Pengantar: Suara kegagalan yang akan datang

Di daerah sibuk, tekanan tinggi dari transfer panas pabrik, orang sering memeriksa efisiensi, penanganan suhu, dan kehilangan tekanan. Tapi mereka kehilangan satu poin utama. Titik ini dapat menyebabkan berhenti besar dan tiba-tiba. Ini adalah bahaya mekanis yang tenang yang disebut Fluid-Induced Vibration (FIV). Jika Anda penukar panas cangkang dan tabung membuat buzz rendah yang stabil, atau bahkan ledakan berulang atau geruk, kebisingan itu tidak normal. Ini berarti bundel tabung Anda rusak sedikit demi sedikit dari dalam. FIV membuat tabung tipis, yang merupakan bagian utama penukar panas Anda, goyang keras di dalam cangkang. Stres ini selalu menghasilkan dua hasil buruk. Salah satunya adalah kontak tabung dengan lubang baffle yang menyebabkan keausan utama. Yang lain adalah istirahat kelelahan cepat di link lembaran tabung. Di GranoKita tahu keterampilan rekayasa nyata melewati aturan panas dan menjadi kekuatan struktur. Kami memperbaiki lebih dari rencana dasar untuk menghentikan penyebab utama istirahat ini. Pandangan dekat ini akan mencakup fakta mekanis FIV. Ini juga akan menunjukkan perbaikan yang lebih baik yang mengubah penukar berisiko rusak yang bising menjadi alat jangka panjang yang stabil: Desain Baffle Helical.

Mengapa ada masalah vibrasi? Desain Cacat

Kesempatan untuk goyang berbahaya berasal dari desain Tradisional Segmental Baffle (bow-cut baffle) yang umum tetapi lemah.

1. Cacat Aliran Baffle Segmen

Sebuah gangguan’ Tugas utama memiliki dua bagian. Ini menahan tabung panjang dan tipis. Ini juga mengirim cairan sisi cangkang di atas bundel tabung untuk meningkatkan kecepatan transfer panas. Tetapi baffle segmen biasa mengubah cairan dengan cara yang mahal dalam mekanika. Dengan potongan setengah lingkaran yang besar, defler ini sering membuat jalur perubahan cairan sisi cangkang. Hal ini menyebabkan pola Cross-Flow yang berbahaya.

• Cairan harus hampir lurus melintasi (ke samping) bundel tabung sebelum berputar di baffle berikutnya.
• Penemuan aliran yang kuat dan cepat ini membuat gaya dorong mekanis besar yang memukul tabung dari sisi.

Dalam istilah sederhana, desain lama membuat cairan memukul dan mendorong tabung berulang kali, alih-alih memimpinnya dengan lancar.

2. Jalan Vortex Karman (KVS): Ketidakstabilan Aeroelastis

Cara utama kerja FIV disebut Karman Vortex Street (KVS). Ini adalah jenis ketidakstabilan aliran udara.

1. Ketika cairan melewati bentuk yang luas (seperti tabung penukar panas) pada kecepatan yang ditetapkan, cairan dapat ’ Ikuti kurva dengan baik.
2. Sebaliknya, pusaran cairan pecah satu per satu dari bagian atas dan bagian bawah tabung.
3. Pemutusan maju-balik ini membuat perubahan tekanan di seluruh tabung’ Lebar s. Ini menciptakan kekuatan angkat berulang-ulang yang bertentangan dengan jalur aliran.

Ketika kecepatan putus pusaran ini mendekati atau cocok dengan tabung’ kecepatan goyang sendiri (atau bundel’s), itu memukul resonansi. Cairan kemudian mengguncang tabung dengan kecepatan mereka sendiri. Hal ini membuat goyang jauh lebih besar dan berbahaya. Resonansi semacam itu dapat segera melewati logam’ kekuatan dan menahan batas.

3. Span yang tidak stabil: Dukungan tabung yang tidak cukup

Alasan lain untuk FIV adalah batas dari celah baffle. Tabung membutuhkan dukungan sering untuk menjaga kecepatan goyang mereka tinggi (yaitu, tegas). Tapi celah harus cukup luas untuk memotong kerugian tekanan sisi cangkang.

• Dalam rencana bingung segmen, tabung mendapatkan dukungan hanya di tempat-tempat yang luas.
• Panjang tabung terbuka antara baffles, rentang bebas, bekerja seperti senar gitar. String yang lebih panjang dan lebih tipis memiliki kecepatan goyang yang lebih rendah. Hal ini memudahkan pemutusan pusaran kecepatan rendah (KVS) untuk memulai resonansi.

