Isı Değiştiricisi Tüp Sızıntılarının Önlenmesi için Rehber

Endüstriyel imalatın karmaşık dünyasında, genellikle göz ardı edilen bir süreç, ekipman bütünlüğünü korumada ve felaketlere yol açabilecek arızaları önlemede hayati bir rol oynar. Boru genleşmesi veya yaygın olarak bilinen adıyla "boru haddeleme", ısı eşanjörü ve kazan yapımının görünmeyen kahramanını temsil eder.

Boru genleşmesi, boruları büyütmekten çok daha fazlasıdır. Bu soğuk şekillendirme işlemi, metal boruların oda sıcaklığında hassas mekanik deformasyonu yoluyla, borular ve boru plakaları arasında güvenli, sızdırmaz bağlantılar oluşturmayı içerir. Bu bağlantılar, dünya çapındaki enerji santrallerinde, kimyasal işleme tesislerinde ve rafinerilerde bulunan kritik endüstriyel ekipmanların omurgasını oluşturur.

Tipik bir ısı eşanjörünün çalışma ortamını düşünün: aşırı sıcaklıklar, yüksek basınçlar ve aşındırıcı ortamlar sürekli olarak sistem bütünlüğüne meydan okur. Düzgün bir şekilde genleştirilmiş bir boru bağlantısı aynı anda şunları sağlamalıdır:

• Olağanüstü çekme dayanımı iç basınçlara dayanmak için
• Mükemmel sızdırmazlık tehlikeli sızıntıları önlemek için
• Korozyon direnci uzun süreli güvenilirlik için
• Bakım kolaylığı pratik servis için

Optimum boru genleşmesi elde etmek, çoklu teknik parametrelerin dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir. Her faktör, nihai bağlantının performansına ve uzun ömürlülüğüne katkıda bulunur.

Pürüzsüz, düzgün bir şekilde işlenmiş bir boru deliği yüzeyi, bileşenler arasındaki temas alanını ve sürtünmeyi önemli ölçüde iyileştirir. Yüzey pürüzlülüğü, sızdırmazlık kabiliyetini ve bağlantı mukavemetini doğrudan etkiler.

Hassas işlenmiş oluklar, mekanik kilitleme gibi davranarak çekme direncini önemli ölçüde artırır. Ancak, uygunsuz oluk geometrisi, boru plakası bütünlüğünü tehlikeye atan gerilim yoğunlaşmaları yaratabilir.

Girişim geçmesi - genleştirilmiş boru çapı ile delik boyutu arasındaki fark - dikkatlice kontrol edilmelidir. Yetersiz girişim sızıntılara yol açarken, aşırı deformasyon bileşen hasarı riski taşır.

Bitişik boru delikleri arasındaki mesafe (bağlantı genişliği), hem yapısal mukavemeti hem de malzeme verimliliğini etkiler. Uygun tasarım, boru boyutlarına ve çalışma koşullarına bağlı olarak bu birbiriyle çelişen gereksinimleri dengeler.

Duvar kalınlığı, genleşme sonrası artık gerilmeleri belirler. İnce duvarlar yetersiz bağlantı mukavemeti sağlayabilirken, kalın duvarlar genleşme zorluğunu artırır ve boru yırtılması riskini artırır.

Soğuk şekillendirme sırasında temel malzeme sertliği ve iş sertleşme eğilimleri, genleşme kuvveti gereksinimlerini ve nihai bağlantı özelliklerini önemli ölçüde etkiler.

Hassas çap kontrolü, borular ve delikler arasında uygun ilk uyumu sağlayarak, düzensiz genleşmeyi veya yerleştirme zorluklarını önler.

Farklı alaşımlar, özel genleşme teknikleri gerektirir. Örneğin, paslanmaz çelikler, belirgin iş sertleşme davranışları nedeniyle dikkatli kontrol gerektirir.

Operatörler, genleşme işlemini kontrol etmek için tork izleme veya nihai duvar kalınlığı ölçümü kullanabilirler; her biri hassasiyet ve uygulama karmaşıklığında farklı avantajlar sunar.

Uygulamaya özel ihtiyaçlar, genleşme parametrelerini belirler. Yüksek basınçlı hizmet, kolayca bakımı yapılabilen bağlantılardan daha fazla girişim gerektirir.

Daha uzun genleştirilmiş kesitler, bağlantı mukavemetini artırır, ancak aynı zamanda üretim zorluğunu ve maliyetini de artırır. Optimum uzunluk, bu faktörleri dengeler.

Boru ve boru plakası malzemeleri arasındaki galvanik uyumluluk, uzun süreli güvenilirlik için kritik bir husus olan aşındırıcı bozulmayı önler.

19. yüzyıl buhar motoru yapımındaki kökenlerinden günümüzün sofistike otomatik sistemlerine kadar, boru genleşmesi sürekli olarak geliştirilmiştir. 20. yüzyılın ortaları, endüstrilerdeki ısı eşanjörü uygulamalarındaki hızlı büyümeyi destekleyen yenilikleri yönlendiren özel araç üreticilerinin ortaya çıkışına tanık oldu.

Temelinde, boru genleşmesi, dikkatlice kontrol edilen bir plastik deformasyon sürecini temsil eder. Genleşme araçları, boru malzemesini kalıcı olarak deforme ederken, boru plakası yalnızca elastik deformasyona uğrar. Bu farklı davranış, boruların kendilerinden daha yüksek akma dayanımına sahip boru plakası malzemeleri gerektirir.

Genleşme sonrası boru boyutlarının doğru tahmini, uygun bağlantı oluşumunu sağlar. Temel hesaplama şunları içerir:

Burada:
D = Teorik genleşmiş iç çap
D1 = Başlangıç boru iç çapı
D2 = Boru deliği çapı
D3 = Başlangıç boru dış çapı
Sp = Boru duvar kalınlığı

Yüzde aralığı (%2-12), genleşme sırasında duvar incelmesini temsil eder; hafif genleşme %2-6 ve ağır genleşme %7-12'dir. Bu formül teorik rehberlik sağlarken, optimum sonuçlar için pratik deneyim esastır.

Modern genleşme araçları, yüksek mukavemetli, aşınmaya dayanıklı alaşımlı çelikten yapılmış dört ana bileşenden oluşur:

• Mil: Genleşmeyi sağlayan dönen konik şaft
• Rulolar: Genleşme kuvveti oluşturmak için boru duvarına temas eder
• Tutucu: İşlem sırasında bileşen hizalamasını korur
• Durma Yakası: Genleşme derinliğini kontrol eder

Hiçbir tek genleşme yöntemi tüm uygulamalara uygun değildir. Yüksek basınçlı hizmetler, kolayca bakımı yapılabilen sistemlerden farklı yaklaşımlar gerektirir. Uygun seçim, operasyonel gereksinimlerin ve malzeme özelliklerinin kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını gerektirir.

Endüstri 4.0 teknolojileri, akıllı, kendi kendine ayarlanan sistemler ve otomatik üretim hatları aracılığıyla boru genleşmesini dönüştürmektedir. Bu gelişmeler, daha önce görülmemiş bir tutarlılık vaat ederken, işgücü gereksinimlerini ve insan hatalarını azaltmaktadır.

Endüstriyel ekipmanlar performans sınırlarını zorlamaya devam ettikçe, mütevazı boru genleşme süreci, sayısız kritik uygulamada güvenli, güvenilir çalışmayı sağlamak için vazgeçilmez olmaya devam edecektir.