Per soddisfare gli elevati requisiti dei clienti in termini di pressione dell'acqua e pressione dell'aria nella progettazione ditubi di riscaldamento elettrico flangiati,È necessaria un'ottimizzazione completa che tenga conto di più dimensioni, come la selezione dei materiali, la progettazione strutturale, il processo di produzione e la verifica delle prestazioni. Il piano specifico è il seguente:
1,Selezione del materiale: migliorare la resistenza alla compressione e la sigillatura delle fondamenta
1. Selezione dei materiali principali delle tubazioni
Per condizioni di lavoro ad alta pressione (pressione dell'acqua) si preferiscono materiali ad alta resistenza e resistenti alla corrosione.≥10 MPa o pressione dell'aria≥6 MPa), come ad esempio:
Acciaio inossidabile 316L (resistente ai fluidi corrosivi generali, resistenza alla compressione)≥520 MPa);
Incoloy 800 (resistente alle alte temperature, alle alte pressioni e all'ossidazione, adatto per ambienti con vapore ad alta temperatura, limite di snervamento≥240 MPa);
Lega di titanio/lega Hastelloy (per fluidi altamente corrosivi e ad alta pressione, come acqua di mare e soluzioni acido-base).
Lo spessore della parete del tubo viene calcolato secondo gli standard GB/T 151 Heat Exchanger o ASME BPVC VIII-1, garantendo un margine di spessore della parete di≥20% (ad esempio calcolando lo spessore della parete + fattore di sicurezza 0,5 mm quando la pressione di esercizio è 15 MPa).
2. Abbinamento flangia e guarnizione
Tipo di flangia: in scenari ad alta pressione, vengono utilizzate flange con saldatura a collo (WNRF) o flange integrali (IF) e la superficie di tenuta è selezionata come a mortasa e tenone (TG) o giunto ad anello (RJ) per ridurre il rischio di perdite della superficie di tenuta.
Guarnizione di tenuta: scegliere una guarnizione avvolta in metallo (con anelli interni ed esterni) (resistenza alla pressione≤25 MPa) o guarnizione ad anello metallico ottagonale (alta pressione e alta temperatura, resistenza alla pressione≥40 MPa) in base alle caratteristiche del fluido. Il materiale della guarnizione è compatibile con il materiale del tubo (ad esempio, guarnizione in 316L con flangia in 316L).
2,Progettazione strutturale: rafforzamento della pressione e dell'affidabilità
1. Ottimizzazione della struttura meccanica
Progettazione della curvatura: evitare la curvatura ad angolo retto e utilizzare un raggio di curvatura ampio (R≥3D, D è il diametro del tubo) per ridurre la concentrazione delle sollecitazioni; quando si dispongono più tubi, questi vengono distribuiti simmetricamente per bilanciare le forze radiali.
Struttura di rinforzo: aggiungere anelli di supporto (spaziatura≤1,5 m) o aste di posizionamento centrali integrate nel lungo rettilineotubo di riscaldamento per impedire la deformazione del corpo del tubo sotto alta pressione; la sezione di collegamento tra la flangia e il corpo del tubo adotta una zona di transizione ispessita (saldatura a scanalatura gradiente) per migliorare la resistenza allo strappo del cordone di saldatura.
2. Progettazione della tenuta e della connessione
Processo di saldatura: il corpo del tubo e la flangia vengono saldati a penetrazione completa (ad esempio saldatura TIG + filo di riempimento) e dopo la saldatura vengono eseguiti test a raggi X (RT) o test di penetrazione (PT) al 100% per garantire che il cordone di saldatura sia privo di pori e crepe;
Supporto all'espansione: il tubo di scambio termico è collegato alla piastra tubiera mediante un doppio processo di espansione idraulica e saldatura di tenuta. La pressione di espansione è≥il doppio della pressione di esercizio per evitare perdite di fluido dai fori della piastra tubiera.
3,Processo di fabbricazione: controllo rigoroso dei difetti e della coerenza
1. Controllo della precisione della lavorazione
Il taglio del tubo adotta il taglio laser/CNC, con perpendicolarità della faccia finale≤0,1 mm; rugosità della superficie di tenuta della flangia≤Ra1.6μ m, errore di distribuzione uniforme del foro del bullone≤0,5 mm, garantendo una forza uniforme durante l'installazione.