Jika celah bingung (span tabung) terlalu luas, tabung dapat bergetar keras dengan gerakan besar. Hal ini mengarah ke pemotongan mekanis.

Kerusakan sekunder: Biaya yang sebenarnya dari getaran

FIV tidak sering menyebabkan istirahat instan. Kerusakannya membangun dan menyakiti seiring waktu. Ini muncul dalam dua jenis istirahat utama yang mahal.

1. Fraktur kelelahan di Lembar Tabung

Tempat biasa untuk istirahat utama adalah hubungan antara tabung penukar panas dan lembaran tabung.

• Saat tabung goyang di dalam cangkang, titik tekanan atas adalah gabungan tetap di sisi lembaran tabung.
• Bending konstan (flex) dari logam tabung menempatkan bahan di bawah beban kelelahan banyak siklus.
• Setelah waktu, sering bulan atau minggu dalam resonansi buruk, retakan kecil dimulai dan tumbuh melalui dinding tabung. Hal ini menyebabkan cepat, keras kelelahan snap (potongan tabung) tepat di sisi lembaran tabung. Itu langsung melemahkan tabung. Hal ini menyebabkan campuran cepat dari cairan sisi cangkang ke sisi tabung dan berhenti sistem.

2. Fretting dan Abrasive Wear (Kebocoran Abrasi)

Di bagian tengah bundel tabung, goyang keras membuat tabung menggosok cepat terhadap tepi lubang baffle segmen.

• Gosok yang stabil dan cepat ini mengambil bahan dari dinding tabung dan lubang baffle. Prosesnya adalah fretting wear atau scratch.
• Tabung penukar panas sering tipis (di bawah dinding 1,5 mm). Penggosok ulang ini segera memotong alur di dinding pipa.
• Ketika potongan melewati kedalaman kunci, dinding tabung gagal. Ini membawa kebocoran goresan dan campuran. Kerusakan seperti itu sering membutuhkan memblokir banyak tabung. Ini memotong exchanger’ S bekerja banyak.

Dalam pekerjaan yang membutuhkan transfer panas jangka panjang yang stabil, tujuan utama produk Grano, cara istirahat FIV ini berarti terlalu banyak risiko dan pekerjaan pemeliharaan.

yang Grano Solusi Anti-getaran: Helical Baffles (Teknologi Aliran Spiral)

Grano melihat titik lemah dasar dalam baffle segmen. Jadi kami menggunakan teknologi yang lebih baik untuk memberikan Shell-and-Tube Heat Exchangers dengan Helical Baffles (juga disebut penukar aliran spiral). Ini adalah pilihan yang lebih baik untuk pekerjaan yang berisiko goyang. Pembangunan khusus memperbaiki FIV bukan dengan menguranginya, tetapi dengan menghentikan penyebab utama.

1. Mengubah Regime Aliran: Drive Spiral Longitudinal

Bagian atas dari rencana deflector helical adalah bagaimana mengubah aliran sisi cangkang dari aliran silang berbahaya menjadi aliran spiral sepanjang tabung (helical).

• Alih-alih membuat cairan melewati tabung berulang kali, deflector heliks memimpin cairan di sebelah tabung. Ini mengikuti jalur spiral yang dekat dari satu ujung cangkang ke ujung yang lain.
• Cara aliran ini memotong bagian aliran yang cepat dan lurus yang membuat pusaran Karman yang kuat.
• Dengan mengubah daya cairan ke gerakan depan daripada pukulan sisi, dorongan mekanis pada bundel tabung hampir hilang. Hal ini memastikan kerja yang stabil dan tidak goyang.

2. Dukungan Tabung Komprehensif dan Kontinuus

Bentuk deflector heliks memberikan penahanan mekanis yang jauh lebih baik daripada pelat segmen yang tersebar.

• Bagian heliks memberikan garis sentuh setengah stabil sepanjang bundel tabung’ panjang s.
• Rencana ini memotong rentang bebas tabung nyata banyak. Ini membuat tabung lebih kuat dan meningkatkan kecepatan goyang mereka banyak.
• Dengan mengangkat kecepatan goyang melewati kisaran kecepatan pusaran putus, bundel tabung tetap aman dari resonansi FIV. Itu tabung mendapatkan “ dipegang ketat, ” menghentikan goyang besar yang menyebabkan gusuk dan kelelahan.

