pajpijiet u l-appoġġi.
Azzar liga huma wżati għal servizz ta'-temperatura għolja. Il-fabbrikazzjoni teħtieġ tisħin minn qabel u trattament tas-sħana ta' wara-weldjatura. L-ispiża hija ogħla mill-azzar tal-karbonju.
Materjali miksijin jintużaw meta l-fluwidu huwa korrużiv u l-pressjoni hija għolja. L-azzar tal-karbonju jipprovdi saħħa; il-kisi jipprovdi reżistenza għall-korrużjoni. Il-kisi huwa tipikament ta 'ħxuna ta' 3 sa 5 mm u huwa applikat permezz ta 'wweldjar jew twaħħil ta' splużjoni. Materjali miksijin huma inqas għaljin minn materjali ta 'liga solida.
Qoxra tal-Kanal u Ġonot Gasketed
L-għatu tal-kanal huwa mbarrat mal-kanal. Is-siegla bejn l-għata u l-kanal tipprovdi s-siġill. Is-siegla għandha żżomm is-siġill fil-pressjoni u t-temperatura operattiva. Il-materjal tal-gasket għandu jkun kompatibbli mal-fluwidu.
L-aktar tipi ta 'siegla komuni huma siegli tal-feriti spirali, siegli tal-ġonta taċ-ċirku, u gaskits tal-folja. Siegli tal-feriti spirali jintużaw għal pressjoni għolja u temperatura. Il-gaskits tal-ġonta taċ-ċirku jintużaw għal pressjoni għolja ħafna. Is-siegli tal-folji jintużaw għal pressjoni u temperatura baxxa.
Il-bolting għandu jipprovdi preload adegwat biex jikkompressa s-siegla. It-tagħbija minn qabel għandha tiġi kkalkulata abbażi tal-istress tal-gasket u t-tagħbija tal-pressjoni. Il-bolting għandu jintgħażel abbażi tal-istress permissibbli u l-ħajja tal-għeja.
L-aktar falliment komuni fil-ġonot bil-gasketed huwa telf ta 'preload. It-tagħbija minn qabel tista 'tintilef minħabba rilassament tal-boltijiet, espansjoni termali tal-kanal, jew korrużjoni tal-bolting. It-telf tal-preload jikkawża tnixxija. Il-bolting għandu jiġi kkontrollat u torqued mill-ġdid waqt il-manutenzjoni.
Spezzjoni u Ittestjar
Ir-ras tal-kanal għandha tiġi spezzjonata waqt il-fabbrikazzjoni u waqt l-għeluq tal-manutenzjoni. L-ispezzjoni għandha tinkludi kontrolli dimensjonali, verifika tal-materjal, u ttestjar mhux-distruttiv.
Il-kontrolli dimensjonali jivverifikaw il-ħxuna, il-flatness tal-wiċċ tal-gasket, u l-post taż-żennuna. Il-verifika tal-materjal tikkonferma l-kompożizzjoni kimika u l-proprjetajiet mekkaniċi. L-ittestjar mhux-distruttiv jeżamina r-ras tal-kanal għal xquq u difetti.
It-test idrostatiku huwa meħtieġ mill-kodiċi. Il-pressjoni tat-test hija 1.5 darbiet il-pressjoni tad-disinn. It-test għandu jsir wara l-fabbrikazzjoni u wara l-installazzjoni. Il-ġonot bil-gasketed għandhom jiġu ċċekkjati għal tnixxijiet matul it-test.
-L-ispezzjoni fis-servizz għandha tinkludi t-tindif tal-wiċċ ta' ġewwa, l-ispezzjoni tal-uċuħ tal-gasket, u l-kejl tal-ħxuna li jifdal. Il-kejl tal-ħxuna huma meħtieġa biex jivverifikaw li l-konċessjoni tal-korrużjoni ma tkunx ġiet ikkunsmata.
Kwistjonijiet Komuni
L-aktar kwistjonijiet komuni bl-irjus tal-kanal huma relatati mad-distribuzzjoni tal-fluss, it-tnixxija tal-gaskets, u l-korrużjoni.
Id-distribuzzjoni ħażina tal-fluss tnaqqas it-trasferiment tas-sħana u tista 'tikkawża stress termali fit-tubi. It-tnixxija tal-gasket hija kkawżata minn telf ta 'preload jew degradazzjoni tal-gasket. Il-korrużjoni hija kkawżata mill-fluwidu jew minn azzjoni galvanika bejn materjali differenti.
Dawn il-kwistjonijiet jistgħu jiġu evitati b'disinn, għażla ta 'materjal u manutenzjoni xierqa. Id-disinn għandu jinkludi analiżi tal-fluss biex tivverifika d-distribuzzjoni. Il-gaskits għandhom jintgħażlu għall-kundizzjonijiet tas-servizz. Il-konċessjoni tal-korrużjoni għandha tkun adegwata għall-ħajja tas-servizz mistennija.
Ir-ras tal-kanal hija reċipjent tal-pressjoni u distributur tal-fluss. Id-disinn tiegħu jaffettwa l-prestazzjoni, l-affidabbiltà u l-ispiża tal-iskambjatur. Id-deċiżjonijiet tad-disinn għandhom ikunu bbażati fuq il-kundizzjonijiet tas-servizz, ir-rekwiżiti tal-kodiċi, u l-ħajja tas-servizz mistennija. Kap tal-kanal iddisinjat tajjeb-se jdum il-ħajja tal-iskambjatur. Kap tal-kanal iddisinjat ħażin se jikkawża problemi. Id-differenza hija fl-attenzjoni għad-dettall.