Riempimento in polvere di ossido di magnesio: utilizzando la tecnologia di compattazione a vibrazione, densità di riempimento≥2,2 g/cm³, per evitare il surriscaldamento locale o il guasto dell'isolamento causato da sezioni cave (resistenza di isolamento≥100 milioniΩ/500V).
2. Stress test e convalida
Test pre-fabbrica:
Prova idrostatica: la pressione di prova è 1,5 volte la pressione di esercizio (ad esempio 10 MPa di pressione di esercizio e 15 MPa di pressione di prova) e non si verifica alcuna caduta di pressione dopo averla mantenuta per 30 minuti;
Prova di pressione (applicabile ai mezzi gassosi): la pressione di prova è 1,1 volte la pressione di esercizio, combinata con il rilevamento delle perdite mediante spettrometria di massa dell'elio, con un tasso di perdita di≤1 × 10 ⁻⁹mbar· L/s.
Prove distruttive: il campionamento viene utilizzato per le prove di pressione di esplosione e la pressione di esplosione deve essere≥3 volte la pressione di esercizio per verificare il margine di sicurezza.
4,Adattamento funzionale: per far fronte a condizioni di lavoro complesse
1. Compensazione della dilatazione termica
Quando la lunghezza diil tubo di riscaldamento is ≥2m o la differenza di temperatura è≥100°C, è necessario installare un giunto di dilatazione a forma d'onda o una sezione di collegamento flessibile per compensare la deformazione termica (quantità di espansioneΔ L=α L Δ T, doveα è il coefficiente di dilatazione lineare del materiale) ed evitare guasti alla superficie di tenuta della flangia causati da stress da differenza di temperatura.
2. Controllo del carico superficiale
I fluidi ad alta pressione (in particolare i gas) sono sensibili al surriscaldamento locale e richiedono una riduzione del carico superficiale (≤8W/cm²). Aumentando il numero o il diametro ditubo di riscaldamentos, disperdendo la densità di potenza e prevenendo la formazione di calcare o lo scorrimento del materiale (come il carico superficiale≤6W/cm² durante il riscaldamento a vapore).
3. Progettazione della compatibilità dei media
Per fluidi ad alta pressione contenenti particelle/impurità, uno schermo filtrante (con una precisione di≥100 mesh) o una copertura di guida deve essere installata all'ingresso di il tubo di riscaldamento per ridurre l'erosione; I supporti corrosivi richiedono un ulteriore trattamento di passivazione/spruzzatura della superficie (come il rivestimento in politetrafluoroetilene, resistenza alla temperatura≤260°C).
5,Design standard e personalizzato
Fornire report sui materiali, qualificazione delle procedure di saldatura (PQR) e report sui test di pressione in conformità con gli standard nazionali (GB 150 "Recipienti a pressione", NB/T 47036 "Elementi riscaldanti elettrici") o con gli standard internazionali (ASME BPVC, PED 2014/68/UE).
Per soddisfare le esigenze specifiche dei clienti (come il riscaldamento ad alta pressione per apparecchiature di testa pozzo API 6A e il riscaldamento resistente alla pressione in acque profonde), collaboriamo con i clienti per simulare le condizioni di lavoro (come l'analisi degli elementi finiti della distribuzione delle sollecitazioni e l'ottimizzazione del campo di flusso CFD) e personalizzare le specifiche delle flange (come flange filettate speciali e materiali resistenti allo zolfo).
riassumere
Attraverso l'ottimizzazione completa del processo di "garanzia di resistenza del materiale→progettazione della resistenza al carico strutturale→controllo della precisione di produzione→test e verifica a circuito chiuso", iltubo di riscaldamento elettrico flangiato può garantire un funzionamento affidabile in condizioni di alta tensione. L'obiettivo principale è bilanciare la capacità di sopportare la pressione, le prestazioni di tenuta e la stabilità a lungo termine, tenendo conto delle caratteristiche del fluido del cliente (temperatura, corrosività, portata) per una progettazione mirata, soddisfacendo in definitiva il requisito del margine di sicurezza per la pressione dell'acqua/pressione dell'aria.≥1,5 volte i parametri di progettazione.
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Data di pubblicazione: 09-05-2025