3. Informasi DukunganManfaat Ganda

Pembangunan cerdas dari rencana heliks memberikan keuntungan dua bagian yang kuat. Ini memperbaiki kepercayaan dan biaya berjalan segera.

1. Penghapusan getaranFIV dipotong dengan membangun. Hal ini memastikan kepercayaan jangka panjang yang lebih baik dan memotong kebutuhan untuk blok tabung atau pertukaran yang mahal.
2. Pengurangan Penurunan Tekanan: Dengan mengubah kasar, start-stop cross-flow (yang membuat blok aliran tinggi) menjadi aliran spiral yang merata dan halus, rencana heliks memotong gosok dan kasar banyak. Granofacts menunjukkan rencana deflector helikal dapat mengurangi penurunan tekanan hingga 70% dari rencana segmen biasa melakukan pekerjaan panas yang sama.

Ini berarti unit deflector helikal Grano bertahan lebih lama dan membutuhkan daya pompa yang lebih sedikit. Ini berubah menjadi hemat energi nyata dan biaya berjalan yang lebih rendah di atas penukar ’ kehidupan.

Upgrade Struktur, Menghilangkan Risiko

Fluid-Induced Vibration bukanlah bagian yang harus dimiliki dari penukar panas. Ini adalah cara istirahat mekanis yang dibangun dalam rencana lama. Menggunakan baffle segmen pemeliharaan tinggi berarti mengambil kesempatan berhenti mahal, kebisingan yang stabil, dan istirahat tabung besar terakhir. Jika pabrik Anda memiliki kebisingan penukar panas, penggunaan energi pompa yang tinggi, dan tabung yang sering mahal gagal, saatnya untuk berhenti memperbaiki masalah dan memperbaiki penyebab pembangunan. Grano berfokus pada perbaikan yang direncanakan yang meningkatkan efisiensi dan memastikan struktur umur panjang. Dengan beralih dari baffle segmen yang lemah ke bangunan Helical Baffle yang lebih baik, Anda mendapatkan lebih dari penukar panas. Anda menempatkan uang dalam bertahun-tahun kerja transfer panas yang stabil, tenang, dan hemat energi. Hubungi kami tim rekayasa kami hari ini untuk memeriksa rencana cangkang dan tabung Anda saat ini dan belajar bagaimana perbaikan helis Grano dapat menghentikan pembunuh tersembunyi di sistem Anda.

FAQ (Pertanyaan umum)

T: Apakah Fluid-Induced Vibration (FIV) adalah masalah umum, atau hanya mempengaruhi penukar panas yang diproduksi dengan buruk?

A: FIV adalah risiko bawaan di hampir semua penukar panas cangkang dan tabung dengan baffle segmen biasa, bahkan yang dibuat dengan baik. Risiko berasal dari campuran kecepatan aliran berjalan, berat cairan, dan kecepatan goyang tabung. Jika kecepatan aliran sisi cangkang melewati titik kunci, goyang terjadi, tidak peduli kualitas las. Itulah sebabnya mengapa Grano menyarankan rencana Helical Baffle untuk pekerjaan cairan berkecepatan tinggi atau berat tinggi.

T: Desain Helical Baffle terdengar lebih efisien. Mengapa’ t itu standar industri sudah?

A: Alasan utama adalah membuat masalah. Biasanya baffle segmen biasa, pelat datar yang mudah dipotong dan disatukan. Helical baffles membutuhkan roll khusus, line-up, dan membangun cara untuk mendapatkan bentuk spiral yang tepat untuk aliran yang lancar. Biaya pertama lebih tinggi. Tetapi Grano berpikir pekerjaan yang lebih baik, ciri-ciri pasti tidak goyang, dan menunjukkan hemat energi jangka panjang dari penurunan tekanan hingga 70% membuat TCO Helical Baffle (Total Cost of Ownership) jauh lebih baik daripada rencana biasa.

T: Jika saya curiga penukar panas saya saat ini memiliki masalah FIV, apa langkah pertama yang harus saya ambil?

A: Langkah pertama dan kunci adalah melakukan pemeriksaan shake pro. Ini berarti mengukur ukuran dan kecepatan tabung goyang dan mencocokkan kecepatan pemutusan (dari aliran) dengan tabung’ S angka kecepatan goyang. Jika resonansi menunjukkan, perbaikan pendek sering memotong laju aliran sisi cangkang (dan begitu kapasitas). Perbaikan yang panjang dan tahan lama dari Grano adalah menukar bundel tabung biasa dengan bundel tabung Helical Baffle yang lebih baik yang menghentikan kekuatan dorong penuh.