מאפייני היישום של ASTM B338 טיטניום מפותל צינור

צינור מפותל טיטניום ל-ASTM B338 הוא הצורה המשמשת כאשר כלי צריך חימום או קירור, אך החובה אינה יכולה להצדיק מחליף מעטפת וצינורות קונבנציונלי. הצינור מלופף לתוך סליל, סרפנטין או סליל שכבה כפול ומקובע בתוך או סביב הכלי, והסליל, לא דופן הכלי, נושא את משטח העברת החום.

מה ASTM B338 כיסויי צינור מפותלים

ASTM B338 מגדיר את הצינור עצמו: הציונים, הכימיה, התכונות המכניות, סובלנות המימדים והבדיקה. הוא מכסה הן צינורות חלקים והן מרותכים ומתייחס לדרגות 1, 2, 3, 7, 9, 11, 12 ואחרים במסגרת המפרט. ייצור, סלילה, ריתוך ותיקון של סליל כפופים לשרטוט שאליו עובד היצרן, לא לפי מפרט החומר, כך שסליל טוב רק כמו השילוב של צינור תואם ותוואי ייצור מבוקר.

קוטרים חיצוניים של סליל נופלים בדרך כלל בין כ-6 מ"מ ל-25 מ"מ עם עובי דופן בין 0.5 מ"מ ל-1.2 מ"מ, אם כי הטווח נקבע על ידי רדיוס הפיתול שהעיצוב דורש.

ניתן להסרה או קבוע: בחירת הרכבת הסליל

הגורמים הקובעים הם המדיום המטופל ומצב הקורוזיה של הסליל. הרכבה ניתנת להסרה היא ברירת המחדל העיצובית מכיוון שסליל שניתן לבדוק ולנקות הוא סליל שיחזיק מעמד, ומכיוון שהסרת אבנית בצד התהליך היא לרוב התחזוקה היחידה שהציוד צריך.

קורוזיה והתנהגות פני השטח

טיטניום מתנגד לרוב החומרים החומציים והאלקליים דרך אותו סרט תחמוצת פסיבי המגן עליו במי ים, וזו הסיבה שסלילים מצוינים בדרגה 2 עבור שימוש כימי כללי ובדרגה 1 שבה יש צורך בכושר הצורה המקסימלי וברדיוס הפיתול ההדוק ביותר. שתי השלכות מעשיות בהמשך. ראשית, משטח טיטניום חלק ללא אבנית-מפחית את הנטייה של חומר תהליך להיצמד, כך שמחזורי הניקוי הם פחות תכופים. שנית, הסליל אינו מסתמך על ציפויים או מעכבים, כך ששריטה או שחיקה מקומית אינה בעיה ארוכת טווח כפי שהיא תהיה על משטח מצופה.

משקל וחוזק בעיצוב סליל

לטיטניום יש צפיפות של 4.51 גרם/סמ"ק, שהיא גבוהה מאלומיניום ונמוכה מפלדה, נחושת וניקל, אך יחס החוזק שלו לצפיפות גבוה מכל אחד מהם בשימוש תעשייתי נפוץ. עבור סליל זה משנה פעמיים: הצינור קל יותר לטיפול ולתמיכה, והקיר יכול להיות דק יותר עבור דירוג לחץ נתון מאשר עם מתכת כבדה יותר, מה שמשפר את העברת החום מכיוון שהקיר הוא ההתנגדות בין שני הנוזלים. סליל קל יותר גם מעמיס פחות על הכלי ועל תמיכותיו מאשר סליל פלדה שווה ערך.

ריתוך סלילי טיטניום ללא זיהום

סלילי טיטניום מרותכים בדרך כלל על ידי גז אינרטי טונגסטן או תהליך שווה ערך מוגן ארגון. בריכת הריתוך והמתכת שמיד מאחוריה חייבים להיות מוגנים עד שהטמפרטורה יורדת מתחת ל-400 מעלות בערך, מכיוון שטיטניום סופג חמצן וחנקן חזק כשהוא חם. על סליל, הגיאומטריה עושה את זה קשה יותר מאשר על צינור ישר: ראש הריתוך צריך לנוע סביב עיקול, והמגן הנגרר צריך להיות מעוצב כך שיתאים.

אמצעי מעשי המשמש בייצור סליל הוא קירור מים בתוך או סביב הצינור במהלך הריתוך. לטיטניום יש מוליכות תרמית נמוכה, כך שהאזור החם נשאר חם לאורך זמן וגז המגן צריך להמשיך לזרום הרבה אחרי שהקשת חלפה. קירור הצינור מקצר את זמן השהייה, מקצר את צריכת הארגון ומעלה את מהירות הריתוך. טיהור פנים הצינור ואזור המפרק עם ארגון מבצע את אותה חובת הגנה מהצד השני. לאחר הריתוך, החיבור והאזור הפגוע בחום בדרך כלל מנוקים ומוכבסים כדי להסיר תחמוצת פני השטח וכל זיהום ברזל, והריתוך המוגמר נבדק ויזואלית לגבי צבעו וכן על ידי כל בדיקת לחץ או דליפה מוגדרת.

כללי זרימה, העברת חום ותפעול

החתך העגול של צינור מפותל נותן התנגדות זרימה נמוכה ותעלה חופשית גדולה, כך שהוא מתמודד עם נוזלים ותלים צמיגים טוב יותר מאשר מעבר שטוח או גלי. מכיוון שכל סיבוב הוא באורך קצר של צינור, טמפרטורת הקיר נשארת אחידה לאורך הסליל והקונדנסט יכול להתנקז ולא להתנקז, מה ששומר על משטח העברת החום יעיל. לעומת זאת, שטח העברת החום של סליל קטן יחסית לצרור קליפה וצינורות ומחזור ההסעה של הנוזל בכלי גרוע יחסית, ולכן סלילים מתאימים ביותר לעבודות מתונות שבהן הפשטות שלהם היא היתרון העיקרי.

על כלל אחד כדאי לחזור כי הוא גורם לרוב התקלות שנראו בשירות: אסור להכניס אדים לסלילים שנחשפים מעל פני הנוזל. יש לטבול את הסליל לפני הכנסת אדים, אחרת הסיבובים החשופים מתייבשים ומתחממים יתר על המידה. כאשר לכלי יש כמה שכבות סליל, ניתן לשלוט באספקת הקיטור והלחץ לכל שכבה באופן עצמאי בהתאם לרמת הנוזל, מה שמאפשר להתאים את החובה לאצווה בעת מילויה.

שאלות נפוצות

Q:איזו דרגת טיטניום משמשת לצינור מפותל ASTM B338?
ת: דרגה 2 היא הבחירה הכללית לשימוש כימי, בעוד שדרגה 1 נבחרה כאשר נדרשים רדיוסי הפיתול ההדוקים ביותר ויכולת הצורה הטובה ביותר. כלורידים מאכלים בטמפרטורה גבוהה יותר מצדיקים לעתים קרובות כיתה 7.

Q:האם סליל טיטניום צריך להיות נשלף או קבוע?
ת: הרכבה ניתנת להסרה היא ברירת המחדל של העיצוב הרגיל מכיוון שהיא מאפשרת בדיקה וניקוי של הסליל, עם הרכבה קבועה שמורה למדיה או לתנאים שהופכים את התנועה לבלתי מעשית.

Q:מדוע משתמשים בקירור מים בעת ריתוך סלילי טיטניום?
ת: טיטניום מוליך חום לאט, כך שהריתוך נשאר חם לאורך זמן וצורך הרבה מאוד גז מגן. קירור הצינור מקצר את זמן השהייה החמה, מפחית את השימוש בארגון ומגביר את פרודוקטיביות הריתוך.

Q:מה קורה אם מכניסים אדים לסליל חשוף?
ת: הסיבובים מעל פני הנוזל מתייבשים ומתחממים יתר על המידה. יש להכניס קיטור רק לאחר שקיעת הסליל, כאשר אספקה ​​לשכבות סליל בודדות נשלטת על ידי מפלס הנוזל.

Q:מהם היתרונות העיקריים של צינור מפותל בכלי?
ת: התנגדות זרימה נמוכה, תעלה גדולה המתאימה למדיה צמיגה, טמפרטורת קיר אחידה, ומכלול קל משקל עם יחס חוזק לצפיפות גבוה בהשוואה לסלילי פלדה או נחושת.